Значение нормальной микрофлоры Положительное значение нормальной микрофлоры

Неспецифическая защитная функция. Нормальная микрофлора является одним из факторов неспецифической резистентности организма: аутохтонные микроорганизмы обладают выраженными антагонистическими свойствами по отношению к патогенным микроорганизмам и заносным видам и обеспечивают колонизационную резистентность.

Антагонистические свойства нормальной микрофлоры обусловлены:

1. Выработкой бактериоцинов и лизоцима, высокой биохимической активностью и образованием кислот (молочной, уксусной, муравьиной, пропионовой) и спиртов, ингибирующих размножение патогенных микроорганизмов. Антибактериальный эффект метаболитов может реализовываться в другом биотопе: оральные факультативные анаэробы восстанавливают нитраты до нитритов, которые в желудке при подкислении образуют оксид и диоксид азота, обладающие бактерицидным эффектом по отношению к патогенным штаммам Е. соli и C. albicans в кишечнике.

2. Экранированием слизистых оболочек, что препятствует адгезии патогенных микроорганизмов.

Колонизационная резистентность — способность микрофлоры и макроорганизма, кооперативно взаимодействуя, защищать слизистые оболочки от патогенной микрофлоры. Колонизационная резистентность обеспечивается многофакторной неспецифической системой защиты: физико-химическими (рН, вязкостью, ферментативной активностью секретов), химическими (лизоцимом, низкомолекулярными метаболитами микрофлоры) и специализированными подсистемами защиты (нейтрофилами, эпителиоцитами, sIgА, содержанием комплемента, интерферонов). Именно слизистый барьер является первым, иногда непреодолимым препятствием для патогенных микроорганизмов, препятствующим их адгезии к поверхности клеток-мишеней.

Иммунизаторная функция: нормальная микрофлора вызывает постоянное антигенное раздражение системы иммунитета, в т. ч. местного, поддерживая ее в физиологически активном состоянии. Эта активация стимулирует фагоцитарную активность нейтрофилов и макрофагов, синтез секреторных и сывороточных иммуноглобулинов, продукцию цитокинов и интерферона, способствует выведению из кишечника поступающих с пищей аллергенов.

При нарушении состава нормальной микрофлоры у гнотобионтов (безмикробных животных) наблюдается гипоплазия лимфоидной ткани, снижение клеточных и гуморальных факторов иммунитета. Попадая в микробное окружение, гнотобионты погибают от инфекционных процессов, вызываемых такими видами микроорганизмов, к которым животные, выросшие в обычных условиях, не восприимчивы вовсе.

Гнотобионты используются для изучения роли микроорганизмов в функционировании физиологических систем. Гнотобиологические технологии используют в медицине при лечении иммунодефицитов, ожогов, лейкозов.

Синтетическая функция. Нормальная микрофлора участвует в синтезе:

• витаминов группы В (тиамина, рибофлавина, никотиновой кислоты, фолиевой кислоты, пиридоксина, цианокобаламина), витамина К, пантотеновой кислоты;

• ферментов: протеаз, липаз, амилаз;

• аминокислот: аланина, аминомасляной и глутаминовой кислот;

• антибиотических веществ (бактериоцинов) и лизоцима.

Пищеварительная функция: усиление физиологической активности ЖКТ.

Микрофлора ЖКТ участвует в процессах пищеварения в восходящем отделе толстой кишки, разлагая непереваренные в верхних отделах ЖКТ остатки пищи. Высокой эффективности симбионтного пищеварения способствует наличие в толстом кишечнике поперечных складок (гаустр), образующих «карманы», где задерживаются субстраты микрофлоры.

Микрофлора способствует усвоению из кишечника минеральных и биологически активных веществ:

• ионов кальция и витамина D, предотвращая тем самым развитие рахита в детском возрасте;

• участвует в рецикле некоторых макро- (железа) и микроэлементов (цинка, кобальта).

Кислоты и газы, образующиеся при микробной ферментации углеводов, активируют моторную активность толстой кишки (стимулируют перистальтику и образование кала).

