Когато мислим за бактерии, обикновено се сещаме за неприятни неща като кухини, инфекции и болести. В действителност отношенията ни с микробите са далеч по-сложни и интересни. Микроорганизмите процъфтяват в телата ни, както отвътре, така и отвън, и се развиват заедно с хората в продължение на хиляди години като основни партньори в здравето и болестите.

диетата

Чревна микробиота: Светът отвътре

Около 100 трилиона микроби живеят в стомашно-чревния тракт на човека, най-големият интерфейс между тялото (200-400 м2) и външната среда. Това събрание, известно като чревна микробиота, съдържа предимно бактерии (между 500 и 1000 вида), но също така и вируси, гъбички и протозои. Учените са идентифицирали голям набор от уникални бактериални гени ( микробиом ), което надвишава с повече от 100 пъти броя на гените (23 000), които съставляват човешкия геном (1) Ето защо чревният микробиом се счита за наш „втори геном“.

Съставът на чревните бактерии се унаследява при раждането, но след това е силно повлиян от фактори на начина на живот (диета, упражнения, стрес, излагане на околната среда) (2). Всеки индивид има уникална комбинация от видове, повечето от които безвредни и някои потенциално вредни, които определят симбиотична връзка, която е жизненоважна за нормалното здраве.

Чревна микробиота в здравето

Основните предимства на нормалната чревна флора включват регулиране на производството и употребата на енергия, защита срещу патогени, модулиране на имунния отговор на гостоприемника и запазване целостта на чревните клетки (3).

Чревните бактерии произвеждат ензими, които подпомагат разграждането и усвояването на храните. Бактериалните ензими помагат за разграждането на протеините до абсорбиращи се аминокиселини и улесняват производството и транспорта на витамини и минерали в кръвта, за да бъдат разпределени в клетките. Важно е, че дебелочревните бактерии са отговорни за ферментацията на несмилаеми диетични полизахариди (фибри) и, в по-малка степен, също протеини, в мастни киселини с къса верига (SCFA) като ацетат, бутират и пропионат. Бактериалните SCFA индуцират секрецията на инсулин, като по този начин помагат за поддържане на гликемията с течение на времето и насърчават ситостта чрез активиране на хормонален секрет в специализирани ентероендокринни (L) клетки. SCFA се използват и като гориво от бактерии на дебелото черво; по време на дефицит на диетични фибри, те се хранят вместо това със защитни муцини, секретирани от чревни клетки, което води до ерозия на слузната бариера (4).

Разнообразната и балансирана чревна флора предотвратява колонизацията от патогенни бактерии и вируси, които увреждат чревния епител и предизвикват възпаление. Той също така предпазва от токсини в околната среда (прах, прашец, химикали), като задейства имунни реакции, за да неутрализира техните ефекти (5).

Чревна микробиота при болест

Дисбиоза (или дисбактериоза) се отнася до промяната в състава на микробните популации в тялото и е характерна черта на много метаболитни заболявания (6). Честа причина за дисбиоза е разпространението на „западна диета“ с високо съдържание на мазнини/захар и заседнал начин на живот (виж по-долу).

Антибиотиците също могат да променят баланса на бактериалните популации в червата. Повечето конвенционални антибиотици безразборно убиват или предотвратяват растежа както на патогенни, така и на полезни микроби, благоприятствайки разширяването на опортюнистични патогени (7) .

От известно време е известно, че промените в чревната микробиота могат да повлияят на метаболизма и ефективността на терапевтичните лекарства (8). Последните доказателства сега показват, че неантибиотичните лекарства също могат да възпрепятстват растежа на някои бактериални щамове и да улеснят антибиотичната резистентност (9).

Дисбиозата на чревната микробиота е свързана с чревни разстройства като възпалително заболяване на червата, синдром на раздразнените черва (IBS), целиакия и екстра-чревни разстройства, включително автоимунни състояния (автоимунен хепатит, диабет тип 1, спондилоартрит, множествена склероза и ревматоиден артрит) ), алергия, астма, метаболитен синдром, сърдечно-съдови заболявания, затлъстяване и рак. Ракът на дебелото черво, например, е свързан с протеинова ферментация от патогенни бактерии след прекомерна консумация на червени меса (10, 11).

За експертна представа за чревната микробиота и възпалението, чуйте ВРЪЗКАТА ЗА ИНФЕКЦИЯ И ТЕЧНОТО ЧРЕВО С МАРКАТА EVAN

Чревна микробиота, системно възпаление и затлъстяване

Може би най-прекият пример за влиянието на чревната дисбиоза върху човешките заболявания се намира при затлъстяването. Диетата с високо съдържание на мазнини/въглехидрати неблагоприятно променя чревния микробен състав, което води до повишена чревна пропускливост. Това улеснява прехвърлянето в кръвта на бактериални липополизахариди (LPS, наричан още ендотоксин ), основният гликолипиден компонент на външната мембрана на грам-отрицателни бактерии, които съставляват

70% от общите бактерии в червата. Това причинява метаболитна ендотоксемия, състояние, характеризиращо се с провъзпалителна и прооксидантна среда, често наблюдавано при затлъстяване, което е резултат от медиирано от ендотоксин активиране на Toll-подобен рецептор 4 (TLR4) на повърхността на имунните клетки и други клетъчни типове (напр. скелетни мускули, адипоцити и чернодробни клетки) (12, 13).

Как диетата оформя микробиотата на човешките черва

При здрави индивиди чревната микробиота е доминирана от две бактериални линии (phyla), т.е. Bacteroidetes и Firmicutes, които се конкурират за споделени хранителни ресурси (14).

