Влияние бактерий. Отрицательная роль бактерий. Бактерии на коже, во рту и в носоглотке

Рис. 1. Человеческий организм на 90% состоит из микробных клеток. В нем содержится от 500 до 1000 всевозможных видов бактерий или триллионы этих удивительных жильцов, что составляет до 4-х кг совокупного веса.

Рис. 2. Бактерии, населяющие ротовую полость: Streptococcus mutants (зеленый цвет). Bakteroides gingivalis, вызывает периодонтит (сиреневый цвет). Candida albicus (желтый цвет). Вызывает кандидозы кожных покровов и внутренних органов.

Рис. 7. Микобактерии туберкулеза. Бактерии много тысячелетий вызывают заболевания у человека и животных. Туберкулезная палочка крайне устойчива во внешней среде. В 95% случаев передается воздушно-капельным путем. Чаще поражает легкие.

Рис. 8. Возбудитель дифтерии – коринебактерии или палочки Леффлера. Чаще развивается в эпителии слизистого слоя миндалин, реже гортани. Отек гортани и увеличенные лимфоузлы могут привести к асфиксии. Токсин возбудителя фиксируется на мембранах клеток сердечной мышцы, почек, надпочечников и нервных ганглиях и разрушает их.

Рис. 9. Возбудители стафилококковой инфекции. Патогенные стафилококки вызывают обширные поражения кожи и ее придатков, поражения многих внутренних органов, пищевую токсикоинфекцию, энтериты и колиты, сепсис и токсический шок.

Рис. 10. Менингококки – возбудители менингококковой инфекции. До 80% заболевших составляют дети. Инфекция передается воздушно-капельным путем от больных и здоровых носителей бактерий.

Рис. 11. Бордетеллы коклюша.

Рис. 12. Возбудители скарлатины стрептококки pyogenes.

Вредные бактерии микрофлоры воды

Рис. 13. Шигеллы. Возбудители вызывают бактериальную дизентерию. Шигеллы разрушают эпителий слизистой оболочки толстой кишки, вызывая тяжелый язвенный колит. Их токсины поражают миокард, нервную и сосудистую системы.

Рис. 14. . Вибрионы не разрушают клетки слизистого слоя тонкого кишечника, а находится на их поверхности. Выделяют токсин холероген, действие которого приводит к нарушению водно-солевого обмены в связи с чем организм теряет до 30 литров жидкости в сутки.

Рис. 15. Сальмонеллы — возбудители брюшного тифа и паратифов. Поражают эпителий и лимфоидные элементы тонкой кишки. С током крови попадают в костный мозг, селезенку и желчный пузырь, из которого вновь возбудители попадают в тонкий кишечник. В результате иммунного воспаления стенка тонкого кишечника разрывается и возникает перитонит.

Рис. 16. Возбудители туляремии (коккобактерии голубого цвета). Поражают респираторный отдел и кишечник. Обладают особенностью проникать в организм человека через целостные кожные покровы и слизистые глаз, носоглотки, гортани и кишечника. Особенность заболевания – поражение лимфоузлов (первичный бубон).

Рис. 17. Лептоспиры. Поражают капиллярную сеть человека, часто печень, почки и мышцы. Заболевание называют инфекционной желтухой.

Вредные бактерии микрофлоры почвы

Рис. 18. Возбудитель сибирской язвы. Десятилетия пребывает в почве в спорообразном состоянии. Особо опасная болезнь. Ее второе название – злокачественный карбункул. Прогноз заболевания неблагоприятный.

Рис. 19. Возбудитель ботулизма выделяет сильнейший токсин. 1 мкг этого яда убивает человека. Ботулотоксин поражает нервную систему, глазодвигательные нервы, вплоть до паралича и черепно-мозговые нервы. Смертность от ботулизма достигает 60%.

Рис. 20. Возбудители газовой гангрены очень быстро размножаются в мягких тканях организма без доступа воздуха, вызывая тяжелые поражения. В спорообразном состоянии сохраняется во внешней среде длительное время.

Рис. 21. Гнилостные бактерии.

Рис. 22. Поражение гнилостными бактериями продуктов питания.

Вредные бактерии, поражающие древесину

Рис. 23. На фото видно, как домовой гриб разрушил деревянные балки перекрытия.

