Kitobni o'qish: «Как понять свой ЖКТ. Безобидные сигналы вашего организма и симптомы, на которые стоит обратить внимание»

© Д. С. Пургина, текст, 2022

© Оформление. ООО «Издательство «Эксмо», 2025

Введение

Когда что-то любишь, ты готов говорить об этом постоянно…

Вот так и у меня с желудочно-кишечным трактом: бесконечно его люблю и могу вещать о нем часами.

Меня зовут Даниэла Сергеевна Пургина, я практикующий врач-гастроэнтеролог и диетолог, занимаюсь лечением заболеваний ЖКТ у детей и взрослых. Я окончила Военно-медицинскую академию имени С. М. Кирова с красным дипломом, затем в течение двух лет проходила ординатуру по гастроэнтерологии там же. Сразу после окончания учебы я пошла работать в поликлинику. Мне нравится амбулаторный прием, и поликлиника казалась самым лучшим местом для молодого врача. Свою первую поликлинику я вспоминаю с большим теплом, во многом благодаря моим прекрасным пациентам. Параллельно с работой я поступила в аспирантуру Института эпидемиологии и микробиологи имени Пастера. Темой моей кандидатской диссертации стали воспалительные заболевания кишечника. Однако работа над кандидатской была отложена на период написания этой книги.

Итак, о чем настоящая книга? Как вы уже могли догадаться, она расскажет вам, что означают различные симптомы со стороны ЖКТ, на какие заболевания они указывают и что с этим делать. Этакий вариант: «О’кей, Google, у меня изжога…» Правда, в интернете обычно один вариант страшнее другого. Переход по паре ссылок – и вы глазом моргнуть не успели, как уже пишете завещание и прощаетесь со всеми родственниками, потому что любой симптом якобы неизбежно означает рак.

Эта книга была задумана как адекватный медицинский вариант интернет-поисковика, который позволит вам чуть лучше понять свой ЖКТ и физиологические особенности процесса пищеварения.

Думаю, что каждый из нас хоть раз в жизни сталкивался с какими-либо неприятными ощущениями и симптомами со стороны желудка или кишечника: тошнотой, изжогой, вздутием, болями в животе, проблемами со стулом. Поэтому, отвечая на вопрос, кому же пригодится это издание, могу смело сказать: всем. Даже если вы не страдаете от проблем с ЖКТ, прочитав эту книгу, сможете объяснить родственникам или знакомым, что означают конкретные симптомы, снизить градус тревоги, а заодно вовремя отправить их к специалисту.

Хочу обратить ваше внимание, что эта книга – не руководство к самодиагностике или самолечению и не может служить заменой профессиональной медицинской помощи. Это просто дополнительный источник информации, который позволит вам лучше понять свой организм. Если вы впервые столкнулись с каким-либо из симптомов, описанных здесь, обязательно обратитесь к врачу.

Глава 1
Строение пищеварительной системы

Глава, в которой мы, прежде чем отправиться в увлекательное путешествие по ЖКТ, поговорим о его анатомическом устройстве.

Упрощенно мы можем представить ЖКТ как длинную пищеварительную трубку, входное отверстие которой – ротовая полость, а выходное – анус.

«Какая скукотища этот ЖКТ», – подумают многие, но внутри пищеварительной трубки происходят совершенно фантастические процессы! Длина ее, согласно современным исследованиям, составляет в среднем около 5,5 м¹, а если попытаться посчитать общую площадь поверхности ЖКТ, она составит примерно 32 кв. м, из которых около 2 кв. м приходится на толстую кишку. Если задуматься, то порой жилая площадь самого человека бывает меньше, чем площадь его ЖКТ.

По строению мы можем разделить органы ЖКТ на две группы: полые трубчатые органы (пищевод, желудок, желчный пузырь, тонкая и толстая кишка) и паренхиматозные органы, которые состоят из плотной ткани-паренхимы (слюнные железы, печень, поджелудочная железа).

Полые трубчатые органы

Стенки полых трубчатых органов включают в себя несколько слоев, или оболочек: слизистую, мышечную и наружную.

Гладкая мышечная ткань, из которой состоит средняя оболочка, обладает непроизвольной моторной активностью – перистальтикой. Иными словами, стенки полых органов ЖКТ способны волнообразно и согласованно сокращаться, благодаря чему пища и проделывает долгий путь от пищевода до прямой кишки.

Перистальтика возникает благодаря тому, что у нас в животе есть собственная нервная система – энтеральная нервная система (ЭНС). Подробнее мы поговорим о ней во второй главе.

