Положительное значение нормальной микрофлоры

1. Неспецифическая защитная функция. Нормальная микрофлора является одним из факторов неспецифической резистентности организма: аутохтонные микроорганизмы обладают выраженными антагонистическими свойствами по отношению к патогенным микроорганизмам и заносным видам и обеспечивают колонизационную резистентность.

Антагонистические свойства нормальной микрофлоры связаны с:

– выработкой бактериоцинов и лизоцима, высокой биохимической активностью и образованием кислот (молочной, уксусной, муравьиной, пропионовой) и спиртов, ингибирующих размножение патогенных микроорганизмов. Антибактериальный эффект метаболитов может реализовываться в другом биотопе: оральные факультативные анаэробы восстанавливают нитраты до нитритов, которые в желудке при подкислении образуют оксид и диоксид азота, обладающие бактерицидным эффектом по отношению к патогенным штаммам Е. соli и C. albicans в кишечнике;

– экранированием слизистых оболочек, что препятствует адгезии патогенных микроорганизмов.

Колонизационная резистентность — способность микрофлоры и макроорганизма, кооперативно взаимодействуя, защищать слизистые оболочки от патогенной микрофлоры. Колонизационная резистентностьобеспечивается многофакторной неспецифической системой защиты: физико-химическими (рН, вязкостью, ферментативной активностью секретов), химическими (лизоцимом, низкомолекулярными метаболитами микрофлоры) и специализированными подсистемами защиты (нейтрофилами, эпителиоцитами, sIgА, содержанием комплемента, интерферонов). Именно слизистый барьер является первым, иногда непреодолимым препятствием для патогенных микроорганизмов, препятствующим их адгезии к поверхности клеток-мишеней.

Гнотобионты (безмикроорганизмные животные) используются для изучения роли микроорганизмов для функционирования физиологических систем. Гнотобиологические технологии используют при лечении иммунодефицитов, ожогов, лейкозов.

2. Иммунизаторная функция: нормальная микрофлора вызывает постоянное антигенное раздражение системы иммунитета, в т. ч. местного, поддерживая ее в физиологически активном состоянии. Эта активация стимулирует фагоцитарную активность нейтрофилов и макрофагов, синтез секреторных и сывороточных иммуноглобулинов, продукцию цитокинов и интерферона, способствует выведению из кишечника поступающих с пищей аллергенов.

При нарушении состава нормальной микрофлоры у гнотобионтов (безмикроорганизмных животных) наблюдается гипоплазия лимфоидной ткани, снижение клеточных и гуморальных факторов иммунитета. Попадая в микроорганизмное окружение, гнотобионты погибают от инфекционных процессов, вызываемых такими видами микроорганизмов, к которым животные, выросшие в обычных условиях, не восприимчивы вовсе.

3. Синтетическая функция: нормальная микрофлора участвует в синтезе:

– - витаминов группы В (тиамина, рибофлавина, никотиновой кислоты, фолиевой кислоты, пиридоксина, цианокобаламина), витамина К, пантотеновой кислоты,

– - ферментов: протеаз, липаз, амилаз,

– - аминокислот:аланина, аминомасляной и глутаминовой кислот,

– - антибиотических веществ (бактериоцинов) и лизоцима.

4. Пищеварительная функция: усиление физиологической активности ЖКТ.

Микрофлора ЖКТ участвует в процессах пищеварения в восходящем отделе толстой кишки, разлагая непереваренные в верхних отделах ЖКТ остатки пищи. Высокой эффективности симбионтного пищеварения способствует наличие в толстом кишечнике поперечных складок (гаустр), образующих «карманы», где задерживаются субстраты микрофлоры.

Микрофлора способствует усвоению из кишечника минеральных и биологически активных веществ:

– - ионов кальция и витамина D, предотвращая тем самым развитие рахита в детском возрасте;

– - участвует в рецикле некоторых макро- (железо) и микроэлементов (цинк, кобальт).

Кислоты и газы, образующиеся при микроорганизмной ферментации углеводов, активируют моторную активность толстой кишки (стимулируют перистальтику и образование кала).

