Den bakterielle floraen i fordøyelseskanalen / Gastroenterologi og Hepatologi

mikrofloraen eller mikrobiota er kollektiviteten av mikrobielle samfunn som befolker slimete overflater av en vertsperson, også kalt en vert. Hvert menneske er hjem til ca 100 milliarder bakterier fra ca 400 forskjellige arter.1,2 i magesaft er innholdet av bakterier relativt lavt, omtrent 1000 bakterier per milliliter, og dette skyldes surheten i mediet. Konsentrasjonen av bakterier vokser langs tynntarmen, fra 104 bakterier / ml i proksimal tolvfingertarm til 107 bakterier / ml i terminal ileum. Den propulsive motiliteten i tynntarmen fjerner periodisk bakteriene som sprer seg i lyset. Derimot er populasjonen av mikroorganismer i tykktarmen mye høyere, siden konsentrasjoner på opptil 1011 eller 1012 bakterier per milliliter innhold1 er nådd. Sammen kan den levende kolonpopulasjonen nå en variabel vekt på 300-600 g, og står for mer enn 95% av vertsmikrobioten. Den store biologiske mangfoldet av arter i tarmøkosystemet letter livet og utviklingen av hele, som ikke bare inkluderer mikrobiota, men også den menneskelige verten. For en god del bakteriearter er helheten avgjørende for livet: encellede organismer trenger kollektivitet og biologisk mangfold for å utvikle seg normalt. Ulike bakterielle slekter og arter bruker metabolske produkter generert av andre for deres spredning. Tarmene er det naturlige habitatet til disse bakteriene, som har utviklet seg og tilpasset seg til å leve med mennesket i årtusener, så mange av dem sprer seg ikke spontant utenfor det habitatet.

Symbiose refereres til når forholdet mellom to eller flere levende arter gir fordeler til minst en av dem, uten at det berører noen av de andre3. For vertspersonen er tilstedeværelsen av mikrobiota ikke avgjørende for livet, men det har en viktig innvirkning på deres fysiologi. Pattedyr oppdratt under eksperimentelle forhold av total asepsis og derfor ikke erverve sin naturlige flora har unormal utvikling. Tabell i viser forskjellene mellom dyret avlet i total asepsis, bakteriefri og dyret som har en konvensjonell flora, det vil si spontant ervervet. Vi vet ikke klart hvilke mekanismer som gir opphav til hver av disse forskjellene, men den store anatomofysiologiske ettervirkningen av symbiosen mellom verten og dens flora er tydelig.

dynamikken i forholdet mellom levende vesener har ikke en grense definert og stabil mellom symbiose og patogenitet, slik at balansen kan endres, og under visse omstendigheter er enkelte elementer av floraen årsaken til sykdom til hué sped3.

SAMMENSETNING AV FLORAEN

Bakteriell flora er anskaffet umiddelbart etter fødselen. I utgangspunktet koloniserer ulike aerobe genera fordøyelseskanalen, spesielt enterobakterier Type Escherichia coli og også forskjellige arter av slekten Lactobacillus. Disse forbruker oksygen fra miljøet, og gradvis etableres et mikrosystem der det er en overveldende overvekt av tvungen anaerobe arter, spesielt Bakteroider, Clostridia, Eubakterier og Bifidobakterier. Ved 2 år er den etablerte floraen allerede praktisk talt endelig, mens den vanligvis er veldig stabil gjennom individets liv1.