Рис. 24. Испорченный внешний вид бревен (синева), пораженных деревоокрашивающим грибом.

Рис. 25. Домовой гриб Merulius Lacrimans. а – ватообразная грибница; б – молодое плодовое тело; в – старое плодовое тело; г – старая грибница, шнуры и гниль древесины.

Вредные бактерии в пищевых продуктах

Рис. 26. Хлеб пораженный плесенью.

Рис. 27. Сыp пораженный плесенью и гнилостными бактериями.

Рис. 28. «Дикие дрожжи» Pichia pastoris. Фотография сделана с 600-кратным увеличением. Злостный вредитель пива. Повсеместно встречается в природе.

Вредные бактерии, разлагающие пищевые жиры

Рис. 29. Икорное масло, пораженное жирорасщепляющими бактериями.

Вредные бактерии, поражающие яйца и яичные продукты

Рис. 30. Испорченные яйца.

Вредные бактерии в баночных консервах

Рис. 31. Мясные консервы, пораженные уксуснокислыми бактериями в результате чего содержимое консерв закисает.

Рис. 32. Во вздутых консервах могут находиться ботулиновые палочеки и палочки перфрингенс. Вздувает банку углекислый газ, который выделяют бактерии при размножении.

Вредные бактерии в зерновых продуктах и хлебе

Рис. 33. На фото cпорынья пурпурная. Низкие дозы спорыньи вызывают сильные боли, умственные расстройства и агрессивное поведение. Высокие дозы спорыньи вызывают мучительную смерть. Ее действие связано с сокращением мышц под воздействием алкалоидов гриба.

Рис. 34. Грибница плесени.

Рис. 35. Споры зеленой, белой и головчатой плесени могут попасть из воздуха на уже испеченный хлеб и поразить его.

Вредные бактерии, поражающие фрукты, овощи и ягоды

Рис. 36. Поражение ягод плесневыми грибами.

Рис. 37. Поражение кожи при иерсиниозе.

Вредные бактерии проникают в организм человека с продуктами питания, через воздух, раны и слизистые оболочки. Тяжесть заболеваний, вызванных болезнетворными микробами, зависит от ядов, которые они вырабатывают и токсинов, возникающих при их массовой гибели. В течение тысячелетий они приобрели множество приспособлений, позволяющих им проникать и удерживаться в тканях живого организма и противостоять иммунитету.

Изучить вредное влияние микроорганизмов на организм и разработать профилактические мероприятия – вот задача человека!

Cтраница 1

Влияние бактерий и образующихся грибков на межфазное взаимодействие между водным и органическим раствором хорошо известно. В нормальных условиях бактериальные и грибковые популяции растут очень быстро, способствуя с фазных взвесей. Наиболее реальная защита от них - ние бактерицидных препаратов, которые, однако, не должны оказывать вредного воздействия на насыщение экстр агента, устойчивость хелатов, разделение фаз и другие параметры. Следует рассматривать вопросы охраны окружающей среды и за пределами предприятия. Должна быть проведена соответствующая работа для решения этих проблем.  

Сильная коррозия из-за влияния сульфатвосстанавливаю-щих бактерий обнаруживается в подземных трубопроводах.  

Сильная коррозия вследствие влияния сульфатвосстанавли-вающих бактерий обнаруживается в нефтяных отстойниках, на подземных трубопроводах, прокатных станах, охлаждаемых водой, в трубопроводах из глубоких водоемов. Колодезная вода в одном из районов Америки вследствие воздействия сульфатвос-станавливающих бактерий вызывала разрушение оцинкованных двухдюймовых водяных труб через 2 года, в то время как отстойники с городской, предварительно хлорированной водой корродировали значительно меньше.  

Незадолто до открытия Пастером вредоносного влияния бактерий от родильной горячки во Франции умирала каждая четвертая женщина-мать.  

Образование HCN возможно под влиянием бактерий в бродильном соке.  

Образование HCN возможно под влиянием бактерий в дубильных соках.  

Существенное значение имеет биотрансформация под влиянием бактерий.  

Как указывает Н. Л. Базякина, под влиянием бактерий почти все органические вещества в соответствующих условиях разлагаются, даже такие ядовитые, как, например, фенол.  

