Кишечная палочка для чего
Кишечная палочка
Лекарства, которые назначают для лечения:
Кишечная палочка
Кишечная инфекция – группа инфекционных заболеваний бактериальной природы, поражающих пищеварительный тракт, которые сопровождаются обезвоживанием, кишечным синдромом и общей интоксикацией.
Повышенная кишечная палочка выявляется в слизистых пищеварительного тракта при заболеваниях кишечника у новорожденных и неспецифическом язвенном колите. В воспаленных тканях обнаруживаются инвазивные штаммы эшерихии, а количество микроорганизмов взаимосвязано с тяжестью воспалительного процесса в кишечнике.
Острая кишечная инфекция является второй по распространенности среди всех инфекционных заболеваний, уступая лишь острым респираторным инфекциям. Ежегодно в мире это заболевание диагностируется более чем у 500 миллионов людей.
Причины кишечной инфекции
Возбудителями болезни могут быть разные патогенные микроорганизмы, но чаще всего кишечная палочка Escherichia coli. Большинство штаммов этих грамотрицательных бактерий безвредные, они являются частью нормальной микрофлоры кишечника, участвуют в синтезе витаминов и образовании органических кислот.
Заболевание вызывают вирулентные штаммы Escherichia coli, попадающие в кишечник извне. Возможные причины кишечной палочки: употребление инфицированных овощей и загрязненной воды, неправильное хранение пищевых продуктов, недостаточная термическая обработка мяса и т.п.
Заражение возможно через грязные руки и любые предметы бытового обихода, включая детские игрушки. Именно поэтому чаще всего диагностируется кишечная палочка у ребенка. Маленькие дети, исследуя окружающий мир, часто тянут в рот руки и разные предметы.
Кишечную инфекцию также могут вызывать:
Симптомы кишечной палочки
Попадая в организм, кишечная палочка начинает активно размножаться, из-за чего воспаляются слизистые оболочки кишечника, нарушаются пищеварительные процессы.
Основные симптомы кишечной палочки у взрослых и детей:
Диарея сама по себе является потенциально опасной, особенно для маленьких детей, поскольку при длительном течении вызывает обезвоживание, вымывает из организма жизненно важные элементы – калий, кальций, натрий. Дегидратация проявляется повышенной жаждой, запавшими сухими глазами, снижением диуреза, сухостью слизистых оболочек и кожи.
Диагностика кишечной палочки
На первой консультации врач выясняет возможный источник инфекции (вода, продукты, и т.д.) и интенсивность клинической симптоматики, оценивает эпидемиологический анамнез заболевания и гемодинамические показатели. Большое значение имеет оценка степени обезвоживания организма, особенно у детей, поскольку количество потерянной жидкости во многом определяет тяжесть кишечной инфекции.
Основным диагностическим анализом является бактериологический посев. Материалом исследования могут быть кал, моча, мазки с поверхности половых органов. Его помещают в определенную питательную среду, где эшерихии хорошо размножаются, и позже подсчитывают количество образовавшихся колоний. На этих же колониях, которые были выращены, проводят тест на чувствительность к антибиотикам.
Для подтверждения диагноза могут быть проведены и другие лабораторные исследования: копрограмма, ПЦР, общие анализы мочи и крови, бакпосев мочи, серологические тесты и др.
При генерализованной форме кишечной инфекции проводят бакпосев крови, ликвора и мочи.
Дифференциальная диагностика проводится для исключения таких заболеваний, как пищевая аллергия, острый аппендицит, кишечная непроходимость, панкреатит, лактазная недостаточность, болезнь Крона, дискинезия желчевыводящих путей. При необходимости пациента направляют на консультацию к гастроэнтерологу.
Лечение кишечной палочки
Кишечная палочка у ребенка до 5 лет является поводом для госпитализации.
Терапия кишечных инфекций всегда комплексная, направленная на устранение этиологического агента, регидратацию, восстановление водно-электролитного баланса, выведение накопившихся токсических продуктов и устранение симптомов патологического процесса.
Для устранения патогенной бактерии пациентам назначают антисептические и антибактериальные препараты от кишечной палочки: фуразолидон, канамицин, гентамицин.
Для коррекции водно-электролитного баланса используют глюкозо-солевые растворы, которые готовят из порошков Регидрон, Тригидросоль и принимают орально. Если пациент находится в тяжелом состоянии (пероральный прием препарата невозможен), проводят инфузионную терапию растворами, содержащими глюкозу и электролиты.
Для нормализации пищеварительных процессов применяют энтеросорбенты – Смекту, Активированный уголь, Сорбекс.
При наличии показаний используют бактериофаги – сальмонеллезный, колипротейный, дизентерийный и т.д.
Обязательно необходима диета. До стихания рвоты и диареи в питании рекомендуется перерыв (водно-чайная пауза). Далее организуют лечебное питание. Рацион в каждом случае врач подбирает индивидуально в зависимости от тяжести инфекционного процесса, характера и выраженности дисфункции кишечника.
