Блог

Бактерии толстого кишечника синтезируют некоторые


Бактерии толстого кишечника человека: функции, симптомы, лечение

Роль бактерий толстого кишечника, живущих в тесном симбиозе с организмом человека, неоценима. Эти микроорганизмы имеют огромное значение. Микрофлора толстого кишечника участвует в процессе переваривания пищи, не дает развиваться гнилостным процессам, борется с инфекцией и повышает иммунитет. Уничтожение кишечных бактерий может привести к ряду проблем, на первый взгляд, никак не связанных с пищеварением. Нормальная микрофлора — это, без преувеличения, крепкое здоровье и долголетие.

Особенности

Микроорганизмы, обитающие в толстом кишечнике, тесно связаны друг с другом. Толстый кишечник имеет 17 семейств, 45 родов и не меньше 500 видов устойчивой микрофлоры. Если подходить к классификации кишечных бактерий проще, они условно разделяются на 3 группы:

  • главная;
  • сопутствующая;
  • остаточная.

Главная группа — бифидобактерии и бактероиды. Они имеют наибольшую часть от состава (около 90%). Сопутствующая микрофлора включает в себя лактобактеррии, эшерихии и энтерококки. Они составляют 9%. Остаточные — цитробактер, энтеробактер, дрожжи, стафилококки — не имеют большого значения. Их меньше всего. Для нижнего отдела толстой кишки характерно большое количество таких бактерий, особенно по сравнению с иными отделениями пищеварительного тракта. Нормальная микрофлора берет на себя формирование реакции иммунной системы. Это осуществляется небольшим воспалением. Жизнедеятельность бактерий заканчивается образованием органических кислот, от которых не размножаются патогенные микроорганизмы. Бактерии синтезируют ряд витаминов, которые положительно влияют на слизистую, участвуют в реакции распада белков и воды (гидролиза). Таким способом бактерии участвуют в процессе переваривания пищи.

Вернуться к оглавлению

Функции бактерий в толстом кишечнике у человека

Основная функция бактерий кишечника – помощь в переваривании пищи.

Каждая функция толстой кишки не обходится без бифидобактерий. В сочетании с лактобактериями, эубактериями, пропионбактериями и бактероидами они необходимы для белкового гидролиза и сбраживания углеводов. Эти же микроорганизмы, обитающие в слизистой в отделе толстой кишки, разлагают грубую клетчатку и усиливают перистальтику. Эшерихии, благодаря выделяемым ферментам, синтезируют витамины и незаменимые кислоты. Бифидо- и лактобактерии стимулируют круговорот лимфы в кишечнике, участвуют в образовании иммуноглобулинов и вырабатывают интерферон — вещество, помогающее бороться с инфекцией. Анаэробные микроорганизмы вносят вклад выработкой вещества, которое влияет на пищеварительную и сердечно-сосудистую систему, а также на систему кроветворения.

На качественный и количественный состав микрофлоры влияет множество внешних и внутренних факторов. Вегетарианцы имеют больше энтерококков и эубактерий. Перевес в питании растительной пищи способствует размножению этой группы бактерий. У тех, кто часто употребляет мясо и животные жиры, размножаются клостридии и бактероиды. Вместе с тем, снижается количество бифидобактерий и энтерококков. Для создания условий, которые необходимы для размножения бифидобактерий, большую роль играет молоко и молочные продукты. Микрофлора регулируется естественным образом, благодаря антимикробным веществам, которые синтезирует слизистая толстой кишки. Не зря специалисты ставят правильное питание на первое место. Даже самый незначительный дисбаланс нужных бактерий (уничтожение одних и увеличение количества других) может привести к неприятным последствиям — дисбактериозу.

Вернуться к оглавлению

Дисбактериоз

Нарушения количественных значений бактерий, составляющих микрофлору, называется дисбактериозом. Существенно уменьшаются бифидо- и лактобактерии. Дисбактериоз толстого кишечника не возникает на пустом месте. Причиной может стать врожденная патология, оперативное вмешательство, длительный прием антибиотиков. Антибиотик особенно опасен. Его действие основано на уничтожении определенных видов кишечных бактерий и стимуляция роста патогенной с условно-патогенной микрофлорой. Надо помнить, что последняя присутствует в кишечнике, но ее размножение сдерживает нормальная микрофлора.

Вернуться к оглавлению

Симптомы дисбактериоза

Понос, запор, метеоризм и дискомфорт в животе – основные признаки дисбактериоза.

Классические симптомы выраженного дисбактериоза толстой кишки — понос, стеаторея (выделение вместе с калом большого количества жира), анемия, иногда похудение. Свидетельствовать о дисбактериозе может запор, излишнее газообразование, ощущение дискомфорта в животе. Это сопутствующие симптомы. В таком случае необходимо посетить гастроэнтеролога и начать незамедлительное лечение.

