Сообщение на тему бактерии и продукты питания

Обновлено: 05.07.2024

Бактерии играют очень важную роль в мире живого. Бактерии были одними из первых, появившихся на Земле видов (они появились примерно 4 триллиона лет назад), и более чем вероятно, что они переживут и нас, людей. Несмотря на их огромное разнообразие и на то, что они расселены практически везде на Земле – и на дне океана, и даже в нашем кишечнике, – у бактерий все же есть нечто общее. Все бактерии обладают приблизительно одинаковым размером (несколько микрометров). Они лечат и убивают, создают и разрушают. Но одно ясно точно – жизнь без них невозможна.

Цель: Вырастить бактерию сенной палочки и найти молочнокислые бактерии в кисломолочных продуктах.

Познакомиться с разнообразием бактерий;
Познакомиться с классификацией бактерий;
Выделить группы бактерий полезных в жизни человека (молочнокислые – молочная палочка, молочнокислый стрептококк, болгарская палочка, ацидофильный стрептококк и др.
сенная палочка)
Собрать упаковки кисломолочных продуктов.
Найти описание опыта по определению бактерий в продуктах.
Опыт по выращиванию сенной палочки в домашних условиях.

Предмет исследования – значение бактерий для человека.

Методы работы: опыты, наблюдения, анализ соответствующей литературы анализ информации, сравнение, обработка данных.

Актуальность: мир бактерий-часть нашей жизни.

Человек без бактерий жить не может никак. Эволюция сделала людей зависимыми от жизни прокариотов (бактерий). Эти микроорганизмы выполняют в человеческом организме некоторые ответственные функции, которые не могут быть выполнены другими органами, клетками или фармацевтическими препаратами. А вот бактерии запросто обойдутся без такого вида органики, как человек. Ведь обходились же они без людей миллиард лет, и дальше смогут.Но в бытовой обычной жизни человека не очень волнует это глобальное сотрудничество. Ему важно знать ответы на два вопроса:

чем микробы могут помочь;
как микробы могут навредить.

Над ответами работают научно-исследовательские институты, которые уже сегодня обеспечили промышленность огромным количеством технологий, позволяющих:

использовать полезные бактерии как дешевую и безопасную рабочую силу;
максимально обезопасить быт и продукты питания от вредных влияний болезнетворных микроорганизмов.

Мы решили более подробно изучить бактерии, которые живут в кисломолочных продуктах. Исследуя бактерии, мы узнали, что они бывают хорошие и плохие. И я сейчас расскажу, что узнал об этих организмах.

Бактерии – очень древние организмы, появившиеся около трёх миллиардов лет назад. Бактерии микроскопически малы, но их скопления или колонии видны невооружённым глазом.

Первооткрывателем мира бактерий был Антоний Левенгук – голландский естествоиспытатель 17 века, впервые создавший совершенную лупу-микроскоп, увеличивающую предметы в 160-270 раз.

Бактерии в природе встречаются повсеместно – в воздухе, в воде, в ледниках, нефти, почве, гниющих органических остатках, в организмах животных и человека.

Среда обитания бактерий безгранична и разнообразна. Их можно обнаружить в воздухе, внутри организмов, в почве, в условиях низких температур Севера, в горных породах и горячих гейзерах. Большое разнообразие бактерий и малые размеры позволяют им проникнуть в любой организм и любую породу. Не теряя своей жизнеспособности, они способны перенести низкие температуры и нагревание до 90?C. Их споры способны пролежать много лет в ожидании благоприятной среды.

Существует большое разнообразие видов бактерий по форме, способу обмена веществ, особенностям питания, передвижению, способу организации.

Одни и те же виды бактерий встречаются на всех материках. По форме тела бактерии делят на:

Вибрион. Изогнутая в виде запятой

Стрептококки. Цепочка из кокков

Стафилококки. Грозди кокков

Диплококки. Две круглые бактерии, заключённые в одной слизистой капсуле

Многие из бактерий имеют жгутики, что является средством их передвижения.