Возможные осложнения
При снижении иммунитета и нарушении гигиены палочка может попадать в другие органы и способствовать развитию сопутствующих заболеваний: дисбактериоза, энтероколита, пиелонефрита, сепсиса, менингита.
У женщин на фоне кишечной инфекции могут возникать аднексит, кольпит и инфекции мочевого пузыря. Особенно опасна кишечная палочка при беременности, поскольку болезнь чревата возникновением внутриутробной инфекции у плода, послеродового эндометрита у женщины.
Попадая в уретру мужчины, Escherichia coli может стать причиной уретрита, воспаления яичек, простатита.
Некоторые виды этой бактерии вызывают перитонит, гемолитико-уремический синдром, пневмонию.
Без своевременного лечения кишечная палочка вызывает колит, гастрит, панкреатит. Серьезная дегидратация, особенно у детей, чревата гиповолемическим шоком, острой почечной недостаточностью.
Опасность представляет и генерализация патологического процесса – она может осложниться отеком легких, сепсисом, ДВС-синдромом (повышенным тромбообразованием и нарушением свертываемости крови), острой сердечной недостаточностью.
Профилактика кишечной палочки
Основу профилактических мероприятий составляют санитарно-гигиенические нормы: употребление бутилированной или кипяченой воды, мытье фруктов, овощей и рук перед едой, достаточная термическая обработка пищи (особенно мяса), кипячение молока.
Список использованной литературы
Внимание! Карта симптомов предназначена исключительно для образовательных целей. Не занимайтесь самолечением; по всем вопросам, касающимся определения заболевания и способов его лечения, обращайтесь к врачу. Наш сайт не несет ответственности за последствия, вызванные использованием размещенной на нем информации.
ВНИМАНИЕ! Цены актуальны только при оформлении заказа в электронной медицинской информационной системе Аптека 9-1-1. Цены на товары при покупке непосредственно в аптечных заведениях-партнерах могут отличаться от указанных на сайте!
Когда кишечная палочка больше не несет пользу, или как бороться с симптомами эшерихиоза
Кишечная палочка — это отдельный вид грамотрицательных микроорганизмов бактериальной природы, который обитает в нижних отделах кишечника и входит в состав нормальной кишечной микробиоты. Все штаммы данного микроорганизма являются безвредными кроме одного серотипа (O157:H7). При попадании в просвет толстого кишечника этот микроорганизм способен вызывать тяжелые пищевые интоксикации, приводя к резкому ухудшению общего состояния и развитию серьезных осложнений. Характер клинических симптомов инфицирования кишечной палочкой напрямую зависит от того, какой из штаммов инфекции попал в пищеварительный тракт.
Симптомы и признаки инфицирования
В зависимости от типа бактерии, которая привела к развитию эшерихиоза, распознать инфицирование можно по таким характерным признакам:
Стандартное лечение кишечной палочки включает в себя прием медикаментов, оказывающих губительное воздействие на микроорганизм, а также препараты для устранения симптомов интоксикации.
Особенности инфицирования у женщин
По статистике, эшерихиозы чаще диагностируются у женщин различного возраста, при этом патогенные серотипы бактерий обнаруживаются в просвете толстого кишечника, во влагалище и мочевыводящих путях. Если говорить о причинах возникновения кишечной палочки в моче, то спровоцировать данное явление могут такие факторы:
Важно помнить, что лечение симптомов кишечной палочки в моче у женщин народными средствами может обернуться развитием тяжёлого инфекционно- воспалительного процесса в области почек и мочевыводящих путей.
Нередко, патогенные штаммы бактерии обнаруживаются в мазке из влагалища у женщин. Если в мазке у женщины обнаружена кишечная палочка, лечение включает не только использование лекарственных средств, но и полный отказ от ношения нижнего белья из синтетических материалов, а также временный отказ от незащищенной интимной близости.
Появление данного микроорганизма в моче у женщин в период вынашивания ребенка, не является редкостью. На этапе беременности, под воздействием гормональных факторов наблюдается снижение общего иммунитета, что создает благоприятные условия для проникновения и размножения болезнетворных микроорганизмов. Если у беременной женщины появились симптомы кишечной палочки в моче, лечение рекомендовано не откладывать, так как эшерихиоз может обернуться тяжелыми последствиями как для её организма, так и для организма развивающегося плода.
Лечение
Для лечения симптомов кишечной палочки у взрослых и детей используются такие группы препаратов:
Для того чтобы пробиотики, содержащие бифидум и лактобактерии, могли эффективно восстановить микрофлору, их приём необходимо сочетать с пребиотиками, которые создают благоприятную среду для размножения полезных бактерий. Высокую результативность при эшерихиозе доказал комбинированный препарат Стимбифид Плюс, который относится к метапребиотикам, и содержит уникальную комбинацию фруктополисахаридов и фруктоолигосахаридов.
Метапребиотик Стимбифид Плюс обеспечивает микрофлору толстого кишечника и влагалища уникальным питанием, чем стимулируют её размножение. На основании полученных результатов клинических исследований, была составлена сравнительная характеристика эффективности Стимбифид Плюс и других препаратов, влияющих на состав кишечной микрофлоры. Метапребиотик доказал свое абсолютное лидерство. Биодобавка Стимбифид Плюс одинаково эффективна для профилактики как эшерихиозов, так и для их других заболеваний.