Вернуться к оглавлению

Диагностика

Если наличествуют указанные симптомы, нужно пройти обследование. Возможно, за этими признаками кроются куда более серьезные болезни отдела толстой кишки. Не ставьте сами себе диагноз и не начинайте лечение кишечных расстройств по совету друзей и знакомых. Чтобы диагностировать дисбактериоз, обычно достаточно посева кала на микрофлору. Иногда используют другие специфические анализы — дыхательные тесты с углеродом или с глюкозой и водородом.

Вернуться к оглавлению

Восстановление и лечение

После постановки диагноза следует начинать лечение, которое способствует восстановлению микрофлоры толстой кишки. Лечение состоит из следующих компонентов:

  • диета;
  • препараты, нормализующие баланс микрофлоры;
  • антимикробные средства или бактериофаги, поглощающие патогенные бактерии (по необходимости).
Диета поможет восстановить кишечную микрофлору.

Цель назначаемой диеты в том, чтобы избежать кишечные расстройства и восстановить работу внутренних органов, которые вовлечены в патологический процесс. Она также призвана стимулировать местный иммунитет, способствовать регенерации. Питание не должно раздражать пищеварительный тракт, но содержать достаточное количество белков, жиров и углеводов. При запорах рекомендованы продукты с клетчаткой, которые усиливают перистальтику. Если вследствие дисбактериоза преобладают процессы брожения, желательно ограничить углеводы и молочные продукты. Если имеются процессы гниения, нужно уменьшить потребление мяса и жиров. Некоторые ягоды и фрукты оказывают противомикробное действие (абрикос, земляника, клюква, малина). Их стоит включать в меню.

Аптечные препараты, которые нормализуют микрофлору, делятся на пробиотики (живые организмы) и пребиотики («еда» для этих организмов). Речь идет о «Бифиформе», «Бифидумбактерине», «Хилак Форте» «Линексе». Что касается пребиотиков, это чаще всего лактулоза или инулин. Тяжелая форма дисбактериоза предполагает принятие антибактериальных препаратов, которые убивают патогенную или условно-патогенную микрофлору, которая бесконтрольно размножилась. Бывают случаи, когда нужны бактериофаги — вирусы, которые поражают определенный вид бактерий. Их назначают параллельно с желудочными антисептиками. Дополнительно используются иммуномодуляторы и витамины.

Вернуться к оглавлению

Профилактика

Прежде всего — это правильное и сбалансированное питание. Помогают восстановить микрофлору кисломолочные продукты, пищевые волокна, которые содержат овощи, фрукты, водоросли. Если есть хронические заболевания, важно приложить усилия к их устранению, так как в них кроется причина дисбаланса. Сократите до минимума вредные привычки, или откажитесь от них. Чрезмерное употребление алкоголя и курение негативно влияют не только на пищеварительную систему, но и на состояние организма в целом. Нельзя забывать о физкультуре и физическом труде. Двигательная активность, которой так не хватает современному человеку, нужна для сохранения здоровья.

ЭТО действительно ВАЖНО! Желудочно-кишечный тракт нельзя запускать - это грозит раком. Копеечный продукт №1 против болей в желудке... УЗНАТЬ >>

ВАЖНО ЗНАТЬ! Даже 'запущенный' желудочно-кишечный тракт можно вылечить дома, без операций и больниц. Просто прочитайте что говорит Галина Савина читать рекомендацию...

Судя по тому, что вы сейчас читаете эти строки - победа в борьбе с заболеваниями желудочно-кишечного тракта пока не на вашей стороне...

И вы уже думали о хирургическом вмешательстве? Оно и понятно, ведь все органы ЖКТ - жизненно важные, а их правильное функционирование - залог здоровья и хорошего самочувствия. Частые боли в животе, изжога, вздутие, отрыжка, тошнота, нарушение стула... Все эти симптомы знакомы вам не понаслышке.

Но возможно правильнее лечить не следствие, а причину? Рекомендуем прочитать историю Галины Савиной, как она вылечила проблембы ЖКТ... Читать статью >>

Исследователи заменяют гены бактерий E. coli синтезированным геномом

Кишечная палочка. Предоставлено: Rocky Mountain Laboratories, NIAID, NIH.

Группа исследователей из Кембриджского университета заменила гены бактерий E. coli геномами, которые они синтезировали в лаборатории. В своей статье, опубликованной в журнале Nature , группа описывает замену генома и удаление повторяющихся генетических кодов.

Генетический код - это программа жизни: его структура приводит к созданию белка, который контролирует функции внутри клеток. Геном любого организма довольно сложен, но он основан всего на трех наборах оснований ДНК. Каждая из трех может содержать только одну из четырех баз, что означает, что существует всего 64 возможных комбинации. Но аминокислот всего 20, а это значит, что в данном геноме должны быть какие-то коды, которые не нужны.Предыдущие исследования показали, что по крайней мере некоторые из этих кодов используются в качестве резервных копий (дублирования), в то время как некоторые используются для других целей, а многие из них еще не поняты. В этом новом усилии исследователи преследовали две цели: первая - синтезировать геном бактерии E. coli в своей лаборатории - все четыре миллиона букв. Вторая заключалась в том, чтобы выяснить, что произойдет с таким образцом, если некоторые из его ДНК-дубликатов будут удалены.

