Bakteriefloraen i fordøjelseskanalen / gastroenterologi og Hepatologi

mikrofloraen eller mikrobiota er kollektiviteten af mikrobielle samfund, der befolker slimhindefladerne hos et værtsperson, også kaldet en vært. Hvert Menneske er hjemsted for omkring 100 milliarder bakterier fra omkring 400 forskellige arter.1,2 i mavesaft er indholdet af bakterier relativt lavt, omkring 1.000 bakterier pr. Koncentrationen af bakterier vokser langs tyndtarmen, fra 104 bakterier / ml i det proksimale tolvfingertarm til 107 bakterier/ml i terminal ileum. Den fremdrivende motilitet i tyndtarmen rydder periodisk de bakterier, der spredes i lyset. I modsætning hertil er populationen af mikroorganismer i tyktarmen meget højere, da koncentrationer på op til 1011 eller 1012 bakterier pr.milliliter indhold1 nås. Sammen kan den levende kolonpopulation nå en variabel vægt på 300-600 g og tegner sig for mere end 95% af værtsmikrobiota.

den store biodiversitet af arter inden for tarmøkosystemet letter livet og udviklingen af helheden, som ikke kun inkluderer mikrobiota, men også den menneskelige vært. For et stort antal bakteriearter er helheden afgørende for livet: encellede organismer har brug for kollektivitet og biodiversitet for at udvikle sig normalt. Forskellige bakterielle slægter og arter bruger de metaboliske produkter, der genereres af andre til deres spredning. Den menneskelige tarm er det naturlige habitat for disse bakterier, som har udviklet sig og tilpasset sig til at leve med mennesket i årtusinder, så mange af dem spredes ikke spontant uden for dette habitat.

symbiose henvises til, når forholdet mellem to eller flere levende arter giver fordele for mindst en af dem, uden at det berører nogen af de andre3. For værtsindividet er tilstedeværelsen af mikrobiota ikke afgørende for livet, men det har en vigtig indflydelse på deres fysiologi. Pattedyr, der opdrættes under eksperimentelle betingelser med total asepsis og derfor ikke erhverver deres naturlige flora, har unormal udvikling. Tabel I viser forskellene mellem dyret opdrættet i total asepsis, kimfri og dyret, der har en konventionel flora, det vil sige spontant erhvervet. Vi kender ikke klart de mekanismer, der giver anledning til hver af disse forskelle, men den store anatomofysiologiske konsekvens af symbiosen mellem værten og dens flora er tydelig.

dynamikken i forholdet mellem levende væsener har ikke en grænse defineret og stabil mellem symbiose og patogenicitet, således at balancen kan ændres, og under visse omstændigheder er nogle elementer i floraen årsag til sygdom til hu prisped3.

sammensætning af floraen

bakterieflora erhverves umiddelbart efter fødslen. Oprindeligt koloniserer forskellige aerobe slægter fordøjelseskanalen, især enterobakterier type Escherichia coli og også forskellige arter af slægten Lactobacillus. Disse forbruger ilt fra miljøet, og gradvist etableres et mikrosystem, hvor der er en overvældende overvægt af tvungne anaerobe arter, især Bacteroides, Clostridia, eubakterier og bifidobakterier. Ved 2 års alder er den etablerede flora allerede praktisk taget endelig, mens den normalt er meget stabil i hele individets liv1.