Как избежать инфицирования
Для того чтобы избежать развития эшерихиозов, рекомендовано соблюдать такие правила:
Беременным женщинам, а также лицам, падающим в группу риска по инфицированию кишечной палочкой, с профилактической целью рекомендовано принимать метапребиотик Стимбифид Плюс в соответствии с прилагаемой инструкцией.
Кишечная палочка
Словосочетание «кишечная палочка» часто можно встретить в публикациях СМИ на тему различных инфекционных заболеваний. Из-за этого у людей, не обладающих специальными медицинскими и биологическими знаниями, может сложиться впечатление, что кишечная палочка — исключительно вредный болезнетворный организм, являющийся едва ли не главной причиной болезней пищеварительной системы. Но данное утверждение верное лишь отчасти.
Роль кишечной палочки в организме
Кишечная палочка (Escherichia coli) — микроорганизм, обитающий в кишечнике животных и людей и являющийся частью микрофлоры кишечника (в норме — не более 1% от общей массы микроорганизмов).
Кишечная палочка выполняет защитную функцию, препятствуя проникновению в организм болезнетворных микробов, способствует созданию условий, необходимых для жизни полезных бифидобактерий, а также вырабатывает витамины B и K. Кроме того, Escherichia coli принимает активное участие в процессах обмена жирных кислот и облегчает всасывание кальция и железа.
Современная биология насчитывает множество различных видов кишечной палочки, среди которых присутствуют не только полезные, но и патогенные (вызывающие заболевания). В результате горизонтального переноса генов и мутаций обычные штаммы кишечной палочки могут приобретать болезнетворные свойства; кроме того, патогенные E.coli способны проникать в организм из внешней среды, например — вместе с пищевыми продуктами.
Несоблюдение правил хранения пищевых продуктов, некачественная очистка воды и недостаток гигиены — наиболее частые причины заражения кишечной палочкой.
Идеальной средой обитания и размножения для этого микроорганизма является молоко. Он также способен в течение длительного времени сохраняться в почве, фекалиях и воде. При кипячении кишечная палочка быстро погибает. Ультрафиолетовое излучение и дезинфицирующие средства также оказывают разрушительное действие на этот микроорганизм.
Болезни, вызываемые кишечной палочкой
После попадания кишечной палочки в организм человека начинается ее активное размножение. Это приводит к нарушению нормального течения пищеварительных процессов и воспалению слизистых оболочек кишечника.
Первым симптомом кишечной палочки чаще всего становится понос. Этот симптом сам по себе представляет достаточно серьезную опасность, поскольку длительный понос часто становится причиной обезвоживания организма и вымывания таких жизненно важных элементов, как кальций, натрий и калий.
Также заражение кишечной палочкой может привести к панкреатиту (воспалению поджелудочной железы), гастриту (воспалению желудка) и колиту (воспалению толстой кишки).
Запишитесь на приём, и опытные специалисты «СМ-Клиника» излечат вас от последствий заражения кишечной палочкой.
Кишечная палочка (E.coli)
СТАЙЛАБ предлагает тест-системы для определения кишечной палочки (E. coli) в пробах продуктов и окружающей среды микробиологическими методами, с помощью ПЦР в реальном времени, а также методом латекс-агглютинации.
Кишечная палочка (Escherichia coli) – это факультативно-анаэробная грамотрицательная подвижная палочковидная бактерия, входящая в состав нормальной микрофлоры кишечника большинства теплокровных животных, в том числе, и человека. Существует множество серотипов кишечной палочки, большинство из которых безвредно или даже полезно для носителя. Бактерии, входящие в состав микрофлоры, препятствуют размножению других бактерий, в том числе, патогенных. Кроме того, кишечная палочка вырабатывает витамин К. Однако некоторые серотипы E. coli могут вызывать тяжелые заболевания. Морфологически безвредные и патогенные кишечные палочки не различаются, потому для определения патогенности микроорганизма необходимо проанализировать его антигены.
Бактерии кишечной палочки могут относиться к различным серогруппам: обладать различными антигенами. Серогруппа – это группа бактерий, обладающих общим антигеном; она может включать более одного серотипа, вида или рода. Для E. coli наиболее известными являются серогруппы энтеропатогенной кишечной палочки O26, O55, O86, O111, O114, O119, O125, O126, O127, O128, O142 и O158. К этим же группам могут относиться и другие типы патогенной кишечной палочки. Например, у DAEC выявлены серогруппы O86, O127, O142 и O158.
Выделяют шесть типов патогенных кишечных палочек.
Кишечная палочка способна вызывать не только энтериты и токсикоинфекции, но и менингиты новорожденных, респираторные инфекции, инфекции мочевыводящих путей и бактериемию – общее поражение организма, вызванное бактериями, проникшими в кровь.