Исследователи сообщают, что они достигли обеих целей, перекодировав E.coli на компьютере с удаленным множеством избыточностей. После того, как желаемый геном был изменен, он был разделен и отправлен на синтезатор ДНК. Однако результат ДНК все еще нуждался в доработке, что означало, что команда должна была сшить вместе более мелкие части в более длинные, прежде чем ее можно было поместить в живую бактерию E. coli - они назвали ее Syn61, потому что только 61 из 64 возможных коды использовались.

Исследователи сообщают, что особому бактериальному образцу требовалось больше времени, чтобы вырасти, но в остальном он вел себя так же, как неотредактированный образец.Они предполагают, что в будущих усилиях, возможно, удастся заменить удаленные ими избыточности другими последовательностями для создания бактерий со специальными способностями, такими как создание новых типов биополимеров, не встречающихся в природе.


Исследователи разрабатывают и частично собирают синтетический геном Escherichia coli.
Дополнительная информация: Юлиус Фреденс и др.Полный синтез Escherichia coli с перекодированным геномом, Nature (2019). DOI: 10.1038 / s41586-019-1192-5

© 2019 Сеть Science X

Ссылка : Исследователи заменяют гены E.coli с синтезированным геномом (16 мая 2019 г.) получено 26 августа 2020 с https://phys.org/news/2019-05-genes-coli-bacteria-genome.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, нет часть может быть воспроизведена без письменного разрешения.Контент предоставляется только в информационных целях.

.

Толстая кишка: факты, функции и болезни

В организме есть два типа кишечника. Тонкая кишка связана с желудком и отвечает за среднюю часть процесса пищеварения. Толстая кишка, также называемая толстой кишкой, является частью заключительных стадий пищеварения. Это большая трубка, по которой отходы выводятся из организма.

Размер

Толстая кишка намного шире тонкой кишки, но также намного короче. По данным клиники Кливленда, толщина тонкой кишки составляет 22 фута (6.7 метров) в длину. Толстая кишка всего 1,8 м в длину.

Эти 6 футов плотной мускулатуры разделены на четыре части: восходящая ободочная кишка, поперечная ободочная кишка, нисходящая ободочная кишка и сигмовидная кишка. Каждая часть представляет собой место в форме ломаного прямоугольника, которое двоеточие образует в теле. Восходящая кишка - правая рука разорванного прямоугольника. Начало восходящей ободочной кишки называется слепой кишкой. Слепая кишка связана с тонкой кишкой и аппендиксом.

Поперечная ободочная кишка - это верхнее плечо, которое простирается с левой стороны на правую, как мост.Левая рука называется нисходящей ободочной кишкой. Сигмовидная кишка - это «сломанная» часть прямоугольника, которая образует S-образную форму, которая свисает с нисходящей кишки. Он попадает в прямую кишку.

Функция

Функция толстой кишки заключается в избавлении от пищи, оставшейся после удаления из нее питательных веществ, бактерий и других отходов. По данным клиники Кливленда, этот процесс называется перистальтикой и может длиться около 36 часов.

Во-первых, жидкость и соль удаляются из отходов, когда они проходят через толстую кишку.Затем отходы попадают в сигмовидную кишку, где они хранятся. Один или два раза в день, когда организм готов к дефекации, отходы сбрасываются в прямую кишку.

Заболевания и состояния

С толстой кишкой связано множество заболеваний и состояний. Колоректальный рак - это рак, который возникает в толстой или нижней части толстой кишки рядом с прямой кишкой. Это одна из наиболее частых причин смерти, связанной с раком. По оценкам Американского онкологического общества, в 2015 году в США будет 93 090 новых случаев рака толстой кишки, и каждый 20-й заболеет колоректальным раком в течение своей жизни.

По данным Американского онкологического общества, полипы - это ненормальное разрастание ткани на внутренней оболочке толстой или прямой кишки, доброкачественные незлокачественные опухоли. Эти полипы иногда могут перерасти в рак, но во многих случаях - нет. Есть несколько видов полипов. Аденоматозные полипы могут переходить в рак и считаются предраковыми. По данным Американского онкологического общества, гиперпластические полипы и воспалительные полипы обычно не являются предраковыми, хотя некоторые в медицинском сообществе считают, что они могут быть признаками будущего рака толстой кишки.На всякий случай врачи обычно удаляют все полипы.

Дисплазия толстой кишки - это когда пятно клеток на слизистой оболочке толстой кишки выглядит ненормально под микроскопом. Эти клетки не являются злокачественными, но со временем могут превратиться в рак. У людей, которые в течение многих лет страдали такими заболеваниями, как язвенный колит или болезнь Крона, может развиться дисплазия толстой кишки.

