Кишечник под микроскопом (часть 1)
Рис. 1
Посмотрите на рисунок 1. Здесь видно, что нормальная микрофлора как бы погружена в энтеральную (пристеночную) среду слизистой оболочки кишечника. В других органах происходит точно так же, и поэтому для нашей микробной братии существует термин «чулок»: на всем протяжении внутренних сред мы покрыты, будто чулком, микробной биопленкой. Чтобы было нагляднее, я предлагаю вам вспомнить, как выглядит булыжная мостовая: камни, погруженные в землю, и между ними обязательно есть расщелины. Вот именно в таких «расщелинах» между клетками-колоноцитами («булыжниками») подальше от кислорода и шума живут анаэробные бифидобактерии. А над ними будто бы в пролитом киселе (муциновом слое), отнюдь не хаотично, а очень гармонично, располагаются другие представители микробного сообщества. И ближе всех к просвету обитают аэробные микроорганизмы, которым кислород жизненно необходим. Состав энтеральной среды – это муцин, продукты метаболизма микробов, низкомолекулярные фрагменты пищи, гуморальные и клеточные компоненты иммунной системы.
ВАЖНО!
Ученые считают эту среду особенной в иерархии внутренних сред и относят к промежуточной по своим свойствам между внутренней и внешней средой организма. А если говорить понятнее, наша кишечная стенка со всем своим богатством жизненно важна как для макроорганизма, так и для микроорганизмов, населяющих слизистую.
Считают, что микроорганизмы, тесно связанные со слизистыми поверхностями (ассоциированные), относятся к важному элементу эндокринной системы и выполняют ферментативную трансформацию сложных стероидных соединений и производных азота.
Зачем нам микрофлора?
На этот еще в начале ХХ века ответил великий русский ученый, лауреат Нобелевской премии Илья Ильич Мечников. По его словам, «многочисленные сообщества микробов, населяющих кишечник, в значительной мере определяют духовное и физическое здоровье человека». Вот так!
Когда кишечник здоров, мы вряд ли заинтересуемся раскладом бактериальных сил в нем. И условно-патогенные микроорганизмы нас не побеспокоят, и в суете своей каждодневной жизни мы, поглощенные взаимоотношениями людей, редко задумываемся о взаимоотношениях микробов и об их роли в нашей жизни. А они тем временем неустанно выполняют свои важнейшие функции. Их так много, что можно написать отдельную книгу, поэтому я перечислю здесь самые значимые и основные, без понимания которых мы вряд ли оценим роль собственной микрофлоры в нашей жизни.
Защитная и антимикробная
Только представьте, что вы срываете с ветки яблоко или зашли в знакомое кафе с желанием перекусить и, не думая в эту минуту о микробах, отправляете еду в рот… В следующую секунду лактобациллы, обитающие во рту, чтобы избежать бактериальной агрессии с ваших рук и пищи, выделяют антибиотикоподобные вещества: лизоцим, ацидофилин, лактосидин, которые обезоруживают и обезвреживают патогенные микроорганизмы.
Знакомьтесь, только что вам помогли ваши собственные антибиотики, или бактериоцины (по-научному). Они высокоактивны и имеют мощный подавляющий эффект в отношении возбудителей ботулизма, сальмонеллеза, дизентерии и тех видов микробов, которые настроены навредить нам.
Это самые передовые укротители строптивых, они оперативно воздействуют также на патогенные виды стафилококка, кишечной палочки. И, кстати, в отличие от синтетических антибиотиков, воздействуют избирательно, не вредя многим сообществам дружественной микрофлоры. Так, во рту теперь порядок.
Спускаемся ниже, и если повезет, обнаружим в желудке некогда дружественную нам бактерию Helicobacter pylori, которая за последние десятилетия существования эры антибиотикотерапии стала очень агрессивной.
ТОЛЬКО ФАКТЫ:
Современные ученые обнаружили, что бактерия, вызывающая язву желудка, может быть и полезна. Оказывается, она участвует в создании природного антимикробного средства, эффективного в отношении сальмонеллы и шигеллы, а также других опасных микроорганизмов. Ученые разобрались, почему этот полезный на первый взгляд симбионт теряет контроль над своим поведением и повреждает слизистую желудка до образования язвы в ней. Так происходит у людей с ослабленным кишечным иммунитетом, а также на фоне неразумной антибиотикотерапии и стресса.