Метан может образоваться из клетчатки под влиянием бактерий. Таким образом, он пбразуется в кишечнике животных и человека, а также на дне болот. Метан не обладает ни цветом, ни запахом. При горении его пламя почти бесцветно.  

При скисании молока молочный сахар под влиянием бактерий превращается в молочную кислоту. Поэтому из кислой сыворотки, которая остается дома после приготовления творога, не удастся выделить молочный сахар. Упаривая ее, мы получим лишь сиропообразный концентрированный раствор молочной кислоты.  

Однако возможно также прогоркание жиров под влиянием бактерий и плесневых грибков. Этому разложению подвергаются и жиры, содержащие насыщенные жирные кислоты. Плесневые грибки действуют на насыщенные карбоновые кислоты, расщепляя их по принципу (3-окисления, причем здесь, по-видимому, не образуется 3-окси-кислот в качестве промежуточных продуктов, как при классическом (З - окислении (стр.  

При скисании молока молочный сахар под влиянием бактерий превращается в молочную кислоту. Поэтому из кислой сыворотки, которая остается дома после приготовления творога, не удастся выделить молочный сахар. Упаривая, ее, мы получим лишь сиропообразный концентрированный раствор молочной кислоты.  

Бактерии – это группа простейших микроорганизмов, относящаяся к царству прокариот (не имеют ядра). В биологии насчитывают около 10,5 тысячи видов бактерий. Главные отличия между ними – это форма, строение и способ жизнедеятельности. Основные формы:

• палочковидные (бациллы, клостридии, псевдомонады);
• сферические (кокки);
• спиралевидные (спириллы, вибрионы).

Распространение и роль в природе

Принято считать, что микроорганизмы были первыми жителями на планете Земля. По роду жизнедеятельности представители царства прокариот распространены повсюду (в почве, воздухе, воде, живых организмах), они устойчивы к высоким и низким температурам. Единственными местами, где нет живых прокариотов, являются кратеры вулканов и местности, приближенные к эпицентру взрыва атомной бомбы.

В экологии бактерии царства прокариот служат для фиксации азота и минерализации органических остатков в почве. Подробнее об этих функциях:

• Фиксация азота – это жизненно важный процесс для экологии в целом. Ведь растения без азота (N 2) не выживут. Но в чистом виде он не усваивается, а лишь в соединениях с аммиаком (NHO 3) – бактерии способствуют этому связыванию.
• Минерализация (гниение) – это процесс разложения органических останков до СО2 (диоксида углерода), Н 2 О (воды) и минеральных солей. Для протекания этого процесса требуется достаточное количество кислорода, так как, по сути, разложение можно приравнять к горению. Органические вещества, попав в почву, окисляются за счет функций бактерий и грибков.

В природе существует еще один биологический процесс – денитрификация. Это восстановление нитратов до молекул азота при одновременном окислении до СО 2 и Н 2 О органических составляющих. Главной функцией денитрифицирующего процесса является выделение NO 3 .

Для получения хорошего урожая аграрии всегда стараются удобрить почву перед новым посевом. Зачастую это делается с помощью смеси навоза и сена. Через некоторое время после внесения удобрения оно перегнивает и взрыхляет почву – так в нее попадают питательные вещества. Это результат работы бактериальных клеток, ведь процесс гниения – это тоже их функция.

Без специального приспособления, невооруженным взглядом, микроорганизмы просто так не увидишь в почве, но их там содержатся миллионы. Для примера, на одном гектаре поля в верхнем слое почвы находится до 450 кг микроорганизмов.

Выполняя свои основные функции, бактерии обеспечивают плодородие почвы и выделение углекислого газа, крайне необходимого для фотосинтеза растений.

Бактерии и человек

Жизнь человека, как и растений, невозможна без бактерий, ведь невидимые микроорганизмы заселяются в человеческий организм с первым глотком воздуха после рождения. Учеными доказано, что в организме взрослого человека насчитывается до 10000 различных видов бактерий, а в перерасчете на вес это достигает 3 кг.