Спастическая толстая кишка, также называемая синдромом раздраженного кишечника, - это больше, чем просто проблема толстой кишки. По данным клиники Мэйо, это спонтанные сокращения или потеря движения мышц тонкого и толстого кишечника.

Связанные: Заболевания и состояния, влияющие на толстую кишку и пищеварительную систему:

Есть много способов улучшить здоровье толстой кишки. Придерживайтесь здоровой, сбалансированной диеты, полной фруктов и овощей, употребляйте пищу, богатую клетчаткой, пейте достаточное количество воды, регулярно занимайтесь спортом и следуйте рекомендованным рекомендациям по скринингу на рак толстой кишки и колоноскопии, доктор Аджай Гоэль, директор отдела эпигенетики и профилактики рака и геномика в Медицинском центре Университета Бэйлора в Далласе, штат Техас, сообщили Live Science.

Добавки, такие как куркумин и омега-3, могут помочь уменьшить хроническое воспаление, сказал Гоэль. Также могут быть полезны другие витамины. «Низкий уровень витамина B6 был связан с повышенным риском некоторых видов рака, таких как толстая кишка и снижение когнитивных функций», - сказала Live Science доктор Шерри Росс, эксперт по женскому здоровью в Центре здоровья Providence Saint John’s в Санта-Монике, Калифорния.

Исследование показывает, что прием куркумина и босвеллиевой кислоты может помочь предотвратить рак толстой кишки.«Мы уже давно знаем, что куркумин и босвеллия обладают мощными противораковыми свойствами, - сказал Гоэль, один из авторов исследования. - В этом исследовании мы исследовали, как они работают вместе, чтобы уменьшить пролиферацию и увеличить остановку клеточного цикла и апоптоз (различные механизмы гибели раковых клеток). Мы обнаружили, что эти два соединения вместе активируют более широкий набор генных регуляторов, называемых микроРНК, с более широким спектром воздействия по сравнению с любым соединением по отдельности ».

Очищение толстой кишки

Многие люди используют очистку толстой кишки как средство для поддержания здоровья толстой кишки.Этот процесс включает в себя прием слабительных, чаев, порошков или добавок, использование клизм или промывание толстой кишки (гидротерапия толстой кишки) для промывания толстой кишки. Очищение может иметь побочные эффекты, а некоторые методы даже могут быть опасными. Мнения врачей по поводу очищения разошлись. Сама функция толстой кишки заключается в удалении токсинов, поэтому многие врачи и медицинские группы, такие как клиника Майо, считают, что в очищении нет необходимости, и советуют не проводить его или проявлять осторожность. Другие, как Гоэл, считают, что они могут быть полезны.

«Да, очищение толстой кишки может быть очень полезным для устранения / вымывания токсинов из организма, но нужно помнить, что эти очищающие средства (должны быть) как можно более естественными и не должны содержать сильных / агрессивных химикатов, поскольку они могут обеспечивает временное облегчение, но в долгосрочной перспективе может негативно сказаться на здоровье толстой кишки », - сказал Гоэль.

Связанные страницы о человеческом теле

Части человеческого тела

  • Мочевой пузырь: факты, функции и заболевание
  • Человеческий мозг: факты, анатомия и картография
  • Уши: факты, функции и заболевания
  • Пищевод : Факты, функции и заболевания
  • Как работает человеческий глаз
  • Желчный пузырь: функции, проблемы и здоровое питание
  • Сердце человека: анатомия, функции и факты
  • Почки: факты, функции и болезни
  • Печень: функции, отказы и Болезнь
  • Легкие: факты, функции и заболевания
  • Нос: факты, функции и заболевания
  • Поджелудочная железа: функция, расположение и заболевания
  • Тонкий кишечник: функция, длина и проблемы
  • Селезенка: функция, расположение и проблемы
  • Желудок : Факты, функции и заболевания
  • Язык: факты, функции и заболевания

Системы человеческого тела

  • Circulat ory System: факты, функции и заболевания
  • Пищеварительная система: факты, функции и заболевания
  • Эндокринная система: факты, функции и заболевания
  • Иммунная система: болезни, нарушения и функции
  • Лимфатическая система: факты, функции и заболевания
  • Мышечная система: факты, функции и заболевания
  • Нервная система: факты, функции и заболевания
  • Репродуктивная система: факты, функции и заболевания
  • Дыхательная система: факты, функции и заболевания
  • Скелетная система: факты, функции и заболевания
  • Кожа: факты, заболевания и состояния
  • Мочевыделительная система: факты, функции и заболевания

Дополнительные ресурсы

.Результаты

могут помочь предсказать агрессивный рак толстой кишки и определить новые цели лечения - ScienceDaily

Исследователи из Колледжа стоматологической медицины Колумбийского университета определили, как F. nucleatum - распространенная бактерия полости рта, часто участвующая в кариесе - ускоряет рост рака толстой кишки. Исследование было опубликовано в Интернете в журнале EMBO Reports .