mye interesse har blitt gitt til hendelser som kan påvirke første kolonisering.4,5 det nyfødte kjøper floraen i sitt umiddelbare miljø. Forskjeller har blitt observert mellom barn født av keisersnitt og barn født vaginalt. Det er forskjeller i floraen til det nyfødte fra fattige land og rike land. Amning ser ut til å spille en viktig rolle i overføringen av bakteriell flora, i motsetning til ernæring gjennom kunstige melker. Moren overfører sine egne bakterier, mens de overfører de nødvendige immunforsvarselelementene mot de samme bakteriene gjennom amming (spesifikke iga-type antistoffer, medfødte immunitetsmolekyler, etc.) 6. Siden det nyfødte har en svært dårlig immunitet på grunn av systemets umodenhet og fraværet av mekanismer forbundet med immunforsvar, anses det å være svært viktig at oppkjøpet av bakterier og forsvarsmekanismer kommer fra samme kilde. Det har blitt observert at barn som tilbringer de første nettene i livet skilt fra sine mødre, har en høyere forekomst av allergier. Forskjellen mellom bakterier og immundefektelementene som er oppnådd av det nyfødte, kan spille en viktig rolle i patogenesen av noen immuninflammatoriske sykdommer i voksenlivet.7

anaerob slekt dominerer i den voksne floraen. Sammensetningen av floraen har tradisjonelt blitt studert ved mikrobiologisk kultur av prøver av heses8 (Tabell II). Med dyrkingsmetodene kan forbigående endringer i floraens sammensetning gjenkjennes ved bruk av antibiotika eller i forhold til diettendringer, men de er reversible endringer1. En høy andel bakteriearter er imidlertid ikke dyrkbare, slik at de kan observeres under et mikroskop, men deres fenotypiske egenskaper er ikke beskrevet.9,10 Molekylærbiologiske metoder tilbyr en ny teknologi som vil være svært nyttig for å overvinne disse begrensningene og fremme vår kunnskap om flora. Nyere studier basert på analyse av bakteriegenomet har identifisert en stor andel av bakteriestammer som aldri har blitt beskrevet, og i tillegg er det foreslått at hver enkelt havner genetisk unike stammer og forskjellig fra de av andre individer10, 11. Om noen år vil molekylærbiologi gi pålitelige metoder for identifisering og kvantifisering av bakterier, og vi vil trolig få ny og mye mer fullstendig informasjon om sammensetningen av flora12 (Tabell III).

FUNKSJONER AV flora

det er tre primære funksjoner i tarmmikrofloraen: a) funksjoner av ernæring og metabolisme, som et resultat av floraens biokjemiske aktivitet; b) beskyttende funksjoner, hindre invasjon av patogene mikroorganismer, og c) trofiske funksjoner på proliferasjon og differensiering av tarmepitelet, og på utvikling og modulering av immunsystemet(Tabell IV).

Kolon lys kolonisering gir et stort antall gener, koding ulike proteiner og enzymer, og gir biokjemiske ressurser som ikke er til stede i det menneskelige genom. Til sammen utgjør bakteriene i tykktarmen et metabolsk organ, som ligner leveren, hvor bakterielle enzymer opererer på substrater i tarmlumen og genererer et stort mangfold av produkter. Floraens viktigste metabolske funksjon er gjæring av ikke-fordøyelige diettrester og slim produsert av tarmepitelet. Metabolisk energi gjenvinnes og noen vitaminer syntetiseres. 13,14 Fermenteringen av karbohydrater kan favorisere absorpsjonen av ioner i cecum, spesielt kalsium, som nevnt i artikkelen Av Bongers Og Van Den Heuvel publisert i samme utgave av Tidsskriftet. Vi vet at gjæring av karbohydrater fører til generering av kortkjedede fettsyrer som har trofiske effekter på tarmepitelet.13 Smørsyreproduksjon er hovedkilden til energi for kolonepitelet. Produksjonen av eddiksyre og propionsyre er involvert i regulering av hepatisk glukosemetabolisme, reduserer postprandial glykemi og insulinrespons. Denne mekanismen ser ut til å favorisere cellulær følsomhet overfor insulin15 og kan forhindre utvikling av insulinresistens og type 2 diabetes mellitus.

