Artykuły w Czytelni Medycznej o SARS-CoV-2/Covid-19

Poniżej zamieściliśmy fragment artykułu. Informacja nt. dostępu do pełnej treści artykułu tutaj
© Borgis - Postępy Fitoterapii 3/2015, s. 193-200
*Olga Krakowiak, Renata Nowak
Mikroflora przewodu pokarmowego człowieka – znaczenie, rozwój, modyfikacje
Human digestive tract microflora – significance, development, modification
Katedra i Zakład Botaniki Farmaceutycznej, Uniwersytet Medyczny w Lublinie
Kierownik Katedry i Zakładu: dr hab. n. farm. Renata Nowak
Summary
The digestive tract is the second-largest structure of the human body. The human intestine is populated by an array of bacterial species, which develop important metabolic and immune functions with a marked effect on the nutritional and health status of the host. Currently, there is no doubt that the composition of intestinal microorganisms and their beneficial adaptation using products and preparations of pro- and prebiotic may protect from intestinal ailments. Moreover it contributes to the overall improvement of the human body condition. Although, there is a significant increase of publications about human intestinal microflora, the literature rarely provides information on the effects of plant extracts on the intestinal bacteria. Medicinal plants may affect the human body by inhibiting or modifying the composition of the microflora. Eliminating certain species of microflora may lead to restriction or lack of ability to metabolize food ingredients to their bioactive forms. Therefore, using plant preparations should also take into account their impact on the intestinal microflora. This review describes proper intestinal microflora, its importance to the human body, causes and consequences the modification of microorganisms composition and different influence of plants on intestinal bacteria.
Mikroflora przewodu pokarmowego człowieka
Przewód pokarmowy to drugi co do wielkości układ organizmu człowieka. Jego długość wynosi 8-9 metrów. Jednym z zasadniczych elementów strukturalnych przewodu pokarmowego determinującym jego funkcję jest nabłonek pokrywający błonę śluzową. Zarówno w początkowym odcinku (jama ustna, gardło, przełyk), jak i w odcinku końcowym nabłonek składa się z grubej warstwy komórek tkanki łącznej, na której występuje śluz. Taka budowa pozwala na pełnienie funkcji ochronnej przed czynnikami mechanicznymi, termicznymi i chemicznymi. Z kolei żołądek wyścielony jest nabłonkiem płaskim jednowarstwowym. To właśnie jego komórki odpowiedzialne są za wydzielanie kwasu solnego, enzymów trawiennych i śluzu. W jelicie cienkim i grubym obecny jest inny rodzaj nabłonka – nabłonek jednowarstwowy sześcienny lub walcowaty, stanowiący naturalną barierę ochronną. Pełni on zarówno funkcje wydzielnicze, jak i transportowe, związane z absorpcją i wchłanianiem wielu substancji. Wielokrotny wzrost powierzchni nabłonka w jelicie cienkim spowodowany jest obecnością licznych wgłębień i fałd, utworzonych poprzez gruczoły, krypty oraz kosmki, i jest wyrazem przystosowania się tej części przewodu pokarmowego do pełnionej funkcji. Nabłonkiem kosmków jelitowych jest tkanka nabłonkowa włoskowata. Formują ją pojedyncze włoski, tzw. mikrokosmki, które również zwiększają swoją powierzchnię. Pod nabłonkiem kosmków, w środku blaszki właściwej śluzówki, zlokalizowana jest sieć naczyń limfatycznych.
Nadrzędną funkcją komórek nabłonkowych (enterocytów) jest wchłanianie substancji pokarmowych. Wspomniane komórki leżą na przemian z komórkami kubkowymi jelita, wydzielającymi śluz. Trzonem kosmków jelitowych są cylindryczne, proste wgłębienia, sięgające do warstwy mięśniowej, ale nieprzenikające jej. Na spodzie krypty usytuowane są komórki macierzyste, a ponad nimi komórki Panetha, wydzielające przeciwbakteryjny liozym. Nabłonek umiejscowiony ponad grudkami limfatycznymi jelita, w którym występują kępki Peyera, to charakterystyczny obszar jelita z uwagi na znajdujące się tam mikrowgłębienia i komórki jelitowe M. Do zadań tych komórek należy zarówno odnowa skróconych lub nieregularnych kosmków czy wgłębień, jak i transport drobnoustrojów ze światła jelita do głębszych warstw nabłonka (1).