Основное расположение прокариотов – в кишечнике, меньше их в мочеполовых путях и на коже. 98% «наших» бактерий имеют полезные функции, а 2% – вредоносны. Крепкий иммунитет человека обеспечивает баланс между ними. Но стоит иммунитету ослабнуть, как вредные бактериальные клетки начинают усиленно размножаться, вследствие чего проявляется болезнь.

Полезные прокариоты в организме

Иммунитет человека напрямую зависит от бактерий, заселенных в кишечник. Роль полезных бактерий велика, ведь они расщепляют непереваренные остатки еды, поддерживают водно-солевой обмен, помогают в выработке иммуноглобулина А, борются с патогенными бактериями и грибками.

Основные функции бактерий – это обеспечение сбалансированной микрофлоры кишечника, за счет которой и осуществляется нормальная работа иммунитета человека. Благодаря современным достижениям биологии стали известны такие полезные прокариоты, как бифидобактерии, лактобактерии, энтерококки, кишечная палочка и бактероиды. Они должны заселять кишечную среду на 99%, а на оставшийся 1% приходятся бактерии патогенной флоры (стафилококк, синегнойная палочка и другие).

• Бифидобактерии вырабатывают ацетат и молочную кислоту. В результате они закисляют свою среду обитания, тем самым подавляя размножение патогенных прокариотов, которые создают процессы гниения и брожения. Помогают усвоению нужного количества витамина D, кальция и железа, имеют антиоксидантный эффект. Также бифидобактерии очень важны для новорожденных детей – они снижают риск появления пищевой аллергии.
• Кишечная палочка вырабатывает колицин – это вещество, которое подавляет размножение вредоносных микробов. За счет функций кишечной палочки происходит синтез витаминов К, группы В, фолиевой и никотиновой кислоты.
• Энтеробактерии необходимы для восстановления микрофлоры кишечника после пройденного курса приема антибиотиков.
• Функции лактобактерий направлены на образование антимикробного вещества. Тем самым уменьшают рост условно-патогенных и гнилостных прокариотов.

Вредные бактерии

Вредные микробы попадают в организм через воздух, пищу, воду и контактным способом. Если иммунитет ослаблен, то они вызывают различные заболевания. К числу самых распространенных вредных прокариотов относятся:

• Стрептококки групп А, В – населяют полость рта, кожу, носоглотку, половые органы, толстый кишечник. Снижают развитие полезных бактерий, соответственно, и иммунитет. Становятся главной причиной инфекционных болезней.
• Пневмококки – являются причиной возникновения бронхита, пневмоний, синусита и отита, менингита.
• Микробы гингивалис – в основном находятся в полости рта, вызывают заболевание периодонтит.
• Стафилококк – распространяется во всем организме человека, при снижении иммунитета и влиянии других факторов проявляется в заболеваниях кожи, костей, суставов, мозга, толстого кишечника и внутренних органов.

Микроорганизмы в толстом кишечнике

Микрофлора толстого кишечника меняется в зависимости от потребляемой человеком пищи, поэтому микробы могут вытеснять друг друга. С гнилостными бактериями можно бороться за счет молочнокислых микроорганизмов.

Человек живет с бактериями с самого рождения – очень крепка взаимосвязь микро- и макроорганизма. Поэтому для хорошего здоровья необходимо четко соблюдать баланс между полезными и вредными бактериями. Это сделать легко, придерживаясь личной гигиены и правильного питания.

Человек в течение всей жизни находится в постоянном контакте с микроорганизмами: вирусами, бактериями (флора), грибами, простейшими и гельминтами (фауна). Здоровый образ жизни включает, как элемент, поддержание баланса микрофлоры в организме.

Выделяют 4 основных места обитания микроорганизмов, которые получили название БИОТОП:

1. Желудочно-кишечный тракт (*)
2. Дыхательные пути
3. Моче-половая система

Внутренняя среда организма.

* (60% микробиоты: 17 семейств, 45 родов, более 500 видов, 100 000 000 000 единиц на 1 кг, в совокупности текущее количество составляет от полутора до трех килограммов.)

Что же это за микроорганизмы? Как правило, выделяют следующие группы:

• вирусы
• бактерии
• грибы
• простейшие
• гельминты

Микрофлора кишечника

Микрофлора — это сообщество микроорганизмов, надорганизменная система (или орган), находящийся в состоянии равновесия с организмом человека. Нарушение этого равновесия может лежать в основе многих заболеваний.