floraen bosatt i fordøyelseskanalen beskytter mot invasjonen av patogene mikroorganismer ved den såkalte “barriereffekten”. Denne egenskapen til floraen er svært relevant for forebygging av smittsomme sykdommer i verten. Det er motstand mot kolonisering av eksogene bakterier og overveksten av opportunistiske arter som bor i tykktarmen, men hvis vekst styres av likevekt med andre arter, forhindres også. For eksempel kan bruken av visse antibiotika forandre økosystemet og favorisere overvekt av subdominante arter, som Clostridium difficile, assosiert med en alvorlig sykdom som pseudomembranøs kolitt.

barriereffekten skyldes at beboernes flora opptar de tilgjengelige økologiske nisjene og forvalter, forbruker og utmasser alle ressurser. For eksempel Har Bacteroides thetaiotaomicron vist seg å konsumere fucose produsert av vertsepitelet, men kan også kontrollere genuttrykk i epitelceller og regulere fukoseproduksjon. Dette forhindrer overproduksjon av denne ressursen, som kan brukes av andre patogene eller i det minste opportunistiske bakterier. 16 I tillegg kan bakterier hemme veksten av andre bakterier ved å produsere bakteriociner, som er naturlige stoffer med antimikrobiell effekt17, 18. Tallrike arter i mage-tarmkanalen er i stand til å produsere bakteriociner. Disse stoffene er følsomme for proteaser i fordøyelseskanalen, slik at vertspersonen kan kontrollere produksjonen.

den mikrobielle floraen i fordøyelseskanalen har viktige funksjoner på spredning og differensiering av tarmepitelet. Dyr oppdratt i bakteriefritt medium har en lav grad av kolonepitelreplikasjon19. I tillegg viser eksperimenter med dyr monoassosiert med en bakterie hvordan noen stammer påvirker epitelcelledifferensiering.20 Trofiske funksjoner på epitelet kan være viktige for å studere floraens rolle i patogenesen av kolorektal kreft.

UTVIKLING og MODNING AV IMMUNSYSTEMET

Pattedyr oppdratt under eksperimentelle forhold med total asepsis utvikler normalt ikke sin immunitet.21 De har mangel på immunoglobuliner, både i tarmlumen og i perifert blod. Det er klart at immunsystemet modnes rundt fordøyelseskanalen, som er den store overflaten av kontakt med omverdenen. I en voksen menneskelig person er 80-85% av de immunkompetente cellene lokalisert i mucosa i fordøyelseskanalen22. Det er millioner av interaksjoner mellom bakterier, epitel og underliggende immunvev, som gradvis programmerer og modulerer ressursene til et meget kraftig, svært komplekst og veldig komplett forsvarssystem.19,23 For eksempel oppdages mangelen på modning av immunsystemet også fordi toleransefenomenet normalt ikke utvikler seg i bakteriefrie dyr. Eksponering for antigener via fordøyelseskanalen induserer normalt toleranse for disse antigenene. Denne egenskapen til mucosal immunsystemet forekommer ikke, eller synes mangelfull, hos dyr oppdrettet under bakteriefrie 24 forhold. Dr. Borruel utvikler dette emnet mye i et annet kapittel i Dette nummeret av Tidsskriftet.NOEN elementer av floraen eller deres aktiviteter kan forårsake sykdommer for verten under visse omstendigheter.2 Bakteriell translokasjon er passasjen av levedyktige bakterier gjennom epitelet i mage-tarmslimhinnen.25 etter å ha krysset barrieren, kan bakterier migrere gjennom lymfen og nå ekstra intestinale steder, som mesenteriske noder, lever eller milt. Hvis bakteriene kan spre seg gjennom blodet i tilstrekkelig mengde, kan de forårsake svært alvorlige forhold, som sepsis, multiorgansvikt og død. Soriano og Guarner beskriver i et annet kapittel av Dette Tillegget de kliniske forholdene forbundet med bakteriell translokasjon og hovedårsakene til denne komplikasjonen og vurderer de terapeutiske alternativene. En annen sykdom relatert til flora dysfunksjon er diare forbundet med bruk av antibiotika. Overveksten av noen arter, som Clostridium difficile, kan være kilden til alvorlige forhold, som pseudomembranøs kolitt.26