Существует даже отдельная наука – нейрогастроэнтерология, – которая изучает заболевания, связанные с нарушением нервной регуляции работы органов ЖКТ.

Ротовую полость сложно назвать полым мышечным органом, но именно в ней начинается процесс пищеварения.

Попав в ротовую полость, пища измельчается зубами, перемешивается при помощи языка со слюной. Слюна содержит фермент амилазу, который частично расщепляет сложные углеводы на более простые.

ГЛОТКА – часть пищеварительной трубки, которая соединяет ротовую полость с пищеводом.

ПИЩЕВОД представляет собой мышечную трубку, длина которой составляет 25–30 см. В начале пищевода находится верхний пищеводный сфинктер, а оканчивается этот орган нижним пищеводным сфинктером². Пищевод совершает волнообразные перистальтические движения, облегчая процесс продвижения пищевого комка.

Далее следует ЖЕЛУДОК, который представляет собой «мешок», состоящий из трех слоев мышц.

Объем пустого желудка составляет около 500 мл. После приема пищи он увеличивается до 1 л, но способен растягиваться и до 4 л. Слизистая оболочка желудка содержит железы, вырабатывающие соляную кислоту, а также пепсиноген, который с помощью соляной кислоты превращается в пепсин³, защитную слизь желудка и гормоны.

При попадании в желудок пищевой комок перемешивается с желудочным соком и измельчается благодаря сократительным движениям стенок желудка.

Далее следует ДВЕНАДЦАТИПЕРСТНАЯ КИШКА – начальный отдел тонкой кишки, в которую открываются желчный проток и проток поджелудочной железы.

ЖЕЛЧНЫЙ ПУЗЫРЬ, хоть и находится обособленно от непрерывной пищеварительной трубки, тем не менее тоже представляет собой полый орган, основная задача которого состоит в хранении и концентрации желчи в межпищеварительный период.

Основной орган, в котором осуществляется процесс пищеварения, – это ТОНКАЯ КИШКА, самый длинный отдел пищеварительного тракта. Протяженность кишки измерить достаточно трудно в связи с ее строением, длина колеблется в диапазоне от 4 до 6 м. Тонкая кишка состоит также из тощей и подвздошной кишок.

Там под действием ферментов и желчи происходит расщепление сложных веществ на более простые составные части. Потому что именно в таком простом виде наш организм и способен усвоить питательные вещества. Белки расщепляются на аминокислоты, сложные углеводы – на простые (например, лактоза расщепляется на глюкозу и галактозу, крахмал – до мальтозы, а затем и до глюкозы), жиры – до моноглицеридов и жирных кислот.

Поверхность тонкой кишки представлена множеством ворсинок, которые содержат сосуды и лимфатические капилляры. Через кровеносные сосуды происходит всасывание в кровь аминокислот и простых углеводов, а продукты расщепления жиров всасываются в лимфатические капилляры. Далее эти вещества с током крови распределяются по всему организму и идут на различные нужды: построение новых клеток, обеспечение органов и тканей энергией и пр. Также в тонкой кишке всасывается бóльшая часть витаминов и минералов.

Далее следует толстая КИШКА, длина которой составляет 1,5–2 м.

ТОЛСТАЯ КИШКА состоит из пяти частей. Она включает в себя слепую и восходящую ободочную кишки, поперечную ободочную, нисходящую ободочную и сигмовидную кишки.

Толстая кишка выполняет три основные функции: всасывание воды и электролитов, производство и всасывание витаминов, а также формирование и продвижение фекалий в прямую кишку и их выведение.

К тому времени, когда непереваренные остатки пищи достигают толстой кишки, большая часть питательных веществ и до 90 % воды всосались в тонкой кишке.

Роль восходящей части толстой кишки состоит в том, чтобы всасывать оставшуюся воду и другие ключевые питательные вещества из непере- варенной в тонкой кишке еды (точнее, ее остатков).

В нисходящей ободочной кишке формируются фекалии, которые в конечном итоге будут выведены через прямую кишку.

Сигмовидная кишка сокращается, чтобы увеличить давление внутри толстой кишки, заставляя кал перемещаться в прямую кишку.

Прямая кишка удерживает фекалии, которые выводятся в процессе дефекации.

Паренхиматозные органы

Паренхиматозные органы состоят из стромы (мягкий опорный каркас из соединительной ткани) и паренхимы (железистая ткань, обеспечивающая выполнение функций конкретного органа). То есть, в отличие от трубчатых органов, паренхиматозные не имеют внутренних полостей.