Еще ниже в кишечнике – наша ценнейшая микрофлора. В основном бифидобактерии и лактобациллы синтезируют особые органические кислоты. Именно на этом виде кислот, которые называются короткоцепочечными, или летучими жирными кислотами (ЛЖК), я с радостью остановлюсь отдельно. Посмотрите на таблицу и внимательно прочитайте пусть даже не совсем понятные на первый взгляд фразы. Я хочу обратить ваше внимание на ценный вклад этих продуктов нашей микрофлоры в работу кишечника и влияние на организм в целом (табл. 1).
Таблица 1
Даже беглый взгляд на действие этих кислот объясняет, где собран стратегический резерв наших внутренних антибиотиков-бактериоцинов, от чего зависит процесс дефекации, что является источником долгожительства и чем питается кишечник изнутри!
Напрашивается несложный вывод: для того чтобы опорожнить кишечник, иметь жизненную энергию и высокий иммунитет, нужно, чтобы защитная микрофлора постоянно вырабатывала летучие жирные кислоты и они были в достатке.
А как это сделать, вы узнаете из следующих глав.
ВАЖНО!
Доказано, что ЛЖК, в частности уксусная (ацетат), пропионовая (пропионат) и масляная (бутират), восполняют энергетические потребности колоноцитов – клеток толстого кишечника. Около 98 % продуцируемых в кишечнике летучих жирных кислот используется нашим организмом, причем в лимфу и системный кровоток попадает более 50 % из них. Эти чудесные летучие жирные кислоты восполняют около 10 % всех энергетических потребностей организма!
И ученые по праву относят ацетат, пропионат и бутират к важным соединениям нашего организма наряду с фосфолипидами, триглицеридами, холестерином и глюкозой. А вот если этих кислот не хватает, то снижается питание энергией клеток толстого кишечника. Этот неутешительный факт может в итоге привести к развитию синдрома раздраженного кишечника и формированию аутоиммунного язвенного колита.
Известно также, что наши облигатные микробы успешно конкурируют с условно-патогенными за места прикрепления к поверхности наших слизистых оболочек и за источники питания. Защитная микрофлора создает своеобразный мощный экран своими метаболитами, покрывая все слизистые и лишая патогенов возможности закрепиться своими рецепторами за «почву под ногами» – клеточные рецепторы слизистой. Не имея источников питания, возможности жить и размножаться, патогенные микроорганизмы в итоге погибают на нашу общую с защитниками радость! Этот эффект называется колонизационной резистентностью, или конкурентной устойчивостью. И в этом состоянии оперативной готовности отразить атаку наша микрофлора должна быть всегда.
Метаболическая
Вторая важнейшая для организма функция полезных бактерий – это метаболизм: расщепление и переработка поступающих в организм веществ.
Неудивительно, что метаболическая активность здоровой микрофлоры сопоставима с уровнем метаболической активности печени. Давайте изучим эту функцию подробнее.
Известно, что наши невидимые глазу микробы-труженики участвуют в расщеплении белков, разлагая их до конечных продуктов. При этом образуются индол, скатол и фенол, способствующие перистальтике кишечника. Нейтральные жиры и жирные кислоты великолепно эмульгируются под действием микробной липазы. Отработавший свое холестерин превращается в копростенол и выводится из кишечника, а билирубин при участии облигатной микрофлоры трансформируется в стеркобилиноген и дезоксихолевую кислоту. Бактерии осуществляют рециркуляцию стероидных гормонов, а также отмечена их важная роль в ферментации полисахаридов, которые не гидролизуются пищеварительными ферментами организма.
Важно то, что микроорганизмы своим непосредственным участием в разнообразных метаболических процессах способствуют согласованной работе различных органов и систем макроорганизма!
Детоксикационная
Чем глубже мы «ныряем» в кишечник, тем больше узнаем о его ценнейших жителях! Представляете, наши мудрые микробы-защитники принимают самое активное участие в обезвреживании попадающих извне чужеродных соединений. И соли тяжелых металлов, фенолы и образующиеся токсичные продукты метаболизма уже не опасны: происходит их биосорбция, или трансформация, в нетоксичные продукты. Вдумайтесь: труженики «невидимого фронта» ежесекундно предотвращают возможные отравления, утилизируя пищевые яды и токсины. Они даже способны нейтрализовать вещества, провоцирующие развитие раковой опухоли!
