Чревна микрофлора: определение, състав, функции и значение за здравето

Чревната флора се състои от микроорганизми, които живеят в храносмилателната система на животните. Тя е най-големият резервоар от микроби в човешкия микробиом.

Човешкото тяло, състоящо се от около 100 трилиона клетки, съдържа около десет пъти повече микроорганизми в червата. Метаболитните дейности, извършвани от тези бактерии, наподобяват тези на орган, което кара някои да наричат чревната флора "забравен орган". Смята се, че тези представители на чревната флора имат общо около 100 пъти повече гени, отколкото има в човешкия геном.

Бактериите съставляват по-голямата част от флората в дебелото черво и до 60% от сухата маса на фекалиите. В червата живеят между 300 и 1000 различни вида, като повечето оценки са за около 500. Въпреки това е вероятно 99 % от бактериите да произхождат от около 30 или 40 вида. Гъбичките и протозоите също съставляват част от чревната флора, но за тяхната дейност се знае малко.

Изследванията показват, че връзката между чревната флора и човека не е просто коменсална (безвредно съжителство), а по-скоро симбиотична. Въпреки че хората могат да оцелеят и без чревна флора, микроорганизмите изпълняват множество полезни функции, като ферментация на неизползвани енергийни субстрати, трениране на имунната система, предотвратяване на растежа на вредни, патогенни бактерии, регулиране на развитието на червата, производство на витамини за гостоприемника (като биотин и витамин К) и производство на хормони, които насочват гостоприемника към складиране на мазнини. При определени условия обаче някои видове могат да причинят заболяване, като предизвикат инфекция или увеличат риска от рак за гостоприемника.

Такива хранителни съединения като полифеноли, олигозахариди и полизахариди могат да бъдат полезни за добрите бактерии и да спomогнат за намаляване на патогенните видове от човешката чревна флора.

Над 99% от бактериите в червата са анаеробни, но в цекума аеробните бактерии достигат висока плътност.

Традиционното схващане е, че нито един метазоен филум не може да разгражда целулоза, като произвежда ензима целулаза. Вместо това растителноядните животни съдържат в червата си микроорганизми, които произвеждат целулаза. Това е важно, тъй като целулозата е най-разпространеното органично съединение на Земята. Около 33 % от цялата растителна материя е целулоза (съдържанието на целулоза в памука е 90 %, а в дървесината - 40-50 %). Напоследък се появиха доказателства, че някои животни произвеждат собствена целулаза. Въпросът все още не е напълно решен.

Какво включва чревната микрофлора

Чревната микрофлора е комплексна общност, съставена от:

• Бактерии — най-многобройни и най-добре проучени; доминиращи родове включват Bacteroides, Firmicutes, Actinobacteria и Proteobacteria.
• Вируси (в това число бактериофаги) — влияят върху динамиката на бактериалните популации и върху генетичния обмен.
• Гъбички (микобиота) — обикновено във малки количества, но могат да променят баланса при антибиотично лечение или имунен дефицит.
• Протозои и други еукариотни микроорганизми — присъствието им варира между хората и популациите.

Ключови функции на чревната флора

Чревните микроорганизми изпълняват разнообразни роли, които влияят на здравето на организма:

• Метаболитни функции — ферментация на неполезни за човека въглехидрати (например влакнини), производство на късоверижни мастни киселини (ацетат, пропионат, бутират), които са енергиен източник за клетките на дебелото черво и играят роля в регулацията на метаболизма.
• Синтез на витамини и метаболити — производство на някои витамини (напр. биотин, витамин К), аминокиселини и други биологично активни вещества.
• Бариера срещу патогени — чрез конкуренция за хранителни вещества и ниша, производство на антимикробни съединения и стимул на имунния отговор.
• Обучение на имунната система — микробите подпомагат развитието и функционирането на местния и системния имунитет, което намалява риска от алергии и хронично възпаление.
• Влияние върху развитието на червата — стимулират растежа и диференциацията на епителните клетки и регулират пропускливостта на чревната бариера.
• Модулация на метаболизма и теглото — чрез производството на хормони и сигнали, които влияят на апетита, складирането на мазнини и енергийната хомеостаза.

