Definicja pojęcia:

mikroflora jelitowa

Mikroflora jelitowa – jest to zespół mikroorganizmów żyjący w przewodzie pokarmowym ludzi i innych zwierząt. W skład mikrobioty jelitowej wchodzą przede wszystkim bakterie, ale w mniejszym stopniu także inne mikroorganizmy jak np. grzyby. Ten zespół mikroorganizmów pełni bardzo ważną funkcje zapewniając właściwe funkcjonowanie organizmu.
  1. Klasyfikacja i skład mikroflory jelitowej
  2. Funkcje mikroflory jelitowej
  3. Zmienność i nabywanie mikroflory jelitowej
  4. Mikroflora jelitowa u innych zwierząt

Klasyfikacja i skład mikroflory jelitowej

Skład mikroflory jelitowej jest zróżnicowany. Największe zagęszczenia mikroflory występuje w okrężnicy, podczas gdy w jelicie cienkim i żołądku te zagęszczenia są niewielkie. Zdecydowana większość mikroflory jelitowej stanowią bakterie beztlenowe, chociaż w kątnicy w dużych zagęszczeniach występują bakterie aerobowe. Konsekwencją wysokiej obfitości bakterii w jelitach może być ich udział procentowy w odchodach sięgający czasem nawet 60%. W skład mikroflory jelitowej oprócz bakterii, w mniejszym stopniu wchodzą grzyby, protisty, archeony oraz wirusy.

Zasadniczo mikroflora jelitowa różni się znacząco pomiędzy organizmami, chociaż niewielka liczba jej gatunków jest wspólnych dla większości organizmów lub osobników w populacji danego gatunku. Jednak w obrębie osobników danej populacji skład mikroflory jelitowej jest w miarę stały. Pomimo tego, mogą wystąpić pewne zmiany wraz ze zmianami stylu życia, diety, stanu zdrowia oraz wieku.

W mikroflorze jelitowej człowieka dominują cztery typy bakterii, są to: Actinobacteria, Bacteroidetes (nawet do 30%), Firmicutes i Proteobacteria. Jednak większość z nich stanowią bakterie z następujących rodzajów: Bacteroides, Bifidobacterium, Clostridium, Eubacterium, Faecalibacterium, Peptococcus, Peptostreptococcus i Ruminococcus. W mniejszym stopniu mikroflora jelitowa jest reprezentowana przez bakterie z rodzajów Escherichia i Lactobacillussą.

W przypadku grzybów mikroflory jelitowej człowieka wyróżnia się między innymi gatunki z rodzajów: Aspergillus, Bullera, Candida, Galactomyces, Penicillium, Pleospora, Rhodotorula, Saccharomyces, Sclerotinia i Trametes. Duży udział poszczególnych rodzajów w mikroflorze jelitowej wynika zwykle z osłabienia organizmu, przy czym np. grzyby z rodzaju Candida występują najczęściej u osób z marskością wątroby, a grzyby z rodzaju Rhodotorula występują najczęściej u osób z nieswoistym zapaleniem jelit.
W skład mikroflory jelitowej wchodzą przede wszystkim bakterie, ale również grzyby, np. z rodzaju Candida. Źródło: shutterstock

Funkcje mikroflory jelitowej

Początkowo uważano, że mikroflora jelitowa spełnia trzy kluczowe role, a mianowicie jest to bezpośrednia obrona przed patogenami, wzmocnienie obrony żywiciela (poprzez jej rolę w rozwoju i utrzymaniu nabłonka jelitowego i indukowaniu produkowanych tam przeciwciał) oraz metabolizowaniu niestrawnych w inny sposób związków pokarmowych. Późniejsze badania dowiodły, że mikroflora jelitowa wykazuje również istotną rolę w rozwoju (uczeniu się) układu odpornościowego dowodząc istnienia relacji na osi jelito-mózg.

Zespół mikroorganizmów wchodzących w skład mikroflory jelitowej odgrywa istotną rolę w obronie przed patogenami poprzez pełną kolonizację przestrzeni, wykorzystanie wszystkich dostępnych składników odżywczych i wydzielanie związków (cytokin) zabijających lub hamujących niepożądane organizmy. Rodzaj produkowanych cytokin zależy od szczepów bakterii, ponieważ równe szczepy produkują ich różne rodzaje. Rolą cytokin jest zapoczątkowanie odpowiedzi zapalnej przeciwko infekcjom. Przy wystąpieniu zaburzeń mikroflory jelitowej inne szkodliwe dla organizmu mikroorganizmy, takie jak na przykład Clostridium difficile mogą zacząć zwiększać swoje zagęszczenia, a tym samym tłumić i powodować zahamowanie działania korzystnych mikroorganizmów.

