Микробиота кишечника и её функции¶

Микробиота кишечника — совокупность микроорганизмов (бактерий, архей, грибов, вирусов и простейших), населяющих желудочно-кишечный тракт человека и животных. Общая масса микробиоты толстой кишки взрослого человека оценивается в 1–2 кг, а число микробных клеток сопоставимо с числом собственных клеток организма. Формируется с рождения и остаётся относительно стабильной у взрослого, меняясь под влиянием питания, возраста, заболеваний и приёма антибиотиков.

¶Состав

Основу микробиоты составляют бактерии нескольких типов, среди которых доминируют:

• Bacteroidetes и Firmicutes — до 90 % всех микроорганизмов;
• Actinobacteria (в том числе бифидобактерии);
• Proteobacteria;
• Verrucomicrobia.

Типовой состав индивидуален: у разных людей совпадает лишь 10–30 % видов. Соотношение основных групп (например, Bacteroidetes/Firmicutes) связывают с характером питания и метаболическим статусом.

¶Формирование

В утробе матери кишечник обычно стерилен. Первичная колонизация происходит при родах и в первые месяцы жизни. Грудное вскармливание способствует преобладанию бифидобактерий за счёт олигосахаридов молока. К 2–3 годам микробиота приобретает состав, близкий к взрослому. У пожилых людей снижается разнообразие и растёт доля условно-патогенных форм.

¶Функции

¶Метаболическая

Микробиота расщепляет пищевые волокна, которые не перевариваются ферментами хозяина, до короткоцепочечных жирных кислот — ацетата, пропионата и бутирата. Они служат источником энергии для клеток эпителия, регулируют pH среды и влияют на липидный и углеводный обмен. Бактерии также участвуют в синтезе витаминов (K, группы B) и в превращениях желчных кислот.

¶Защитная

Нормальная микрофлора препятствует заселению кишечника патогенами через конкуренцию за питательные вещества и места прикрепления, а также путём выработки бактериоцинов и органических кислот. Она участвует в поддержании барьерной функции слизистой оболочки.

¶Иммунная

Кишечник — крупнейший иммунный орган. Микробиота стимулирует созревание иммунной системы, способствует формированию лимфоидной ткани и балансу между провоспалительными и регуляторными реакциями. Нарушение этого взаимодействия связывают с аллергиями, воспалительными и аутоиммунными заболеваниями.

¶Нейроэндокринная

Микроорганизмы синтезируют нейроактивные соединения (серотонин, дофамин, гамма-аминомасляную кислоту) и влияют на ось «кишечник — мозг» через блуждающий нерв, иммунные и метаболические сигналы. Это направление активно изучается, но многие механизмы остаются гипотетическими.

¶Нарушения

Дисбиоз — изменение состава и функций микробиоты — связывают с антибиотикотерапией, воспалительными заболеваниями кишечника, ожирением, диабетом 2-го типа и некоторыми неврологическими расстройствами. Прямая причинно-следственная связь установлена не для всех случаев.

¶Методы изучения

Традиционный посев на питательные среды уступает место молекулярным методам: секвенированию гена 16S рРНК, метагеномике и метаболомике. Они позволяют оценивать состав и функциональный потенциал сообщества без культивирования большинства видов.

¶Практическое значение

На микробиоту воздействуют пробиотики (живые микроорганизмы), пребиотики (вещества, стимулирующие их рост) и трансплантация фекальной микробиоты, применяемая при инфекции Clostridioides difficile. Диета с высоким содержанием клетчатки поддерживает разнообразие микробиоты.