Микробиота кишечника или мир внутри нас

13 12 2021

Не так давно выяснилось, что микробиота выполняет ряд важных для организма человека функций. Это совокупность микробов, которые живут внутри нас и на всех млекопитающих, и отвечают за многообразные реакции хозяина: от иммунного ответа на вторжение патогена до поведения и реакции на стресс.

 Самой многочисленной считается микробиота кишечника, на её долю приходится 60% всех микроорганизмов и более чем 1000 видов бактерий. Она представлена преимущественно анаэробными бактериями — их общее количество составляет почти 90% всех микроорганизмов в толстой кишке. 

1.png


«Человечество не может позволить себе и дальше лишаться микробного разнообразия, которое быстро сокращается» 

М. Блейзер «Missing microbes».


4.jpg

Микробные сообщества и их компоненты необходимы не только для защиты от патогенных возбудителей, сохранения общего и иммунного гомеостаза, но они также влияют на восприимчивость хозяина ко многим иммуннопосредованным заболеваниям и расстройствам, путем выработки летучих микробных метаболитов.


2.jpg

Короткоцепочечные жирные кислоты как летучие метаболиты анаэробных бактерий


Короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК) — это биологически активные соединения, образующиеся, преимущественно путем ферментации непереваренных углеводов и аминокислот кишечными бактериями в тонком, и толстом кишечнике.

Первоначально КЦЖК называли летучими жирными кислотами (ЛЖК), этот термин до сих пор можно встретить в литературе. Это название произошло не столько от летучести, сколько от их специфического, нередко неприятного запаха. Летучие жирные кислоты — это низкомолекулярные карбоновые кислоты, способные при кипячении улетучиваться с водяным паром. Направления их деятельности чрезвычайно разнообразны, что довольно необычно для таких простых по химической структуре соединений.

КЦЖК образуются в значительных количествах в просвете кишки, они не остаются безучастными метаболитами бактерий, а активно включаются в работу организма хозяина. Они прерывают начало воспалительного процесса в слизистой кишечника за счет активации антимикробных пептидов, тем самым, поддерживая микробное равновесие и стимулируя развитие нормальной флоры. По этой причине исследование уровня короткоцепочечных жирных кислот используют в качестве биомаркеров для оценки здоровья кишечника.

Данное исследование назначается для оценки функционального статуса микробиоты и риска возникновения воспалительных заболеваний кишечника, а также для корректировки диеты и нормализации обмена веществ при системных нозологических состояниях ненаследственного характера у детей, и у взрослых.

Нарушения в метаболизме КЦЖК могут также привести к более широкому спектру расстройств, включая нейродегенеративные заболевания, расстройства аутистического спектра, депрессия, диабет, рак.

Кроме этого, всасываясь в кровоток, жирные кислоты являются важными энергоснабжающими метаболитами для клеток организма, а также являются сигнальными молекулами, участвующими в регуляции углеводного и липидного обмена, и также выступают активными медиаторами оси «кишечник-мозг» и оси «микробиом-иммунный ответ». 

3.jpg


Многочисленные научные исследования отражают реальные различия в профилях КЦЖК при различных кишечных заболеваниях, таких как - целиакия, синдром раздраженного кишечника, колоректальный рак.

КЦЖК с прямой цепью и их роль в здоровье человека изучены более широко, чем другие жирные кислоты с разветвленной цепью, которые можно рассматривать, в большей степени, как маркеры ферментации аминокислот. Так, диеты с высоким содержанием белка связаны с более высокими концентрациям аминокислот с разветвленной цепью.

Рассмотрим их значение на примере изовалериановой кислоты, которая представляет собой пятиуглеродную разветвленную короткоцепочечную жирную кислоту, метаболит лейцина.

Изовалериановая кислота

Изовалериановая кислота – это одноосновная предельная разветвлённая карбоновая кислота. Имеет сильный резкий сырный или потный запах, но летучий сложный эфир кислоты имеет приятный запах и широко используются в парфюмерии. 

На примере последних исследований показано, что изовалериановая кислота играет важную роль в моторике ЖКТ, активируя передачу сигналов протеинкиназы А, вызывая расслабление гладкомышечных клеток толстой кишки.


Изовалериановая кислота и неврология

Многочисленные исследования оси «кишечник-мозг» выявляют прямую корреляцию между изовалериановой кислотой и депрессией, нервной анорексией, а также между уровнями изовалериановой кислоты и кортизола. Есть данные о блокирующем влиянии этой кислоты на обмен нейромедиаторов в головном мозге.

Изовалериановая ацидемия

     Слишком большое количество изовалериановой кислоты в крови является признаком изовалериановой ацидемии, редкого наследственного нарушения обмена веществ, которое обычно проявляется вскоре после рождения или в раннем детстве, которое может вызывать ацидоз, рвоту, летаргию и сильный запах тела. Это вызвано дефицитом митохондриального фермента изовалерил-КоА-дегидрогеназы, который помогает расщеплять изовалериановую кислоту. Без достаточного количества фермента, изовалериановая кислота накапливается в крови, предотвращая метаболизм лейцина. Заболевание можно лечить с помощью диеты с низким содержанием белка, а также добавок карнитина и глицина.

Таким образом, данное исследование назначается для оценки функционального статуса микробиоты и риска возникновения воспалительных заболеваний кишечника, а также для корректировки диеты и нормализации обмена веществ при системных нозологических состояниях ненаследственного характера у детей, и у взрослых.

Рекомендуем сдать анализ «Короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК) в моче» (10 показателей), если наблюдаются следующие проявления:

-          Симптомы со стороны желудочно-кишечного тракта (снижение или отсутствие аппетита; тошнота, рвота, металлический привкус во рту, боль в животе (тупая или схваткообразная) самостоятельная и при пальпации, отрыжка, аэрофагия, метеоризм, урчание, вздутие живота, чувство неполного опорожнения кишечника, императивные позывы на дефекацию, запор, понос, чередование запора и поноса; каловые массы: в виде пробкообразного стула (кашицеобразный или жидкий кал с твердой первой порцией его, иногда с примесью слизи; овечий кал (при запоре) с примесью слизи; гнилостный или кислый запах каловых масс).

-          Гиповитаминоз (заеды, сухость кожи и слизистых).

-          Аллергический синдром (зуд кожи и слизистых, аллергические высыпания на коже).

-          Общие симптомы (утомляемость, слабость, головные боли, нарушение сна, тревога, возбуждение).