Пребиотиците и пробиотиците обикновено се използват за модулиране на състава на бактериалните съобщества в червата. Пребиотичните фибри присъстват в няколко храни като пълнозърнести храни, плодове, кореноплодни зеленчуци и бобови растения и се използват за насърчаване на растежа на полезни бактерии. Пробиотиците се състоят от живи бактерии и дрожди и се намират във ферментирали храни като кисело мляко, кефир, кисело зеле и темпе. Те се използват за лечение на диария, запек и някои чревни разстройства и за попълване на чревната флора след употреба на антибиотици (17).

Подхранвайте червата си

Както видяхте, балансираната чревна флора помага да се осигури адекватно храносмилане, асимилация, защита и възстановяване на силна имунна система. Ползите от него обаче далеч надхвърлят. В бъдещи блогове ще обсъдим как храненето, физическата активност и упражненията могат да помогнат за създаването на оптимална среда на чревната микробиота и как това се променя в хода на хроничното заболяване.

Изведете практиката си по физикална терапия на следващото ниво с функционално хранене за хронична болка, напълно акредитиран курс за CEU!

ПРЕПРАТКИ:

1- Pasolli, E., Asnicar, F., Manara, S., Zolfo, M., Karcher, N., Armanini, F., ... & Collado, M. C. (2019). Широко неизследвано разнообразие от човешки микробиоми, разкрито от над 150 000 генома от метагеноми, обхващащи възрастта, географията и начина на живот. Клетка, 176 (3), 649-662.

2- Ротшилд, Д., Вайсброд, О., Баркан, Е., Курилшиков, А., Корем, Т., Зееви, Д., ... & Шило, С. (2018). Околната среда доминира над генетиката на гостоприемника при оформянето на човешката чревна микробиота. Природа, 555 (7695), 210.

3- Четби, Е. и Джудж, Н. (2017). Въведение в микробиотата на човешките черва. Биохимичното списание, 474 (11), 1823–1836. doi: 10.1042/BCJ20160510

4- Koh, A., De Vadder, F., Kovatcheva-Datchary, P., & Bäckhed, F. (2016). От диетични фибри до физиология на приемника: мастни киселини с къса верига като ключови бактериални метаболити. Клетка, 165 (6), 1332-1345.

5- Bäumler, A. J., & Sperandio, V. (2016). Взаимодействия между микробиотата и патогенните бактерии в червата. Природа, 535 (7610), 85–93. doi: 10.1038/nature18849

6- Gagliardi, A., Totino, V., Cacciotti, F., Iebba, V., Neroni, B., Bonfiglio, G., ... & Schippa, S. (2018). Възстановяване на екосистемата на микробиотата на червата. Международно списание за екологични изследвания и обществено здраве, 15 (8), 1679.

7- Франсино М. П. (2016). Антибиотици и микробиом на човешките черва: Дисбиози и натрупване на съпротивления. Граници в микробиологията, 6, 1543. doi: 10.3389/fmicb.2015.01543

8- Enright, E. F., Gahan, C. G., Joyce, S. A., & Griffin, B. T. (2016). Влиянието на чревната микробиота върху лекарствения метаболизъм и клиничните резултати. Списание за биология и медицина в Йейл, 89 (3), 375–382.

9- Maier, L., Pruteanu, M., Kuhn, M., Zeller, G., Telzerow, A., Anderson, E. E., ... Typas, A. (2018). Широко въздействие на неантибиотични лекарства върху човешките чревни бактерии. Nature, 555 (7698), 623–628. doi: 10.1038/nature25979

10 - Singh, B., Qin, N., & Reid, G. (2015). Регулиране на микробиома на автоимунни заболявания, заболявания на червата и черния дроб. Цели за възпаление и алергия - наркотици (Предишни цели за лекарства - възпаление и алергия), 14 (2), 84-93.

11 - Carding, S., Verbeke, K., Vipond, D. T., Corfe, B. M., & Owen, L. J. (2015). Дисбиоза на чревната микробиота при заболяване. Микробна екология в здравето и болестите, 26, 26191. doi: 10.3402/mehd.v26.26191

12- Cani, P. D., Amar, J., Iglesias, M. A., Poggi, M., Knauf, C., Bastelica, D., ... & Waget, A. (2007). Метаболитната ендотоксемия инициира затлъстяване и инсулинова резистентност. Диабет, 56 (7), 1761-1772.

13- Boutagy, N. E., McMillan, R. P., Frisard, M. I., & Hulver, M. W. (2015). Метаболитна ендотоксемия със затлъстяване: Реална ли е и релевантна ли е. Biochimie, 124, 11–20. doi: 10.1016/j.biochi.2015.06.020

14 - Clarke, S. F., Murphy, E. F., Nilaweera, K., Ross, P. R., Shanahan, F., O’Toole, P. W., & Cotter, P. D. (2012). Чревната микробиота и нейната връзка с диетата и затлъстяването: нови прозрения. Чревни микроби, 3 (3), 186–202. doi: 10.4161/gmic.20168

15- Fischbach, M. A., & Sonnenburg, J. L. (2011). Хранене за двама: как метаболизмът установява междувидови взаимодействия в червата. Клетъчен гостоприемник и микроб, 10 (4), 336–347. doi: 10.1016/j.chom.2011.10.002

16- Rizzatti, G., Lopetuso, L. R., Gibiino, G., Binda, C., & Gasbarrini, A. (2017). Протеобактерии: Общ фактор при човешките заболявания. BioMed international international, 2017, 9351507. doi: 10.1155/2017/9351507

17 - Роберфроид, М. Б. (2000). Пребиотици и пробиотици: функционални храни ли са ?. Американското списание за клинично хранене, 71 (6), 1682S-1687S.