W przypadku ludzi mikroflora jelitowa kształtuje się do drugiego roku życia. Wraz z jej ukształtowaniem wyściółka jelit – nabłonek jelit i śluzówkowa toleruje, a nawet wspomaga (komensalizm) pożądane mikroorganizmy. Komórki wytwarzające błonę śluzową jelita tworzą warstwę śluzową, która gęstnieje i stwarza dogodne warunki do funkcjonowania korzystnych mikroorganizmów. Jest ona tolerowana przez określone grupy mikroorganizmów, podczas gdy niekorzystne mikroorganizmy nie mogą się w niech zachować. A wręcz związana z jelitem tkanka limfoidalna wykrywa patogeny i reaguje na nie wytwarzając również reakcję odpornościową. Natomiast produkcja cytokin prowadzi do wytworzenia stanu zapalnego mającego w końcowym celu przywrócenie homeostazy organizmu.

Mikroflora jelitowa sprawia, że organizm jest w stanie wykorzystać wszystkie niestrawione węglowodany, ponieważ niektóre rodzaje mikroorganizmów zawierają enzymy (rozkładające polisacharydy) niewystępujące u ludzi. Do tych cukrów, których ludzie nie są w stanie strawić bez pomocy bakterii należy np. skrobia i laktoza. Mikroflora jelitowa w wyniku fermentacji przekształca te związki do kwasu octowego, kwasy propionowego i kwasu masłowego. Mogą być one wykorzystywane przez komórki gospodarza, zapewniając główne źródło energii i składników odżywczych. Choć niektóre z nich (kwas mlekowy) powodować mogą dolegliwości takie jak wzdęcia. Natomiast kwas mlekowy wykorzystywany jest przez mięśnie do produkcji ATP, a kwas propionowy wspomaga pracę wątroby.

Mikroflora jelitowa syntetyzuje również witaminy, takie jak biotyna i kwas foliowy oraz ułatwia wchłanianie minerałów (np. wapnia, magnezu i żelaza) z pożywienia. Ponadto mikroorganizmy wchodzące w skład mikroflory jelitowej są również źródłem witaminy K i B12, które nie są wytwarzane przez organizm lub są wytwarzane w niewielkich ilościach.

Kolejna istotna funkcja mikroflory jelitowej związana jest z osią jelitowo-mózgowa, czyli sygnalizacją biochemiczną zachodzącą między przewodem pokarmowym a ośrodkowym układem nerwowym. Oznacza to, że mikroflora jelitowa wpływa na, a raczej wzajemnie oddziałuje z ośrodkowym układem nerwowym. A mianowicie oś ta obejmuje jelito, mikroorganizmy, nerw błędny, podwzgórze, przysadkę, nadnercza oraz część współczulną i przywspółczulną autonomicznego układu nerwowego
Mikroflora jelitowa występuje nie tylko w jelitach, ale także w żołądku, jednak zagęszczenie w nim mikroorganizmów jest niewielkie. Źródło: shutterstock

Zmienność i nabywanie mikroflory jelitowej

Noworodki rodzą się posiadając sterylny układ pokarmowy dlatego całą mikroflorę jelitową muszą nabyć. W związku z tym noworodki nabywają mikroflorę jelitową wraz z mlekiem matki, ale także z otaczającego środowiska. W wieku około dwóch lat posiadają skład mikroflory właściwie zbliżony do dorosłego człowieka. Dlatego w późniejszym rozwoju człowieka mikroflora jelitowa nie przechodzi większych zmian, choć dochodzi do zmiany udziału poszczególnych grup mikroorganizmów. Przy czym w podeszłym wieku dochodzi do zmniejszenia udziału mikroorganizmów z rodzaju Bifidobacterium oraz Lactobacillus. Natomiast wzrasta udział Clostridium, enterobakterii i enterokoków.

Mikroflora jelitowa u innych zwierząt

Skład mikroflory jelitowej człowieka jest podobny do składu mikroflory jelitowej innych małp człekokształtnych. Chociaż mikroflora jelitowa małp człekokształtnych wykazuje podobieństwo do mikroflory człowieka to jednak różnice wraz oddaleniem od ewolucyjnego wyodrębnienia się określonej grupy są coraz większe. Mikroflora jelitowa człowieka wykazuje duży udział Bacteroidetes, czyli bakterii związanych z dietą bogatą w białko i tłuszcz zwierzęcy jak również nieduży udział Methanobrevibacter i Fibrobacter, czyli bakterii biorących udział w fermentacji złożonych roślinnych polisacharydów. Jest to wynikiem zmian żywieniowych i genetycznych konkretnej grupy, a ponadto przemian kulturowych (w przypadku człowieka).

