Ролята на микробиотата за човешкото здраве

Чревната микробиота играе централна роля в поддържането на човешкото здраве и участва в разнообразни физиологични функции не само на храносмилателната система, но и извън нея, засягайки например липидния метаболизъм, когнитивните способности и инфекциите в дисталните органи.

2. Храносмилателни, хранителни и метаболитни функции - Чревните бактерии помагат за ферментацията на несмилаеми хранителни компоненти и следователно улесняват усвояването на хранителни вещества като аминокиселини, захари и витамини. Те също участват в синтеза на важни метаболити като късоверижни мастни киселини (SCFA), витамини K, B₈, B12 и други активни молекули (1,2).

SCFA ацетат, бутират и пропионат са метаболитно най-значимите крайни микробни продукти от процеса на ферментация в дебелото черво, тъй като проявяват няколко физиологични ефекта. Те са важен енергиен източник за епитела на дебелото черво, допринасят за регулирането на енергийния баланс и имат метаболитни и противовъзпалителни действия (1-4).

Освен това, стомашно-чревната микробиота и нейните ферментационни продукти взаимодействат с имунната система, чревната и централната нервни системи за регулиране на чревния мотилитет, което е от съществено значение за метаболизма и усвояването на храните и здравето на червата (5).

Друга метаболитна функция на някои чревни бактерии е свързана с производството на хидролаза на жлъчните соли (BSH) - ензим, който влияе върху ентерохепаталната циркулация на жлъчните киселини и променя липидния и глюкозния метаболизъм на човека (6). Установено е, че пероралният прием на специфични пробиотици значително намалява холестерола при хората, ефект, който може да се припише частично на активността на BSH (7-8).

3. Имунна функция - Около 70% от всички имунни клетки в нашето тяло са разположени в стомашно-чревната система (9). Всъщност, човешката имунна система става функционално зряла в резултат на излагане на безброй чужди вещества, с които се сблъсква чревният тракт (1,2,4).

Добре установено е, че микробните антигени, получени от чревната микробиота, както и от околната среда, играят решаваща роля в узряването на свързаната с червата лимфоидна тъкан (GALT), основната част от имунната система, където се индуцират имунните отговори към външни агенти (9). Чревните епителни клетки притежават специфични рецептори (PRRs), които разпознават и свързват отличителни микробни структури  (микробно-асоциирани молекулярни модели-MAMPs) (1,2). Чрез тези взаимодействия гостоприемникът поддържа хомеостаза и придобива толерантност към коменсалната микробиота (1).

Следователно, чревната микробиота е от съществено значение за първите, незабавни и неспецифични вродени имунни реакции, които допринасят за хомеостазата (1,2). Освен това, модулирането на имунната система от микробиотата е от решаващо значение за развитието на ефективни специфични отговори към вирусни и бактериални инфекции (адаптивен или придобит имунитет), които могат да бъдат от значение за здравето в тъкани, отдалечени от червата (4,9).

Значението на коменсалната микробиота за имунната функция е доказано в модели на мишки без микроби (germ-free - родени и отглеждани в стерилна среда), които имат повишена чувствителност към различни чревни патогени, показват сериозни промени във функцията на имунната система и са по-склонни към заболявания като астма и алергии (1).

4. Невро-еднокринни ефекти на микробиотата - Съществуват все повече доказателства, че коменсалната микробиота има постоянна двупосочна комуникация с гостоприемника, която се осъществява чрез нервни, ендокринни, имунни и хуморални сигнали. По-конкретно, това взаимодействие е изследвано по отношение на оста микробиота-черво-мозък, която свързва чревните бактерии с функции на нервната система, вкл. когнитивната функция, настроението и поведението (10,11).

Пътищата за комуникация между микробиотата и мозъка включват вагусния нерв, чревни хормонални сигнали, продукти от метаболизма на триптофана или микробни метаболити като гама-аминомаслена киселина (GABA) или късо-верижни мастни киселини (SCFA) (10,11).

Доказателствата, свързващи чревната дисбиоза с последиците от неврокогнитивните заболявания се увеличават, както за ранните етапи от живота, така и в по-напреднала възраст. Дисбиозата в ранна възраст, причинена от антибиотици, липса на кърмене, инфекция, стрес и влияния на околната среда, съчетани с влиянието на човешката генетика, може да доведе до дългосрочни ефекти върху физиологията и поведението, както е показано при животински модели (12). Функционалните стомашно-чревни разстройства при възрастните, по-специално синдромът на раздразненото дебело черво, също се считат за пример за нарушаване на сложните взаимоотношения между червата и мозъка (13). От друга страна, стареенето се свързва с намаляване на микробното разнообразие, а чревната микробиота има роля в различни състояния, включително тревожност, депресия, шизофрения и болест на Паркинсон (12). Тези промени в мозъчните функции могат да бъдат повлияни чрез пробиотици, произвеждащи невроактивни молекули, като терапевтични средства за лечение на психични разстройства.