der er meget interesse for begivenheder, der kan påvirke den indledende kolonisering.4,5 den nyfødte erhverver floraen i sit umiddelbare miljø. Der er observeret forskelle mellem børn født af kejsersnit og børn født vaginalt. Der er forskelle i den nyfødte flora fra fattige lande og rige lande. Amning ser ud til at spille en vigtig rolle i overførslen af bakterieflora i modsætning til ernæring gennem kunstig mælk. Moderen overfører sine egne bakterier, mens de overfører de nødvendige immunforsvarselementer mod de samme bakterier gennem amning (specifikke Iga-type antistoffer, medfødte immunitetsmolekyler osv.) 6. Da den nyfødte har en meget dårlig immunitet på grund af systemets umodenhed og fraværet af mekanismer forbundet med immunhukommelse, anses det for meget vigtigt, at erhvervelsen af bakterier og forsvarsmekanismer kommer fra samme kilde. Det er blevet observeret, at børn, der tilbringer de første nætter i livet adskilt fra deres mødre, har en højere forekomst af allergier. Forskellen mellem bakterier og immundefektelementerne erhvervet af den nyfødte kunne spille en vigtig rolle i patogenesen af nogle immuninflammatoriske sygdomme i voksenlivet.7

anaerobe slægter dominerer i den voksne flora. Floraens sammensætning er traditionelt blevet undersøgt ved mikrobiologisk kultur af prøver af heses8 (tabel II). Med dyrkningsmetoderne kan forbigående ændringer i floraens sammensætning genkendes afledt af brugen af antibiotika eller i forhold til diætændringer, men de er reversible ændringer1. En høj andel af bakteriearter kan imidlertid ikke dyrkes, så de kan observeres under et mikroskop, men deres fænotypiske egenskaber er ikke beskrevet.9,10 molekylærbiologiske metoder tilbyder en ny teknologi, der vil være meget nyttig til at overvinde disse begrænsninger og fremme vores viden om flora. Nylige undersøgelser baseret på analysen af bakteriegenomet har identificeret en stor del af bakteriestammer, der aldrig er blevet beskrevet, og derudover foreslås det,at hver enkelt har genetisk unikke stammer og adskiller sig fra andre individers10, 11. Om få år vil molekylærbiologi give pålidelige metoder til identifikation og kvantificering af bakterier, og vi vil sandsynligvis få nye og meget mere komplette oplysninger om sammensætningen af flora12 (tabel III).

funktioner af floraen

der er tre primære funktioner i tarmmikrofloraen: a) Funktioner af ernæring og metabolisme som følge af floraens biokemiske aktivitet; B) beskyttende funktioner, der forhindrer invasionen af patogene mikroorganismer og c) trofiske funktioner på proliferation og differentiering af tarmepitelet og på udvikling og modulering af immunsystemet (tabel IV).

Kolonlys kolonisering giver et stort antal gener, der koder for forskellige proteiner og ensymer og tilvejebringer biokemiske ressourcer, der ikke er til stede i det humane genom. Samlet set udgør bakterierne i tyktarmen et metabolisk organ, der ligner leveren, hvor bakterielle stoffer virker på substrater i tarmlumen og genererer en stor mangfoldighed af produkter. Floraens vigtigste metaboliske funktion er gæringen af ikke-fordøjelige diætrester og slim produceret af tarmepitelet. Metabolisk energi genvindes, og nogle vitaminer syntetiseres. 13,14 Fermentering af kulhydrater kan favorisere absorptionen af ioner i cecum, især calcium, som nævnt i artiklen af Bongers og Van den Heuvel offentliggjort i samme nummer af tidsskriftet. Vi ved, at fermentering af kulhydrater fører til generering af kortkædede fedtsyrer, der har trofiske virkninger på tarmepitelet.13 Smørsyreproduktion er den vigtigste energikilde til tyktarmsepitelet. Produktionen af eddikesyre og propionsyre er involveret i reguleringen af hepatisk glukosemetabolisme, reducerer postprandial glykæmi og insulinrespons. Denne mekanisme synes at favorisere cellulær følsomhed over for insulin15 og kan forhindre udvikling af insulinresistens og type 2 diabetes mellitus.

floraen i fordøjelseskanalen beskytter mod invasionen af patogene mikroorganismer ved den såkaldte “barriereffekt”. Denne egenskab af floraen er meget relevant til forebyggelse af infektionssygdomme i værten. Der er modstand mod kolonisering af eksogene bakterier, og overvækst af opportunistiske arter, der bor i tyktarmen, men hvis vækst styres af ligevægt med andre arter, forhindres også. Således kan for eksempel brugen af visse antibiotika ændre økosystemet og favorisere overvejelsen af subdominante arter, såsom Clostridium difficile, forbundet med en alvorlig sygdom, såsom pseudomembranøs colitis.