Почему это важно

Результаты могут облегчить выявление и лечение более агрессивных форм рака толстой кишки.Это также помогает объяснить, почему в некоторых случаях заболевание прогрессирует намного быстрее, чем в других, благодаря тем же бактериям, которые содержатся в зубном налете.

Фон

Рак толстой кишки - вторая по значимости причина смерти от рака в США. Исследователи давно знали, что болезнь вызывается генетическими мутациями, которые обычно накапливаются в течение десятилетия. «Мутации - это лишь часть истории», - говорит руководитель исследования Ипин В. Хан, доктор философии, профессор микробиологических наук Колледжа стоматологической медицины Колумбийского университета и Колледжа врачей и хирургов Вагелоса.«Другие факторы, в том числе микробы, также могут играть роль».

Ученые также продемонстрировали, что около трети случаев колоректального рака связаны с распространенной бактерией полости рта под названием F. nucleatum . Эти дела часто бывают самыми агрессивными, но никто не знал почему. В предыдущем исследовании исследовательская группа Хана обнаружила, что бактерия вырабатывает молекулу под названием FadA adhesin, запускающую сигнальный путь в клетках толстой кишки, который был вовлечен в несколько видов рака. Они также обнаружили, что адгезин FadA стимулирует рост только раковых, а не здоровых клеток.«Нам нужно было выяснить, почему F. nucleatum , кажется, взаимодействует только с раковыми клетками», - говорит Хан.

Что показало исследование

В текущем исследовании исследователи обнаружили на клеточных культурах, что в доброкачественных клетках толстой кишки отсутствует белок, называемый аннексином A1, который стимулирует рост рака. Затем они подтвердили как in vitro, так и позже на мышах, что отключение аннексина A1 предотвращало связывание F. nucleatum с раковыми клетками, замедляя их рост.

Исследователи также обнаружили, что F. nucleatum увеличивает выработку аннексина A1, привлекая больше бактерий. «Мы обнаружили петлю положительной обратной связи, которая ухудшает прогрессирование рака», - говорит он. Хан. «Мы предлагаем модель с двумя ударами, в которой генетические мутации являются первым попаданием. F. nucleatum служит вторым попаданием, ускоряя сигнальный путь рака и ускоряя рост опухоли».

Клинические последствия

Затем исследователи изучили набор данных по РНК-секвенированию 466 пациентов с первичным раком толстой кишки, доступный через Национальный центр биотехнологической информации.Пациенты с повышенной экспрессией аннексина A1 имели худший прогноз, независимо от степени и стадии рака, возраста или пола.

Следующие шаги

В настоящее время исследователи ищут способы разработать аннексин A1 в качестве биомаркера для более агрессивных видов рака и в качестве потенциальной мишени для разработки новых методов лечения рака толстой кишки и других типов рака.

История Источник:

Материалы предоставлены Медицинским центром Ирвинга Колумбийского университета . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

.

Как и почему бактерии метаболизируют сиаловые кислоты хозяина

Сиаловые кислоты представляют собой структурно разнородные девятиуглеродные кетосахара, обнаруживаемые в основном у людей и других животных в качестве концевых звеньев углеводных цепей, связанных с белками или липидами. Сиаловые кислоты участвуют во взаимодействиях клетка-клетка и клетка-молекула, необходимых для развития организма и гомеостаза. Они не только создают барьер для микроорганизмов, населяющих или вторгающихся на поверхность слизистой оболочки животного, но также представляют собой потенциальный источник углерода, азота и метаболитов клеточной стенки, необходимых для колонизации, устойчивости, роста и, иногда, болезней бактерий.Бурный рост проектов микробного геномного секвенирования показывает удивительное разнообразие метаболического потенциала бактериальной сиаловой кислоты. То, как бактерии используют сиаловые кислоты хозяина, включает в себя удивительно сложный набор метаболических и регуляторных возможностей, который только сейчас вступает в стадию зрелых исследований. В этой статье делается попытка описать разнообразие бактериальных сиалометаболических систем, сосредоточившись на последних достижениях на молекулярном уровне и уровне взаимодействия микробов и хозяев. Есть надежда, что этот фокус обеспечит основу для дальнейших исследований, которые обещают лучшее понимание метаболического взаимодействия между ростом бактерий и окружающей средой.Возможность модифицировать или блокировать это взаимодействие уже дала важную новую информацию о потенциально новых терапевтических подходах для модификации или блокирования бактериальной колонизации или инфекции.

