Кишечная палочка, бифидобактерии, лактобактерии — основа микрофлоры кишечника

Микрофлора кишечника (кишечный биоценоз) начинает формироваться с момента рождения ребенка. У 85% детей он окончательно формируется в течение первого года жизни. У 15% детей процесс захватывает более продолжительный период. Обеспечение ребенка в первом полугодии грудным молоком является важным стабилизирующим фактором.

Бифидобактерии, лактобактерии, кишечная палочка и бактероиды обеспечивают нормальную работу организма человека. На их долю приходится 99% нормальной микрофлоры кишечника.

Рис. 1. Кишечные бактерии. Компьютерная визуализация.

Что такое микрофлора кишечника

Рис. 2. Вид стенки тонкого кишечника в разрезе. Компьютерная визуализация.

До 500 видов различных микроорганизмов содержится в кишечнике человека. Их общая масса составляет более 1 кг. Количество микробных клеток превышает численность всего клеточного состава организма. Их количество увеличивается по ходу кишечника и в толстом кишечнике бактерии уже составляют 1/3 сухого остатка каловых масс.

Сообщество микробов рассматривается как отдельный, жизненно важный орган человеческого организма (микробиом).

Микрофлора кишечника постоянна. Это обусловлено наличием рецепторов в тонкой и толстой кишке, которые приспособлены к адгезии (слипанию) определенных типов бактерий.

В тонком кишечнике превалирует аэробная флора. Представители этой флоры в процессе синтеза энергии используют свободный молекулярный кислород.

В толстом кишечнике превалирует анаэробная флора (молочнокислые и кишечные палочки, энтерококки, стафилококки, грибы, протей). Представители этой флоры синтезируют энергию без доступа кислорода.

В разных отделах кишечника кишечная микрофлора имеет разный состав. Большинство микроорганизмов обитает в пристеночной области кишечника, значительно меньше — в полостях.

Рис. 3. Кишечная микрофлора сосредоточена в пристеночной зоне кишечника.

Общая площадь кишечника (его внутренней поверхности) составляет примерно 200 м2. В кишечнике обитают стрептококки, лактобактерии, бифидобактерии, энтеробактерии, грибы, кишечные вирусы, непатогенные простейшие.

Нормальной работе организма человек обязан бифидобактериям, лактобактериям, энтерококкам, кишечной палочке и бактериодам, на долю которых приходится 99% нормальной микрофлоры кишечника. 1% составляют представители условно-патогенной флоры: клостридии, синегнойная палочка, стафилококки, протеи и др.

Бифидобактерии и лактобактерии, кишечные и ацидофильные палочки, энтерококки — основа кишечной микрофлоры человека. Состав этой группы бактерий всегда постоянный, многочисленный и осуществляющий основные функции.

Рис. 4. На фото ацидофильная палочка разрушает патогенные бактерии шигеллы (Shigella flexneri).

Кишечные палочки, энтерококки, бифидобактерии и ацидофильные палочки подавляют рост патогенных микроорганизмов.

Микрофлора кишечника в течение жизни человека претерпевает качественные и количественные изменения. Она меняется с возрастом. Микрофлора зависит от характера питания и образа жизни, климатических условий региона проживания, времени года.

Изменения микрофлоры кишечника не проходят бесследно для человека. Иногда они протекают латентно (бессимптомно). В других случаях — с ярко выраженными симптомами уже развившегося заболевания. При активной работе кишечных бактерий образуются токсические вещества, которые выводятся с мочой.

Рис. 5. Внутренняя поверхность толстой кишки. Розовые островки — кластеры бактерий. Трехмерное компьютерное изображение.

Группы микроорганизмов кишечной микрофлоры

• Основная группа представлена бифидобактериями, лактобациллами, нормальными кишечными палочками, энтерококками, пептострептококками и пропионобактериями.
• Условно патогенная флора и сапрофиты представлены бактероидами, стафилококками и стрептококками, дрожжеподобными грибами и др.
• Транзиторная флора. Эта микрофлора случайно попадает в кишечник.
• Патогенная флора представлена возбудителями инфекционных заболеваний — шигеллами, сальмонеллами, иерсиниями и др.

Функции микрофлоры кишечника

Микрофлора кишечника выполняет множество важнейших для человека функций:

• Кишечная микрофлора играет большую роль в поддержании местного и общего иммунитета. Благодаря ей увеличивается активность фагоцитов и выработка иммуноглобулина А, стимулируется развитие лимфоидного аппарата, а значит подавляется рост патогенной флоры. При снижении функции кишечной микрофлоры в первую очередь страдает состояние иммунной системы организма, что приводит к развитию стафилококкового, кандидозного, аспергиллезного и других видов кандидозов.