Ten skomplikowany i zróżnicowany strukturalnie przewód pokarmowy jest naturalnym siedliskiem wielu drobnoustrojów. Jest to niezwykle bogaty i dynamiczny ekosystem, zmieniający się w ciągu życia człowieka, przy stałym dążeniu do zachowania homeostazy (2). Mikroflora jelitowa każdego człowieka jest unikalna i wykazuje cechy klimaksu – jest stabilna, lecz ulega zmianie pod wpływem danego czynnika, np. antybiotyku, a po zakończeniu jego działania przeważnie wraca do stanu typowego dla organizmu (3). Elementarnymi czynnikami wpływającymi na jej skład są: wiek, dieta, terapie antybiotykowe, perystaltyka oraz wytwarzanie metabolitów przez bakterie (4).
Mikroflora jelitowa człowieka stanowi jeden z najbardziej zróżnicowanych gatunkowo ekosystemów. Liczba drobnoustrojów jelitowych człowieka to ok. 1014 komórek, co stanowi 10-krotność liczby komórek naszego organizmu. Możliwe jest występowanie aż 1500 gatunków bakterii (5). Nie można ściśle określić, jakie drobnoustroje i w jakiej liczbie powinny być obecne w jelitach człowieka ani jaki „profil” drobnoustrojów jest wskazany lub niewskazany dla zdrowia. Skład mikroflory jelitowej jest kwestią indywidualną, a przez swoją niepowtarzalność często porównywany jest do unikalnego odcisku palca. Niemniej jednak, obecność pewnych gatunków może predysponować do rozwoju danych jednostek chorobowych, np. nieswoistego zapalenia jelit, nowotworów, alergii czy otyłości (6-8).
Pierwsze narażenie na drobnoustroje występuje w momencie porodu. Dowiedziono, że u dzieci, które przyszły na świat w sposób naturalny, obecne są drobnoustroje odzwierciedlające florę pochwy matki, takie jak Lactobacillus i Prevotella, w przeciwieństwie do dzieci urodzonych poprzez cesarskie cięcie, u których przeważają bakterie z rodzajów Staphylococcus, Corynobacterium oraz Propionibacterium, zasiedlające głównie powierzchnię skóry (9). W wieku niemowlęcym skład drobnoustrojów zależny jest od sposobu karmienia. W przypadku karmienia piersią przeważają bakterie z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacterium, natomiast w przypadku stosowania sztucznego mleka zauważalna jest dominacja Bacteroides i Clostridium (10). Zaobserwowano, że noworodki z krajów rozwijających się mają wyraźniej zróżnicowaną mikroflorę jelitową, niż dzieci urodzone w krajach Europy Zachodniej. Dodatkowo wykazano, że w ich jelitach istotnie wcześniej pojawiają się bakterie z rodziny Enterobacteriaceae (11).
W przeciągu pierwszych lat życia mikroflora stopniowo formuje się w typowy zestaw drobnoustrojów dorosłego człowieka. Dopiero skład mikroflory 2-letniego dziecka przypomina składem tę znajdującą się u dorosłego człowieka (12). Obserwowany jest stopniowy wzrost udziału Bacteroides, przy równoczesnym obniżeniu liczebności Bifidobacterium i Lactobacillus. Skład mikroflory dorosłego człowieka jest stosunkowo stabilny, niemniej jednak w podeszłym wieku zauważalny jest spadek liczby Bacteroides z równoczesnym wzrostem liczebności Enterococcus i Escherichia coli (13, 14).
Różnice środowiska w odcinkach przewodu pokarmowego powodują zróżnicowanie składu drobnoustrojów (tab. 1). W jamie ustnej zidentyfikowano ok. 700 gatunków z 9 typów bakterii i jednego typu archeonów (15). Ich liczba sięga 108 jednostek tworzących kolonie (jtk) na 1 g treści pokarmowej, a dominują bakterie z rodzajów Streptococcus, Peptococcus, Staphylococcus, Bifidobacterium, Lactobacillus oraz Fusobacterium.
Tabela 1. Drobnoustroje występujące w składzie naturalnej flory przewodu pokarmowego człowieka (16).
Odcinek przewodu pokarmowegoDrobnoustroje
ŻołądekLactobacillus spp.
Jelito cienkie:
– dwunastnica
 
 
– jelito czcze
 
– jelito kręte
 
 
Lactobacillus spp.
Streptococcus spp.
 