Таким образом, микробиом можно рассматривать как одну из систем организма человека.

Каким же образом микробиом взаимодействует с другими органами и системами человека?

Состояние микробиома зависит от питания: изменение питание обязательно вызывает изменение микробиома.

Как же развивается микробиом? До недавнего времени полагали, что плод стерилен, плацента не пропускает бактерии в организм ребенка, а микрофлора заселяет ЖКТ и организм ребенка во время родов и в первые часы жизни. Сейчас уже точно определено, что микробиом есть и у плаценты, и у плода, и у грудного молока, не говоря уже о микробиоме окружения (жилища). Можно также говорить о микробиоме родильного помещения, с которым новорожденный контактирует в первые минуты жизни.

Микртобиом плаценты определяет течение беременности. На микробиом плода влияют стрессы, прием антибиотиков во время беременности, инфекции и питание матери. Микробиом грудного молока — это влияние вскармливания (грудного или искуственного), инфекции кормящей матери.

Т.н. микробиом жилища — это реальный мир, с которым сталкивается и вступает во взаимодействие ребенок после рождения.

Таким образом, микробиом человека формируется еще в период внутриутробного развития. Далее следует послеродовой период — на грудном или искуственном вскармливании.

И, наконец, период после введения прикорма. В этот период уменьшается приток бифидобактерий с пищей, происходит увеличение количества других видов бактерий, в основном гнилостных. В результате дети начинают чаще болеть.

До трехлетнего возраста состав микробиома ребенка непостоянен — изменчив и нестабилен, сильно подвержен внешним факторам, особенно качеству питания.

Важно знать, каким образом бактерии влияют на организм человека. Микробиома принимает участие почти во всех процессах жизнедеятельности человека:

• влияет на геном человека и на передачу генетической информации
• влияет на действие ферментов и биорегуляторов
• оказывает воздействие на все звенья обмена веществ
• стимулирует иммунную систему
• участвует в процессе пищеварения, переваривая избыток пищевых веществ и расщепляет трудноперевариваемые пищевые вещества (некрахмалистые полисахариды)
• участвует в детоксикации организма, связывая и выводя токсические вещества, тяжелые металлы и пр.
• обеспечивает антиканцерогенную и антимутагенную защиту
• проявляет антогонизм, попросту — ведет войну с патогенными микроорганизмами
• вырабатывает антибиотики, гормоны и другие биологически активные вещества
• синтезирует для организма человека целый ряд полезных пищевых веществ: короткоцепочные жирные кислоты, аминокислоты, витамины и др.

ВЫВОД: о здоровье микробиоты необходимо заботиться так же, как о своем собственном здоровье!

Рассмотрим только некоторые аспекты участия бактерий в жизни организма, в частности, в пищеварении. Здесь их роль трудно переоценить:

• бактерии вырабатывают ферменты, расщепляющие белки, жиры, углеводы, нуклетиновые кислоты и др. Ежедневно бактерии утилизируют от 20 до 70 г углеводов
• бактерии способны расщеплять некрахмалистые полисахариды и олигосахариды пищи (пищевые волокна).

60% белка фекалий — микробного происхождения.

Крахмалистые углеводы переваривают сахаролитические бактерии (бродильные процессы): бифидобактерии (25-30%), лактобактерии, стрептококки и др. Переваривание углеводов сахаролитическими бактериями ведет к образованию жирных кислот, что очень важно для всего процесса.

Белки и аминокислоты переваривают протеолитические бактерии (гнилостные процессы). В результате образуются важные короткоцепочные жирные кислоты.

Желчные кислоты и холестерин переваривают бактероиды, лактобацилы, клостридии.

Можно ли повлиять на микробиом ЖКТ? Для ответа на этот вопрос рассмотрим, что определяет его состояние и здоровье:

• наследственные факторы — определяют состав организмов
• питание человека, режим и количество принимаемой пищи — переедание или голодание — регулирует численность микроорганизмов
• скорость переваривания (транзита) пищи в тонкой кишке — влияет на численность микробиоты: избыточный бактериальный рост
• количество пребиотиков в питании — основной пищи для микроорганизмов
• состояние пищеварительной функции — питание микробиома
• состояние иммунной функции — контроль микробиома
• действия антибиотиков и антисептиков, убивающих бактерии и нарушающих здоровье сообщества
• вирусные заболевания, нарушающие кишечный эпителий и пищеварение
• инфекционные заболевания: попадание в ЖКТ патогенных микроорганизмов — нарушение микробного равновесия — дисбактериоз.

