Читать книгу: «Как понять свой ЖКТ. Безобидные сигналы вашего организма и симптомы, на которые стоит обратить внимание», страница 4

Функции микробиоты

Несмотря на индивидуальный состав кишечной микрофлоры у каждого из нас, все люди имеют общее ядро из наиболее распространенных и доминирующих видов бактерий: Bacteroides, Ruminococcus, Prevotella.

Пищеварительная функция

Первой и наиболее значимой функцией микробиоты является расщепление неперевариваемых в тонком кишечнике пищевых волокон растительного происхождения (клетчатки). Для этого микроорганизмы в толстом кишечнике синтезируют тысячи специальных ферментов. В ходе ферментации в толстом кишечнике производятся короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК): ацетат (уксусная кислота), пропионат (пропионовая кислота), бутират (масляная кислота) и другие. КЦЖК необходимы нашему организму: они стимулируют развитие нормальной кишечной микрофлоры, поддерживают целостность слизистой кишечника, обладают противоопухолевым и противовоспалительным действием. Кроме того, КЦЖК – один из главных субстратов, которым питаются клетки (колоноциты), выстилающие толстую кишку.

БУТИРАТ, или масляная кислота, является главным источником энергии для клеток кишечника, может приводить к апоптозу (запрограммированной гибели) раковых клеток в толстой кишке. Бутират необходим для того, чтобы эпителиальные клетки потребляли большое количество кислорода посредством β-окисления⁹, создавая состояние гипоксии, которое поддерживает кислородный баланс в кишечнике, предотвращая дисбиоз кишечной микробиоты. Ацетат и пропионат регулируют уровень pН в кишечнике, моторную и секреторную активность кишечника, обладают бактерицидным действием относительно патогенной микрофлоры.

Метаболическая функция

Также кишечная микробиота участвует в трансформации желчных кислот. Существует даже особый термин – кишечно-печеночная циркуляция желчных кислот, – который обозначает процесс их циклического обращения в ЖКТ. Желчные кислоты синтезируются в печени, затем в составе желчи выводятся в двенадцатиперстную кишку, всасываются в кишечнике, транспортируются по кровотоку обратно к печени и повторно задействуются в секреции желчи.

Что же происходит с желчными кислотами в кишечнике? И при чем тут микробиота?

Первичные желчные кислоты, холевая кислота и хенодезоксихолевая кислота синтезируются клетками печени, гепатоцитами, из холестерина. Первичные желчные кислоты не только играют решающую роль в расщеплении и всасывании пищевых липидов (жиров) и жирорастворимых витаминов (A, D, E, K), но также влияют на проницаемость кишечного барьера и воспалительную реакцию. Кроме того, они регулируют энергетический обмен и пути метаболизма липидов и глюкозы. Желчные кислоты накапливаются в желчном пузыре, но в ответ на прием пищи они выделяются в двенадцатиперстную кишку, где участвуют в эмульгировании (смешивании с водой) пищевых жиров. Около 95 % всех первичных желчных кислот обратно всасываются в кровь из подвздошной кишки в печень, а оставшиеся 5 % превращаются во вторичные желчные кислоты: дезоксихолевую, литохолевую, аллохолевую и другие кислоты.

В модификации первичных желчных кислот во вторичные принимают участие анаэробные бактерии кишечника. Тип продуцируемых вторичных желчных кислот определяется диетой и состоянием микрофлоры.

Связь между желчными кислотами и микробиотой кишечника двунаправлена. Первичные желчные кислоты являются важным модулятором микробного сообщества кишечника, а состав кишечной микробиоты, в свою очередь, влияет на долю и количество синтезируемых желчных кислот.

Секреторная функция

Микробиота участвует в синтезе жизненно необходимых нам веществ: витаминов группы В, группы К, С, фолиевой и никотиновой кислоты, аминокислот (аргинин, глутамин). Некоторые из них – к примеру, витамин В₁₂ и фолиевую кислоту – организм человека не может производить самостоятельно.

Помимо КЦЖК, микрофлора синтезирует уже упоминавшиеся выше бактериоцины, лизоцимы, перекись водорода, которые контролируют численность патогенных микроорганизмов, предотвращая их рост.

Кишечная микробиота влияет даже на работу ЦНС и участвует в двунаправленной связи между кишечником и головным мозгом. Некоторые микроорганизмы, населяющие кишечник, способны синтезировать нейромедиаторы и гормоны: глутамин, серотонин, норадреналин, дофамин, гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК). Эти вещества являются важными посредниками в передаче нервных сигналов как в пределах ЭНС, так и по оси «кишечник – мозг».

Интересно, что ключевые этапы развития ЦНС у грудных детей проходят параллельно с процессом формирования микробиоты. Ученые наблюдают свидетельства того, что нарушение процесса колонизации микроорганизмами в раннем возрасте может приводить к нарушениям в функциях ЦНС. Изменение в производстве нейромедиаторов влечет за собой негативные последствия и для здоровья взрослого человека. Так, снижение выработки дофамина, вероятнее всего, связано с развитием нейродегенеративных заболеваний.