barriereffekten skyldes, at den beboende flora indtager de tilgængelige økologiske nicher og styrer, forbruger og udtømmer alle ressourcer. For eksempel har Bacteroides thetaiotaomicron vist sig at forbruge fucose produceret af værtsepitelet, men kan også kontrollere genekspression i epitelceller og regulere fucoseproduktion. Dette forhindrer overproduktion af denne ressource, som kunne bruges af andre patogene eller i det mindste opportunistiske bakterier. 16 Derudover kan bakterier hæmme væksten af andre bakterier ved at producere bakteriociner, som er naturlige stoffer med antimikrobiel virkning17,18. Talrige arter i mave-tarmkanalen er i stand til at producere bakteriociner. Disse stoffer er følsomme over for proteaser i fordøjelseskanalen, så værten kan styre deres produktion.

den mikrobielle flora i fordøjelseskanalen har vigtige funktioner på spredning og differentiering af tarmepitelet. Dyr opdrættet i kimfrit medium har en lav grad af kolonepitelreplikation19. Derudover viser forsøg med dyr monoassocieret med en bakterie, hvordan nogle stammer påvirker epitelcelledifferentiering.20 trofiske funktioner på epitelet kan være vigtige for at undersøge floraens rolle i patogenesen af kolorektal cancer.

udvikling og modning af immunsystemet

pattedyr, der er opdrættet under eksperimentelle betingelser med total asepsis, udvikler normalt ikke deres immunitet.21 De har en mangel på immunoglobuliner, både i tarmlumen og i det perifere blod. Det er klart, at immunsystemet modnes omkring fordøjelseskanalen, som er den store overflade af kontakt med omverdenen. Hos et voksent menneske er 80-85% af de immunkompetente celler placeret i slimhinden i fordøjelsesrøret22. Der er millioner af interaktioner mellem bakterier, epitel og underliggende immunvæv, som gradvist programmerer og modulerer ressourcerne i et meget kraftigt, meget komplekst og meget komplet forsvarssystem.19,23 For eksempel opdages manglen på modning af immunsystemet også, fordi tolerancefænomenet normalt ikke udvikler sig i kimfrie dyr. Eksponering for antigener via fordøjelseskanalen inducerer normalt tolerance over for disse antigener. Denne egenskab ved slimhindeimmunsystemet forekommer ikke eller forekommer mangelfuld hos dyr opdrættet under kimfri24 betingelser. Dr. Borruel udvikler dette emne i vid udstrækning i et andet kapitel i dette nummer af tidsskriftet.

floraen som årsag til sygdomme

nogle elementer i floraen eller deres aktiviteter kan forårsage sygdomme for værten under visse omstændigheder.2 bakteriel translokation er passagen af levedygtige bakterier gennem epitelet i mave-tarmslimhinden.25 efter at have krydset barrieren kan bakterier migrere gennem lymfen og nå steder uden for tarmen, såsom de mesenteriske knuder, leveren eller milten. Hvis bakterierne kan sprede sig gennem blodbanen i tilstrækkelig mængde, kan de forårsage meget alvorlige tilstande, såsom sepsis, multiorgansvigt og død. Soriano og Guarner beskriver i et andet kapitel i dette Supplement de kliniske tilstande forbundet med bakteriel translokation og hovedårsagerne til denne komplikation og gennemgår de terapeutiske alternativer. En anden sygdom relateret til flora dysfunktion er diarre forbundet med brugen af antibiotika. Overvækst af nogle arter, såsom Clostridium difficile, kan være kilden til alvorlige tilstande, såsom pseudomembranøs colitis.26