Как же помочь микробиоме?

Традиционно выделим три направления:

1. Коррекция рациона питания, добавление в пищу натуральных веществ, угнетающих патогенную флору. Компания Nature’s Sunshinne производит несколько продуктов такой направленности: HP Garlic (Высокоактивный Чеснок), Caprylic Acid Combination (Комплекс с Каприловой кислотой), Colloidal Silver (Коллоидное Серебро), Paw d’Arco (По Д’Арко), Morinda (Моринда), Olive Leaf Extract (Экстракт Листьев Оливы), H-p Fighter (Эйч-пи Файтер).
2. Введение в рацион питания пробиотиков — чистых культур бифидобактерий и лактобактерий: Bifidophilus Flora Force, 1 капсула которого содержит 2,5 х 109 лактобактерий (Lactobacillus acidophilus) и 1х109 бифидобактерий (Bifidobacterium longum). Детская форма — Bifidophilus Chewable (Бифидозаврики).
3. Прием в пищу продуктов, создающих среду для развития полезной микрофлоры. Прежде всего это Loclo (Локло).

Рассмотрим подробнее.

— неподвижные палочки, не образующие спор. Живут в просвете кишки, в просвете кишечных крипт и в пристеночной слизи, обнаружены в просвете влагалища у женщин. Вот некоторые факты о бифидобактериях:

• Составляют основное по численности количество кишечных бактерий: 90-98%, особенно их много в толстой кишке. У детей количество бифидобактерий — 10!9 — 10!10, у взрослых снижается на порядок.
• Один из немногих микроорганизмов, у которого отсутствует патогенное действие.
• Рост бифидобактерий специфически стимулируют олигосахариды.

Действие бифидобактерий:

• защищают организм от проникновения токсинов
• вырабатывают лизоцим, в результате — сильный антагонизм по отношению к патогенным бактериям
• стимулируют иммунную активность — гуморальный и клеточный иммунитет
• переваривают сахарозу и лактозу. У взрослых — устойчивы к дефициту лактозы.
• синтезируют аминокислоты, белки, витамин К и витамины группы “В”, широкий спектр органических кислот и многоатомных спиртов.

— неподвижные кокки, палочки и бациллы, устойчивые к действию кислорода (анаэробные). Вырабатывают молочную кислоту, поэтому широко применяются для получения кисломолочных продуктов. Живут просвете и пристеночной слизи желудка, тонкой и толстой кишке. Основная флора в просвете влагалища женщины.

Хотя взаимодействие между нашим головным мозгом и кишечником изучалось в течение многих лет, оно намного сложнее, чем ранее предполагалось. Оказывается, что наш разум может в какой-то мере контролироваться бактериями кишечника.

Кишечник защищает нас от патогенов, но, в то же время, стимулирует выживание и рост в нем полезных для здоровья бактерий.

Подавляющее большинство этих одноклеточных микроорганизмов живут в толстой кишке, где в 1 грамме содержимого их обитает не менее 1 триллиона.

Оценка количества бактерий в нашем кишечнике является сложной задачей: на сегодняшний день самым приближенным считается предположение, что с каждым актом дефекации наш организм покидает около 40 триллионов бактерий, которые являются главным компонентом стула.

Чтобы представить себе, насколько велика эта цифра, надо принять во внимание, что наше тело состоит из примерно 30 триллионов клеток. Так что, в самом прямом смысле, мы больше бактерии, чем люди.

Большинство наших кишечных микроорганизмов принадлежат к 30-40 видам, но всего в кишечнике может быть до 1000 различных видов. Все вместе они называются микробиомом.

Конечно, бактерии получают пользу из тепла и питательных веществ в нашем кишечнике, но это не односторонние отношения – они также имеют определенное влияние на наш организм.

