Бактерии и их значение для здоровья кишечника человека
Введение
Бифидобактерия была впервые выделена в 1899 году из здорового грудного младенца учёным Тиссье из института Пастера во Франции. Это анаэробная грамположительная неспорообразующая плеоморфная палочка, которую изначально назвали Bacillusbifiduscommunis. Название означает разветвляющуюся морфологию бактерии: на латыни «бифидус» значит «разделённый на две части». Позже бактерию отнесли к виду Lactobacillusas L. Bifidus. В 60-е годы прошлого столетия её оценили как отдельный вид и классифицировали как Bifidobacterium. Кроме вышеперечисленных особенностей, основные фенотипические характеристики Bifidobacterium – это производство молочной и уксусной кислот как основных продуктов использования глюкозы.
Виды и классификация бифидобактерий
В данный момент известно около 30 видов бифидобактерий. Бифидобактерии, которые обитают в кишечном тракте человека, отличаются от тех, которые населяют кишечный тракт животных. (Мицуока, 1984) В число бактерий в тракте человека входят: B. longum, B. breve, B. infantis, B. bifidum, B. adoltescentis и B. pseudocatenulatum. Бактерии, населяющие тракт животных: B. pseudolongum, B. thermophilus и B. animalis. Бактерии, найденные у животных, никогда не были найдены в организме человека, так же, как бактерии, найденные в организме человека, никогда не были найдены у животных. Причины этой особенности неизвестны, но предполагается, что дело в различиях между способностями этих бактерий заселять кишечный тракт хозяина. Среди видов бифидобактерий, используемых в различных йогуртах (?), часто различают B. Animalis. (Йешима и др., 1996) Причина использовать эти виды бифидобактерий – бактерии, выведенные из животных, более устойчивы к кислотам и таким образом лучше сохраняются в йогуртах. Недавно в штаммах B. Animalis, выделенных из этих йогуртов, были найдены генетические отличия в отношении типового штамма B. Animalis. Эти штаммы были названы B. Lactis. (Майле и др., 1997). Эти бактерии также не заселяют кишечный тракт человека. Использование бактерий, полученных из организма человека, как пищевых добавок, кажется разумным и правильным выбором.
Экология человеческого кишечного тракта
До рождения плод стерилен, и кишечных бактерий не существует. Начиная с момента рождения ребёнка, бактерии начинают заселять кишечный тракт, формируя кишечную микрофлору. При рождении множество разновидностей бактерий получают доступ к кишечному тракту, но бифидобактерии постепенно становятся основными бактериями и преобладают в кишечной микрофлоре в течение неонатального периода. Эта тенденция особенно ярко прослеживается среди грудных детей. Согласно исследованию, бифидобактерии составляют более 95% кишечной флоры грудничков. (Йошиока и др., 1991) Возрастающая резистентность к инфекции среди грудных детей может быть частично связана с преобладающими бифидобактериями в кишечной микрофлоре. Число бифидобактерий у младенцев на искусственном вскармливании ниже, чем у тех, кто грудном вскармливании. Тем не менее, даже у младенцев на искусственном вскармливании преобладают бифидобактерии. Бифидобактерии, преобладающие в период младенчества, постепенно уменьшаются в количестве, начиная с момента отнятия ребёнка от груди, и такие бактерии, как Bacteroides и Eubacterium становятся предоминантными. Изменения в бифидобактериях, связанные с возрастом, показаны в Графике 1. (Мицуока, 1978) Даже во взрослом возрасте Bifidobacterium – один из главных и важных компонентов микрофлоры кишечника. Число бифидобактерий понижается в пожилом возрасте, при этом повышается Clostridium и другие виды. График 2 сравнивает электронные микроснимки испражнений грудного младенца и взрослого человека. Бактерии, замеченные в испражнениях грудного младенца почти исключительно представляют собой бифидобактерии, никаких других бактерий не обнаружено. В испражнениях взрослого человека, однако, широкое количество видов бактерий представляют собой кокки и палочки, но очень малое количество бактерий имеют морфологию бифидобактерии. Эти различия в микрофлоре замечены в изучаемых фекалиях. Кишечная микрофлора меняется с возрастом и сопровождается понижением числа бифидобактерий. Эффект, который производят изменения в кишечной микрофлоре на кишечную среду, показан в Таблице 1. Концентрации кишечных продуктов, вызывающих гниение, такие как аммиак и индол, и активность ферментов, участвующих в производстве этих субстанций, особенно низки у грудных детей в сравнении со взрослыми. Хотя эти изменения не могут быть полностью связаны с различиями в кишечной микрофлоре, всё равно можно ожидать сильный эффект.
Кишечная флора взрослого человека состоит из примерно 100 видов бактерий, которые присутствуют на уровне от 1010 до 1011 на грамм содержания толстой кишки. Можно разделить эти кишечные бактерии на три группы в зависимости от их воздействия на кишечную среду: это благотворные бактерии, вредные бактерии и бактерии, проявляющие и те, и другие свойства. Вредные бактерии – это те, которые обладают патогенными свойствами или превращают компоненты еды во вредные субстанции. Они включают в себя Clostridium, Veillonella, Proteus и семейство Enterobacteriaceae. Благотворные бактерии Bifidobacterium и Lactobacillus подавляют вредные и оказывают множество положительных физиологических эффектов. Они не имеют негативного воздействия, что бы ни было в организме хозяина. Число Lactobacillus в толстой кишке составляет примерно 1/100 от числа Bifidobacterium, и эти бактерии имеют меньшее влияние на кишечную среду, чем бифидобактерии. Наконец, Bacteroides, Eubacterium и анаэробные стрептококки относятся к промежуточной группе. Эти бактерии не ядовиты в нормальных условиях, но они вызывают множество условно-патогенных инфекций, когда иммунитет или резистентность хозяина понижены. На Графике 3 показаны взаимоотношения между кишечными бактериями и здоровьем человека. Многие виды бактерий производят вредные субстанции, такие как аммиак, амины, сульфиды водорода и индол из протеинов. Потребление жиров увеличивает выделение желчной кислоты, а эти желчные кислоты трансформированы множеством кишечных бактерий во вторичные желчные кислоты, которые имеют канцерогенный потенциал. Эти кислоты показывают, что кишечные бактерии оказывают значительное влияние на кишечную среду, и кишечная среда поочерёдно влияет на здоровье хозяина. Уровни содержания бактерий в кишечном тракте меняются из-за таких факторов, как еда и окружающая среда, и они соревнуются между собой, в результате оказывая влияние на кишечную микрофлору. Благоприятная кишечная микрофлора может создать здоровую кишечную среду. Благоприятная кишечная микрофлора состоит из низкого уровня вредных бактерий и высокого уровня благоприятных бактерий, таких как бифидобактерии.