5. Метаболическая функция: микрофлора кишечника участвует в обменных процессах:

– - в обмене белков, разлагая белки до конечных продуктов, образующиеся при этом индол, скатол, фенол способствуют перистальтике;

– - в обмене липидов, нейтральных жиров и жирных кислот, абсорбции желчных кислот, разложении желчных кислот и холестерина;

– - в метаболизме билирубина, образовании стеркобилиногена, копростерина и дезоксихолевой кислоты;

– - в рециркуляции стероидных гормонов в результате экскреции метаболитов из печени в кишечник и последующего возврата в нее;

– - в брожении полисахаридов, негидролизуемых собственными пищеварительными ферментами организма. При этом образуются низкомолекулярные метаболиты: газы (Н₂, СО₂, СН₄, NН₃), монокарбоновые кислоты (их часто называют летучими жирными кислотами — ЛЖК), янтарная и молочная кислоты. ЛЖК восполняют энергетические потребности колоноцитов: они всасываются в слизистую оболочку и утилизируются в цикле Кребса. Снижение энергообеспечения эпителия толстой кишки ЛЖК является одним из звеньев патогенеза аутоиммунного язвенного колита и функциональных болезней (синдром раздраженной толстой кишки).

Большая часть ЛЖК (>98 %) утилизируется эпителием толстого кишечника, поэтому их концентрация в портальном кровотоке примерно в 500 раз, а в периферической крови в 1000 раз меньше, чем в содержимом кишечника. При заболеваниях ЖКТ на фоне повышенной проницаемости слизистой эпителия толстой кишки наблюдается синдром гепатической энцефалопатии, когда рост концентрации ЛЖК в центральном кровотоке делает ГЭБ проницаемым для токсичных метаболитов (фенолов, аммиака, меркаптанов).

Участвуя в разнообразных метаболических процессах, микроорганизмы способствуют согласованной работе различных органов и систем макроорганизма.

6. Энергетическая функция: благодаря активному метаболизму, нормальная микрофлора кишечника является генератором тепла.

При расщеплении полисахаридов и гликопротеидов микроорганизмными гликозидазами образуются моносахариды, при окислении которых в окружающую среду выделяется энергия в виде тепла. При дальнейшем расщеплении моносахаридов образуются монокарбоновые кислоты, их дальнейшее окисление эпителием и микроорганизмами также дает некоторое количество тепла. Скорости расщепления и утилизации сахаров велики, поэтому скорость тепловыделения высокая.

Высокая скорость и мощность толстокишечного кровотока, играющего роль теплоносителя, обеспечивает эффективную теплопередачу прилегающим органам — печени, поджелудочной железе, селезенке.

7. Гомеостатическая функция: микроорганизмы участвуют вводно-электролитном обмене, поддерживают водный и ионный гомеостаз организма.

8. Детоксикационная функция: микроорганизмы кишечника принимают участие в детоксикации попадающих из внешней среды в организм ксенобиотиков, в т. ч. лекарственных препаратов, и образующихся токсичных продуктов метаболизма путем их биосорбции или трансформации в нетоксичные продукты.

Микрофлора совместно с неперевариваемыми полисахаридами представляют собой энтеросорбент с огромной адсорбционной емкостью, поэтому большая часть ядов выводится из организма вместе с кишечным содержимым, даже не вступая в непосредственный контакт со слизистой.

Другая часть токсичных метаболитов вовлекается в дальнейший метаболизм и утилизируется микрофлорой для ее нужд. Микроорганизмы могут осуществлять гидролиз, деацилирование, дезаминирование, декарбоксилирование, дегидрогенирование, деметилирование, расщепление гетероциклических соединений. Меркаптаны и дисульфиды используются для синтеза окислительно-восстановительных ферментов анаэробов. Аммиак включается в цикл орнитин–мочевина, используется для синтеза глутамина и нейромедиаторов.

Благодаря нормальной микрофлоре кишечника лишь небольшая доля ядов оказывается в кровяном русле, а затем детоксицируется печенью.

9. Антимутагенная функция: выведение из кишечника или разрушение в кишечнике канцерогенных вещества: а ммиака, некоторых аминов, фенолов, меркаптанов, стероидов. Высокое содержание бифидумбактерий и лактобактерий в кишечнике в определенной мере препятствует развитию канцерогенеза.

10. Санитарно-показательная роль: представителей нормальной микрофлоры используют в качестве санитарно-показательных микроорганизмов, свидетельствующих о загрязнении окружающей среды (воды, почвы, воздуха, продуктов питания) выделениями человека и, следовательно, об их эпидемической опасности.