E. coli относится к наиболее изученным организмам. Геном одного из штаммов этих бактерий был полностью секвенирован в 1997 году. Кишечную палочку используют в генетических и микробиологических экспериментах, а также при изучении видообразования. Кроме того, с помощью этих бактерий синтезируют различные белки, в частности, аналог инсулина человека, некоторые ферменты и др. Их применяют также для получения вакцин. Ведутся исследования по использованию кишечной палочки для получения топлива.
В Российской Федерации и странах Таможенного Союза содержание кишечной палочки в пищевых продуктах ограничено ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции», ТР ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции» и другими техническими регламентами. С актуальной законодательной информацией можно ознакомиться на сайте compact24.com.
Для определения кишечной палочки в пробах используют как микробиологические методы (селективные среды, тест-подложки), так и определение ДНК с помощью ПЦР. В качестве экспресс-тестов применяют простой и быстрый метод латекс-агглютинации.
Кишечная микрофлора и значение пребиотиков для ее функционирования
Микрофлора кишечника человека является составляющей человеческого организма и выполняет многочисленные жизненно важные функции. Общая численность микроорганизмов, обитающих в различных частях макроорганизма, приблизительно на два порядка превышает числен
У здоровых лиц в кишечнике насчитывается более 500 видов микроорганизмов. Общая масса микрофлоры кишечника составляет от 1 до 3 кг. В разных отделах ЖКТ количество бактерий различно, большинство микроорганизмов локализованы в толстой кишке (около 10 10–12 КОЕ/мл, что составляет 35–50% ее содержимого). Состав кишечной микрофлоры достаточно индивидуален и формируется с первых дней жизни ребенка, приближаясь к показателям взрослого к концу 1-го — 2-му году жизни, претерпевая некоторые изменения в пожилом возрасте (табл. 1). У здоровых детей в толстой кишке обитают представители факультативно-анаэробных бактерий рода Streptococcus, taphylococcus, Lactobacillus, nterobacteriacae, Candida и более чем 80% биоценоза занимают анаэробные бактерии, чаще грамположительные: пропионобактерии, вейлонеллы, эубактерии, анаэробные лактобациллы, пептококки, пептострептококки, а также грамотрицательные бактероиды и фузобактерии.
Вся совокупность микроорганизмов и макроорганизм составляют своеобразный симбиоз, где каждый извлекает выгоды для своего существования и оказывает влияние на партнера. Функции кишечной микрофлоры по отношению к макроорганизму реализуются как локально, так и на системном уровне, при этом различные виды бактерий вносят свой вклад в это влияние. Микрофлора пищеварительного тракта выполняет следующие функции.
Так, бифидобактерии за счет ферментации олиго- и полисахаридов продуцируют молочную кислоту и ацетат, которые обеспечивают бактерицидную среду, секретируют вещества-ингибиторы роста патогенных бактерий, что повышает резистентность организма ребенка к кишечным инфекциям. Модуляции иммунного ответа ребенка бифидобактериями также выражаются в снижении риска развития пищевой аллергии.
Лактобациллы уменьшают активность пероксидазы, оказывая антиоксидантный эффект, обладают противоопухолевой активностью, стимулируют продукцию иммуноглобулина А (IgA), подавляют рост патогенной микрофлоры и стимулируют рост лакто- и бифидофлоры, оказывают противовирусное действие.
Из представителей энтеробактерий наиболее важное значение имеет Escherichia coli M17, которая вырабатывает колицин В, за счет чего подавляет рост шигелл, сальмонелл, клебсиелл, серраций, энтеробактеров и оказывает незначительное влияние на рост стафилококков и грибов. Также кишечная палочка способствуют нормализации микрофлоры после антибактериальной терапии и воспалительных и инфекционных заболеваний.
Кишечные палочки, бифидо- и лактобактерии выполняют витаминообразующую функцию (участвуют в синтезе и всасывании витаминов К, группы В, фолиевой и никотиновой кислот). По способности синтезировать витамины кишечная палочка превосходит все остальные бактерии кишечной микрофлоры, синтезируя тиамин, рибофлавин, никотиновую и пантотеновую кислоты, пиридоксин, биотин, фолиевую кислоту, цианокобаламин и витамин К. Бифидобактерии синтезируют аскорбиновую кислоту, бифидо- и лактобактерии способствуют всасыванию кальция, витамина D, улучшают всасывание железа (благодаря созданию кислой среды).
Процесс пищеварения условно можно разделить на собственное (дистанционное, полостное, аутолитическое и мембранное), осуществляемое ферментами организма, и симбиозное пищеварение, происходящее при содействии микрофлоры. Микрофлора кишечника человека участвует в ферментации нерасщепленных ранее компонентов пищи, главным образом углеводов, таких, как крахмал, олиго- и полисахариды (в том числе и целлюлоза), а также белков и жиров.