Метаболическая функция. Микрофлора кишечника участвует в следующих обменных процессах:

• обмене белков, разлагая белки до конечных продуктов, образующиеся при этом индол, скатол, фенол способствуют перистальтике;

• обмене липидов, нейтральных жиров и жирных кислот, абсорбции желчных кислот, разложении желчных кислот и холестерина;

• метаболизме билирубина, образовании стеркобилиногена, копростерина и дезоксихолевой кислоты;

• рециркуляции стероидных гормонов в результате экскреции метаболитов из печени в кишечник и последующего возврата в нее;

• брожении полисахаридов, негидролизуемых собственными пищеварительными ферментами организма. При этом образуются низкомолекулярные метаболиты: газы (Н₂, СО₂, СН₄, NН₃), монокарбоновые кислоты (их часто называют летучими жирными кислотами — ЛЖК), янтарная и молочная кислоты. ЛЖК восполняют энергетические потребности колоноцитов: они всасываются в слизистую оболочку и утилизируются в цикле Кребса. Снижение энергообеспечения эпителия толстой кишки ЛЖК является одним из звеньев патогенеза аутоиммунного язвенного колита и функциональных болезней (синдром раздраженной толстой кишки).

Большая часть ЛЖК (>98 %) утилизируется эпителием толстого кишечника, поэтому их концентрация в портальном кровотоке примерно в 500 раз, а в периферической крови в 1000 раз меньше, чем в содержимом кишечника. При заболеваниях ЖКТ на фоне повышенной проницаемости слизистой эпителия толстой кишки наблюдается синдром гепатической энцефалопатии, когда рост концентрации ЛЖК в центральном кровотоке делает ГЭБ проницаемым для токсичных метаболитов (фенолов, аммиака, меркаптанов).

Участвуя в разнообразных метаболических процессах, микроорганизмы способствуют согласованной работе различных органов и систем макроорганизма.

Энергетическая функция: благодаря активному метаболизму, нормальная микрофлора кишечника является генератором тепла.

При расщеплении полисахаридов и гликопротеидов микробными гликозидазами образуются моносахариды, при окислении которых в окружающую среду выделяется энергия в виде тепла. При дальнейшем расщеплении моносахаридов образуются монокарбоновые кислоты, их дальнейшее окисление эпителием и микроорганизмами также дает некоторое количество тепла. Скорости расщепления и утилизации сахаров велики, поэтому скорость тепловыделения высокая.

Высокая скорость и мощность толстокишечного кровотока, играющего роль теплоносителя, обеспечивает эффективную теплопередачу прилегающим органам — печени, поджелудочной железе, селезенке.

Гомеостатическая функция: микроорганизмы участвуют в водно-элек-тролитном обмене, поддерживают водный и ионный гомеостаз организма.

Детоксикационная функция: микроорганизмы кишечника принимают участие в детоксикации попадающих из внешней среды в организм ксенобиотиков, в т. ч. лекарственных препаратов, и образующихся токсичных продуктов метаболизма путем их биосорбции или трансформации в нетоксичные продукты.

Микрофлора совместно с неперевариваемыми полисахаридами представляют собой энтеросорбент с огромной адсорбционной емкостью, поэтому большая часть ядов выводится из организма вместе с кишечным содержимым, даже не вступая в непосредственный контакт со слизистой.

Другая часть токсичных метаболитов вовлекается в дальнейший метаболизм и утилизируется микрофлорой для ее нужд. Микроорганизмы могут осуществлять гидролиз, деацилирование, дезаминирование, декарбоксилирование, дегидрогенирование, деметилирование, расщепление гетероциклических соединений. Меркаптаны и дисульфиды используются для синтеза окислительно-восстановительных ферментов анаэробов. Аммиак включается в цикл «орнитин–мочевина», используется для синтеза глутамина и нейромедиаторов.

Благодаря нормальной микрофлоре кишечника лишь небольшая доля ядов оказывается в кровяном русле, а затем детоксицируется печенью.

Антимутагенная функция — выведение из кишечника или разрушение в кишечнике канцерогенных вещества: аммиака, некоторых аминов, фенолов, меркаптанов, стероидов. Высокое содержание бифидум- и лактобактерий в кишечнике в определенной мере препятствует развитию канцерогенеза.

Санитарно-показательная роль — представителей нормальной микрофлоры используют в качестве санитарно-показательных микроорганизмов, свидетельствующих о загрязнении внешней среды (воды, почвы, воздуха, продуктов питания) выделениями человека и, следовательно, об их эпидемической опасности.