Молекулярные технологии значительно продвинули наше понимание сложности и разнообразия кишечных микробных сообществ внутри и между людьми. Микробы колонизируют кишечник человека во время или вскоре после рождения. Что демонстрирует важность микробиома в жизни человека. Тот факт, что дети, рожденные естественным путем, имеют более высокое количество бактерий в кишечнике в возрасте одного месяца, чем дети, рожденные с помощью кесарева сечения, предполагает, что колонизация кишечника микробами начинается во время естественных родов. Рост и развитие крепкой микробиоты кишечника важны для развития иммунной системы и продолжаются во время грудного вскармливания, что, по-видимому, важно для долгосрочного здоровья человека. Рацион детей, которых отнимают от груди, может оказывать особое влияние на микробное разнообразие и в более позднем возрасте.
Кишечные микробы способны производить широкий спектр продуктов, образование которых может зависеть от многих факторов, включая доступность питательных веществ и среду просвета, особенно рН. Микробные продукты могут поглощаться тканями ЖКТ, потенциально попадать в кровоток и другие ткани, и выделяться с мочой или дыханием. Ферментация клетчатки и белка бактериями толстого кишечника приводит к образованию некоторых из наиболее распространенных и физиологически важных продуктов, а именно короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), которые действуют как ключевые источники энергии для бактерий и способствуют клеточным механизмам, поддерживающим целостность тканей. КЦЖК могут достигать кровообращения и влиять на иммунную функцию и воспаление в тканях, таких как легкие. Однако некоторые продукты ферментации белков, такие как аммиак, фенолы и сероводород, также могут быть токсичными. Бактерии, такие как Бифидобактерии, могут продуцировать витамины (например, K, B12, биотин, фолиевую кислоту, тиамин). Синтез вторичных желчных кислот, важных компонентов транспорта и обмена липидов у человека, опосредован бактериями.
Многие ферменты, вырабатываемые микробами, влияют на пищеварение и здоровье. Действительно, большая часть микробного разнообразия в кишечнике человека может быть связана со спектром микробной ферментативной способности, необходимой для расщепления питательных веществ, особенно многих форм сложных полисахаридов, которые потребляются людьми. Некоторые бактерии способны продуцировать ряд ферментов, необходимых для расщепления углеводов, но в целом для поэтапного расщепления и использования сложных субстратов требуется множество микробов. Бактериальные фитазы толстого кишечника разлагают фитиновую кислоту, присутствующую в зернах, высвобождая связанные с ней минералы, такие как кальций, магний и фосфат, делая их доступными для тканей хозяина (например, костей). Ферменты, расщепляющие муцины, помогают бактериям удовлетворять свои энергетические потребности и способствуют нормальному обмену слизистого барьера, выстилающего кишечник. Существует сильное взаимодействие между иммунной системой хозяина и микробиотой, при этом оба производят соединения, которые влияют друг на друга. Микробы также производят вещества, которые обеспечивают связь друг с другом. А некоторые бактерии, могут продуцировать противовоспалительные соединения.
Краткое резюме:
- Микробы заселяют кишечник во время прохождения ребенком родовых путей, а питание младенцев может иметь пожизненные последствия за счет микробной модуляции иммунной системы.
- Микробные продукты в организме человека составляют большую часть полезных веществ полученных из пищи. Микробиота снабжает нас витаминами, вторичными желчными кислотами, а также короткоцепочечными жирными кислотами.
- Важные ферменты необходимые нам для расщепления питательных веществ это продукты жизнедеятельности бактерий. Некоторые бактерии продуцируют противовоспалительные соединения, что подтверждает связь микробиоты с иммунной системой хозяина.