Не всосавшиеся в тонкой кишке белки и углеводы в слепой кишке подвергаются более глубокому бактериальному расщеплению — преимущественно кишечной палочкой и анаэробами. Конечные продукты, образующиеся в результате процесса бактериальной ферментации, оказывают различное влияние на состояние здоровья человека. Например, бутират необходим для нормального существования и функционирования колоноцитов, является важным регулятором их пролиферации и дифференцировки, а также всасывания воды, натрия, хлора, кальция и магния. Вместе с другими летучими жирными кислотами он оказывает влияние на моторику толстой кишки, в одних случаях ускоряя ее, в других — замедляя. При расщеплении полисахаридов и гликопротеинов внеклеточными микробными гликозидазами образуются, помимо прочего, моносахариды (глюкоза, галактоза и т. д.), при окислении которых в окружающую среду выделяется в виде тепла не менее 60% их свободной энергии.
Среди важнейших системных функций микрофлоры — поставка субстратов глюконеогенеза, липогенеза, а также участие в метаболизме белков и рециркуляции желчных кислот, стероидов и других макромолекул. Превращение холестерина в не всасывающийся в толстой кишке копростанол и трансформация билирубина в стеркобилин и уробилин возможны только при участии бактерий, находящихся в кишечнике.
Протективная роль сапрофитной флоры реализуется как на местном, так и на системном уровнях. Создавая кислую среду, благодаря образованию органических кислот и снижению рН среды толстой кишки до 5,3–5,8, симбионтная микрофлора защищает человека от колонизации экзогенными патогенными микроорганизмами и подавляет рост уже имеющихся в кишечнике патогенных, гнилостных и газообразующих микроорганизмов. Механизм этого явления заключается в конкуренции микрофлоры за питательные вещества и участки связывания, а также в выработке нормальной микрофлорой определенных ингибирующих рост патогенов субстанций, обладающих бактерицидной и бактериостатической активностью, в том числе антибиотикоподобных. Низкомолекулярные метаболиты сахаролитической микрофлоры, в первую очередь летучие жирные кислоты, лактат и др., обладают заметным бактериостатическим эффектом. Они способны ингибировать рост сальмонелл, дизентерийных шигелл, многих грибов.
Также кишечная микрофлора усиливает местный кишечный иммунологический барьер. Известно, что у стерильных животных в lamina propria определяется очень малое количество лимфоцитов, кроме того, у этих животных наблюдается иммунодефицит. Восстановление нормальной микрофлоры быстро приводит к увеличению количества лимфоцитов в слизистой кишечника и исчезновению иммунодефицита. Сапрофитные бактерии в определенной степени обладают способностью модулировать уровень фагоцитарной активности, снижая его у людей, страдающих аллергией и, наоборот, повышая его у здоровых индивидуумов.
Таким образом, микрофлора ЖКТ не только формирует местный иммунитет, но и играет огромную роль в становлении и развитии иммунной системы ребенка, а также поддерживает ее активность у взрослого. Резидентная флора, особенно некоторые микроорганизмы, обладают достаточно высокими иммуногенными свойствами, что стимулирует развитие лимфоидного аппарата кишечника и местный иммунитет (в первую очередь за счет усиления продукции ключевого звена системы местного иммунитета — секреторного IgA), а также приводит к системному повышению тонуса иммунной системы, с активацией клеточного и гуморального звеньев иммунитета. Системная стимуляция иммунитета — одна из важнейших функций микрофлоры. Известно, что у безмикробных лабораторных животных не только подавлен иммунитет, но и происходит инволюция иммунокомпетентных органов. Поэтому при нарушениях микроэкологии кишечника, дефиците бифидофлоры и лактобацилл, беспрепятственном бактериальном заселении тонкой и толстой кишки возникают условия для снижения не только местной защиты, но и резистентности организма в целом.
Несмотря на достаточную иммуногенность, сапрофитные микроорганизмы не вызывают реакций иммунной системы. Возможно, это происходит потому, что сапрофитная микрофлора является своего рода хранилищем микробных плазмидных и хромосомных генов, обмениваясь генетическим материалом с клетками хозяина. Реализуются внутриклеточные взаимодействия путем эндоцитоза, фагоцитоза и пр. При внутриклеточных взаимодействиях достигается эффект обмена клеточным материалом. В результате представители микрофлоры приобретают рецепторы и другие антигены, присущие хозяину. Это делает их «своими» для иммунной системы макроорганизма. Эпителиальные ткани в результате такого обмена приобретают бактериальные антигены.
Обсуждается вопрос о ключевом участии микрофлоры в обеспечении противовирусной защиты хозяина. Благодаря феномену молекулярной мимикрии и наличию рецепторов, приобретенных от эпителия хозяина, микрофлора становится способной к перехвату и выведению вирусов, обладающих соответствующими лигандами.
Таким образом, наряду с низким рН желудочного сока, двигательной и секреторной активностью тонкой кишки, микрофлора ЖКТ относится к неспецифическим факторам защиты организма.