1. Введение

По крайней мере, на некотором уровне общий опыт показывает почти каждому, что жизнь ограничена конкуренцией за ограниченные ресурсы. Биологи с формальной подготовкой понимают это соревнование как центральное место в эволюции, единственной фундаментальной теории биологии. Для некоторых микроорганизмов конкурентный успех в колонизации млекопитающих или птиц-хозяев зависит от особого метаболизма, который может поддерживать рост только в определенных нишах.Например, Фретер [1] суммировал свою собственную работу и работу других, описав механизмы ассоциации бактерий с поверхностями слизистой оболочки. Эти механизмы включают «(а) хемотаксическое привлечение подвижных бактерий к поверхности слизи [слой], (б) проникновение и улавливание внутри слизи [слой], (в) адгезия к рецепторам…, (г) адгезия к эпителиальным клеткам. поверхности, и (д) размножение бактерий, связанных со слизистой оболочкой ». Комбинированный набор признаков или фенотипов, выраженных данной бактерией, определяет ее потенциальные «факторы вирулентности» или относительный успех колонизации [1, 2].В данной статье заключительный этап взаимодействия хозяина и микроба сосредоточен исключительно на размножении бактерий на поверхности слизистой оболочки. В этом фокусе дополнительно подчеркивается Escherichia coli как преобладающий факультативный анаэроб у животных-хозяев и его метаболическое использование сиаловых кислот хозяина для питания или украшения поверхности. Повествовательный подход предназначен для поддержки единого набора наблюдений и гипотез, которые могут служить ориентиром для будущих исследований в области микробной сиалобиологии [3].

Понимая метаболическое использование одной группы преобладающих сахаров слизистой оболочки, сиаловых кислот, можно, по крайней мере, частично идентифицировать факторы, контролирующие, какие бактерии колонизируют только определенные области желудочно-кишечного тракта или другие поверхности слизистой оболочки. Эта цель является центральной для понимания колонизации микробов при болезнях и здоровье человека и домашнего скота [2]. Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) по сути представляет собой открытую трубку, содержащую несколько клапанов, расположенных между ртом и анусом и открытых для окружающей среды с обоих концов (рис. 1).Бактериальная колонизация начинается во время и после рождения и может продолжать меняться или реструктурироваться с течением времени под влиянием сложных факторов, таких как диета, общее состояние здоровья и даже географическое положение. Другие поверхности слизистой оболочки или эпителия включают глаза и некоторые участки, не показанные на рисунке 1, такие как носоглотка, легкие, мочевой пузырь, влагалище и уретра. Некоторые из этих участков обычно стерильны, например глаза, легкие и мочевой пузырь, если они не колонизированы во время продолжающегося процесса инфекционного заболевания.Каждый из этих участков вне ЖКТ экспрессирует множество сиаловых кислот, которые, вероятно, не сильно отличаются от тех, что обнаруживаются в толстом кишечнике, хотя по этой теме было сделано гораздо меньше работы, чем со слизистым слоем и эпителием толстой кишки животных. Несмотря на относительное несоответствие в подробной информации между наборами данных, информация о толстом кишечнике должна способствовать обобщению на все участки слизистой оболочки в здоровых и болезненных состояниях, когда известно или подозревается микробное участие.Обратите внимание, что в легенде к рисунку 1 перечислены бактерии, которые постоянно колонизируют толстую кишку. Эта группа должна находиться в постоянной конкуренции, таким образом отделяя толстую кишку от обычно стерильных участков, которые обычно остаются неинфицированными, или, в случае заражения, это обычно происходит от одного вида, что приводит либо к уничтожению, либо к гибели хозяина.


Большая часть информации о патогенных и комменсальных кишечных бактериях поступает из стандартных (иногда называемых классическими) методов культивирования микробов и измерений использования питательных веществ.Более современные методы, такие как высокопроизводительное секвенирование для идентификации как культивируемых, так и некультивируемых бактерий, а также спектроскопия ядерного магнитного резонанса или масс-спектрометрия для идентификации сотен малых молекул в сложных образцах, создают наборы данных для статистического анализа [4]. Однако, когда точная идентичность или функции важных питательных веществ неизвестны или метаболические пути, необходимые для их метаболизма, не описаны, неясно, как новейшие методы предложат много новых идей, пока не будут поддержаны или опровергнуты прямыми экспериментами после необходимых основных пути были выяснены.Таким образом, и рискуя повторяться, цель данной статьи состоит в том, чтобы понять метаболизм удивительно отличного, химически разнообразного и преобладающего семейства сахаров слизистой оболочки, которые, как известно, в некоторых случаях и, как предполагается, в других влияют на незначительное влияние. к основным путям возможности для специализации бактериальной ниши или потенциальной болезни. Были описаны некоторые способы применения этой информации для конкретных практических (терапевтических) применений [5].

2. Динамика стадий и драматические особенности: морфология ЖКТ и бактериальные обитатели

Анатомические различия между ЖКТ отражает пищеварительные потребности данного вида животных.Плотоядные животные, такие как кошки и собаки, или всеядные люди, имеют менее развитую слепую кишку (аппендикс), чем травоядные животные с однокамерным желудком, жвачные или зерноядные птицы (рис. 2). Несмотря на это и другие анатомические различия, большая часть переваривания и всасывания пищевых продуктов происходит в тонком кишечнике животных, так что углеводы, белки и жиры перевариваются и в основном всасываются из этого участка до того, как непереваренный остаток попадает в толстую кишку [6]. Многие факторы, ограничивающие или ограничивающие бактериальное разнообразие в большинстве анатомических отделов, резко контрастируют с микробиотой толстого кишечника по своему богатству и глубине как постоянных, так и случайных обитателей (Рисунок 1).


