Микробиота кишечника. Как оценить и скорректировать?

Микробиом человека представляет собой совокупность всех микроорганизмов, населяющих организм. К ним относятся бактерии, археи и другие микробные формы, без которых существование человека невозможно.

При этом более 60% всех микроорганизмов локализуются в кишечнике, поэтому именно микробиота кишечника рассматривается как центральный компонент микробиома. Ее значение настолько велико, что ее фактически можно рассматривать как отдельный экстракорпоральный орган, который оказывает влияние на большинство физиологических процессов.

Кишечник человека имеет площадь около 40 квадратных метров, что сопоставимо с площадью жилого помещения. Все это пространство заселено микроорганизмами.

Общая масса микробиоты составляет примерно 200 граммов. Количество клеток достигает 10¹¹–10¹², что сопоставимо с числом клеток самого организма. При этом генетический потенциал микробиома значительно превышает геном человека, что свидетельствует о передаче части функций микробиоте в ходе эволюции.

Микробиота кишечника выполняет ряд ключевых функций. В первую очередь это участие в переваривании пищи, особенно сложных компонентов, которые организм человека самостоятельно расщеплять не может.

Также она обеспечивает барьерную функцию, препятствуя проникновению патогенных микроорганизмов. Важной является иммуномодулирующая функция, поскольку микробиота участвует в формировании и поддержании иммунного ответа. Кроме того, она поддерживает целостность кишечного барьера и участвует в регуляции физиологических процессов.

Современные исследования показывают, что микробиота кишечника связана с различными органами через так называемые оси взаимодействия.

Одной из наиболее значимых является ось кишечник–головной мозг. Она обеспечивает двустороннюю связь между микробиотой и центральной нервной системой, что позволяет рассматривать кишечник как важный регулятор нейрофизиологических процессов.

Микроорганизмы кишечника способны синтезировать широкий спектр нейромедиаторов. К ним относятся дофамин, который связан с мотивацией и поведением, норадреналин, участвующий в принятии быстрых решений, и серотонин, влияющий на перистальтику и сосудистый тонус.

Также продуцируются ацетилхолин, участвующий в процессах памяти и обучения, и гамма-аминомасляная кислота, обладающая тормозящим эффектом. Таким образом, микробиота напрямую участвует в регуляции нервной деятельности.

Связь между кишечником и головным мозгом реализуется через блуждающий нерв и через метаболиты микроорганизмов.

Метаболиты, число которых превышает несколько десятков, оказывают регулирующее воздействие на центральную нервную систему. В свою очередь, головной мозг также влияет на кишечник, что проявляется, например, изменениями моторики в стрессовых ситуациях.

В желудке количество микроорганизмов минимально из-за высокой кислотности.

В двенадцатиперстной кишке их концентрация составляет 10³–10⁴ и представлена преимущественно аэробами. В тонкой кишке количество увеличивается до 10⁴–10⁵ с появлением факультативных анаэробов.

Наибольшая концентрация микроорганизмов наблюдается в толстой кишке — до 10¹¹–10¹², где доминируют анаэробные бактерии.

Толстая кишка является наиболее густонаселенным отделом желудочно-кишечного тракта. Именно здесь сосредоточена основная масса микроорганизмов, составляющих микробиоту кишечника.

Поэтому именно этот отдел рассматривается как основной объект для лабораторной диагностики и оценки состояния микробиоты.

Пристеночная микробиота располагается вблизи слизистой оболочки кишечника и отличается малой численностью. Ее концентрация не превышает 10⁶ КОЕ/мл.

Она представлена преимущественно аэробными и факультативно-анаэробными микроорганизмами, поскольку вблизи слизистой имеется хорошее кровоснабжение и доступ кислорода.

Просветная микробиота располагается в просвете кишечника и значительно превосходит пристеночную по численности и разнообразию.

Именно она формирует основной состав микробиоты и доступна для исследования, поскольку может быть получена при анализе фекалий.

Существует точка зрения, что пристеночная микробиота может служить резервуаром потенциально патогенных микроорганизмов.