У бактерий наблюдаются разные способы питания. Среди них есть автотрофы и гетеротрофы. Автотрофы – организмы, способные самостоятельно образовывать органические вещества для своего питания.

Гетеротрофы – организмы, использующие для своего питания готовые органические вещества. Гетеротрофные бактерии подразделяются на сапрофитов, симбионтов и паразитов. ( Приложение 1)

Одни бактерии приносят пользу человеку, другие нет. Вредные бактерии или, по крайней мере, часть из них знает большинство. Вот некоторые названия, обоснованно вызывающие у нас негативные чувства: сальмонелла, стафилококк, стрептококк, холерный вибрион, чумная палочка. А вот полезные бактерии для человека или названия некоторых из них знают немногие. Перечисление того, какие микроорганизмы полезны, а какие из бактерий вредные, займет не одну страницу. Поэтому рассмотрим только некоторые из названий полезных бактерий.

Виды полезных бактерий

Эти бактерии полезны тем, что аккумулируют азот из воздуха, превращая его в ионы аммония, которые выводятся в почву и легко усваиваются растениями. Кроме того, эти микроорганизмы обогащают почву биологически активными веществами, стимулирующими рост растений, способствуют очищению грунта от тяжелых металлов, в частности, от свинца и ртути.

Эти бактерии полезны человеку в таких областях, как:

Сельское хозяйство. Помимо того, что они сами по себе повышают плодородие почвы, их используют для получения биологических азотных удобрений.
Медицина. Способность представителей рода выделять альгиновую кислоту используется для получения лекарств от желудочно-кишечных заболеваний, зависящих от кислотности.
Пищевая промышленность. Уже упомянутая кислота, имеющая название альгиновой, используется в пищевых добавках к кремам, пудингам, мороженому и т.д.

Имеют палочкообразную форму, слегка изогнутую, как видно на фото. Основное место их обитания – кишечник. При неблагоприятных условиях бактерии с таким названием быстро погибают. Они чрезвычайно полезны для человека благодаря следующим свойствам:

снабжают организм витамином K, тиамином (B1), рибофлавином (B2), никотиновой кислотой (B3), пиридоксином (B6), фолиевой кислотой (B9), аминокислотами и белками;
препятствуют развитию болезнетворных микробов;
защищают организм от попадания токсинов из кишечника;
ускоряют переваривание углеводов;
активируют пРистеночное пищеварение;
помогают всасыванию через стенки кишечника ионов кальция, железа, витамина D.

Они имеют преимущественно палочкообразную, реже – шаровидную форму. Живут они на листьях и плодах растений, в молочных продуктах. В человеческом организме они представлены во всем желудочно-кишечном тракте – от рта до прямой кишки. В подавляющем большинстве они совсем не вредные для человека. Эти микроорганизмы защищают наш кишечник от гнилостных и патогенных микробов.

Свою энергию они получают от процесса молочнокислого брожения. Полезные свойства этих бактерий известны человеку давно. Вот лишь некоторые области их применения:

Пищевая промышленность – производство кефира, сметаны, ряженки, сыра; квашение овощей и фруктов; приготовление кваса, теста и т.п.
Сельское хозяйство – брожение силоса (силосование) замедляет развитие плесени и способствует лучшей сохранности корма для животных.
Народная медицина – лечение ран и ожогов. Вот почему солнечные ожоги рекомендуется смазывать сметаной.
Медицина – производство препаратов для восстановления микрофлоры кишечника, женской репродуктивной системы после инфекции; получение антибиотиков и частичного заменителя крови под названием декстран; изготовление препаратов для лечения авитаминозов, желудочно-кишечных заболеваний, для улучшения обменных процессов.

Живут преимущественно в почве. Если вам приходилось когда-нибудь принимать такие лекарственные средства, как эритромицин, тетрациклин, стрептомицин или левомицетин, то вы уже знаете, чем полезны эти бактерии. Они являются производителями (продуцентами) самых разнообразных препаратов, среди которых:

противогрибковые;
антибактериальные;
противоопухолевые.