de siste årene har det blitt lagt særlig vekt på det mulige forholdet mellom flora og immunsystemdysfunksjoner.27 I utviklede samfunn har forekomsten av smittsomme sykdommer redusert svært betydelig i andre halvdel av det tjuende århundre, og denne observasjonen gjelder både for sykdommer av bakteriell etiologi (tuberkulose, revmatisk feber, tyfus, brucellose) og for sykdommer av viral opprinnelse (hepatitt a, meslinger, kusma). Parallelt har forekomsten av allergier og noen sykdommer med en autoimmun komponent, som multippel sklerose, type 1 diabetes mellitus og inflammatoriske tarmsykdommer (Crohns sykdom og ulcerøs kolitt) vokst så viktig. Selv om disse sykdommene har en genetisk komponent, er det klart at bidrag fra miljøfaktorer må spille en svært viktig rolle i å endre trender på kort sikt. Hypotesen om overdreven hygiene antyder at mangelen på eksponering for bakterielle midler fra tidlig alder kan være på grunnlag av denne økende tendensen til utseende av immunsystemdysfunksjoner, inkludert allergier, Crohns sykdom, type 1 diabetes mellitus, multippel sklerose og ikke-hodgkinian lymfomer.27

i tilfelle av inflammatoriske tarmsykdommer, tyder mange kliniske og eksperimentelle data på at tarmbetennelse skyldes en forverret respons på elementer av den autologe floraen. Avledning av fecal innhold eller sterilisering av kolon lys oppnå en viktig inflammatorisk remisjon, både i eksperimentelle modeller og i intervensjonsstudier hos pasienter28-31. Det er vist at immunsystemet er sensibilisert for selve floraen hos pasienter Med Crohns sykdom eller ulcerøs kolitt, i motsetning til kontrollpopulasjonen.32,33 det er veldig interessant at noen bakterielle elementer in vitro kan indusere antiinflammatoriske mekanismer i det betente tarmvevet hos pasienter Med Crohns Sykdom34. Hvis de rette forholdene oppnås in vivo, kan bakteriell terapi gi viktige fordeler til behandling av inflammatorisk tarmsykdom, som allerede er demonstrert i”pouchitis” 35. Tarmflora spiller en viktig rolle i patofysiologien av tykktarmskreft, som gjennomgått i dybden I kapitlet Burns og Rowland innenfor Dette Tillegget. Det epidemiologiske forholdet mellom diett og tykktarmskreft har blitt anerkjent i årevis, men i tillegg har det i det siste tiåret blitt oppnådd bevis som tyder på at tarmfloraen ville være den viktigste miljøfaktoren på grunn av sin evne til å generere stoffer med kreftfremkallende potensial fra rester av dietten. På den annen side har noen bakterier blitt identifisert som hemmer utviklingen av ondartede kolontumorer indusert eksperimentelt av kjemiske kreftfremkallende stoffer. I tillegg har noen kliniske studier hos frivillige vist effekten av en bifidobakteriestamme for å redusere enzymaktivitet i feces som er relatert til generering av kreftfremkallende stoffer.36 derfor er bruk av gunstige bakterier sannsynlig å spille en viktig rolle i forebygging av tykktarmskreft, særlig i grupper av mennesker som har risikofaktorer forbundet med tykktarmskreft(polyposis, familiehistorie, etc.).