• Микрофлора кишечника способствует нормальной трофике слизистой оболочки кишечника, снижая тем самым проникновение в кровь различных пищевых антигенов, токсинов, вирусов и микробов. При нарушении трофики слизистой оболочки кишечника в кровь человека проникает множество патогенной флоры.
• Ферменты, которые производит кишечная микрофлора, принимают участие в процессе расщепления желчных кислот. Вторичные желчные кислоты вновь всасываются, а небольшое их количество (5 — 15%) выделяются с калом. Вторичные желчные кислоты участвуют в формировании и продвижении каловых масс, препятствуя их обезвоживанию. Если бактерий в кишечнике чрезмерно много, то желчные кислоты начинают расщепляться преждевременно, что приводит к возникновению секреторной диареи (поноса) и стеатореи (выделения увеличенного количества жира). Нарушается всасывание жирорастворимых витаминов. Часто развивается желчекаменная болезнь.
• Кишечная микрофлора принимает участие в утилизации клетчатки. В результате такого процесса образуются короткоцепочечные жирные кислоты, которые являются источником энергии для клеток слизистой оболочки кишечника. При недостаточном количестве клетчатки в рационе человека нарушается трофика тканей кишечника, что приводит к повышенной проницаемости кишечного барьера для токсинов и патогенной микробной флоры.
• При участии бифидо-, лакто-, энтеробактерий и кишечной палочки синтезируются витамины К, С, группы В (В1, В2, В5, В6, В7, В9 и В12), фолиевая и никотиновая кислоты.
• Кишечная микрофлора поддерживает водно-солевой обмен и ионный гомеостаз.
• Благодаря секреции особых веществ микрофлора кишечника подавляет рост патогенных бактерий, вызывающих гниение и брожение.
• Бифидо-, лакто-, и энтеробактерии принимает участие в детоксикации веществ, попадающих извне и образующихся внутри самого организма.
• Кишечная микрофлора повышает устойчивость эпителия кишечника к канцерогенам.
• Регулирует перистальтику кишечника.
• Кишечная микрофлора приобретает навыки по захвату и выводу вирусов из организма хозяина, с которым долгие годы она находилась в симбиозе.
• Кишечная флора поддерживает тепловой баланс организма. Питается микрофлора за счет веществ, непереваренных ферментативной системой веществ, поступающих из верхних отделов желудочно-кишечного тракта. В результате сложных биохимических реакций вырабатывается огромное количество тепловой энергии. Тепло с током крови разносится по всему организму и поступает во все внутренние органы. Вот почему при голодании человек всегда мерзнет.

Положительная роль отдельных видов бактерий микрофлоры кишечника

Нормальной работе организма человек обязан бифидобактериям, лактобактериям, энтерококкам, кишечной палочке и бактериодам, на долю которых приходится 99% нормальной микрофлоры кишечника. 1% составляют представители условно-патогенной флоры: клостридии, синегнойная палочка, стафилококки, протеи и др.

Бифидобактерии

Рис. 6. Бифидобактерии. Трехмерное компьютерное изображение.

• Благодаря бифидобактериям вырабатываются ацетата и молочная кислота.
  Закисляя среду обитания, они подавляют рост патогенных бактерий, вызывающих гниение и брожение.
• Бифидобактерии снижают риск развития аллергии к пищевым продуктам у малышей.
• Бифидобактерии обеспечивают антиоксидантный и противоопухолевый эффект.
• Бифидобактерии принимают участие в синтезе витамина С.
• Бифидо- и лактобактерии принимают участие в процессах по усвоению витамина Д, кальция и железа.

Кишечная палочка

• Особое значение уделяется представителю этого рода Escherichia coli M17. Кишечная палочка (Escherichia coli M17) способна вырабатывать вещество коцилин, которое угнетает рост целого ряда болезнетворных микробов.
• При участии кишечной палочки синтезируются витамины К, группы В (В1, В2, В5, В6, В7, В9 и В12), фолиевая и никотиновая кислоты.

Рис. 7. Кишечная палочка. Трехмерное компьютерное изображение.

Рис. 8. Кишечная палочка под микроскопом.

Лактобактерии

• Лактобактерии угнетают рост гнилостных и условно патогенных микроорганизмов за счет образования целого ряда веществ антимикробной направленности.
• Бифидо- и лактобактерии принимают участие в процессах по усвоению витамина Д, кальция и железа.

Рис. 9. Лактобактерии. Трехмерное компьютерное изображение.

Использование молочнокислых бактерий в пищевой промышленности

К молочнокислым бактериям относятся молочные стрептококки, сливочные стрептококки, палочки болгарская, ацидофильная, зерновая термофильная и огуречная. Молочнокислые бактерии широко используются в пищевой промышленности:

• при производстве простокваши, сыров, сметаны и кефира;
• вырабатывают молочную кислоту, сквашивающую молоко. Это свойство бактерий используется для производства простокваши и сметаны;
• при приготовлении сыров и йогуртов в промышленных масштабах;
• в процессе засаливания молочная кислота служит консервантом.
• при сквашивании капусты и засолке огурцов, принимают участие в мочении яблок и мариновании овощей;
• они придают особый аромат винам.

Бактерии рода стрептококков и лактобациллы придают продуктам более густую консистенцию. В результате их жизнедеятельности улучшается качество сыров. Именно они придают сыру определенный сырный аромат.

Рис. 10. Колония ацидофильной палочки.

Рис. 11. Полезные бактерии — болгарская палочка и термофильный стрептококк. Трехмерное компьютерное изображение.

Рис. 12. На фото кефирный (тибетский или молочный) гриб.

Рис. 13. Молочнокислые палочки перед непосредственным внесением в молоко.

Рис. 14. Бактерии Streptococcus thermophilus применяются при приготовлении сыра моцарелла.

Рис. 15. На фото кефир — продукт недели.

Рис. 16. На фото кефирный грибок. Он представляет собой содружество более 10 видов разных микроорганизмов.

Рис. 17. Кисломолочная продукция.

Бактерии живут на планете Земля более 3,5 млрд. лет. За это время они многому научились и ко многому приспособились. Теперь они помогают человеку. Бактерии и человек стали неразлучны.  Колоссальную пользу человеку и животным приносит микрофлора кишечника.