Владимир Мартынов - СИБР (хирургическое лечение и профилактика)

Физиологическое значение микрофлоры.Значимость и эффекты кишечной микрофлоры наглядно продемонстрированы на экспериментальных моделях, хотя полная экстраполяция на физиологию человека невозможна (Кучерявый Ю. А., 2014), отчасти потому, что микробиоценоз кишечника каждого человека сопоставим с уникальностью дактилоскопии (Pimentel M., 2000).

У грызунов, выращенных в стерильных условиях, в отличие от грызунов с естественной кишечной флорой происходит задержка не только желудочной секреции, но и кишечного транзита, осуществляется пролонгация межпищеварительного миграционного моторного комплекса (ММК) (Caenepeel P., 1989; Husebye E., 1994, Iwai H., 1973). Внедрение таким образцам мышей нормофлоры полностью нормализовало моторику кишечника (Husebye E., 2001). Добавление любого, даже моноштамма Lactobacillus acidophilus или Bifidumbacterium bifidum приводило к нормализации транзита по тонкой кишке и значительному увеличению частоты ММК (Hooper L. V., 2001). L. V. Hooper и J. Gordon развили эту идею, представив модель, на которой продемонстрировали редукцию генной экспрессии тонкокишечных нейронов и нейронов гладкой мускулатуры кишечника у мышей, выращенных в стерильных условиях. Последующее назначение Bacteroides полностью восстанавливало генную экспрессию нейронов (Hooper L. V., 2001).

Физиологические эффекты, оказываемые микробиотой многочисленны (Gabrielli M., 2013; Ардатская М. Д., 2011; Renz H., 2011):

– трофические и энергетические функции – тепловое обеспечение организма;

– энергообеспечение эпителия;

– регулирование перистальтики кишечника;

– участие в регуляции дифференцировки и регенерации тканей, в первую очередь эпителиальных;

– поддержание ионного гомеостаза организма;

– регуляция газового состава полостей;

– детоксикация и выведение эндо- и экзогенных ядовитых соединений, разрушение мутагенов, активация лекарственных соединений;

– образование сигнальных молекул, в том числе нейротрансмиттеров;

– стимуляция иммунной системы;

– стимуляция местного иммунитета, образование иммуноглобулинов;

– обеспечение цитопротекции;

– повышение резистентности эпителиальных клеток к мутагенам (канцерогенам);

– ингибирование роста патогенов;

– ингибирование адгезии патогенов к эпителию;

– перехват и выведение вирусов; – поддержание физико-химических параметров гомеостаза приэпителиальной зоны;

– поставка субстратов глюконеогенеза и липогенеза;

– участие в метаболизме белков, в рециркуляции желчных кислот, стероидов и других макромолекул;

– хранилище микробных плазмидных и хромосомных генов;

– синтез и поставка организму витаминов.

Одной из важнейших функций микрофлоры является осуществлении колонизационной резистентности, т. е. предотвращении колонизации ЖКТ условнопатогенными и патогенными микроорганизмами (Кучумова С. Ю., 2011). Способами достижения колонизационной резистентности служат: конкуренция за питательные вещества и рецепторы адгезии, а также выработка бактериоцинов, короткоцепочечных жирных кислот, лизоцима, препятствующих росту патогенных микроорганизмов.

Защитное действие короткоцепочечных жирных кислот проявляется в стимуляции кровотока в слизистой оболочке и продукции слизи, а также в снижении рН тонкой кишки, приводящем к тому, что аммиак, образующийся в толстой кишке в связи с микробным метаболизмом белков и аминокислот, переходит в ионы аммония и в таком виде не диффундирует через кишечную стенку в кровь, а выводится с калом в виде аммонийных солей (Jenkins D. J. A., 1999).

Пищеварительная функция.Не расщепленные в тонкой кишке белки, жиры, углеводы под воздействием нормальной микрофлоры толстой кишки подвергаются ферментативному расщеплению (Кучумова, С. Ю., 2011). Лактобактерии используют различные углеводы для энергетических и пластических целей, однако плохо расщепляют белки и жиры, в связи с чем нуждаются в поступлении извне аминокислот, жирных кислот, а также витаминов. Энтеробактерии расщепляют углеводы с образованием углекислого газа, водорода и органических кислот, они могут утилизировать белки и жиры, поэтому практически не нуждаются во внешнем поступлении аминокислот, жирных кислот и большинства витаминов (Каширская Н. Ю., 2010).

Под влиянием ферментов нормальной микрофлоры в подвздошной кишке осуществляются деконъюгация желчных кислот и преобразование их в первичные желчные кислоты (SCFA), синтезированных в печени, во вторичные желчные кислоты, 90 % из которых подвергаются обратному всасыванию и повторно участвуют в пищеварении (Кучумова, С. Ю., 2011). Оставшиеся желчные кислоты выделяются с калом – их наличие в содержимом толстой кишки тормозит всасывание воды и препятствует излишней дегидратации кала. Таким образом, ферментативная деятельность микрофлоры способствует нормальному формированию каловых масс (Урсова Н. И., 2006).

В проксимальных отделах толстой кишки короткоцепочечные жирные кислоты стимулируют рецепторы эндокринных L леток кишечника, которые вырабатывают регуляторный пептид PYY, замедляющий моторику толстой и тонкой кишки. Ранее было установлено, что выработка PYY лежит в основе «илеоцекального тормоза», угнетающего кишечную моторику при попадании в толстую кишку недостаточно переваренных жиров (Cherbut C., 1998). В дистальных отделах толстой кишки эффект короткоцепочечных жирных кислот противоположный. Они стимулируют рецепторы энтерохромаффинных EС-клеток, вырабатывающих гистамин, который, действуя на 5-HT4-рецепторы афферентных волокон блуждающего нерва, инициирует рефлекторное усиление моторики (Fukumoto S., 2003, Jouet P., 2000).

Микрофлора способствует регуляции двигательной активности кишечника за счет синтеза оксида азота из аргинина под действием NOS (синтаза оксида азота) (Кучумова С. Ю., 2011). Оксид азота проникает в мышечный слой и активирует гуанилатциклазу, что приводит к увеличению содержания гуанозинмонофосфата (ГМФ) и расслаблению мышц (Ивашкин В. Т., 2011).

Микрофлора способствует абсорбционной функции, например, улучшает всасывание воды. Na+ / Н+-обменники (NHE – Na+ / H+ exchangers) составляют группу интегральных мембранных белков, экспрессируемых во всех тканях организма, которые осуществляют трансмембранный обмен ионов Na+ на ионы Н+ (Binder H. J., 1994; Yun C. H., 1995). Существует 6 типов белков транспортеров, однако NHЕ1, NHЕ2 и NHЕ3 экспрессируются на апикальной мембране эпителиальных клеток кишечника (Yun C. H., 1995). Там же расположены Cl– / HCO3 – обменники. Установлено, что бутират (масляная кислота, вырабатываемая микрофлорой кишки) поступает в колоноцит в обмен на гидрокарбонатные ионы. Часть всосавшегося бутирата вновь поступает в просвет кишки в обмен на ионы хлора, однако значительная часть его остается в колоноците и утилизируется им. Кроме того, всасывание бутирата тесно связано с всасыванием натрия: блокирование всасывания бутирата блокирует всасывание натрия, и наоборот. Это взаимодействие имеет особое значение, т. к. поступление натрия в колоноцит определяет всасывание воды (Guarner F., 2003).