Строение паренхиматозного органа

К паренхиматозным органам относятся печень и поджелудочная железа.

ПЕЧЕНЬ – самая крупная железа человека, ее масса составляет около 1,5 кг. Она выполняет многообразные функции, это жизненно важный орган. Чрезвычайно важны для поддержания жизнеспособности организма метаболические функции печени, в связи с чем ее называют биохимической лабораторией. В печени образуется желчь, необходимая для всасывания жиров и стимуляции перистальтики кишечника. В сутки выделяется около 1 л желчи.

Печень – это орган, играющий роль депо крови. В ней может депонироваться до 20 % всей массы крови.

Функциональной структурной единицей печени выступает печеночная долька. В печени человека насчитывается около 500 000 долек.

Печеночная долька состоит из печеночных клеток-гепатоцитов, расположенных в виде балок, радиально идущих от центра к периферии дольки.

Каждая балка состоит из двух рядов гепатоцитов, между которыми имеется небольшой промежуток – желчный ход, куда стекает желчь, выделяемая печеночными клетками.

В центре дольки находится центральная вена, в которую впадают широкие капилляры.

В стенках капилляров имеются эндотелиальные клетки звездчатой формы – купферовские клетки.

Купферовские клетки поглощают из крови циркулирующие в ней вещества, нейтрализуют патогены.

Желчь внутри печеночной дольки движется от центра к периферии: по желчным протокам – в междольковый желчный проток. Междольковые желчные протоки сливаются, формируя правый и левый печеночные протоки. Они соединяются в общий печеночный проток, по которому выводится желчь.

Артериальная кровь, в которой содержатся кислород и питательные вещества, доставляется в печеночную дольку по междольковой артерии. По междольковой вене от кишечника поступают различные вещества для детоксикации (обезвреживания). Внутри печеночной дольки в синусоидах кровь из междольковой артерии и вены смешивается и впадает в центральную вену, по ветвям которой выводится из печени.

Строение печени

ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА находится позади желудка, приблизительно на 5–10 см выше пупка, и длина ее составляет около 20 см.

За сутки поджелудочная железа вырабатывает от 1,5 до 2 л панкреатического сока, имеющего щелочную реакцию (рН 8,3–8,9).

Белки в желудке подвергаются лишь частичной денатурации, и даже при изменении в выработке желудочного сока процесс переваривания не пострадает.

Поджелудочная железа – это орган внутренней (эндокринной) и внешней (экзокринной) секреции, то есть она синтезирует ферменты, которые поступают в просвет кишечника, и гормоны, поступающие непосредственно в кровь.

Экзокринная часть поджелудочной железы представляет собой сложную альвеолярно-трубчатую железу, разделенную на дольки тонкими соединительнотканными перегородками. Структурно-функциональной единицей экзокринной части служит ацинус. Он включает в себя секреторный отдел и вставочный проток.

Снаружи панкреатические ацинусы окружены тонкой прослойкой рыхлой соединительной ткани, в которой расположены кровеносные капилляры, нервные волокна и небольшие скопления нервных клеток.

И те самые диффузные изменения поджелудочной железы – это всего лишь изменение количества соединительной ткани, которая окружает ацинусы.

Ацинусы синтезируют ферменты для переваривания белков, жиров и углеводов.

Синтез ферментов происходит постоянно. Даже в покое (при голодании) ферменты выделяются в систему протоков поджелудочной железы.

Ферменты, которые вырабатывает поджелудочная железа, – трипсиноген, амилаза, липаза, мальтаза, лактаза, инвертаза, нуклеаза, ренин, сычужный фермент и в очень небольшом количестве – эрепсин.

•  Трипсиноген расщепляет белки до аминокислот.

•  Липаза расщепляет жиры на жирные кислоты и глицерин.

•  Амилаза участвует в переваривании углеводов.

Эндокринная часть железы существует в виде панкреатических островков (островки Лангерганса), в которых происходит синтез глюкагона, инсулина, соматостатина и еще нескольких веществ.

Панкреатические островки расположены среди панкреатических ацинусов и отделены от них едва различимой соединительнотканной прослойкой.

ЖКТ содержит множество желез, специальных клеток, которые вырабатывают ферменты и другие химические вещества.

Простые трубчатые железы находятся в желудке и двенадцатиперстной кишке.