Escherichia coli
 
Bacteroides spp.
Enterococcus spp.
Jelito grubeBakterie beztlenowe:
Bacteroides fragilis i inne gatunki
Fuscobacterium spp.
Bifidobacterium bifidum i inne gatunki
Lactobacillus spp.
Clostridium perfringens
Clostridium septicum
Eubacterium spp.
Actinomyces spp.
Prevotella spp.
Peptostreptococcus spp.
Finegoldia manga
Micromonas micros
Peptococcus niger
Veillonella spp.
Bakterie tlenowe i względnie beztlenowe:
Enterobacter spp.
Escherichia coli
Klebsiella spp.
Proteus spp.
Pseudomonas spp.
Enterococcus faecalis
Staphylococcus spp.
Bacillus spp.
Szybki przepływ treści pokarmowej w przełyku i górnym odcinku przewodu pokarmowego ogranicza rozwój drobnoustrojów. Działanie wydzielnicze żołądka i dwunastnicy skutkuje wymieraniem większości bakterii. Liczba bakterii w żołądku wynosi mniej niż 10 jtk/g treści, a w dwunastnicy 101-109 jtk/g. W kwaśnym środowisku żołądka tylko nieliczne bakterie mają zdolność rozwoju lub zachowania żywotności. Wyróżnić tu możemy Helicobacter pylori, Lactobacillus i Streptococcus oraz grzyby drożdżoidalne Candida albicans.
Natomiast w jelicie czczym liczba drobnoustrojów wzrasta do 105-107 jtk/g i są to głównie bakterie z rodzajów Bacteroides, Lactobacillus i Streptococcus. W jelicie krętym liczba drobnoustrojów osiąga już 107-108 jtk/g, przy czym przeważają rodzaje Bacteroides, Clostridium, Enterococcus, Lactobacillus i Veillonella oraz gatunki z rodziny Enterobacteriaceae.
Jelito grube stanowi najbardziej aktywny metabolicznie organ organizmu człowieka. Korzystne warunki rozwoju występują dzięki wolniejszemu pasażowi treści jelitowej. Poszczególne odcinki jelita grubego są zasiedlane przez różnorodne drobnoustroje, których rozwój zależy od czynników anatomicznych i fizjologicznych oraz zachodzących procesów fizykochemicznych. W każdym gramie treści jelita grubego obecnych jest ok. 1010-1012 jtk, należących do ok. 800 gatunków z 9 typów bakterii i jednego z archeonów (15). Przeważają tu drobnoustroje z rodzajów Bacillus, Bacteroides, Clostridium, Bifidobacterium, Enterococcus, Eubacterium, Fusobacterium, Peptostreptococcus, Ruminococcus oraz Streptococcus.
Wśród mikroflory jelitowej możemy wyróżnić 3 grupy drobnoustrojów: pożyteczne (pałeczki z rodzaju Bifidobacterium i Lactobacillus), oportunistyczne (pałeczki z rodzaju Bacteroides, Eubacterium i z rodziny Enterobacteriaceae) oraz chorobotwórcze (z rodzajów Clostridium, Staphylococcus i Pseudomonas). U zdrowych osób wszystkie te grupy pozostają w stanie równowagi biologicznej (16).
Funkcje mikroflory
Drobnoustroje zasiedlające jelito ludzkie pełnią funkcje: metaboliczną, troficzną i immunologiczną. Funkcje te często uzupełniają się wzajemnie.
Funkcja metaboliczna związana jest z rozkładem resztek pokarmowych w wyniku fermentacji lub tworzeniem niezbędnych witamin z grupy B oraz witaminy K. Powstałe na drodze fermentacji krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (ang. short chain fatty acids – SCFA) stanowią źródło energii dla komórek nabłonka jelita grubego. Obecność drobnoustrojów poprawia także przyswajalność składników mineralnych oraz elektrolitów, np. sodu, magnezu, wapnia czy potasu. Ponadto bakterie jelitowe, wytwarzające hydrolazy, wpływają na metabolizm tłuszczów w wątrobie, przez co pośrednio oddziałują na przemiany cholesterolu i kwasów tłuszczowych.