Важной функцией микрофлоры является синтез ряда витаминов. Человеческий организм получает витамины в основном извне — с пищей растительного или животного происхождения. Поступающие витамины в норме всасываются в тонкой кишке и частично утилизируются кишечной микрофлорой. Микроорганизмы, населяющие кишечник человека и животных, продуцируют и утилизируют многие витамины. Примечательно, что наиболее важную роль для человека в этих процессах играют микробы тонкой кишки, так как продуцируемые ими витамины могут эффективно всасываться и поступать в кровоток, тогда как витамины, синтезирующиеся в толстой кишке, практически не всасываются и для человека оказываются недоступными. Подавление микрофлоры (например, антибиотиками) снижает и синтез витаминов. Наоборот, создание благоприятных для микроорганизмов условий, например при употреблении в пищу достаточного количества пребиотиков, повышает обеспеченность макроорганизма витаминами.
Наиболее изучены в настоящее время аспекты, связанные с синтезом кишечной микрофлорой фолиевой кислоты, витамина В12 и витамина К.
Фолиевая кислота (витамин В9), поступая с продуктами питания, эффективно всасывается в тонкой кишке. Синтезирующийся в толстой кишке представителями нормальной кишечной микрофлоры фолат идет исключительно для ее собственных нужд и не утилизируется макроорганизмом. Тем не менее синтез фолата в толстой кишке может иметь большое значение для нормального состояния ДНК колоноцитов.
Кишечные микроорганизмы, синтезирующие витамин В12, обитают как в толстой, так и в тонкой кишке. Среди этих микроорганизмов наиболее активны в данном аспекте представители Pseudomonas и Klebsiella sp. Однако возможностей микрофлоры для полной компенсации гиповитаминоза В12 оказывается недостаточно.
С содержанием в просвете толстой кишки фолата и кобаламина, полученных с пищей или синтезированных микрофлорой, связана способность эпителия кишечника противостоять процессам канцерогенеза. Предполагается, что одной из причин более высокой частоты опухолей толстой кишки, по сравнению с тонкой, является недостаток цитопротекторных составляющих, большинство из которых всасывается в средних отделах ЖКТ. Среди них — витамин В12 и фолиевая кислота, которые совместно определяют стабильность клеточных ДНК, в частности ДНК клеток эпителия толстой кишки. Даже незначительный дефицит этих витаминов, не вызывающий анемию или другие тяжелые последствия, тем не менее приводит к значимым аберрациям в молекулах ДНК колоноцитов, способным стать основой канцерогенеза. Известно, что недостаточное поступление к колоноцитам витаминов В6, В12 и фолиевой кислоты ассоциируется с повышенной частотой рака толстой кишки в популяции. Дефицит витаминов приводит к нарушению процессов метилирования ДНК, мутациям и, как следствие, раку толстой кишки. Риск толстокишечного канцерогенеза повышается при низком потреблении пищевых волокон и овощей, обеспечивающих нормальное функционирование кишечной микрофлоры, синтезирующей трофические и протективные в отношении толстой кишки факторы.
Витамин К существует в нескольких разновидностях и необходим человеческому организму для синтеза различных кальцийсвязывающих белков. Источником витамина К1, филохинона, являются продукты растительного происхождения, а витамин К2, группа соединений менахинонов, синтезируется в тонкой кишке человека. Микробный синтез витамина К2 стимулируется при недостатке филохинона в диете и вполне способен его компенсировать. В то же время недостаточность витамина К2 при сниженной активности микрофлоры плохо корригируется диетическими мероприятиями. Таким образом, синтетические процессы в кишечнике являются приоритетными для обеспечения макроорганизма этим витамином. Витамин К синтезируется и в толстой кишке, но используется преимущественно для потребностей микрофлоры и колоноцитов.
Кишечная микрофлора принимает участие в детоксикации экзогенных и эндогенных субстратов и метаболитов (аминов, меркаптанов, фенолов, мутагенных стероидов и др.) и, с одной стороны, представляет собой массивный сорбент, выводя из организма токсические продукты с кишечным содержимым, а с другой — утилизирует их в реакциях метаболизма для своих нужд. Помимо этого, представители сапрофитной микрофлоры продуцируют на основе конъюгатов желчных кислот эстрагеноподобные субстанции, оказывающие влияние на дифференцировку и пролиферацию эпителиальных и некоторых других тканей путем изменения экспрессии генов или характера их действия.
Итак, взаимоотношения микро- и макроорганизма носят сложный характер, реализующийся на метаболическом, регуляторном, внутриклеточном и генетическом уровне. Однако нормальное функционирование микрофлоры возможно только при хорошем физиологическом состоянии организма и в первую очередь нормальном питании.
Питание микроорганизмов, населяющих кишечник, обеспечивается за счет нутриентов, поступающих из вышележащих отделов ЖКТ, которые не перевариваются собственными ферментативными системами и не всасываются в тонкой кишке. Эти вещества необходимы для обеспечения энергетических и пластических потребностей микроорганизмов. Способность использовать нутриенты для своей жизнедеятельности зависит от ферментативных систем различных бактерий.
В зависимости от этого условно выделяют бактерии с преимущественно сахаролитической активностью, основным энергетическим субстратом которых являются углеводы (характерно в основном для сапрофитной флоры), с преимущественной протеолитической активностью, использующих белки для энергетических целей (характерно для большинства представителей патогенной и условно-патогенной флоры), и смешанной активностью. Соответственно, преобладание в пище тех или иных нутриентов, нарушение их переваривания будет стимулировать рост различных микроорганизмов.
