Научная лаборатория ПУРИНА НЕСТЛЕ

В то время как главной функцией желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) является поглощение и переваривание питательных веществ, важная роль ЖКТ как естественной защиты организма часто не замечается. Кишечник является жилищем для нескольких сотен видов бактерий, вместе составляющих микрофлору кишечника. Полезные микроорганизмы способствуют сохранению целостности слизистой кишечника, метаболизму, а также местному и общему иммунному статусу. Полезные бактерии чрезвычайно важны для здоровья и хорошего самочувствия домашнего животного.

Введение в мир микрофлоры кишечника

Изначально стерильный ЖКТ начинает заселяться организмами в течение первых часов после рождения. Это хорошо контролируемое заселение включает различные организмы, которые находят свои собственные определенные ниши вдоль ЖКТ таким образом, что различные группы микроорганизмов расселяются в различных местах пищеварительного тракта. Во время процесса расселения микробиота в нормальных условиях достигает состояния равновесия, баланса между полезными и потенциально опасными бактериями таким образом, что поддерживается здоровье хозяина.

В желудке и ближайшей двенадцатиперстной кишке число бактерий из-за кислотности обычно ограничивается 10¹-10⁴ бактериями на грамм содержимого желудка. Бактерии в тонком кишечнике являются условными анаэробами, главным образом представленными лактобациллами и энтерококками. От двенадцатиперстной кишки до тонкой кишки и подвздошной кишки количество бактерий постоянно увеличивается, пока не достигнет плотности клеток до 10¹¹ -10¹² КОЕ/г фекалий в толстой кишке.

В верхней части кишечного тракта время транзита значительно меньше, чем в толстой кишке и, следовательно, клеточная плотность бактерий в этом отделе обычно ниже и составляет 10⁶ - 10¹² КОЕ/г. Кроме того, производство слизи способствует естественному процессу вымывания, который защищает клетки эпителия от патогенов. В бактериальной флоре толстой кишки преобладают виды облигатных анаэробов и условных анаэробов, таких как бактероиды, эубактерии, бифидобактерии, лактобациллы и клостридии.

Слой слизи, выстилающий ЖКТ, дает убежище полезным бактериям, которые сражаются с патогенами за питательные вещества и рецепторные участки. Ряд механизмов работает совместно для поддержания состояния равновесия как части естественной защитной системы организма:

- Слой слизи захватывает микроорганизмы

- Реснички на поверхности эпителиальных клеток помогают изгнать патогенные микроорганизмы из организма

- Полезные бактерии борются с потенциальными патогенами за питательные вещества и рецепторные участки

- Антимикробные вещества, такие как бактериоцины, пероксид водорода и другие метаболиты, производимые клетками хозяина и полезными бактериями в слое слизи, помогают убивать патогенные бактерии и паразитов

- Полезные бактерии производят органические кислоты, которые понижают местный уровень рН и таким образом антагонизируют рост многих вредных микроорганизмов

- Физиологические барьеры, такие как низкий уровень рН в желудке и избыток желчи в верхнем кишечнике препятствуют росту числа некоторых бактерий.

 

Функции кишечной микрофлоры Питательная ценность

Микрофлора кишечника играет важную роль в поглощении и переваривании питательных веществ и влияет на многие процессы, происходящие в кишечнике. Эти организмы могут-.

- Действовать на вещества, содержащие азот и липиды

- Разлагать сложные полисахариды на такие вещества, как органические кислоты, которые дают энергию колоноцитам

- Гидролизируют мочевину через внутреннюю уреазу

- Изменяют метаболизм холестерина и желчной соли

- Снижают поглощение минералов

- Синтезируют витамины, такие как В12, фолиевая кислота, витамин Н, пантотеновая кислота и витамин К

- Помогают питать ЖКТ пациентов с повторным проявлением заболевания.

 

Устойчивость к заболеваниям

Важной функцией микрофлоры кишечника является защита от инфекций и расселения вредных и иногда патогенных бактерий. Предполагается, что эта защита возникает из-за создания физического барьера патогенному расселению, борьбы за питательные вещества и выработки антимикробных веществ, вместе составляющих сопротивление патогенному расселению. Эти защитные механизмы могут быть изменены несколькими факторами.