В таблице 1 перечислены некоторые виды бактерий, выделенных из здорового кишечника человека [6]. Обозначения рода / вида, присвоенные некоторым бактериям, со временем изменились, а другие виды, уникальные для животных (таблица 2), увеличивают разнообразие бактерий, обитающих в ЖКТ животных. Несмотря на огромное количество кишечных бактерий, оцениваемое в 10 14 [7], и широкое видовое разнообразие микробиоты толстой кишки, два факта были выявлены при стандартном анализе основных групп культивируемых бактерий [6].Во-первых, E. coli в 10–100 раз более распространена, чем клостридии, стрептококки или лактобациллы, и в миллион раз более распространена, чем дрожжи, и в 50–1000 раз менее распространена, чем бактероиды в нормальной слепой кишке или кале человека. Во-вторых, E. coli обнаруживается в рубце и сычуге коров и цыплят, а также в желудках и тонком кишечнике свиней, кур, кошек и людей, живущих в тропической среде [6]. Обсуждение факторов, ограничивающих E.coli в терминальную часть подвздошной и толстой кишки здоровых людей из умеренного климата не будет предприниматься. Также не будет предпринята попытка ни поддержать, ни опровергнуть метагеномные анализы, которые предполагают, что может существовать гораздо больше некультивируемых видов бактерий, чем те виды, которые уже идентифицированы стандартными процедурами (таблицы 1 и 2). Тем не менее, и для целей этой статьи, важно отметить руководящий принцип, предложенный вышеупомянутыми данными. А именно, бактероиды побеждают E. coli , питаясь остаточными продуктами питания, которые еще не усваиваются хозяином, включая углеводы, которые не усваиваются E.coli , тогда как E. coli превосходит все другие кишечные или другие основные бактериальные группы по неизвестному механизму. В этой статье будет рассмотрена гипотеза, которая могла бы объяснить эволюционный успех E. coli . Если эта цель не достигнута, в настоящей статье будет, по крайней мере, дана последовательная оценка последних данных, объясняющих, как бактерии метаболизируют основную группу метаболитов, полученных от хозяина.

7 .012 7 900obidium 900obidium 900ridium difficile Clostridium Сходство не найдено −8 9 0050

Микроорганизм (недавнее обозначение) значение a Максимальный процент идентичности b