Углеводные нутриенты особенно необходимы для жизнедеятельности нормальной кишечной микрофлоры. Ранее эти компоненты пищи называли «балластными», предполагая, что они не имеют какого-либо существенного значения для макроорганизма, однако по мере изучения микробного метаболизма стало очевидно их значение не только для роста кишечной микрофлоры, но для здоровья человека в целом. Согласно современному определению, пребиотиками называют частично или полностью не перевариваемые компоненты пищи, которые избирательно стимулируют рост и/или метаболизм одной или нескольких групп микроорганизмов, обитающих в толстой кишке, обеспечивая нормальный состав кишечного микробиоценоза. Свои энергетические потребности микроорганизмы толстой кишки обеспечивают за счет анаэробного субстратного фосфорилирования, ключевым метаболитом которого является пировиноградная кислота (ПВК). ПВК образуется из глюкозы в процессе гликолиза. Далее, в результате восстановления ПВК, образуется от одной до четырех молекул аденозинтрифосфата (АТФ). Последний этап приведенных выше процессов обозначается как брожение, которое может идти различными путями с образованием различных метаболитов.
Гомоферментативное молочное брожение характеризуется преимущественным образованием молочной кислоты (до 90%) и характерно для лактобактерий и стрептококков толстой кишки. Гетероферментативное молочное брожение, при котором образуются и другие метаболиты (в том числе уксусная кислота), присуще бифидобактериям. Спиртовое брожение, ведущее к образованию углекислого газа и этанола, является побочным метаболическим эффектом у некоторых представителей Lactobacillus и Clostridium. Отдельные виды энтеробактерий (E. coli) и клостридий получают энергию в результате муравьинокислого, пропионового, маслянокислого, ацетонобутилового или гомоацетатного видов брожения.
В результате микробного метаболизма в толстой кишке образуются молочная кислота, короткоцепочечные жирные кислоты (С2 — уксусная; С3 — пропионовая; С4 — масляная/изомасляная; С5 — валериановая/изовалериановая; С6 — капроновая/изокапроновая), углекислый газ, водород, вода. Углекислый газ в большой степени преобразуется в ацетат, водород всасывается и выводится через легкие, а органические кислоты (в первую очередь жирные короткоцепочечные) утилизируются макроорганизмом. Нормальная микрофлора толстой кишки, перерабатывая не переваренные в тонкой кишке углеводы, производит короткоцепочечные жирные кислоты с минимальным количеством их изоформ. В то же время при нарушении микробиоценоза и увеличении доли протеолитической микрофлоры указанные жирные кислоты начинают синтезироваться из белков преимущественно в виде изоформ, что отрицательно сказывается на состоянии толстой кишки, с одной стороны, и может быть диагностическим маркером — с другой.
Помимо этого, различные представители сапрофитной флоры имеют свои потребности в определенных нутриентах, объясняющиеся особенностями их метаболизма. Так, бифидобактерии расщепляют моно-, ди-, олиго- и полисахариды, используя их как энергетический и пластический субстрат. При этом они могут ферментировать белки, в том числе и для энергетических целей; не требовательны к поступлению с пищей большинства витаминов, но нуждаются в пантотенатах.
Лактобактерии также используют различные углеводы для энергетических и пластических целей, однако плохо расщепляют белки и жиры, поэтому нуждаются в поступлении извне аминокислот, жирных кислот, а также витаминов.
Энтеробактерии расщепляют углеводы с образованием углекислого газа, водорода и органических кислот. При этом существуют лактозонегативные и лактозопозитивные штаммы. Также они могут утилизировать белки и жиры, поэтому мало нуждаются во внешнем поступлении аминокислот, жирных кислот и большинства витаминов.
Очевидно, что питание сапрофитной микрофлоры и ее нормальное функционирование принципиально зависит от поступления к ней не переваренных углеводов (ди-, олиго- и полисахаридов) для энергетических целей, а также белков, аминокислот, пуринов и пиримидинов, жиров, углеводов, витаминов и минералов — для пластического обмена. Залогом поступления к бактериям необходимых нутриентов является рациональное питание макроорганизма и нормальное течение пищеварительных процессов.
Хотя моносахариды могут легко утилизироваться микроорганизмами толстой кишки, к пребиотикам их не относят.
В нормальных условиях кишечная микрофлора не потребляет моносахариды, которые должны полностью всасываться в тонкой кишке. Пребиотики включают некоторые дисахариды, олигосахариды, полисахариды и достаточно гетерогенную группу соединений, в которой присутствуют и поли- и олигосахариды, которую обозначили как пищевые волокна. Из пребиотиков в женском молоке присутствует лактоза и олигосахариды.
Лактоза (молочный сахар) представляет собой дисахарид, состоящий из галактозы и глюкозы. В норме лактоза расщепляется лактазой тонкой кишки до мономеров, которые практически полностью всасываются в тонкой кишке. Лишь незначительное количество нерасщепленной лактозы у детей первых месяцев жизни попадает в толстую кишку, где утилизируется микрофлорой, обеспечивая ее становление. В то же время дефицит лактазы приводит к избытку лактозы в толстой кишке и значительному нарушению состава кишечной микрофлоры и осмотической диарее.