Баланс кишечной экосистемы может быть изменен, а эффективность барьера снижена патологическими состояниями, такими как болезни врожденного или приобретенного иммунодефицита, системными заболеваниями или желудочной гипохлоргидрией. Старение, стресс, связанный с переездом, нахождение в приюте, изменения в окружающей среде или рационе питания, а также недостаточное питание могут повлиять на баланс. В ходе одного исследования, которое изучало влияние старения на микрофлору кишечника собак, было обнаружено, что у молодых взрослых собак уровень лактобацилл выше, а уровень клостридии ниже по сравнению со старыми собаками.

Стресс может провоцировать изменения в уровне кишечного рН, сократительной способности и времени транзита, приводящие к дисбалансу микрофлоры. Изменения в микрофлоре могут повлечь повышение уровня патогенных бактерий и снизить действие защитного барьера кишечника, что может привести к расстройству ЖКТ и системным проблемам. Даже «положительные» стрессы, такие как поездка собаки на выставку, могут нарушить этот хрупкий баланс.

Состав микрофлоры может меняться из-за того, что различные виды бактерий оказывают синергидный и антигонистический эффект друг на друга. Борьба между видами происходит постоянно, например, из-за спроса на одни и те же метаболические субстраты или сайты сращения на стенках кишечника или из-за образования ингибирующих веществ, таких как короткоцепочечные жирные кислоты.

Другой широко признанной причиной нарушения кишечной микрофлоры является прием широкого спектра антибиотиков для лечения инфекций. Помимо уничтожения патогенных бактерий, эти антибиотики уничтожают также определенные симбиотические организмы, нарушая кишечную экологию. Когда это происходит, потенциально опасные и патогенные организмы (например, Клостридии диффициле, Клебсиелла окситока могут стать доминирующими и вызвать спровоцированную антибиотиками диарею.

Некоторые препараты, включая антибиотики, также могут влиять на уровень рН кишечника, что может усугубить проблемы, созданные дисбалансом микрофлоры.

 

Иммунная система кишечника

Кишечник - это самая большая иммунная система организма. Около 70% иммунных клеток организма расположены в ЖКТ. Слизистый барьер помогает блокировать наиболее патогенные бактерии от вторжения в организм, оставаясь при этом проницаемым для питательных веществ. Так как некоторые антигенные вещества могут проникать сквозь этот барьер, защитные механизмы хозяина должны работать оптимально, чтобы справиться с множеством чужеродных веществ и патогенов, для которых слизистая оболочка постоянно открыта.

Слизь в ЖКТ постоянно обновляется из-за разрушительного воздействия желудочной кислотности, токсичности желчной соли, секреции поджелудочной железы и перистальтической деятельности. Это создает нетипичную защиту, так как выделения обновленной слизи могут препятствовать негативному воздействию вредных и патогенных бактерий, которые ослабляют целостность барьера путем ослабления кишечных гликопротеидов и муцинов4-5 Помимо защиты слизистой оболочки кишечная микрофлора контролирует распространение патогенов и модулирует иммунную реакцию кишечника.

Так как пищеварительный тракт является важной защитной системой организма, он выполняет множество функций, которые необходимы для поддержания крепкого здоровья. ЖКТ имеет три главные линии защиты, действующие согласованно друг с другом.

- Слизистая кишечника, которая создает защитный барьер от патогенных бактерий

- Лимфоидная ткань, ассоциированная с кишечником

- Полезная кишечная микрофлора, которая борется с патогенами и создает благоприятные условия для необходимых микроорганизму бактерий.

В ЖКТ специальные клетки являются первой линией иммунной защиты от патогенных бактерий и травмирующей окружающей среды. Слизистая содержит организованные лимфоидные скопления отдельные лимфоидные фолликулы, которые распространены в слизистой и подслизистой тонкого кишечника. Вместе они известны как лимфоидная ткань, ассоциированная с кишечником (ЛТАК). ЛТАК является частью большой иммунной сети, которая позволяет Т и В - клеткам слизистой циркулировать в крови или лимфатической системе и сообщаться с клетками в других тканях. Эти сообщения позволяют животным быстро реагировать на первичные инфекции и обнаруживать иммунологическую память при повторном инфицировании.