Развитие и фактори, които влияят върху чревната микрофлора

Колонизацията започва при раждане и продължава през детството; последващо съставът се променя в течение на живота. На него влияят множество фактори:

• Начин на раждане (натурално или цезарово сечение) — при естествено раждане бебетата получават микроби от майката.
• Хранене в ранна възраст — кърменето подпомага установяването на определени полезни видове чрез човешките мъникозахариди и други фактори.
• Диета в зряла възраст — богата на растителни влакнини, полифеноли и пребиотични олигозахариди диета благоприятства разнообразието; диета с високо съдържание на обработени храни и мазнини отслабва разнообразието.
• Антибиотици и други лекарства — могат временно или продължително да променят състава, понякога предизвиквайки дисбиоза.
• Възраст, начин на живот и генетика — всички те влияят върху индивидуалната микробна екология.

Дисбиоза и здравословни проблеми

Нарушеният баланс на чревната флора (дисбиоза) е свързан с редица състояния:

• Инфекции (напр. след антибиотично лечение може да се развие Clostridioides difficile).
• Възпалителни заболявания на червата (IBD) — кронизиращ колит, болест на Крон.
• Метаболитни нарушения — затлъстяване, инсулинова резистентност, диабет тип 2.
• Имунни и алергични заболявания.
• Възможна роля при някои видове рак и неврологични заболявания (чрез т.нар. ос мозък–черва).

Важно е да се отбележи, че връзките често са асоциативни и активните механизми все още се изследват интензивно.

Как да поддържаме здравословна чревна флора

Практически препоръки за подпомагане на полезните микроорганизми:

• Балансирана диета — богата на разнообразни растителни влакнини, плодове, зеленчуци, бобови растения и пълнозърнести храни.
• Пре- и пробиотици — пребиотиците (включително някои олигозахариди и полизахариди) хранят добрите бактерии; пробиотични култури могат да подпомогнат възстановяването след антибиотично лечение при определени индикации.
• Ограничаване на ненужните антибиотици — приложението им трябва да бъде целево и под лекарски контрол.
• Физическа активност и управление на стреса — положително въздействие върху разнообразието и функциите на микробиотата.
• Фекална микробиота трансплантация (FMT) — при рефрактерни случаи на определени инфекции (например рецидивираща C. difficile) е доказано терапевтично средство.

Методи за изследване и съвременни подходи

Изследването на чревната микрофлора се разви значително през последните две десетилетия:

• Културни методи — полезни, но ограничени, тъй като много микроорганизми са трудни за култивиране.
• 16S рРНК секвениране — позволява идентификация и количествен анализ на бактериални родове и видове.
• Метагеномика и метатранскриптомика — анализират всички гени и експресията им, което дава информация за функционалния потенциал на микробиотата.
• Метаболомика — определя малки молекули и метаболити, произведени от микробите, които влияят на хоста.

Практически изводи

Чревната микрофлора е ключов фактор за човешкото здраве: тя подпомага храносмилането, образуването на важни метаболити, обучението на имунната система и защитата срещу патогени. Поддържането ѝ чрез здравословен начин на живот и целенасочени медицински интервенции при необходимост може да намали риска от много заболявания и да подобри общото благосъстояние.

Научните изследвания продължават да разкриват сложните взаимодействия между микробите и човешкия организъм, което обещава по-прецизни и персонализирани подходи за превенция и терапия в бъдеще.

Въпроси и отговори

В: Какво представлява чревната флора?

В: Колко клетки има в човешкото тяло?

В: Колко гена има чревната флора в сравнение с човешкия геном?

Въпрос: Какъв процент от сухата маса представляват бактериите във фекалиите?

В: Колко вида бактерии обикновено живеят в червата на човек?

В: Каква връзка съществува между хората и тяхната чревна флора?

В: Какви ползи носят добрите бактерии за хората?

Търсене по буква