Известно, что микробы настолько рачительные хозяева (вспомните, их больше, чем наших собственных клеток!), что часть токсичных метаболитов вовлекается в дальнейшую трансформацию и утилизируется микрофлорой для ее же собственных нужд. Просто безотходная технология получается, и здесь нам, бесспорно, есть у кого поучиться. Важно знать и помнить, что только благодаря нашей микробиоте минимальная доза ядов оказывается в кровяном русле, а затем уже обезвреживается печенью. Печень, кстати, про это хорошо помнит и тихо благодарит кишечник за труды.
ВАЖНО!
Интересен тот факт, что наша микрофлора представляет собой абсолютно натуральный энтеросорбент с огромной сорбционной емкостью. Это ей удается благодаря свободной массе неперевариваемых полисахаридов, находящихся в просвете кишечника! Именно поэтому большая часть ядов выводится из организма вместе с кишечным содержимым, даже не вступая в непосредственный контакт со слизистой. Так что добавляйте больше клетчатки в еду, и никакие сорбенты вам не будут нужны при условии здоровой микрофлоры!
Пищеварительная
Для чего нам нужна пищеварительная система в организме, практически все более-менее понимают: она переваривает пищу и усваивает ее. Но вот о роли в этом процессе нашей родной микрофлоры, которая, как мы выяснили, во много раз превышает количество самих клеток органов, не все догадываются. А она, оказывается, есть и заключается в усилении физиологической активности желудочно-кишечного тракта (ЖКТ).
Микрофлора с огромным удовольствием – для этого у нее есть синтезируемые ферменты – участвует в процессах пищеварения. Практически во всех отделах нашей пищеварительной трубки работают как просветные бактерии, так и пристеночные (значение пристеночного пищеварения много лет назад было открыто академиком А.М. Уголевым).
Микробиологи и врачи давно изучают эти процессы и, сопоставляя данные о собственном и микробном пищеварении, пришли к ободряющему заключению, что это единый процесс. Как это понимать? Микробное (или симбионтное) пищеварение включается в механизмы собственного (или ферментного), дополняя и расширяя процессы пищеварения и усвоения биологически активных веществ из пищи.
Современные ученые поддерживают теорию Уголева об этапах собственного и симбионтного пищеварения. Знания об этих этапах помогут до конца осознать роль микрофлоры в пищеварении. Вот эти этапы: полостное пищеварение (в просвете трубки) – пристеночное (на слизистой) – мембранное (внутри мукозного слоя) – всасывание микронутриентов, образованных в процессе переваривания.
В тонком кишечнике полостное пищеварение осуществляется ферментами поджелудочной железы и просветной микрофлоры с участием желчных кислот. Пристеночное происходит в бактериальной биопленке под действием ферментов мукозной микрофлоры, а мембранное осуществляется кишечными ферментами.
ВАЖНО!
Во всех отделах толстого кишечника собственное пищеварение практически отсутствует: на первое место выступает симбионтное (микробное) пищеварение. И это очень важная новость! Во всем толстом кишечнике пищеварение – и полостное, и пристеночное – осуществляется только микробиотой, и поэтому мы, врачи, используем термин «микробное пищеварение», когда говорим о кишечнике.
Что еще? Наша микрофлора помогает нам усвоить из кишечника минеральные и биологически активные вещества – например, витамин D и кальций в ионной форме, что предотвращает возможность развития рахита у малышей.
Микробиота непосредственно влияет на водно-солевой обмен, помогает всасывать воду, а также обеспечивает усвоение поступающих из пищи макроэлементов: кальция, железа и таких важных микроэлементов, как медь, цинк, марганец и кобальт. Накапливающиеся в процессе микробного пищеварения газы активируют моторику толстого кишечника, стимулируют перистальтику в нем и способствуют образованию кала.
Синтетическая
Одна из самых ценных функций – это, конечно же, синтетическая. Мы уже познакомились с продуктами жизнедеятельности бактерий: летучими жирными кислотами, бактериоцинами, изучили микробные ферменты, которые работают в пристеночном слое и просвете кишки. Теперь время поговорить о витаминах.