IgA - основной класс иммуноглобулина, выделяемого В-лимфоцитами в слизистой кишечника. Существует несколько путей противодействия иммуноглобулина класса А бактериальным инфекциям:

- Блокирование бактериального сращения на поверхности слизистой оболочки

- Склеивание бактерий для более легкого уничтожения

- Нейтрализация бактериальных токсинов

- Препятствование росту числа бактерий

 

ОБЗОР ПРОБИОТИКОВ

Микрофлора в ЖКТ включает как полезные, так и потенциально патогенные микроорганизмы. В ходе исследования научное сообщество определило бактериальные штаммы, которые оказывают полезное воздействие на здоровье. Принимая во внимание важность поддержания здорового кишечного баланса этих микроорганизмов для здоровья, необходимо знать, что значительные научные свидетельства показывают, что на среду микрофлоры влияет то, что животное ест.

Пробиотические бактерии - это микроорганизмы, которые при поступлении в большом количестве оказывают положительное влияние на работу кишечника, что поддерживает или способствует укреплению здоровья. В 2001 г. ФАО/ВОЗ определила пробиотики как:

«Живые микроорганизмы, употребляемые в разумных количествах, которые оказывают положительный эффект на хозяина»

В последние несколько лет, многие исследования занимались вопросами, связанными с кисломолочными бактериями (КМБ), особенно лактобациллами, бифидобактериями и энтерококками. Эти бактерии используют ферментацию для преобразования некоторых Сахаров в органические кислоты, которые на местном уровне понижают кишечный рН и препятствуют росту определенных вредных микроорганизмов. Более того, было продемонстрировано, что регулярное употребление тщательно отобранных штаммов КМБ (пробиотиков) может повысить число полезных бактерий в кишечнике в течение периода употребления и в итоге оказать положительное воздействие на здоровье хозяина.

КМБ длительное время используется в производстве йогурта и других заквашенных продуктов питания, включая колбасу салями, каши и овощи. Специальные бактерии также преднамеренно добавляются в различную пищу производителями для её сохранения путем окисления, чтобы получить желаемую консистенцию и вкус, а также улучшить перевариваемость. В действительности, большой научный интерес к роли кишечных лактобацилл в предотвращении человеческих болезней возник благодаря ранней работе российского лауреата Нобелевской премии Ильи Мечникова, который в 1907 г. сделал предположение, что болгарские крестьяне обязаны долголетием и крепким здоровьем высокому уровню употребления йогурта, который частично сквашен лактобациллами. Сейчас потребители повсеместно признают, что некоторые йогурты и другие сквашенные молочные продукты, которые содержат пробиотики, оказывают защитный эффект и способствуют укреплению здоровья.6

Характеристики полезных пробиотиков

Пробиотики должны обладать определенными качествами и употребляться в существенных количествах, чтобы они могли оказать защитное и полезное действие. Чрезвычайно важно, чтобы выбранный пробиотик был безопасен для животного и человека при регулярном длительном употреблении. Другие желательные свойства:

- Выживаемость во время обработки и хранения вещества, содержащего пробиотики

- Выживаемость в ЖКТ

- Сращение с клетками кишечника и/или слизистой оболочки с целью увеличения времени нахождения в ЖКТ

- Связывание патогенов или уменьшение патогенного сращения (устранение патогенов)

- Производство антимикробных метаболитов, таких как органические кислоты, пероксид водорода и/или бактериоцины

- Положительное взаимодействие с другими полезными бактериями и поддержка их роста

- Производство на месте витаминов, антиоксидантов, питательных веществ для организма или определенных клеток (как, например, бутирата для толстого кишечника или линолевой кислоты для жирового обмена)

- Выполнение иммунных функций

- Стимуляция природных защитных механизмов

- Подавление воспалительной реакции

- Предотвращение и умение справляться с аллергией

- Связывание и/или снижение эффективности токсинов

- Улучшение усвояемости определенных питательных веществ

- Улучшение всасывания питательных веществ

 

Влияние пробиотиков на микрофлору кишечника

Полезное действие пробиотиков зависит от количества живых бактерий, которые временно населяют ЖКТ. Надлежащая система устойчивости необходима для обеспечения существенного уровня пробиотиков во время использования ветеринарным врачом. Затем выживаемость пробиотиков будет меняться в зависимости от штамма и места расселения в тракте. Должны быть проведены тщательные исследования, чтобы определить вероятную устойчивость пробиотиков и их значение для животного. Штаммы специальных пробиотиков увеличивает количество фекальных полезных бактерий

Исследования на людях и животных показали, что определенные пробиотики увеличивают число полезных фекальных бактерий (например, энтерококка фэциума, лактобацилл и бифидобактерий), при этом уменьшая количество потенциально патогенных бактерий (например, патогенных клостридии).