Некоторые их виды полезны для нас, расщепляя пищевые волокна на жирные кислоты с короткой цепью, которые затем абсорбируются в кишечнике и используются в организме. Они метаболизируют ряд химических соединений и играют важную роль в синтезе витаминов группы В и витамина К.

С другой стороны, недавнее исследование, проведенное в 2013 году, пришло к выводу, что нарушение регуляции кишечных бактерий может быть важным фактором в развитии воспалительных и аутоиммунных заболеваний.

Роль микробиома в сохранении здоровья и развитии заболеваний только начинает приоткрывать свои тайны. Последнее и – возможно – самое значительное открытие – это способность кишечных бактерий влиять на деятельность головного мозга и наше поведение.

Почему кишечник и мозг связаны между собой?

Связи между мозгом и кишечником осуществляются путем гормональных, иммунологических и нервных механизмов, через центральную и энтеральную нервную систему, которые регулируют функции кишечника. Все вместе они называются «ось кишечник-мозг».

Хотя на первый взгляд связи между кишечником и мозгом могут показаться неожиданными, мы все ощущаем их существование. Взаимосвязь между стрессом, беспокойством и учащенным опорожнением кишечника – ни для кого из нас не секрет.

Эти «диалоги» между мозгом и кишечником уже в течение некоторого времени изучаются учеными. Тем не менее, недавно перед исследователями забрезжил новый уровень этого партнерства – они теперь рассматривают влияние нашего микробиома на ось кишечник-мозг. Другими словами, ученые задались вопросом: влияют ли бактерии в нашем кишечнике на нашу психологию и поведение?

Исследователи пока еще только начинают приоткрывать завесу над тайнами оси «мозг-кишечник-микробиом».

Стресс и кишечник

У людей гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система является основным ответчиком на стресс любого вида. Это один из основных компонентов лимбической системы, который активно участвует в эмоциях и памяти.

Стресс активирует гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему и приводит к высвобождению кортизола – «гормона стресса» – который оказывает различные эффекты на многие органы, включая головной мозг и кишечник.

Таким образом, реакция мозга на стресс имеет прямое влияние на клетки кишечника, включая эпителиальные и иммунные клетки, энтеральные нейроны, интерстициальные клетки Кахаля (клетки, управляющие перистальтикой кишечника) и энтерохромаффинные клетки (клетки, синтезирующие серотонин).

С другой стороны, все эти клетки также находятся под влиянием нашей армии бактерий. Хотя механизмы, с помощью которыми микробиом регулирует деятельность мозга, менее известны, растет количество научных доказательств о том, что между ними существует двусторонний диалог.

Какие изменения в функциях мозга связывают с микробиомом?

Первые подозрения о том, что микробы могут в некоторой степени контролировать нашу умственную деятельность, появились более 20 лет назад. У пациентов с печеночной энцефалопатией (нарушения функций мозга при печеночной недостаточности) состояние существенно улучшалось после приема пероральных антибиотиков.

Более поздние исследования в 2013 году предоставили дополнительные доказательства того, что микробиом также влияет на состояние беспокойства и депрессивное поведение.

Еще одно важное наблюдение в 2014 году связало дисбиоз (дисбаланс микроорганизмов) с аутизмом. Дети с аутизмом часто имеют ненормальный и менее разнообразный состав бактерий в кишечнике. Одно исследование пришло к выводу: «Мы подозреваем, что кишечные микроорганизмы могут изменять уровень метаболитов, связанных с нейромедиаторами, которые влияют на взаимосвязь между кишечником и мозгом, и/или изменяют функционирование мозга. Корреляция между кишечными бактериями и метаболитами, связанными с нейромедиаторами, – это ступенька к дальнейшему изучению и лучшему пониманию перекрестных взаимосвязей между кишечными бактериями и аутизмом».

Исследователи в 2004 году заметили, что у специально выведенных мышей, не имеющих кишечных бактерий, наблюдалась усиленная реакция гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы на стресс. Дальнейшие эксперименты с использованием таких же мышей продемонстрировали, что отсутствие кишечных бактерий также влияет на функции памяти.