Częściowe uzupełnienie funkcji metabolicznej stanowi funkcja troficzna. Związana jest ona z działaniem ochronnym wobec nabłonka jelitowego i zapewnieniem jego ciągłości, co możliwe jest przede wszystkim na drodze syntezy substancji odżywczych dla kolonocytów (np. wspomniane wcześniej SCFA). Przyczyniają się one nie tylko do utrzymania ciągłości nabłonka, lecz również korzystnie wpływają na swoich producentów. Następnym elementem troficznej funkcji mikroflory jelitowej jest stymulacja syntezy mucyn przez komórki nabłonkowe. Mucyny zaliczane są do polisacharydów. Tworzą śluzową warstwę chroniącą nabłonek jelitowy przed toksynami i drobnoustrojami chorobotwórczymi. Zadaniem drobnoustrojów jelitowych jest działanie ochronne przed szkodliwą kolonizacją. Dochodzi do tego częściowo poprzez udział w powstawaniu swoistej bariery – warstwy śluzowej. Ponadto eliminacja drobnoustrojów chorobotwórczych przebiega na zasadzie inhibicji kompetytywnej. Bakterie jelitowe przyłączając się do receptorów obecnych na powierzchni nabłonka, uniemożliwiają niekorzystnym dla organizmu drobnoustrojom kolonizację środowiska i w efekcie hamują ich namnażanie.
Na skutek ewolucji wykształcone zostały mechanizmy, które odpowiadają za sprawną i szybką eliminację drobnoustrojów i antygenów pojawiających się w organizmie. Stanowi to główne zadanie układu odpornościowego. Aktywacja reakcji immunologicznej następuje w wyniku połączenia receptorów TLR (ang. tool-like receptors) oraz domen NOD (ang. nucleotide oligomerisation domain) ze strukturami komórek bakterii, np. peptydoglikanem. W wyniku tego procesu powstają mediatory stanu zapalnego i następuje rozwój reakcji zapalnej.
Pożyteczna mikroflora konkurując o miejsce bytowania, substancje odżywcze, a także poprzez produkcję bakteriocyn zapobiega rozwojowi bakterii potencjalnie chorobotwórczych, w wyniku czego w układzie pokarmowym tworzy się homeostaza.
Przyczyny i skutki modyfikacji składu mikroflory jelitowej
Stosowanie antybiotyków zaburza wspomnianą powyżej równowagę. Wielkość zmian zależy od spektrum działania zastosowanego antybiotyku oraz od jego końcowego stężenia w jelicie. Preparaty dobrze wchłaniane w górnej części przewodu pokarmowego charakteryzuje mniejsze oddziaływanie na drobnoustroje jelitowe w porównaniu ze słabiej wchłanianymi. Preparaty podane w sposób pozajelitowy trafiają wraz z żółcią do światła jelita, a także wydzielane są przez śluzówkę. Skutkiem tego są zmiany ilościowe i jakościowe mikroflory, antybiotykooporność drobnoustrojów, a także zakażenia szczepami spoza spektrum działania leku.

Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.

Płatny dostęp tylko do jednego, POWYŻSZEGO artykułu w Czytelni Medycznej
(uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony)

Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu wraz z piśmiennictwem , należy wprowadzić kod:

Kod (cena 19 zł za 7 dni dostępu) mogą Państwo uzyskać, przechodząc na tę stronę.
Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.

 

 

Płatny dostęp do wszystkich zasobów Czytelni Medycznej

Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu wraz z piśmiennictwem oraz WSZYSTKICH około 7000 artykułów Czytelni, należy wprowadzić kod:

Kod (cena 49 zł za 30 dni dostępu) mogą Państwo uzyskać, przechodząc na tę stronę.
Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.

otrzymano: 2015-07-20
zaakceptowano do druku: 2015-08-10

Adres do korespondencji:
*Olga Krakowiak
Katedra i Zakład Botaniki Farmaceutycznej Uniwersytet Medyczny w Lublinie
ul. Chodźki 1, 20-093 Lublin
tel. +48 (81) 742-37-02
e-mail: ola.krakowiak@wp.pl

Postępy Fitoterapii 3/2015
Strona internetowa czasopisma Postępy Fitoterapii