Немаловажную роль в работе ЖКТ играет гормон серотонин. Энтерохромаффинные клетки в нашем пищеварительном тракте синтезируют около 90 % всего серотонина. Он принимает непосредственное участие в регуляции перистальтики толстой кишки, а также воздействует на иммунные клетки, контролируя их активацию. Серотонин может влиять на интенсивность ощущений со стороны внутренних органов и играет важную роль в передаче ощущений, поступающих от кишечника.

Защитная функция

Как мы успели выяснить, ЖКТ не просто отвечает за пищеварение, но также является активным участником иммунной системы нашего организма. В этом аспекте стоит выделить две главные функции нормальной микрофлоры кишечника:

1) Барьерная функция. Как неоднократно было сказано выше, кишечная микробиота подавляет рост болезнетворных бактерий, предотвращает развитие патогенных инфекций и воспалительных процессов. Это свойство микробиоты получило название «колонизационная резистентность».

Кроме того, кишечная микробиота помогает поддерживать целостность слизистой кишечника, стабилизируя межклеточные соединения и восстанавливая эпителиальный барьер после повреждения.

2) Иммунная функция. Кишечник без преувеличения является самым большим иммунным органом в теле человека: в нем сосредоточено более 70 % иммунных клеток нашего организма, а четверть слизистой оболочки кишечника представлена иммунологически активной тканью. Первая и главная задача иммунной системы кишечника – не допустить проникновения бактерий в кровь. Вторая – устранить патогены.

Помните разговор о кишечно-ассоциированной лимфоидной ткани (GALT) в первой главе? Именно она ответственна за распознавание и устранение антигенов и формирование иммунологической толерантности к ним. Иммунологическая толерантность – это важнейшее условие существования ЖКТ в качестве барьера между внешней и внутренней средой. Даже пища и нормальная микрофлора, по сути, являются антигенами, но они не должны восприниматься организмом человека как нечто враждебное и тем более отторгаться или вызывать воспалительную реакцию.

В пищеварительном тракте взрослого человека присутствуют иммуноглобулины всех классов. Клетки кишечника особенно активно вырабатывают секреторный иммуноглобулин IgA – белок, обеспечивающий местный иммунитет.

Как питание влияет на микробиоту?

Современная западная диета включает высококалорийные продукты и характеризуется преобладанием в рационе большого количества красного мяса, быстроусвояемых углеводов (сахаров), соли, полуфабрикатов и, соответственно, недостаточным содержанием овощей и фруктов. Такое питание, вследствие дефицита пищевых волокон, по наблюдениям ученых, приводит к значительному снижению общего количества бифидобактерий и эубактерий – главных видов микроорганизмов в составе кишечной микробиоты – и в целом негативно сказывается на разнообразии микрофлоры.

Средиземноморская VS Западная диета

Кроме того, меньшее присутствие бактерий, продуцирующих масляную кислоту, в рационе с низким содержанием клетчатки и высоким содержанием мяса из-за негативных изменений рН толстой кишки способствует росту патогенных бактерий.

Экспериментальные исследования доказали, что ежедневное потребление около 30 г клетчатки (особенно растворимой фракции) положительно коррелирует с выработкой масляной кислоты многими бактериями. К примеру, 100 г гречневой крупы содержит 14 г клетчатки, что составляет почти половину суточной нормы. Задача неперевариваемой клетчатки состоит в том, чтобы придавать объем стулу и облегчать кишечный транзит.

ЦЕЛЛЮЛОЗА, ГЕМИЦЕЛЛЮЛОЗА – нерастворимая клетчатка, содержащаяся в злаках и кожуре многих фруктов и овощей. Она поглощает воду и увеличивает объем стула, что улучшает перистальтику кишечника.

ЛИГНИНЫ – нерастворимая клетчатка, содержащаяся в пшенице и кукурузных отрубях, орехах, льняном семени, овощах и незрелых бананах, которая усиливает секрецию слизи в толстой кишке и увеличивает объем стула.

БЕТА-ГЛЮКАНЫ – растворимая быстро ферментируемая клетчатка, содержащаяся в овсе и ячмене, которая метаболизируется и ферментируется в тонком кишечнике. Действует как пребиотик.

ГУАРОВАЯ КАМЕДЬ – растворимая ферментируемая клетчатка, выделенная из семян. Имеет вязкую гелеобразную текстуру и часто добавляется в пищу в качестве загустителя. Метаболизируется и ферментируется в тонком кишечнике.

ИНУЛИН, ОЛИГОФРУКТОЗА, ОЛИГОСАХАРИДЫ, ФРУКТООЛИГОСАХАРИДЫ – растворимые ферментируемые волокна, содержащиеся в луке, корне цикория, спарже и топинамбуре. Увеличивает объем каловых масс и действовует как пребиотик.

ПЕКТИНЫ – растворимая быстро ферментируемая клетчатка, содержащаяся в яблоках, ягодах и других фруктах.

УСТОЙЧИВЫЙ КРАХМАЛ – растворимая ферментируемая клетчатка, содержащаяся в бобовых, незрелых бананах, вареных макаронах и картофеле, которая действует как пребиотик.

Дефицит клетчатки приводит к снижению выработки КЦЖЦ, уменьшает разнообразие микроорганизмов и смещает метаболизм кишечной микробиоты в сторону использования менее полезных питательных веществ, что приводит к выработке потенциально вредных продуктов обмена.

Избыточное потребление клетчатки может приводить к вздутию, газообразованию и диарее.