Функции микрофлоры. 
Особенности микрофлоры желудочно-кишечного тракта

Колонизационная способность нормальной микрофлоры.

Многочисленными исследователями установлено, что симбиотическая микрофлора кишечника участвует в рециркуляции жирных кислот, холестерина, ряда макрои микроэлементов (кобальт, цинк), всасывании солей кальция и железа, регулирует моторную активность толстой кишки, поддерживает водный, газовый, ионный гомеостаз организма, связывает и разрушает токсические субстанции, инактивирует избыток пищеварительных ферментов. Известно подавление микробами нормального биоценоза передачи неблагоприятной генетической информации, которую несут патогенные бактерии, и, в частности, разрушение факторов множественной лекарственной устойчивости и аллергено.

Одной из важнейших функций нормальной микрофлоры относящейся к своеобразному экстракорпоральному органу, является ее участие в кооперации с организмом хозяина в процессе обеспечения колонизационной резистентности (КР). Понятие КР подразумевает совокупность механизмов, придающих стабильность нормальной микрофлоре и обеспечивающих предотвращение заселения организма хозяина патогенными и условно-патогенными микроорганизмами. Основными составными частями интегративного понятия КР является экстракорпоральные (взаимоотношения «микроб-микроб») и корпоральные (взаимоотношения «микроб-макроорганизм-микроб») механизмы, включающие в себя специфические иммунные и неспецифические гуморальные и клеточные механизмы, имеющие местные и общие проявления.

Адгезивная активность.

В комплексе механизмов колонизационной резистентности важную роль играют цитоадгезия микроорганизмов к определенным рецепторам на слизистой оболочке кишечника, конкуренция за эти рецепторы и блокада адгезии патогенных и условно-патогенных микробов к поверхности слизистой оболочки с участием факторов как иммуноглобулиновой природы, так и неспецифических факторов защиты, в том числе предварительное связывание с рецепторами представителей резидентной микрофлоры.

Установлено что, некоторые виды микроорганизмов, прикрепляющиеся к участкам поверхности желудочно-кишечного тракта, где подвижность содержимого просвета и слизи более интенсивная, нуждаются в специальных структурах, с помощью которых они связываются с компонентами гликокаликса и мембранами эпителиальных клеток. Эти структуры названы адгезинами. Для таких бактерий прикрепление — необходимое условие для размножения и увеличения численности популяции. Микроорганизмам в толстом отделе кишечника, где содержимое просвета движется медленно, и они успевают размножаться не прикрепляясь к гликокаликсу эпителия или мембранам, достаточно фиксироваться в муцинозном слое и колонизировать его.

Рядом исследователей показано, что адгезивность выступает в качестве одного из факторов, определяющих поведение микроорганизмов в ценозах: с помощью адгезинов осуществляется фиксация микроорганизма на поверхностях обитания. Различные бактериальные адгезины отличаются по степени аффенитета к специфическим рецепторам. Кроме того, один и тот же микроб в различных ситуациях способен экспрессировать адгезины различной специфичности. Считают, что именно это свойство микроорганизмов отражает их способность использовать различные экологические ниши. Особое внимание при этом привлекают микроскладки М-клеток (эпителиальных клеток пейеровых бляшек), так как на них обнаружены рецепторы к факторам адгезии некоторых микроорганизмов кишечной группы.

Ряд авторов в свете современных данных об адгезинах кишечной палочки считает, что эти микроорганизмы не просто существуют в кишечном содержимом, а формируют так называемые «пристеночные монослои», составленные из особей, прилипающих к эксфолиативному эпителию пищевого тракта макроорганизма. Основное место колонизации индигенных кишечных палочек — толстый кишечник. Как представитель факультативных анаэробных бактерий E. coli оптимально адаптирована здесь к среде. Непатогенные штаммы E. coli могут распознавать неспецифические структуры в слизистом слое эпителия кишечника. Посредством физиологичной адгезии, вероятно опосредованной фимбриями общего — первого типа, клетки E. coli способны перманентно занимать места в стенке толстого кишечника (резидентные штаммы).

По данным литературы, существует три типа методических подходов для изучения in vitro адгезии микробных клеток к клеткам поверхности макроорганизма. Первый метод предполагает регистрацию факта взаимодействия клеток с помощью светового микроскопа. Второй метод включает приемы культивирования для учета жизнеспособных микроорганизмов, прикрепившихся к клеткам и тканям. Третий метод предусматривает введение изотопной метки (3Н или 18С) и дальнейший учет связавшихся микробных клеток по этой метке.

Антагонистическая активность.