Сложные железы имеют собственные выводные протоки, к ним относятся крупные слюнные железы, бруннеровы железы, печень, поджелудочная железа. В железах синтезируются ферменты. Ферменты – это вещества белковой природы, чья основная задача – разобрать сложные вещества, поступающие с пищей, на более простые, которые наш организм может усвоить и использовать на свои нужды: обеспечение энергией, строительство новых клеток. На протяжении всего ЖКТ содержится множество одноклеточных желез, которые вырабатывают слизь, состоящую из гликопротеинов, муцинов, воды и солей. Роль слизи состоит в защите слизистой оболочки ЖКТ от воздействия физических и химических факторов (желудочный сок, желчь, ферменты, твердая пища, медикаменты и пр.).

Гормоны – это биологически активные вещества, которые управляют деятельностью нашего пищеварительного конвейера. В их числе выделяются такие как гастрин, холецистокинин, секритин, соматостатин, мотилин и др.

Кишечная микробиота

Человеческий организм просто кишит микроорганизмами: они населяют кожу, слизистую оболочку глаз, дыхательные пути, ротовую полость, кишечник, мочеполовую систему. Их совокупность называется микробиотой (или микробиомом)⁴.

Наибольшая часть нашей микробиоты (приблизительно 75–80 %) сосредоточена в пищеварительном тракте, преимущественно в ротовой полости и кишечнике. Общая масса кишечных микроорганизмов, по примерным подсчетам ученых, составляет от 1 до 3 кг. Важно отметить, что они не проникают во внутреннюю среду организма, представляющую собой жидкости, которые омывают клетки и играют важную роль в обменных процессах (кровь, лимфа, тканевая, спинномозговая, суставная и пр.).

За деятельностью микроорганизмов в кишечнике следит кишечно-ассоциированная лимфоидная ткань – GALT (gut associated lymphoid tissue). Она представлена в тонкой кишке в виде лимфатических узелков и скоплений лимфоцитов, их количество в GALT примерно равно количеству лимфоцитов в селезенке. Так что кишечник можно смело считать особым отделом нашей иммунной системы.

Функциональные и органические заболевания ЖКТ

В начале ХХ века английский физиолог Джон Ньюпорт Ленгли подсчитал количество нервных клеток в желудке и кишечнике – 100 миллионов. Это больше, чем в спинном мозге и периферической нервной системе. Существует такая интересная наука, как нейрогастроэнтерология, которая объединяет в себе гастроэнтерологию, неврологию, психотерапию и клиническую психологию и изучает функциональные заболевания органов ЖКТ. Пищевод, желудок, желчный пузырь и желчевыводящие протоки, двенадцатиперстная, тонкая и толстая кишки – это все мышечные органы, которые благодаря большому количеству нервных окончаний, составляющих энтеральную нервную систему, и регуляторных пептидов (гормонов), синтезирующихся в различных органах ЖКТ, совершают различные перистальтические движения. Во многом благодаря им и осуществляется невероятно сложный процесс пищеварения.

Они отправляют сигналы о реакции на полученную информацию наверх, в ЦНС, и действуют на основе этих данных, активизируя нервные окончания эфферентных нейронов, передающих импульс мышце или железе, которые контролируются только на уровне этих сплетений. 90 % волокон блуждающего нерва несут информацию от пищеварительного тракта в головной мозг. Это крупное соединение, по которому идет физиологическая информация, – так называемая ось «головной мозг – кишечник. Кишечник и мозг, как две лучшие подружки, постоянно обмениваются друг с другом различной информацией, и нарушение взаимосвязи центральной нервной системы и энтеральной нервной системы играет ключевую роль в возникновении функциональных заболеваний.

Большое значение в развитии функциональных заболеваний имеет феномен висцеральной гиперчувствительности, о котором мы еще поговорим подробно.

У всех функциональных расстройств есть общие характеристики:

•  продолжительность не менее трех месяцев в течение последних шести месяцев;

•  отсутствие органической патологии и видимого морфологического субстрата (это как раз тот случай, когда обследуют, обследуют, а причины симптомов так и не находят);

• множественный характер жалоб со стороны разных органов, а не только пищеварительной системы;

•  существенное снижение качества жизни;

•  участие психосоциальных факторов в формировании симптомов;

•  сопровождение тревожно-депрессивным расстройством.

В диагностике функциональных заболеваний используются Римские критерии IV пересмотра.

Подавляющее большинство симптомов со стороны ЖКТ можетгу носить как функциональный, так и органический характер. При органических заболеваниях симптом возникает из-за повреждения структуры органа, которое мы можем обнаружить с помощью инструментальных или лабораторных методов исследования. К таким заболеваниям относятся знакомые всем панкреатит, холецистит, язвенная болезнь, желчнокаменная болезнь, ГЭРБ⁵ и пр. При функциональных заболеваниях причина кроется в нарушении нервной регуляции работы органа, и с помощью лабораторных и инструментальных методов нам ее выявить не удается.