Стерильные мыши были полезным инструментом для изучения оси микробиом-кишечник-мозг. Они помогли доказать, что существует какая-то взаимосвязь, но эти результаты было невозможно экстраполировать на людей, так как в естественных условиях стерильного человека не существует.

Другие исследования использовали различные подходы: одни из них изучали влияние нейроактивных веществ, вырабатываемых микрофлорой кишечника; другие изучали отличия в составе микрофлоры кишечника у людей с психиатрическими или неврологическими заболеваниями.

Эти исследования, в общем, не были убедительными. Даже при обнаружении изменений в кишечной микрофлоре, продолжала существовать извечная проблема курицы и яйца: было ли психиатрическое заболевание вызвано изменением микрофлоры кишечника, или же наоборот – микрофлора кишечника изменилась вследствие нарушений психиатрического состояния пациента? Или существует двустороннее взаимодействие?

Как кишечная микрофлора может влиять на мозг?

Как известно, стресс увеличивает проницаемость слизистой оболочки кишечника; это обеспечивает бактериям более легкий доступ к клеткам энтеральной иммунной и нервной системы. Это может быть один из способов, с помощью которых микроорганизмы влияют на нас. Тем не мерее, был обнаружен другой, более прямой путь.

Одно исследование, используя пищевые патогенны, предоставило доказательства того, что бактерии в кишечнике могут активировать стресс, непосредственно влияя на блуждающий нерв – черепно-мозговой нерв, который иннервирует большое количество внутренних органов, включая верхнюю часть пищеварительного тракта.

Более прямой путь также может включать непосредственный контакт микробиома с чувствительными нейронами энтеральной нервной системы. Исследования 2013 года показали, что эти чувствительные нейроны менее активны у стерильных мышей. После того, как этим мышам дали пробиотики для восстановления микробиома, уровни активности этих нейронов вернулись к норме.

Пробиотики влияют на психологию

Если у стерильных мышей были обнаружены различия в поведении, то следующим был вопрос о том, сможет ли добавление кишечных бактерий вызвать подобные изменения у животных. Мета-анализ, опубликованный в июле 2016 года в Journal of Neurogastroenterology and Motility, сопоставил результаты исследований, изучавших влияние пробиотиков на функционирование центральной нервной системы у людей и животных.

Они проанализировали 25 исследований на животных и 15 исследований на людях, в большинстве из которых применялись бактерии родов Bifidobacterium и Lactobacillus в течение 2-4 недель. Ученые пришли к выводу: «Эти пробиотики показали эффективность в улучшении психических расстройств поведения, включая беспокойство, депрессию, аутизм, обсессивно-компульсивное расстройство, способности памяти».

Другое исследование, опубликованное в 2014 году в PLOS One, обнаружило, что возрастное ухудшение памяти у крыс может быть обращено вспять с помощью повышения уровней микроорганизмов Actinobacteria и Bacterioidetes в кишечнике с помощью пробиотиков.

Будущее оси микробиом-кишечник-мозг

Перед учеными, которые исследуют тайны оси микробиом-кишечник-мозг, впереди еще очень длительный и извилистый путь. Без сомнения, в этом процессе участвует множество различных веществ.

Возмжно, в отдаленном будущем будут созданы лекарственные средства, специфически влияющие на микробиом при различных психиатрических заболеваниях; микробиом может стать системой раннего предупреждение об развитии некоторых болезней и даже диагностическим инструментом.

На данный момент, все, то мы можем сделать – это обдумать влияние, которое бактерии оказывают на наше ежедневное состояние ума. Нас также должно удивить и поразить то, что такие умные люди, каковыми мы себя считаем, частично находятся под контролем одноклеточных форм жизни.

Возможно, нам не помешало бы вспомнить, что бактерии существовали в течение миллиардов лет до появления человека на Земле и, скорее всего, переживут наш вид еще на миллиарды лет.

Мы стараемся дать максимально актуальную и полезную информацию для вас и вашего здоровья. Материалы, размещенные на данной странице, носят информационный характер и предназначены для образовательных целей. Посетители сайта не должны использовать их в качестве медицинских рекомендаций. Определение диагноза и выбор методики лечения остается исключительной прерогативой вашего лечащего врача! Мы не несёт ответственности за возможные негативные последствия, возникшие в результате использования информации, размещенной на сайте сайт