i de senere år er der lagt særlig vægt på det mulige forhold mellem flora og immunsystemdysfunktioner.27 I udviklede samfund er forekomsten af infektionssygdomme faldet meget markant i anden halvdel af det tyvende århundrede, og denne observation gælder både for sygdomme i bakteriel etiologi (tuberkulose, gigtfeber, tyfus, brucellose) og for sygdomme af viral oprindelse (hepatitis A, mæslinger, fåresyge). Parallelt er forekomsten af allergier og nogle sygdomme med en autoimmun komponent, såsom multipel sklerose, type 1 diabetes mellitus og inflammatoriske tarmsygdomme (Crohns sygdom og ulcerøs colitis) vokset så vigtig. Selvom disse sygdomme har en genetisk komponent, er det klart, at miljøfaktorernes bidrag skal spille en meget vigtig rolle i at ændre tendenser på kort sigt. Hypotesen om overdreven hygiejne antyder, at manglen på eksponering for bakterielle midler fra en tidlig alder kunne være grundlaget for denne voksende tendens til udseendet af immunsystemdysfunktioner, herunder allergier, Crohns sygdom, type 1 diabetes mellitus, multipel sklerose og ikke-hodgkinian lymfomer.27

i tilfælde af inflammatoriske tarmsygdomme antyder mange kliniske og eksperimentelle data, at tarmbetændelse skyldes et forværret respons på elementer i den autologe flora. Afledningen af fækalt indhold eller sterilisering af kolonlyset opnår en vigtig inflammatorisk remission, både i eksperimentelle modeller og i interventionsundersøgelser hos patienter28-31. Det er blevet påvist, at immunsystemet er sensibiliseret over for selve floraen hos patienter med Crohns sygdom eller ulcerøs colitis i modsætning til kontrolpopulationen.32,33 det er meget interessant, at nogle bakterielle elementer in vitro kan inducere antiinflammatoriske mekanismer i det betændte tarmvæv hos patienter med Crohns Sygdom34. Hvis de rigtige betingelser opnås in vivo, kan bakterieterapi medføre vigtige fordele ved behandlingen af inflammatorisk tarmsygdom, som det allerede er påvist i “pouchitis”35.

tarmflora spiller en vigtig rolle i patofysiologien af tyktarmskræft, som gennemgået i dybden i kapitlet om forbrændinger og rodland inden for dette Supplement. Det epidemiologiske forhold mellem diæt og tyktarmskræft er blevet anerkendt i årevis, men derudover er der i det sidste årti opnået bevis, der antyder, at tarmfloraen ville være den vigtigste miljøfaktor på grund af dens evne til at generere stoffer med kræftfremkaldende potentiale fra resterne af kosten. På den anden side er der identificeret nogle bakterier, der hæmmer udviklingen af ondartede tyktarmstumorer induceret eksperimentelt af kemiske kræftfremkaldende stoffer. Derudover har nogle kliniske undersøgelser hos frivillige vist effekten af en bifidobakteriestamme til reduktion af aktiviteter i fæces, der er relateret til dannelsen af kræftfremkaldende stoffer.36 Derfor vil brugen af gavnlige bakterier sandsynligvis spille en vigtig rolle i forebyggelsen af tyktarmskræft, især i grupper af mennesker, der har risikofaktorer forbundet med tyktarmskræft (polypose, familiehistorie osv.).