Самое распространенное функциональное заболевание – синдром раздраженного кишечника, за которым следует функциональная диспепсия.

От 30 до 70 % пациентов, обратившихся к гастроэнтерологам, страдают нарушениями функциональной природы, и около половины этих больных нуждаются лишь в коррекции эмоционального состояния. Термин «функциональные расстройства» относится к тем случаям, когда даже самое тщательное исследование тканей не обнаруживает каких-либо заметных морфологических изменений, нарушается только моторика органа или его чувствительность к различным стимулам.

При некоторых заболеваниях ЖКТ прослеживается связь между развитием заболевания и стрессом.

Ряд авторов считает, что под влиянием стрессовых ситуаций, психических травм могут возникать эмоциональные реакции, проявляющиеся вегетативно-соматической симптоматикой с дальнейшей фиксацией, переходящей в различные соматические реакции, например: тошнота, боли в животе, запоры или диарея и пр.

Так что не так уж и прост ЖКТ, как кажется на первый взгляд.

Глава 2
Вселенная внутри нас

Глава, в которой вы узнаете о существовании целого мира внутри нас, населенного тысячами микроорганизмов.

Если думаете, что в этой главе речь пойдет о высоких материях, вы ошибаетесь. Мы поговорим о крошечных созданиях, образовавших внутри нас целую вселенную.

Микроорганизмы

Мне кажется, что книга о пищеварительной системе была бы неполной без отдельного разговора о микроорганизмах, населяющих ЖКТ человека.

Для начала разберемся с терминами. Вполне вероятно, что вам доводилось слышать слова «микробиота» и «микробиом» как синонимы. Однако в научной среде эти понятия принято различать.

МИКРОБИОМ – коллективные геномы микроорганизмов в определенной среде.

МИКРОБИОТА – сообщество самих микроорганизмов.

Микрофлора полости рта

Прежде всего давайте поговорим о микрофлоре полости рта. Ротовую полость человека населяют почти 20 миллиардов микробов. По своему видовому составу микробиота рта уступает лишь микробиоте кишечника: здесь представлены бактерии, грибы, археи, протеи и даже вирусы. Одних только бактерий более 700 видов. Микроорганизмы обитают на поверхности зубов, десен, языка, миндалин, на твердой и мягкой слизистых оболочках нёба и, конечно, в слюне.

В жизнедеятельности микробиома ротовой полости слюна играет крайне важную роль. СЛЮНА – это сложная биологическая жидкость, секрет, вырабатываемый слюнными железами и служащий основным источником питательных веществ для бактерий. Кроме того, слюна:

1) вымывает пищу и бактерии из ротовой полости;

2) содержит ферменты, высвобождающие питательные вещества из съеденной пищи, которые затем метаболизируются микроорганизмами;

3) высвобождает муцины, белковые слизистые вещества, способствующие агрегации (прикреплению) бактерий, поддержанию влажности и эластичности слизистых оболочек, смачиванию и склеиванию пищевого комка и прохождению его по пище- воду;

4) обладает защитной функцией благодаря содержанию лизоцима – белкового вещества с бактерицидным действием, – а также большого количества иммуноглобулинов (IgA), борющихся с патогенными микроорганизмами;

5) выступает основным источником кальция, фосфора и цинка, необходимых для формирования зубной эмали.

Примечательно, что снижение слюноотделения (гипосаливация) может изменить рН, влияя на микробиом полости рта. В норме кислотно-щелочной баланс полости рта составляет 6,5–7,5. Гипосаливация приводит к трудностям с жеванием и глотанием, создает условия для развития во рту воспалительных процессов и кариеса.

Комменсалы⁶, то есть свои, родные бактерии в полости рта, усиливают иммунную функцию и обеспечивают защиту от патогенных микробов, участвующих в формировании наддесневых и зубных биопленок – основной причины кариеса и воспаления десен. Биопленки представляют собой упорядоченные сообщества бактерий, которые обитают на какой-либо поверхности и погружены во внеклеточное полимерное вещество, выделяемое ими (слизь). На формирование бактериальной биопленки уходит от 24 до 48 часов. Благодаря тому, что сквозь такую пленку не проникает кислород, под ее защитой могут жить анаэробные бактерии, например Porphyromonas gingivalis, вызывающая пародонтит и гингивит. Однако микроорганизмы-комменсалы в одиночку не могут предотвратить заболевания зубов и десен – для разрушения бактериальных биопленок необходима регулярная чистка зубов.