PROBIOTIKA og PREBIOTIKA

Tallrike vitenskapelige bevis har vist at visse bakteriestammer kan gi spesifikke helsemessige fordeler37. Med dette er et nytt konsept innført: probiotika er levende mikroorganismer som, når de inntas i tilstrekkelige mengder, gir gunstige helseeffekter, som legges til deres rent næringsverdi.38 Det er omfattende dokumentasjon på bruk av mange bakteriestammer for å indusere gunstige effekter i dyremodeller, og utsiktene til å identifisere deres applikasjoner i fremme av menneskers helse åpner opp. Et annet konsept som oppstår er prebiotisk 39. Prebiotika er ikke fordøyelige matredienser som selektivt fremmer veksten og aktiviteten til et begrenset antall bakteriearter. På en karakteristisk måte er prebiotika ikke-fordøyelige karbohydrater som etter deres transitt gjennom tynntarmen når tykktarmen praktisk talt uten noen endring. Bakteriene i den innfødte floraen som har de riktige metabolske enzymer for å konsumere disse karbohydrater, har mulighet til å proliferere selektivt takket være det spesifikke energibidraget de får fra disse substratene. Konseptet er svært attraktivt, og flere stoffer er identifisert som favoriserer spredning av laktobaciller eller bifidobakterier. Dr. Sastre studerer i dybden mulighetene for dette konseptet i en annen artikkel i dette tillegget.

effekten av probiotika og prebiotika i å fremme spesifikke aspekter av menneskers helse bør påvises i kontrollerte studier. Når det gjelder probiotika, er hver studie basert på en spesifikk bakteriestamme, og resultatene bør ikke ekstrapoleres til andre stammer. Når det gjelder prebiotika, er det også svært viktig å kontrollere at de fremmer veksten av bakteriearter som anses å være gunstige for kroppen. Et betydelig antall kliniske studier har vist nytten av flere probiotika i forebygging og behandling av diare. De publiserte verkene refererer hovedsakelig til barndomsdiare forårsaket av rotavirus,som kan forebygges eller til og med behandles med probiotika, 40, 41, men data om akutt diare forårsaket av andre smittsomme stoffer har også blitt publisert. Flere kontrollerte kliniske studier har vist at noen probiotika kan forhindre diare forbundet med antibiotikabruk42. Artikkelen Av Tojo Sierra, Leis Trabazo Og Tojo González i Denne utgaven Av Bladet vier spesiell oppmerksomhet til dette problemet. Effekten av levende bakterier i yoghurt i behandlingen av tegn og symptomer som følger med laktoseintoleranse er også godt demonstrert, 43 som er gjenstand for Det spesielle bidraget Til Dette Tillegget Av Labayen Og [email protected] det faktum at pattedyr oppdratt under bakteriefrie forhold gir høye nivåer av kolesterol i perifert blod, antyder at lipidmetabolismen kan påvirkes av endringer i flora. Dr. Ros har grundig gjennomgått disse aspektene for Dette Tillegget.

KONKLUSJONER

Flora har en viktig innvirkning på vertsindividets fysiologi og patologi. Probiotika og prebiotika forbedrer floraens økologiske balanse, forbedrer sine fordelaktige funksjoner og kontrollerer mulige skadelige påvirkninger. For øyeblikket er dette et område som fortsatt krever mye grunnleggende og klinisk forskning for å verifisere konsistensen av det brede spekteret av potensielle applikasjoner som er tenkt. Adventen av nye molekylærbiologiske teknologier for mikrobiologisk studie av flora, og fremskritt i vår kunnskap om mekanismene som er involvert i tarmimmunitet, vil utvilsomt være avgjørende.

mikrofloraen eller mikrobiota er kollektiviteten av mikrobielle samfunn som befolker slimete overflater av en vertsperson, også kalt en vert. Hvert menneske er hjem til ca 100 milliarder bakterier fra ca 400 forskjellige arter.1,2 i magesaft er innholdet av bakterier relativt lavt, omtrent 1000 bakterier per milliliter, og dette skyldes surheten i mediet. Konsentrasjonen av bakterier…

mikrofloraen eller mikrobiota er kollektiviteten av mikrobielle samfunn som befolker slimete overflater av en vertsperson, også kalt en vert. Hvert menneske er hjem til ca 100 milliarder bakterier fra ca 400 forskjellige arter.1,2 i magesaft er innholdet av bakterier relativt lavt, omtrent 1000 bakterier per milliliter, og dette skyldes surheten i mediet. Konsentrasjonen av bakterier…

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert.