De bacteriële flora van het spijsverteringskanaal | Gastro-enterologie en hepatologie

de microflora of microbiota is de collectiviteit van microbiële gemeenschappen die de slijmoppervlakken van een gastheer individu bevolken, ook wel een gastheer genoemd. Elk menselijk individu is de thuisbasis van ongeveer 100 miljard bacteriën van ongeveer 400 verschillende soorten.1,2 in maagsap is het gehalte aan bacteriën relatief laag, ongeveer 1.000 bacteriën per milliliter, en dit komt door de zuurgraad van het medium. De concentratie bacteriën groeit langs de dunne darm, van 104 bacteriën / ml in het proximale twaalfvingerige darm tot 107 bacteriën/ml in het terminale ileum. De stuwende beweeglijkheid van de dunne darm verwijdert periodiek de bacteriën die zich in het licht verspreiden. In tegenstelling, is de populatie van micro-organismen in de dikke darm veel hoger, aangezien concentraties tot 1011 of 1012 bacteriën per milliliter content1 worden bereikt. Samen, kan de levende dubbelpuntpopulatie een veranderlijk gewicht van 300-600 g bereiken, en meer dan 95% van gastheermicrobiota vertegenwoordigen.

De grote biodiversiteit van soorten binnen het intestinale ecosysteem vergemakkelijkt het leven en de ontwikkeling van het geheel, dat niet alleen de microbiota, maar ook de menselijke gastheer omvat. Voor een groot aantal bacteriesoorten is het geheel essentieel voor het leven: eencellige organismen hebben collectiviteit en biodiversiteit nodig om zich normaal te ontwikkelen. De Diverse bacteriële geslachten en de species gebruiken de metabolische producten die door anderen voor hun proliferatie worden geproduceerd. De menselijke darm is de natuurlijke habitat van deze bacteriën, die zijn geëvolueerd en aangepast om te leven met de mens voor millennia, zo velen van hen niet spontaan vermenigvuldigen buiten die habitat.

symbiose wordt bedoeld wanneer de relatie tussen twee of meer levende soorten ten minste één van hen ten goede komt, onverminderd een van de anderen3. Voor het gastheer individu, is de aanwezigheid van microbiota niet essentieel voor het leven, maar het heeft een belangrijk effect op hun fysiologie. Zoogdieren die onder experimentele omstandigheden van totale asepsis worden gekweekt en daarom hun natuurlijke flora niet verwerven, hebben een abnormale ontwikkeling. Tabel I toont de verschillen tussen het dier gefokt in totale asepsis, kiemvrij, en het dier met een conventionele flora, dat wil zeggen spontaan verworven. We kennen niet duidelijk de mechanismen die aanleiding geven tot elk van deze verschillen, maar de grote anatomofysiologische weerslag van de symbiose tussen de gastheer en zijn flora is evident.

de dynamiek van de relatie tussen levende wezens is niet gedefinieerd en stabiel tussen symbiose en pathogeniteit, zodat het evenwicht kan worden gewijzigd en, in bepaalde omstandigheden, sommige elementen van de flora zijn de oorzaak van de ziekte van de huésped3.

samenstelling van de FLORA

bacteriële flora wordt onmiddellijk na de geboorte verkregen. Aanvankelijk koloniseren verschillende aërobe geslachten het spijsverteringskanaal, met name enterobacteriën type Escherichia coli en ook verschillende soorten van het geslacht Lactobacillus. Deze verbruiken zuurstof uit het milieu en, geleidelijk, wordt een microsysteem gevestigd waarin er een overweldigend overwicht van gedwongen anaërobe species is, met name Bacteroides, Clostridia, Eubacteria en Bifidobacteria. Op de leeftijd van 2 jaar is de gevestigde flora Al praktisch definitief, terwijl ze meestal zeer stabiel is gedurende het leven van de persoon1.

Er is veel aandacht besteed aan gebeurtenissen die de eerste kolonisatie kunnen beïnvloeden.4,5 de pasgeborene verwerft de flora van zijn directe omgeving. Er zijn verschillen waargenomen tussen kinderen geboren door een keizersnede en kinderen die vaginaal zijn geboren. Er zijn verschillen in de flora van de pasgeborene uit arme en rijke landen. Borstvoeding lijkt een belangrijke rol te spelen in de overdracht van bacteriële flora, in tegenstelling tot voeding door kunstmatige melk. De moeder draagt haar eigen bacteriën over, terwijl ze de nodige immuunafweerelementen tegen diezelfde ziektekiemen door middel van borstvoeding (specifieke Iga-type antilichamen, aangeboren immuniteit moleculen, enz.) 6. Omdat de pasgeborene een zeer slechte immuniteit heeft vanwege de onvolwassenheid van het systeem en de afwezigheid van mechanismen geassocieerd met het immuungeheugen, wordt het zeer belangrijk geacht dat de verwerving van bacteriën en afweermechanismen uit dezelfde bron komen. Men heeft waargenomen dat de kinderen die de eerste nachten van het leven doorbrengen gescheiden van hun moeders een hogere weerslag van allergieën hebben. De ongelijkheid tussen bacteriën en de immunodeficiency elementen verworven door de pasgeborene zou een belangrijke rol in de pathogenese van sommige immunoinflammatory ziekten van het volwassen leven kunnen spelen.7

anaerobe geslachten overheersen in de volwassen flora. De samenstelling van de flora is van oudsher bestudeerd aan de hand van microbiologische kweek van monsters van heses8 (Tab.II). Met de teeltmethoden kunnen tijdelijke veranderingen in de samenstelling van de flora worden herkend als gevolg van het gebruik van antibiotica of in relatie tot veranderingen in de voeding, maar het zijn reversibele veranderingen1. Een groot deel van de bacteriesoorten is echter niet cultiveerbaar, zodat ze onder een microscoop kunnen worden waargenomen, maar hun fenotypische kenmerken zijn niet beschreven.9,10 Moleculaire Biologie methoden bieden een nieuwe technologie die zeer nuttig zal zijn bij het overwinnen van deze beperkingen en het bevorderen van onze kennis van flora. Recente studies op basis van de analyse van het bacteriële genoom hebben een groot aantal bacteriestammen geïdentificeerd die nooit zijn beschreven en bovendien wordt gesuggereerd dat elk individu genetisch unieke stammen herbergt en verschilt van die van andere individuën10, 11. Over een paar jaar zal de moleculaire biologie betrouwbare methoden bieden voor de identificatie en kwantificering van bacteriën, en zullen we waarschijnlijk nieuwe en veel volledigere informatie krijgen over de samenstelling van de flora12 (tabel III).

EIGENSCHAPPEN VAN DE FLORA

Er zijn drie primaire functies van de intestinale microflora: a) de functies van voeding en metabolisme, als gevolg van de biochemische activiteit van de flora -; b) beschermende functies, het voorkomen van de invasie van pathogene micro-organismen, en c) trofische functies op de proliferatie en differentiatie van het intestinale epitheel, en op de ontwikkeling en modulatie van het immuunsysteem (tabel IV).

Colonlichtkolonisatie levert een groot aantal genen, codeert verschillende eiwitten en enzymen en levert biochemische bronnen die niet aanwezig zijn in het menselijk genoom. Samen vormen de bacteriën in de dikke darm een metabolisch orgaan, vergelijkbaar met de lever, waar bacteriële enzymen werken op substraten van het darmlumen en een grote diversiteit aan producten genereren. De belangrijkste metabolische functie van de flora is de fermentatie van niet-verteerbare voedingsresten en slijm geproduceerd door het intestinale epitheel. Metabole energie wordt teruggewonnen en sommige vitaminen worden gesynthetiseerd. 13,14 De fermentatie van koolhydraten kan de opname van ionen in de blindedarm bevorderen, met name calcium, zoals vermeld in het artikel van Bongers en Van den Heuvel dat in hetzelfde nummer van het tijdschrift is gepubliceerd. We weten dat de fermentatie van koolhydraten leidt tot de vorming van korte-keten vetzuren die trofische effecten hebben op het intestinale epitheel.13 de productie van boterzuur is de belangrijkste energiebron voor het epitheel van de dikke darm. De productie van azijnzuur en propionzuur is betrokken bij de regulering van het glucosemetabolisme in de lever, verlaagt de postprandiale glykemie en de insulinerespons. Dit mechanisme lijkt cellulaire gevoeligheid voor insulin15 te bevoordelen en kan de ontwikkeling van insulineresistentie en diabetes mellitus type 2 verhinderen.

de flora in het spijsverteringskanaal beschermt tegen de invasie van pathogene micro-organismen door het zogenaamde “barrièreeffect”. Deze eigenschap van de flora is zeer relevant voor de preventie van infectieziekten in de gastheer. Er is weerstand tegen kolonisatie door exogene bacteriën en de overgroei van opportunistische species die in de dikke darm verblijven maar waarvan de groei door evenwicht met andere species wordt gecontroleerd ook wordt verhinderd. Zo, bijvoorbeeld, kan het gebruik van bepaalde antibiotica het ecosysteem veranderen en het overwicht van subdominante species, zoals Clostridium difficile, in verband met een ernstige ziekte zoals pseudomembraneuze colitis bevorderen.

Het barrière-effect is te wijten aan het feit dat de bewonerflora de toegankelijke ecologische niches bezet en alle hulpbronnen beheert, verbruikt en verbruikt. Bijvoorbeeld, Bacteroides thetaiotaomicron is getoond om fucose te consumeren die door het gastheerepitheel wordt geproduceerd maar kan genuitdrukking in epitheelcellen ook controleren en fucoseproductie regelen. Dit voorkomt de overproductie van deze hulpbron, die door andere pathogene of op zijn minst opportunistische bacteriën zou kunnen worden gebruikt. 16 Bovendien kunnen bacteriën de groei van andere bacteriën remmen door bacteriocinen te produceren, die natuurlijke stoffen met antimicrobieel effect zijn17, 18. Talrijke soorten van het maagdarmkanaal kunnen bacteriocinen produceren. Deze stoffen zijn gevoelig voor proteasen in het spijsverteringskanaal, zodat de gastheerpersoon hun productie kan controleren.

de microbiële flora van het spijsverteringskanaal heeft belangrijke functies op de proliferatie en differentiatie van het intestinale epitheel. Dieren die in kiemvrij medium worden gekweekt, hebben een lage graad van replicatie van het colon epitheel19. Bovendien tonen experimenten met dieren die met een bacterie worden geassocieerd aan hoe sommige stammen de differentiatie van epitheliale cellen beïnvloeden.20 trofische functies op het epitheel kunnen belangrijk zijn om de rol van flora in de pathogenese van colorectale kanker te bestuderen.

ontwikkeling en rijping van het immuunsysteem

zoogdieren die zijn opgegroeid onder experimentele omstandigheden van totale asepsis ontwikkelen gewoonlijk hun immuniteit niet.21 Ze hebben een tekort aan immunoglobulinen, zowel in het darmlumen als in het perifere bloed. Het is duidelijk dat het immuunsysteem rijpt rond het spijsverteringskanaal, het grote oppervlak van contact met de buitenwereld. Bij een volwassen mens bevindt 80-85% van de immunocompetente cellen zich in het slijmvlies van de spijsvertering22. Er zijn miljoenen interacties tussen bacteriën, epitheel en onderliggend immuunweefsel, die geleidelijk de middelen van een zeer krachtig, zeer complex en zeer compleet verdedigingssysteem programmeren en moduleren.19,23 Bijvoorbeeld, wordt het gebrek aan rijping van het immuunsysteem ook ontdekt omdat bij kiemvrije dieren het tolerantieverschijnsel zich normaal niet ontwikkelt. Blootstelling aan antigenen via het spijsverteringskanaal veroorzaakt normaal tolerantie voor deze antigenen. Deze eigenschap van het mucosale immuunsysteem komt niet voor, of lijkt deficiënt, bij dieren gehouden onder kiemvrije omstandigheden24. Dr. Borruel ontwikkelt dit onderwerp uitgebreid in een ander hoofdstuk van dit nummer van het tijdschrift.

de FLORA als oorzaak van ziekten

sommige elementen van de flora of hun activiteiten kunnen onder bepaalde omstandigheden ziekten voor de gastheer veroorzaken.2 bacteriële translocatie is de passage van levensvatbare bacteriën door het epitheel van de gastro-intestinale mucosa.Na het oversteken van de barrière, bacteriën kunnen migreren door de lymfe en bereiken extra-intestinale locaties, zoals de mesenterische knooppunten, lever, of milt. Als de bacteriën zich in voldoende mate door de bloedbaan kunnen verspreiden, kunnen ze zeer ernstige aandoeningen veroorzaken, zoals sepsis, multi-orgaanfalen en dood. Soriano en Guarner beschrijven, in een ander hoofdstuk van dit Supplement, de klinische aandoeningen geassocieerd met bacteriële translocatie en de belangrijkste oorzaken van deze complicatie en bekijken de therapeutische alternatieven. Een andere ziekte met betrekking tot flora dysfunctie is diarree geassocieerd met het gebruik van antibiotica. De overgroei van sommige soorten, zoals Clostridium difficile, kan de bron van ernstige aandoeningen, zoals pseudomembraneuze colitis.In de afgelopen jaren is speciale aandacht besteed aan de mogelijke relatie tussen flora en stoornissen van het immuunsysteem.27 In ontwikkelde samenlevingen is de incidentie van infectieziekten in de tweede helft van de twintigste eeuw zeer aanzienlijk gedaald, en deze observatie geldt zowel voor ziekten van bacteriële etiologie (tuberculose, reumatische koorts, tyfus, brucellose) en voor ziekten van virale oorsprong (hepatitis A, mazelen, bof). Tegelijkertijd is de incidentie van allergieën en sommige ziekten met een auto-immuuncomponent, zoals multiple sclerose, type 1 diabetes mellitus, en inflammatoire darmziekten (ziekte van Crohn en colitis ulcerosa), is zo belangrijk gegroeid. Hoewel deze ziekten een genetische component hebben, is het duidelijk dat de bijdrage van omgevingsfactoren een zeer belangrijke rol moet spelen bij het veranderen van trends op korte termijn. De hypothese van overmatige hygiëne suggereert dat het gebrek aan blootstelling aan bacteriële agentia vanaf jonge leeftijd aan de basis zou kunnen liggen van deze groeiende neiging tot het optreden van stoornissen van het immuunsysteem, waaronder allergieën, de ziekte van Crohn, type 1 diabetes mellitus, multiple sclerose en non-hodgkinian lymfomen.27

in het geval van inflammatoire darmaandoeningen suggereren veel klinische en experimentele gegevens dat darmontsteking het gevolg is van een verergerde reactie op elementen van de autologe flora. De afleiding van het fecale gehalte of de sterilisatie van het colonlicht bereiken een belangrijke inflammatoire remissie, zowel in experimentele modellen als in interventiestudies bij patiënten28-31. Er is aangetoond dat het immuunsysteem gevoelig is voor de flora zelf bij patiënten met de ziekte van Crohn of colitis ulcerosa, in tegenstelling tot de controlegroep.32,33 het is zeer interessant dat in vitro sommige bacteriële elementen ontstekingsremmende mechanismen kunnen induceren in het ontstoken darmweefsel van patiënten met de ziekte van Crohn34. Als de juiste omstandigheden in vivo worden bereikt, kan bacteriële therapie belangrijke voordelen opleveren voor de behandeling van inflammatoire darmziekte, zoals reeds is aangetoond in “pouchitis”35.

darmflora speelt een belangrijke rol in de pathofysiologie van darmkanker, zoals uitvoerig besproken in het hoofdstuk Burns and Rowland binnen dit Supplement. De epidemiologische relatie tussen voeding en darmkanker wordt al jaren erkend, maar bovendien zijn er in het afgelopen decennium aanwijzingen dat de darmflora de belangrijkste milieufactor zou zijn vanwege zijn vermogen om stoffen met kankerverwekkende eigenschappen te produceren uit de residuen van het dieet. Aan de andere kant, zijn sommige bacteriën geà dentificeerd die de ontwikkeling van kwaadaardige Dikke darmtumoren experimenteel door chemische carcinogenen worden veroorzaakt remmen. Bovendien hebben sommige klinische studies bij vrijwilligers de werkzaamheid van een bifidobacteriestam aangetoond bij het verminderen van enzymactiviteiten in de feces die gerelateerd zijn aan de vorming van carcinogenen.Daarom zal het gebruik van gunstige bacteriën waarschijnlijk een belangrijke rol spelen bij de preventie van darmkanker, vooral bij groepen mensen met risicofactoren die geassocieerd zijn met darmkanker (polyposis, familiegeschiedenis, enz.).

probiotica en prebiotica

talrijke wetenschappelijke gegevens hebben aangetoond dat bepaalde bacteriestammen specifieke gezondheidsvoordelen kunnen opleveren37. Hiermee is een nieuw concept geïntroduceerd: probiotica zijn levende micro-organismen die, wanneer ze in voldoende hoeveelheden worden ingenomen, gunstige gezondheidseffecten veroorzaken, die worden toegevoegd aan hun zuiver voedingswaarde.38 Er is uitgebreide documentatie over het gebruik van talrijke bacteriestammen om gunstige effecten in diermodellen te veroorzaken, en het vooruitzicht van het identificeren van hun toepassingen in de bevordering van de menselijke gezondheid opent. Een ander concept dat naar voren komt is dat van prebiotic39. Prebiotica zijn niet-verteerbare voedselingrediënten die selectief de groei en activiteit van een beperkt aantal bacteriesoorten bevorderen. Op een karakteristieke manier zijn prebiotica niet-verteerbare koolhydraten die, na hun doorvoer door de dunne darm, de dikke darm vrijwel zonder enige wijziging bereiken. De bacteriën van de inheemse flora die de juiste metabole enzymen hebben om deze koolhydraten te consumeren hebben de mogelijkheid om selectief te vermenigvuldigen dankzij de specifieke energie bijdrage die ze krijgen van deze substraten. Het concept is zeer aantrekkelijk, en verschillende stoffen zijn geïdentificeerd die de proliferatie van lactobacillen of bifidobacteriën bevorderen. Dr. Sastre onderzoekt de mogelijkheden van dit concept in een ander artikel in dit supplement.

De werkzaamheid van probiotica en prebiotica bij het bevorderen van specifieke aspecten van de menselijke gezondheid moet in gecontroleerde studies worden aangetoond. In het geval van probiotica is elk onderzoek gebaseerd op een specifieke bacteriestam en de resultaten ervan mogen niet worden geëxtrapoleerd naar andere stammen. In het geval van prebiotica is het ook erg belangrijk om te controleren of ze de groei van bacteriële soorten bevorderen die gunstig zijn voor het lichaam.

een significant aantal klinische studies heeft het nut aangetoond van verschillende probiotica bij de preventie en behandeling van diarree. De gepubliceerde werken verwijzen voornamelijk naar kinderdiarree veroorzaakt door rotavirus, dat kan worden voorkomen of zelfs behandeld met probiotica,40, 41 maar gegevens over acute diarree veroorzaakt door andere infectieuze agentia zijn ook gepubliceerd. Verscheidene gecontroleerde klinische studies hebben aangetoond dat sommige probiotica diarree geassocieerd met antibiotisch gebruik kunnen verhinderen42. Het artikel van Tojo Sierra, Leis Trabazo en Tojo González in dit nummer van het tijdschrift besteedt speciale aandacht aan dit nummer. De werkzaamheid van de levende bacteriën in yoghurt bij de behandeling van de tekenen en symptomen die gepaard gaan met lactose-intolerantie is ook goed aangetoond, 43 dat is het onderwerp van de speciale bijdrage aan dit Supplement door Labayen en Martínez.

het feit dat zoogdieren die onder kiemvrije omstandigheden zijn opgegroeid, een hoog cholesterolgehalte in het perifere bloed vertonen, wijst erop dat het lipidenmetabolisme kan worden beïnvloed door veranderingen in de flora. Dr. Ros heeft grondig beoordeeld deze aspecten voor dit Supplement.

conclusies

Flora heeft een belangrijke invloed op de fysiologie en pathologie van de gastheerpersoon. Probiotica en prebiotica verbeteren de ecologische balans van de flora, verbeteren de gunstige functies en beheersen de mogelijke schadelijke invloeden. Op dit moment is dit een gebied dat nog veel fundamenteel en klinisch onderzoek vereist om de consistentie van de brede waaier van potentiële toepassingen te verifiëren die worden beoogd. De komst van nieuwe moleculaire biologie technologieën voor de microbiologische studie van flora, en de vooruitgang in onze kennis van de mechanismen die betrokken zijn bij de intestinale immuniteit, zal ongetwijfeld doorslaggevend zijn.

de microflora of microbiota is de collectiviteit van microbiële gemeenschappen die de slijmoppervlakken van een gastheer individu bevolken, ook wel een gastheer genoemd. Elk menselijk individu is de thuisbasis van ongeveer 100 miljard bacteriën van ongeveer 400 verschillende soorten.1,2 in maagsap is het gehalte aan bacteriën relatief laag, ongeveer 1.000 bacteriën per milliliter, en dit…

de microflora of microbiota is de collectiviteit van microbiële gemeenschappen die de slijmoppervlakken van een gastheer individu bevolken, ook wel een gastheer genoemd. Elk menselijk individu is de thuisbasis van ongeveer 100 miljard bacteriën van ongeveer 400 verschillende soorten.1,2 in maagsap is het gehalte aan bacteriën relatief laag, ongeveer 1.000 bacteriën per milliliter, en dit…

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.