Микробиота желудка и кишечника

Желудочно-кишечный микробиом представляет собой сообщество микроорганизмов, к которым относятся бактерии, археи, грибы, простейшие и вирусы. Это сложная экосистема внутри нашего организма, которая принимает непосредственное участие не только в процессах пищеварения и обмена веществ, но и в работе иммунной системы, защите организма от чужеродных бактерий, воспалении и делении клеток. На сегодняшний день есть данные, что микробиота служит важным фактором развития расстройств пищевого поведения, воспалительных заболеваний кишечника, синдрома раздраженного кишечника, ожирения, метаболического синдрома, пищевой непереносимости.

Существует несколько масштабных научных проектов, занимающихся изучением структуры, функций и разнообразия микробиома человека. Установлено, что уменьшение количества бактерий или снижение их разнообразия связано с повышенным риском развития различных заболеваний, например рака толстой кишки и воспалительных заболеваний кишечника. К настоящему моменту создан генный каталог из 3,3 миллиона неповторяющихся микробных генов, что в 150 раз превышает набор генов человека. Теперь понимаете, почему это целая вселенная внутри нас?

Распределение микроорганизмов по ЖКТ зависит от уровня кислотности, доступности кислорода и питательных веществ, скорости движения пищи и секретируемых ферментов. Верхний отдел пищеварительного тракта заселен в основном аэробными бактериями, а нижний отдел – анаэробными, то есть бактериями, которые в процессе своей жизнедеятельности не используют кислород, а некоторые даже гибнут в его присутствии.

Концентрация бактерий в желудке относительно невелика: 10¹–10³ КОЕ/мл⁷. Тонкая кишка – основное место переваривания и всасывания питательных веществ. В их расщеплении участвуют панкреатический сок, желчь, сок, вырабатываемый тонкой кишкой. Содержание микроорганизмов в тонкой кишке относительно небольшое: плотность «жителей» увеличивается в направлении от желудка к толстой кишке. Двенадцатиперстная кишка содержит примерно такое же количество микроорганизмов, как и желудок. Такая небольшая численность обусловлена быстрым транзитом пищевых масс (химуса) по двенадцатиперстной кишке, более высоким уровнем кислорода, антимикробными соединениями, такими как желчные кислоты, повышенным уровнем pH и наличием пищеварительных ферментов.

Хотя 5,5-метровый пищеварительный тракт человека состоит из разных полых органов – пищевода, желудка, тонкой кишки и толстой кишки, – большинство исследований сосредоточено на микробиоте толстой кишки. Это сообщество содержит наибольшую микробную биомассу среди всех органов или поверхностей человеческого тела. На 1 мл содержимого в толстом кишечнике приходится приблизительно 10¹⁰–10¹² микробных клеток по сравнению с 10⁷–10⁸ КОЕ/мл в тонкой кишке.

Формирование микробиоты

В течение длительного времени считалось, что плод в утробе матери стерилен и знакомство с микроорганизмами происходит в процессе родов. Однако проведенные исследования показали, что микробная колонизация может начаться еще в период внутриутробного развития. Заселение микробиотой также зависит от гестационного возраста⁸ при рождении. Ученые выяснили, что микробиота кишечника недоношенных детей отличается от микробиоты младенцев, родившихся в срок, при этом у первых преобладают энтеробактерии, стафилококки и энтерококки.

Еще один важный фактор, влияющий на формирование здоровой кишечной микробиоты ребенка, – питание. Грудное молоко – это важнейший источник микроорганизмов, заселяющих кишечник младенца. Младенцы на грудном вскармливании имеют микробиоту, обогащенную лакто- и бифидобактериями (Lactobacillus, Staphylococcus, Bifidobacterium), по сравнению с младенцами на искусственном вскармливании, в микробиоме которых преобладают Roseburia, Clostridium и Anaerostipes.

Микроорганизмы, содержащиеся в материнском молоке, снижают частоту и тяжесть бактериальных инфекций. Комменсальные бактерии могут защищать кишечник от роста патогенной микрофлоры. Так, грудное молоко содержит олигосахариды – пребиотики, стимулирующие рост полезных бактерий и обладающие противомикробными свойствами. Значимость олигосахаридов состоит в том, что некоторые из них способны связывать патогенные микроорганизмы, а также препятствовать их прикреплению к слизистой оболочке кишечника, предотвращая тем самым развитие воспалительного процесса.