ВАЖНО!
Тема витаминов и их недостаточности вызывает интерес – еще со времен, когда обнаружили, что дефицит витамина С вызывает цингу с летальным исходом практически в 100 % случаев, а дефицит витамина В12 и фолиевой кислоты в конечном итоге приводит к анемии. Сегодня актуальна тема дефицита витамина В17, способствующего формированию раковой холи.
Сейчас просто бум витаминов, и все знают, для чего, сколько и каких нужно, а уж тем более чем опасен их дефицит. И тем не менее не все могут точно ответить на вопрос, где же мы берем самые что ни на есть органические витамины. Оказывается, все уже есть в нашем кишечнике!
Особенно эта новость важна для вегетарианцев, даже не смотрящих в сторону мяса. Я тоже из их числа, и мне так приятно, что витамин В12 мы вырабатываем сами при условии системного здоровья организма и процветания кишечной микробиоты.
А какие еще витамины вырабатывают наши доблестные микробы-защитники и какие из них делают это более эффективно? Как всегда, пальма первенства у бифидобактерий, которые синтезируют витамины группы В, никотиновую и фолиевую кислоты, витамины Е и К, пантотеновую кислоту, витамин Н.
Кроме того, бактерии трудятся в производстве незаменимых для организма аминокислот, которые идут на построение нашего тела и важны в процессах иммуногенеза; обеспечивают всасывание витамина D, солей кальция и железа.
Отдельно хочу обратить ваше внимание на то, что такой важный для деток первого года жизни фермент, как лактаза, синтезируется при участии лактобацилл и бифидобактерий в тонком и толстом кишечнике. Его адекватное количество положительно сказывается на ферментации материнского молока, а дефицит приводит к лактазной недостаточности (чаще она носит вторичный, или транзиторный, характер и полностью уходит при нормализации уровня лактазы в кишечнике), проявляющейся жидким стулом и синдромом колик у малышей.
Иммунная
Велика роль микробиоты в создании и поддержании иммунного статуса организма. Сегодня доказано, что в клеточной стенке защитных микроорганизмов (в первую очередь, конечно же, бифидобактерий и лактобацилл) содержится большое количество мурамилдипептида – важнейшего вещества, активизирующего макрофаги и запускающего целый каскад процессов, приводящих к увеличению выработки очень важного кишечного иммуноглобулина класса А (IgA), синтезу эндогенного интерферона, цитокинов и других важных компонентов иммунитета, о которых мы поговорим в отдельной главе.
Главное, что вам нужно помнить: наш кишечник – это кузница иммунитета!
Эта информация важна в первую очередь для часто болеющих людей: лечить симптомы малоэффективно, а вот восстановить кишечный иммунитет – первостепенная задача!
ВЫВОДЫ
Конечно, это далеко не все о микробах, однако этих данных достаточно, чтобы создать представление о своем внутреннем микромире. Вы увидели «в лицо» тех, кого ученые мужи изучают, погрузившись в недра организма, уже второй век.
Поверьте, микробиота настолько разнообразна и многофункциональна, что наше сознание, наверное, не сможет до конца уместить весь ее ценнейший функционал. Просто нужно поверить и принять: все, что у нас с вами внутри хорошее, создали и подарили наши защитные микроорганизмы. А все, что плохое, – выбросили недруги-патогены. Однако их можно перевести на светлую сторону или вывести на чистую воду, чем мы с вами и займемся.
А теперь коротко о самом важном, что для нас делает микробиота:
♦ обеспечение противоинфекционной защиты, антимикробное действие, синтез иммуноглобулинов, интерферонов, лизоцима;
♦ обезвреживание, фильтрация и детоксикация вредных агентов и аллергенов пищи, радионуклидов и солей тяжелых металлов, быстрое выведение их из организма;
♦ обеспечение физиологической перистальтики и моторики кишечника;
♦ активное участие в расщеплении и усвоении белков, жиров, углеводов и клетчатки за счет собственных эндогенных ферментов;
♦ завершение обменных процессов: холестерина, билирубина, желчных кислот, участие в водно-солевом обмене;
♦ синтез витаминов, ферментов, гормонов, аминокислот, усвоение кальция (Са), железа (Fe).