Niektóre owady posiadają również złożoną i zróżnicowaną mikroflorę jelitową, która odgrywa kluczową rolę w żywieniu. Na przykład mikroflora jelitowa termitów stanowi większość wagi pojedynczych osobników i pełni ważną rolę w trawieniu lignocelulozy i przy wiązaniu azotu. Blisko spokrewnione grupy owadów wykazują oczywiście podobieństwo w mikroflorze jelitowej jednak podobna zależność obserwowana jest w przypadku owadów odżywiających się podobnym źródłem pokarmu.
W skład mikroflory jelitowej mogą wchodzić korzystne lub oportunistyczne mikroorganizmy, a zmiany chorobowe mogą prowadzić do zasiedlenia jelita przez szkodliwe mikroorganizmy. Źródło: shutterstock

Bibliografia

  1. Bello M. G. D., Knight R., Gilbert J. A., Blaser M. J. 2018. ; “Preserving microbial diversity”; Science 362 (6410): 33–34.;
  2. Brune A. 2014. ; “Symbiotic digestion of lignocellulose in termite guts”; Nature Reviews Microbiology 12 (3): 168–80.;
  3. Clarke G., Stilling R. M., Kennedy P. J., Stanton C., Cryan J. F., Dinan T. G. 2014; “Minireview: Gut microbiota: The neglected endocrine organ. ”; Molecular Endocrinology. 28 (8): 1221–1238;
  4. Cui L., Morris A., Ghedin E. 2013; “The human mycobiome in health and disease”; Genome Medicine 5 (7): 63.;
  5. Davenport E. R., Sanders J. G., Song S. J., Amato K. R., Clark A. G., Knight R. 2017; “ The human microbiome in evolution.”; BMC Biology 15 (1): 127.;
  6. Dinan T. G., Cryan J. F. 2015.; “The impact of gut microbiota on brain and behaviour. ”; Current Opinion in Clinical Nutrition and Metabolic Care 18 (6): 552–558.;
  7. Engel P., Moran N. 2013; “The gut microbiota of insects–diversity in structure and function. ”; FEMS Microbiology Reviews 37 (5): 699–735.;
  8. Guarner F., Malagelada J. 2003. ; “Gut flora in health and disease. ”; The Lancet 361 (9356): 512–519.;
  9. Lee Y. K., Salminen S. 2009; “Handbook of probiotics and prebiotics.”; John Wiley & Sons, Kanada.;
  10. Moeller A. H., Li Y., Ngole E. M., Ahuka-Mundeke S., Lonsdorf E. V., Pusey A. E., Peeters M., Hahn B. H., Ochman H. 2014.; “Rapid changes in the gut microbiome during human evolution. ”; Proceedings of the National Academy of Sciences 111 (46): 16431–16435.;
  11. Moszak M., Szulińska M., Bogdański P. 2020.; “You are what you eat – The relationship between diet, microbiota, and metabolic disorders – A review. ”; Nutrients 12 (4): 1096.;
  12. Segata N., Boernigen D., Tickle T. L., Morgan X. C., Garrett W. S., Huttenhower C. 2013.; “Computational meta'omics for microbial community studies. ”; Molecular Systems Biology 9: 666.;
  13. Shapira M. 2016.; “Gut Microbiotas and Host Evolution: Scaling Up Symbiosis. ”; Trends in Ecology & Evolution 31 (7): 539–549.;
  14. Sherwood L., Willey J., Woolverton C. 2013. ; “Prescott's microbiology (9th ed.). ”; McGraw Hill, New York.;
  15. Sommer F., Bäckhed F. 2013.; “The gut microbiota — masters of host development and physiology. ”; Nature Reviews Microbiology 11 (4): 227–238.;
  16. Wang Y., Kasper L. H. 2014. ; “The role of microbiome in central nervous system disorders. ”; Brain, Behavior, and Immunity 38: 1–12.;
  17. Yoon M. Y., Lee K., Yoon S. S. 2014.; “Protective role of gut commensal microbes against intestinal infections. ”; Journal of Microbiology 52 (12): 983–989.;
Legenda. Pokaż objaśnienia oznaczeń i skrótów
Szukaj
Oceń stronę
Ocena: 5.0
Wybór wg alfabetu:
a b c ć d e f g h i j k l ł m n o q p r s ś t u v w x y z ż ź