ПРОБИОТИКИ, например молочнокислые бактерии, присутствующие в грудном молоке, способны продуцировать бактериоцины – специфические белки, проявляющие антимикробную активность против других штаммов того же вида или близкородственных видов. Одним из первых бактериоцинов, выделенных учеными в составе грудного молока в начале 2000-х годов, стал низин. Он способен влиять на жизнеспособность патогенов и сигнализировать иммунной системе о вторжении.

Любопытно, что низин применяется в пищевой промышленности еще с середины XX столетия. В настоящее время он используется при производстве молочной, мясной продукции, хлебобулочных изделий и пива в качестве натурального консерванта (Е234) для предотвращения роста Clostridium botulinum (возбудитель ботулизма) и Bacillus sereus (возбудитель острых пищевых токсикоинфекций).

Происхождение микробиоты в грудном молоке точно не установлено. В современной науке существует две основные гипотезы: экзогенная и эндогенная.

Экзогенный путь предполагает попадание бактерий снаружи, входными воротами при этом становятся расположенные на верхушке соска млечные поры (выводные отверстия) выводных протоков (млечных ходов), куда попадают бактерии кожи матери и/или ротовой полости ребенка. Эндогенный путь предполагает перенос бактерий в молочную железу из кишечника с помощью лимфатической системы.

В период раннего развития младенцев на формирование кишечной микробиоты может повлиять множество факторов. Например, лечение антибиотиками уменьшает разнообразие микроорганизмов и влечет изменение состава микробиома.

В течение первого года жизни относительно простой микробиом, образовавшийся в период новорожденности (продолжается около четырех недель с момента перерезания пуповины), развивается в более сложный микробиом с составом, напоминающим взрослый. Настройка микробиома на взрослый рацион питания происходит еще до введения первого прикорма, так как в пищеварительном тракте младенца уже содержатся некоторые бактерии, участвующие в расщеплении растительных полисахаридов (целлюлоза, крахмал).

Микробиом ребенка становится похожим на взрослый примерно к третьему году жизни, однако некоторые исследования показывают, что становление кишечной микрофлоры продолжается вплоть до подросткового возраста.

Функции микробиоты

Несмотря на индивидуальный состав кишечной микрофлоры у каждого из нас, все люди имеют общее ядро из наиболее распространенных и доминирующих видов бактерий: Bacteroides, Ruminococcus, Prevotella.

Пищеварительная функция

Первая и наиболее значимая функция микробиоты – это расщепление неперевариваемых в тонком кишечнике пищевых волокон растительного происхождения (клетчатки). Для этого микроорганизмы в толстом кишечнике синтезируют тысячи специальных ферментов. В ходе ферментации в толстом кишечнике производятся короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК): ацетат (уксусная кислота), пропионат (пропионовая кислота), бутират (масляная кислота) и другие. КЦЖК необходимы нашему организму: они стимулируют развитие нормальной кишечной микрофлоры, поддерживают целостность слизистой кишечника, обладают противоопухолевым и противовоспалительным действием. Кроме того, КЦЖК – один из главных субстратов, которым питаются клетки (колоноциты), выстилающие толстую кишку.

Бутират, или масляная кислота, служит главным источником энергии для клеток кишечника, может приводить к апоптозу (запрограммированной гибели) раковых клеток в толстой кишке. Бутират необходим для того, чтобы эпителиальные клетки потребляли большое количество кислорода посредством β-окисления⁹, создавая состояние гипоксии, которое поддерживает кислородный баланс в кишечнике, предотвращая дисбиоз кишечной микробиоты. Ацетат и пропионат регулируют уровень pН в кишечнике, его моторную и секреторную активность, обладают бактерицидным действием относительно патогенной микрофлоры.

Метаболическая функция

Также кишечная микробиота участвует в трансформации желчных кислот. Существует даже особый термин – кишечно-печеночная циркуляция желчных кислот, – который обозначает процесс их циклического обращения в ЖКТ. Желчные кислоты синтезируются в печени, затем в составе желчи выводятся в двенадцатиперстную кишку, всасываются в кишечнике, транспортируются по кровотоку обратно к печени и повторно задействуются в секреции желчи.

Что же происходит с желчными кислотами в кишечнике? И при чем тут микробиота?