При нарушении баланса эти микроорганизмы могут выходить в просвет кишечника, активно размножаться и участвовать в формировании дисбиоза и воспалительных процессов.

Получение материала для исследования пристеночной микробиоты возможно только при инвазивных вмешательствах, например, во время эндоскопии или хирургических операций.

В рутинной практике такие методы не применяются, поэтому исследование пристеночной микробиоты ограничено.

Дисбиоз кишечника представляет собой нарушение баланса между различными группами микроорганизмов.

Это не самостоятельный диагноз, а микробиологическое заключение, отражающее соотношение нормальной микробиоты и патобионтов.

Дисбиоз кишечника ассоциирован с широким спектром заболеваний. К ним относятся аллергические реакции, воспалительные заболевания кишечника, нарушения обмена веществ и ожирение.

Также доказана его связь с сахарным диабетом второго типа и рядом других патологических состояний.

Основу микробиоты составляют четыре филума: Bacillota, Bacteroidota, Actinomycetota и Pseudomonadota.

На долю Bacillota и Bacteroidota приходится около 90% всех микроорганизмов, что делает их ключевыми компонентами микробиоты.

Основные группы микроорганизмов участвуют в расщеплении сложных углеводов, формировании иммунного ответа и продукции метаболитов.

Наличие нескольких групп, выполняющих схожие функции, обеспечивает устойчивость микробиоты к внешним воздействиям.

В микробиоте также присутствуют субдоминантные группы, такие как Fusobacteriota, Verrucomicrobiota и Archaeota.

Они выполняют специфические функции, включая участие в воспалительных процессах, метаболизме и утилизации водорода.

Формирование микробиоты зависит от срока гестации, способа родоразрешения, раннего прикладывания к груди, типа вскармливания, введения прикорма и антибиотикотерапии.

Эти факторы определяют состав и разнообразие микробиоты в раннем возрасте.

При естественных родах ребенок контактирует с вагинальной и кишечной микробиотой матери.

При кесаревом сечении этот механизм отсутствует, и первичное заселение происходит микрофлорой окружающей среды.

Грудное молоко содержит олигосахариды, которые служат питательной средой для микроорганизмов.

Они способствуют формированию разнообразной и устойчивой микробиоты кишечника.

Антибиотики оказывают выраженное негативное влияние на микробиоту, снижая ее разнообразие и количество полезных микроорганизмов.

Особенно значимо это воздействие в раннем возрасте.

Используются копрограмма, культуральные методы, метаболомные исследования и молекулярно-генетические методы.

Каждый из них имеет свои ограничения и область применения.

Культуральный метод позволяет определить только ограниченное количество микроорганизмов, примерно 10–12 групп.

Он не отражает полного разнообразия микробиоты, поскольку многие микроорганизмы не культивируются.

Метаболомные исследования имеют ограниченную воспроизводимость и недостаточную доказательную базу.

Они не валидированы как полноценный медицинский метод.

ПЦР обладает высокой чувствительностью и специфичностью, позволяет быстро получать результаты и выявлять широкий спектр микроорганизмов.

Также она дает количественную оценку и позволяет выявлять труднокультивируемые формы.

Метод позволяет определять гены токсигенности и устойчивости к антимикробным препаратам, а также оценивать доминирующие группы микроорганизмов.

Тест определяет 43 показателя и охватывает до 99% микробиоты кишечника.

Он учитывает возраст пациента и автоматически формирует заключение с учетом возрастных норм.

Оцениваются доля нормобиоты, количество бифидобактерий и лактобактерий, разнообразие микробиоты, наличие патобионтов и маркеров патогенности.

Необходимо исключить прием энтеросорбентов и пробиотиков, правильно собрать материал и обеспечить корректное хранение.

Также важно правильно указать возраст пациента.

Используются два подхода: уничтожение патогенов с помощью антимикробных препаратов и их вытеснение с помощью пробиотиков.

Дополнительно применяются пребиотики и метабиотики, а также проводится коррекция питания.