probiotika og præbiotika

talrige videnskabelige beviser har vist, at visse bakteriestammer kan give specifikke sundhedsmæssige fordele37. Med dette er der introduceret et nyt koncept: probiotika er levende mikroorganismer, der, når de indtages i tilstrækkelige mængder, giver gavnlige sundhedseffekter, som føjes til deres rent næringsværdi.38 Der er omfattende dokumentation om brugen af adskillige bakteriestammer til at fremkalde gavnlige virkninger i dyremodeller, og udsigten til at identificere deres anvendelser til fremme af menneskers sundhed åbner sig. Et andet koncept, der opstår, er prebiotic39. Prebiotika er ikke-fordøjelige fødevareingredienser, der selektivt fremmer væksten og aktiviteten af et begrænset antal bakteriearter. På en karakteristisk måde er præbiotika ikke-fordøjelige kulhydrater, der efter deres transit gennem tyndtarmen når tyktarmen praktisk talt uden nogen ændring. Bakterierne i den indfødte flora, der har de passende metaboliske stoffer til at forbruge disse kulhydrater, har mulighed for at proliferere selektivt takket være det specifikke energibidrag, de får fra disse substrater. Konceptet er meget attraktivt, og der er identificeret flere stoffer, der favoriserer spredning af lactobaciller eller bifidobakterier. Dr. Sastre studerer dybtgående mulighederne for dette koncept i en anden artikel i dette tillæg.

effektiviteten af probiotika og præbiotika til fremme af specifikke aspekter af menneskers sundhed bør påvises i kontrollerede undersøgelser. I tilfælde af probiotika er hver undersøgelse baseret på en specifik bakteriestamme, og dens resultater bør ikke ekstrapoleres til andre stammer. I tilfælde af præbiotika er det også meget vigtigt at kontrollere, at de fremmer væksten af bakteriearter, der anses for gavnlige for kroppen.

et betydeligt antal kliniske undersøgelser har vist nytten af flere probiotika til forebyggelse og behandling af diarre. De offentliggjorte værker henviser hovedsageligt til barndomsdiarre forårsaget af rotavirus, som kan forebygges eller endda behandles med probiotika,40, 41 Men data om akut diarre forårsaget af andre smitsomme stoffer er også blevet offentliggjort. Flere kontrollerede kliniske undersøgelser har vist, at nogle probiotika kan forhindre diarre forbundet med antibiotikabrug42. Artiklen af Tojo Sierra, Leis Trabaso og Tojo Gones i dette nummer af magasinet lægger særlig vægt på dette nummer. Effekten af de levende bakterier i yoghurt til behandling af tegn og symptomer, der ledsager laktoseintolerans, er også godt demonstreret, 43 som er genstand for det særlige bidrag til dette Supplement af Labayen og Martinus.

det faktum, at pattedyr, der er opdrættet under kimfrie forhold, har høje kolesteroltal i det perifere blod, antyder, at lipidmetabolisme kan påvirkes af ændringer i flora. Dr. Ros har grundigt gennemgået disse aspekter for dette tillæg.

konklusioner

Flora har en vigtig indvirkning på værtsindividets fysiologi og patologi. Probiotika og præbiotika forbedrer floraens økologiske balance, forbedrer dens gavnlige funktioner og styrer dens mulige skadelige påvirkninger. I øjeblikket er dette et område, der stadig kræver en masse grundlæggende og klinisk forskning for at verificere konsistensen af den brede vifte af potentielle applikationer, der er planlagt. Fremkomsten af nye molekylærbiologiske teknologier til mikrobiologisk undersøgelse af flora og fremskridt i vores viden om mekanismerne involveret i intestinal immunitet vil utvivlsomt være afgørende.

mikrofloraen eller mikrobiota er kollektiviteten af mikrobielle samfund, der befolker slimhindefladerne hos et værtsperson, også kaldet en vært. Hvert Menneske er hjemsted for omkring 100 milliarder bakterier fra omkring 400 forskellige arter.1,2 i mavesaft er indholdet af bakterier relativt lavt, omkring 1.000 bakterier pr. Koncentrationen af bakterier vokser langs tyndtarmen, fra 104 bakterier / ml…

mikrofloraen eller mikrobiota er kollektiviteten af mikrobielle samfund, der befolker slimhindefladerne hos et værtsperson, også kaldet en vært. Hvert Menneske er hjemsted for omkring 100 milliarder bakterier fra omkring 400 forskellige arter.1,2 i mavesaft er indholdet af bakterier relativt lavt, omkring 1.000 bakterier pr. Koncentrationen af bakterier vokser langs tyndtarmen, fra 104 bakterier / ml…

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.