Первичные желчные кислоты, холевая кислота и хенодезоксихолевая кислота синтезируются клетками печени, гепатоцитами, из холестерина. Первичные желчные кислоты не только играют решающую роль в расщеплении и всасывании пищевых липидов (жиров) и жирорастворимых витаминов (A, D, E, K), но также влияют на проницаемость кишечного барьера и воспалительную реакцию. Кроме того, они регулируют энергетический обмен и пути метаболизма липидов и глюкозы. Желчные кислоты накапливаются в желчном пузыре, но в ответ на прием пищи они выделяются в двенадцатиперстную кишку, где участвуют в эмульгировании (смешивании с водой) пищевых жиров. Около 95 % всех первичных желчных кислот обратно всасываются в кровь из подвздошной кишки в печень, а оставшиеся 5 % превращаются во вторичные желчные кислоты: дезоксихолевую, литохолевую, аллохолевую и другие.

В модификации первичных желчных кислот во вторичные принимают участие анаэробные бактерии кишечника. Тип продуцируемых вторичных желчных кислот определяется диетой и состоянием микрофлоры.

Связь между желчными кислотами и микробиотой кишечника двунаправленна. Первичные желчные кислоты выступают важным модулятором микробного сообщества кишечника, а состав кишечной микробиоты, в свою очередь, влияет на долю и количество синтезируемых желчных кислот.

Секреторная функция

Микробиота участвует в синтезе жизненно необходимых нам веществ: витаминов группы В, группы К, С, фолиевой и никотиновой кислот, аминокислот (аргинин, глутамин). Некоторые из них – к примеру, витамин В₁₂ и фолиевую кислоту – организм человека не может производить самостоятельно.

Помимо КЦЖК, микрофлора синтезирует уже упоминавшиеся выше бактериоцины, лизоцимы, перекись водорода, которые контролируют численность патогенных микроорганизмов, предотвращая их рост.

Кишечная микробиота влияет даже на работу ЦНС и участвует в двунаправленной связи между кишечником и головным мозгом. Некоторые микроорганизмы, населяющие кишечник, способны синтезировать нейромедиаторы и гормоны: глутамин, серотонин, норадреналин, дофамин, гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК). Эти вещества выступают важными посредниками в передаче нервных сигналов как в пределах ЭНС, так и по оси «кишечник – мозг».

Интересно, что ключевые этапы развития ЦНС у грудных детей проходят параллельно с процессом формирования микробиоты. Ученые наблюдают свидетельства того, что нарушение процесса колонизации микроорганизмами в раннем возрасте может приводить к нарушениям в функциях ЦНС. Изменение в производстве нейромедиаторов влечет за собой негативные последствия и для здоровья взрослого человека. Так, снижение выработки дофамина, вероятнее всего, связано с развитием нейродегенеративных заболеваний.

Немаловажную роль в работе ЖКТ играет гормон серотонин. Энтерохромаффинные клетки в нашем пищеварительном тракте синтезируют около 90 % всего серотонина. Он принимает непосредственное участие в регуляции перистальтики толстой кишки, а также воздействует на иммунные клетки, контролируя их активацию. Серотонин может влиять на интенсивность ощущений со стороны внутренних органов и играет важную роль в передаче ощущений, поступающих от кишечника.

Защитная функция

Как мы успели выяснить, ЖКТ не просто отвечает за пищеварение, это еще и активный участник иммунной системы нашего организма. В этом аспекте стоит выделить две главные функции нормальной микрофлоры кишечника.

1. Барьерная функция. Как неоднократно было сказано выше, кишечная микробиота подавляет рост болезнетворных бактерий, предотвращает развитие патогенных инфекций и воспалительных процессов. Это свойство микробиоты получило название «колонизационная резистентность».

Кроме того, кишечная микробиота помогает поддерживать целостность слизистой кишечника, стабилизируя межклеточные соединения и восстанавливая эпителиальный барьер после повреждения.

2. Иммунная функция. Кишечник, без преувеличения, – самый большой иммунный орган в теле человека: в нем сосредоточено более 70 % иммунных клеток нашего организма, а четверть слизистой оболочки кишечника представлена иммунологически активной тканью. Первая и главная задача иммунной системы кишечника – не допустить проникновения бактерий в кровь. Вторая – устранить патогены.

Помните разговор о кишечно-ассоциированной лимфоидной ткани (GALT) в первой главе? Именно она ответственна за распознавание и устранение антигенов и формирование иммунологической толерантности к ним. Иммунологическая толерантность – это важнейшее условие существования ЖКТ в качестве барьера между внешней и внутренней средой. Даже пища и нормальная микрофлора, по сути, антигены, но они не должны восприниматься организмом человека как нечто враждебное и тем более отторгаться или вызывать воспалительную реакцию.

В пищеварительном тракте взрослого человека присутствуют иммуноглобулины всех классов. Клетки кишечника особенно активно вырабатывают секреторный иммуноглобулин IgA – белок, обеспечивающий местный иммунитет.