Одной из важных сторон защитной функции бактерий нормальной микрофлоры является антагонистическая активность в отношении патогенных и условно-патогенных микроорганизмов. Благодаря биохимической активности микроэкологической системы пищеварительного тракта и образованию микрофлорной субстанции с выраженной антагонистической активностью, попадающие извне патогенные микроорганизмы быстро элиминируются из кишечника. Это предотвращает колонизацию ими разных отделов желудочно-кишечного тракта и развитие инфекционного процесса.

Установлено, что бактериальный антагонизм может осуществляться благодаря клеточному контакту, в результате которого бактериостатические агенты передаются от ингибиторных штаммов штамму-мишени. В некоторых случаях колонизационная резистентность реализуется за счет сочетания антагонистического действия определенных представителей нормальной микрофлоры и (или) их метаболитов и появления специфических антител. Многие исследователи доказали роль лактобацилл в поддержании микробного баланса, благодаря продукции молочной кислоты и специфической адгезии к эпителию толстой кишки. Показана их антагонистическая активность в отношении патогенных бактерий, в частности, Salmonella typhimurium. Бифидобактерии, продуцируя уксусную и молочную кислоты препятствуют размножению гнилостной и патогенной микрофлоры, нормализуют перистальтику, а также способствуют всасыванию кальция, железа, витамина D и участвуют в процессах витаминообразования.

Ряд авторов отметили, что кишечные палочки влияют на развитие и статус местной иммунной системы, связанной со слизистой оболочкой и обеспечивают защиту хозяина от инфекций, обусловленных энтеропатогенными микроорганизмами. Кишечная палочка принимает участие в расщеплении белков и углеводов, метаболических превращениях холестерина, желчных кислот, жирных кислот.

Показано, что кишечные палочки также обладают канцеролитическими свойствами. Так, А. О. Карапетян выделила из кишечника здоровых лиц штаммы кишечной палочки и фекального энтерококка, которые in vitro обладали способностью вызывать некроз раковых клеток. В то же время, кишечные палочки, выделенные от онкологических больных, таковыми свойствами не обладали.

Установлено, что кишечная палочка синтезирует 9 витаминов: В1, В2, В6, В12, Вс, К, никотиновую и пантотеновую кислоты, биотин. Кроме того, бактерии Е. coli создают необходимую анаэробную среду для строгих анаэробов, поглощая О2, диффундирующий из кровеносной системы через кишечную стенку в просвет. Не только наблюдения за естественной микробной колонизацией кишечника новорожденных, но также эксперименты по имплантации микробов в кишечник гнотобиологических животных показали, что анаэробные бактерии обычно начинают колонизацию только после колонизации аэробных бактерий, таких, как E.coli.

Немаловажными регуляторами роста бактерий в кишечнике являются различные экзоэнзимы и бактериоцины, микроцины, колицины, лизоцим. Большинство авторов считают, что синтезируемые бактериоцины отличаются от других антибиотиков узким спектром антибактериального действия, так как специфически подавляют рост бактерий того же или филогенетически родственных видов. Обладая такими свойствами, патогенные энтеробактерии, например, подавляют нормальную микрофлору и беспрепятственно распространяются в кишечнике. Возможно, колицины у представителей нормальной кишечной палочки, подавляя беспредельный рост микроорганизмов, играют роль факторов естественной устойчивости.

Следует отметить, что КР обеспечивается не только представителями преобладающей анаэробной микрофлоры, но и факультативно аэробными бактериями, значение которых с 70-х годов стало искусственно занижаться. Однако, защитные свойства E. coli обусловлены не только антагонизмом на метаболическом уровне как у бифидобактерий, бактероидов, лактобацилл, но и могут быть опосредованными через макроорганизм. В то же время, интимная связь E. coli с макроорганизмом, играющая такую важную роль в «созревании» эпителия слизистой оболочки кишечника и формирования так называемого естественного иммунитета, обусловливает и более «агрессивное» ее поведение.

Еще в 1908 г работами И. И. Мечникова показано, что нормальная микрофлора играет важную пусковую роль в механизме формирования иммунитета и специфических защитных реакций в постнатальном развитии макроорганизма.

Роль микрофлоры в развитии иммунного ответа обусловлена ее универсальными иммуномодулирующими свойствами, которые включают как иммуностимуляцию так и иммуносупрессию, а также важные адьювантные мутагенные и иммуногенные свойства. Так, известно, что бактериальные липополисахариды (ЛПС) оказывают иммунорегулирующее действие на Ig-А-иммунный ответ, играя при этом роль адьювантов. Микрофлора таким путем обеспечивает развитие комплекса неспецифических и специфических иммунологических реакций и играет ключевую роль в формировании адаптационно-защитных реакций.

Таким образом, микрофлору пищеварительного тракта следует рассматривать как единую микроэкологическую систему, сформировавшуюся в ходе эволюции, которая выполняет и регулирует многочисленные функции организма хозяина, поддерживая КР и тем самым, сохраняя гомеостаз.