Лактулоза — дисахарид, состоящий из галактозы и фруктозы, в молоке (женском или коровьем) отсутствует, однако в небольших количествах может образовываться при нагревании молока до температуры кипения. Лактулоза не переваривается ферментами ЖКТ, ферментируется лакто- и бифидобактериями и служит им субстратом для энергетического и пластического обмена, за счет чего способствует их росту и нормализации состава микрофлоры, увеличению объема биомассы в содержимом кишечника, что определяет ее слабительный эффект. Помимо этого, показана антикандидозная активность лактулозы и ее угнетающий эффект на сальмонелл. Полученная синтетическим путем лактулоза (дюфалак) широко используется как эффективное слабительное средство, обладающее пребиотическими свойствами. Как пребиотик детям дюфалак назначается в низких дозах, не оказывающих слабительного эффекта (по 1,5–2,5 мл 2 раза в день в течение 3–6 нед).
Олигосахариды представляют собой линейные полимеры глюкозы и других моносахаров с общей длиной цепи не более 10. По химической структуре выделяют галакто-, фрукто-, фукозил-олигосахариды и др. Концентрация олигосахаридов в женском молоке относительно невелика, не более 12–14 г/л, однако их пребиотический эффект весьма значителен. Именно олигосахариды сегодня рассматриваются как основные пребиотики женского молока, обеспечивающие как становление нормальной микрофлоры кишечника ребенка, так и ее поддержание в дальнейшем. Важным является то обстоятельство, что олигосахариды присутствуют в значимых концентрациях только в женском молоке и отсутствуют, в частности, в коровьем. Следовательно, в состав адаптированных молочных смесей для искусственного вскармливания здоровых детей должны добавляться пребиотики (галакто- и фруктосахариды).
Полисахариды представляют собой длинноцепочечные углеводы в основном растительного происхождения. Инулин, содержащий фруктозу, в больших количествах присутствует в артишоках, клубнях и корнях георгинов и одуванчиков; утилизируется бифидо- и лактобактериями, способствует их росту. Помимо этого, инулин повышает всасывание кальция и влияет на метаболизм липидов, снижая риск развития атеросклероза.
Пищевые волокна — большая гетерогенная группа полисахаридов, наиболее известными из которых являются целлюлоза и гемицеллюлоза. Целлюлоза — неразветвленный полимер глюкозы, а гемицеллюлоза — полимер глюкозы, арабинозы, глюкуроновой кислоты и ее метилового эфира. Помимо функции субстрата для питания лакто- и бифидофлоры и опосредованно поставщика короткоцепочечных жирных кислот для колоноцитов, пищевые волокна оказывают и другие важные эффекты. Они обладают высокой адсорбционной способностью и удерживают воду, что приводит к повышению осмотического давления в полости кишки, увеличению объема фекалий, ускорения пассажа по кишечнику, что обусловливает слабительный эффект.
В средних количествах (1–1,9 г/100 г продукта) пищевые волокна содержатся в моркови, сладком перце, петрушке (в корне и зелени), редьке, репе, тыкве, дыне, черносливе, цитрусовых, бруснике, фасоли, гречневой, перловой крупе, «Геркулесе», ржаном хлебе.
Высокое содержание (2–3 г/100 г продукта) пищевых волокон характерно для чеснока, клюквы, красной и черной смородины, черноплодной рябины, ежевики, овсяной крупы, хлеба из белково-отрубной муки.
Наибольшее же их количество (более 3 г/100 г) содержится в укропе, кураге, клубнике, малине, чае (4,5 г/100 г), овсяной муке (7,7 г/100 г), пшеничных отрубях (8,2 г/100 г), сушеном шиповнике (10 г/100 г), жареном кофе в зернах (12,8 г/100 г), овсяных отрубях (14 г/100 г). Пищевые волокна отсутствуют в рафинированных продуктах.
Несмотря на очевидную значимость пребиотиков для питания микрофлоры, благополучия ЖКТ и всего организма в целом, в современных условиях отмечается дефицит пребиотиков в питании во всех возрастных группах. В частности, взрослый человек должен съедать в сутки примерно 20–35 г пищевых волокон, тогда как в реальных условиях европеец потребляет не более 13 г в сутки. Уменьшение доли естественного вскармливания у детей первого года жизни приводит к недостатку пребиотиков, содержащихся в женском молоке.
Таким образом, пребиотики обеспечивают благополучие микрофлоры толстой кишки, здоровье толстой кишки и являются необходимым фактором здоровья человека в связи с их существенными метаболическими эффектами. Преодоление дефицита пребиотиков в современных условиях связано с обеспечением рационального питания лиц всех возрастных категорий, начиная от новорожденных и кончая людьми преклонного возраста.
Литература
С. В. Бельмер, доктор медицинских наук, профессор
А. В. Малкоч, кандидат медицинских наук
РГМУ, Москва