Грамотрицательные анаэробные стержни
Bacteroides asaccharolyticuslyitalics (Porphyromonas asaccharolyticus) 0.063 43% (46/106)
Bacteroides capillosus 4 × 10 −6 24% (43/180)
Bacteroides distasonis (Parabacteroides distasonis) 3 × 10 −5 25% (50/203)
Bacteroides eggerthii 3 × 10 −5 23% (70/311)
Bacteroides fragilis 8 × 10 −6 26% (58/222)
Bacteroides furcosus Сходства не обнаружены
Bacteroides hypermegas (Megamonas hypermegale) 0.023 32% (23/93)
Bacteroides melaninogenicus subsp. мел. (Prevotella melaninogenica) 0,002 25% (30/120)
Bacteroides multiacidus (Mitsuokella multacida) 0,004 35% (16/46)
o Bacteroides Последовательность недоступна
Bacteroides ovatus 2 × 10 −29 28% (83/294)
Bacteroides praeacutus (Tissierella praeacuta) 0.88 50% (7/14)
Bacteroides putredinis (Alistipes putredinis) 0,002 31% (36/117)
Bacteroides ruminicola subsp. brevis Сходства не обнаружены
Bacteroides ruminicola subsp. ruminicola (Prevotella ruminicola) 1 × 10 −27 28% (80/287)
Bacteroides splanchinicus (Odoribacter splanchnicus) 5 × 10 54 −4 % % (33/131)
Bacteroides thetaiotaomicron 6 × 10 −30 28% (84/305)
Bacteroides uniformis 2 × 10 −23 26% (80/314)
Bacteroides vulgatus 1 × 10 −28 28% (82/297)
Desulfomonas pigra (Desulfovibrio piger) 0.001 31% (15/48)
Leptotrichia buccalis 0,002 27% (30/111)
Fusobacterium mortiferum 0,001 27% (33/124)
Fusobacterium naviforme Сходства не обнаружены
Fusobacterium necrogenes Сходства не обнаружены
Fusobacterium nucleatum 0.014 44% (11/25)
Fusobacterium plauti (F. plautii) 0,003 39% (17/44)
Fusobacterium prausnitzii (Faecalibacterium prausnitzii) × 10 −5 22% (33/153)
Fusobacterium russi (F. russii) Не обнаружено
Fusobacterium symbiosum Последовательность недоступна
Fusobacterium varium 8 × 10 −79 40% (124/310)
Butyrivibrio fibriosolvens 4 × 10 −5 22% (29/131)
Sucinimonas amylolytia Последовательность недоступна
Vibrio succinogenes 0.055 31% (25/81)
грамположительные анаэробные палочки
Bifidobacterium adolescentis 0,018 26% (37/143)
Bifulidobat 9 × 10 −4 56% (14/25)
Bifidobacterium bifidum 0,005 22% (25/114)
Bifidobacterium breve 50% (13/26)
Bifidobacterium catenulatum 0,084 43% (9/21)
Bifidobacterium Cornutum Последовательность недоступна
0,016 29% (24/82)
Bifidobacterium infantis (B. longum subsp. infantis) 0,005 52% (13/25)
Bifidobacterium longum 0.006 52% (13/25)
Bifidobacterium pseudolongum (B. longum subsp. longum) 0,006 52% (13/25)
Clostridium bejerinkii (C. bejirinckii) 3 × 10 −5 20% (41/209)
Clostridium butyricum 1 × 10 −76 31% (123/402)
Clostridium cadaveris 3.3 50% (4/8)
Clostridium celatum Сходства не обнаружены
Clostridium clostridiiforme 0,047 21% (17/80)
0,023 28% (41/148)
Clostridium innocum 0,72 22% (11/50)
Clostridium leptum 0.026 25% (18/76)
Clostridium malenominatum 2,9 67% (4/6)
Clostridium nexile 1 × 10 −4 43 % (20/47)
Clostridium paroputrificum 1,2 20% (15/77)
Clostridium perfringens 4 × 10 −83 43% (132 / 310)
Clostridium ramosum 0.11 28% (17/60)
Clostridium tertium 0,13 26% (19/72)
Eubacterium aerofaciens (Collinsella aerofaciens) 1 × 10 −54 34% (108/314)
Eubacterium contortum Сходства не обнаружены
Eubacterium cylindroides 0,042 32% (13/41)
9000 Lentum7 Entum (Eggerthella lentum) 0.064 32% (22/68)
Eubacterium limosum 0,003 32% (23/74)
Eubacterium rectale 0,018 26% (14/53)
Eubacterium ruminantium 2,5 36% (5/14)
Eubacterium tenue Последовательность отсутствует
Eubacterium toruosum 49 Eubacterium ventriosum 1 × 10 −4 41% (22/54)
Lachnospira multiparus 1.6 60% (6/10)
Propionibacterium acnes 1 × 10 −20 25% (78/313)
Propionibacteriu granulosum 4.1 71 % (5/7)
Propionibacterium jensenii 0,25 30% (17/57)
Анаэробные кокки
Acidaminococcus fermantans (A.fermentans) 0,16 31% (18/58)
Megasphera elsdenii (Megasphaera elsdenii) 0,14 34% (11/32)
Peptococcus asaccharolyholicus 0,023 49% (19/39)
Peptococcus magnus (Finegoldia magna) 6 × 10 −4 30% (17/57)
Peptococcus prevotii (Anaerococcus prevotii) 3 × 10 −51 34% (98/291)
Peptostreptococcus productus Сходство не обнаружено
Ruminococcus albus 28% (41/149)
Ruminococcus bromii 0.046 37% (14/38)
Ruminococcus flavefaciens 4 × 10 −6 26% (39/152)
Sarcina ventriculi 0,76 % (8/25)
Streptococcus constellatus 0,039 28% (14/50)
Streptococcus промежуточный 5 × 10 −6 23% (42 / 182)
Streptococcus morbillorium (Gemella morbillorum) 6 × 10 −61 35% (105/247)
Veillonella parvula 0.014 23% (28/120)
Coprococcus cutactus Последовательность недоступна
Coprococcus catus 0,022 29% (20/68)
Coprococcus 0,004 26% (16/61)
Gemiger formicilis Последовательность недоступна
Факультативно анаэробные бактерии
Кишечные бактерии
Escherichia coli 9 × 10 −6 26% (35/137)
Citrobacter freundii 2 × 10 −4 23% (57/251 )
Klebsiella pneumonia 8 × 10 −5 24% (34/140)
Enterobacter cloacae 6 × 10 −4 23% (30/133)
Enterobacter aerogenes 0.006 24% (60/249)
Proteus mirabilis 3 × 10 −4 42% (20/48)
Proteus morganii 0,15 41 % (15/37)
Lactobacilli
Lactobacillus acidophilus 6 × 10 −4 25% (36/144)
Lactobacillus 49 brevis 0.012 26% (14/55)
Lactobacillus casei 0,038 26% (28/107)
Lactobacillus fermentum
.

Смотрите также

MAXCACHE: 0.84MB/0.00054 sec