В промышленном производстве лекарств стрептомицеты используются с сороковых годов прошлого века. Кроме антибиотиков, эти полезные бактерии продуцируют следующие вещества:

Физостигмин – алкалоид, который в небольших количествах используется в медицине для снижения глазного давления при глаукоме. Большие дозы являются нервнопаралитическим ядом.
Такролимус – природное лекарственное средство, применяющееся для предупреждения и лечения отторжения при трансплантации печени, почек, сердца, костного мозга. Это один из наименее токсичных препаратов. При его использовании реакция отторжения наблюдается крайне редко.
Аллозамидин – средство для подавления развития ферментов, ускоряющих деградацию хитина. Успешно применяется для борьбы с насекомыми, грибами и малярийными плазмодиями (простейшими паразитами-возбудителями малярии у человека).

Справедливости ради стоит отметить, что не все стрептомицеты одинаково полезны. Некоторые из них вызывают болезнь картофеля (паршу), другие являются причиной различных недугов человека, в том числе заболеваний крови.

По телевизору мы постоянно слышим рекламу о фантастически полезных свойствах йогурта, о целебных бактериях, которые буквально творят чудеса в нашем желудке и кишечнике.

Как известно, кисломолочные продукты получают в результате сквашивания молока или сливок (либо пахты и молочной сыворотки) различными, преимущественно молочнокислыми, микроорганизмами с добавлением или без добавления дрожжей и уксуснокислых бактерий.

В качестве заквасочных микроорганизмов используют культуры различных молочнокислых бактерий и дрожжей.

В процессе сквашивания происходит молочнокислое брожение, в результате которого накапливается молочная кислота. Она оказывает существенное влияние на формирование белкового сгустка, что определяет консистенцию продукта. Кроме того, молочная кислота придает этим продуктам приятный кисловатый вкус.

Что же это за бактерии?

Речь идёт о молочнокислом стрептококке, молочных палочках и дрожжеподобных грибках. Так, например, ацидофилин – разновидность простокваши, готовят с использованием ацидофильной палочки, а в производстве йогурта используются две культуры молочнокислых микроорганизмов – болгарская палочка и термофильный стрептококк.

Я собрал небольшую коллекцию упаковок кисломолочных продуктов для изучения их состава. (Приложение 2).

Это одни из самых распространённых продуктов: Имунеле, BIO MAX

Биойогурт и Био кефирный, Активия термостатная, Снежок, Актимель и Биоряженка.

Изучив упаковки данных продуктов, мы выяснили, что все они содержат молочнокислые микроорганизмы в количестве 107 КОЕ на 1 грамм.

(КОЕ-колония-образующая единица. То есть если произвести посев данного кисломолочного продукта на питательную среду, из определенного объема продукта вырастет указанное число колоний микроорганизмов.)

Помимо молочнокислых микроорганизмов, все эти продукты содержат бифидобактерии от 106 до 108 КОЕ на 1 грамм.

Появляется вопрос «А как же определить пРисутствуют ли на самом деле

Определение молочнокислых бактерий

Есть несколько способов определения этих бактерий в продукте.

Использование довольно мощного микроскопа.

Применение химического раствора, например, бромтимолового синего водного раствора.

Под микроскопом эти бактерии будут Применение бромтимолового

выглядеть следующим образом: синего водного раствора:

Использование же химического раствора бромтимолового синего водного покажет наличие молочнокислых бактерий окрашиванием продукта в желтый цвет, причем интенсивность цвета напрямую зависит от количества микроорганизмов. По истечению срока годности продукта окрашивания почти не происходит, это говорит о том, что очень долго настоящие полезные кисломолочные продукты храниться не могут. Следовательно, в магазине предпочтение стоит отдавать продуктам с коротким сроком годности, а лучше сделать дома самим более полезный продукт.

Существует огромное количество рецептов приготовления дома йогуртов, кефира, ряженки или простокваши. (Приложение 3)

Выращивание сенной палочки

К числу бактерий, которые широко распространены в природе, относится и сенная палочка. Впервые она была описана в 1835 году. А название своё получила из-за того, что изначально культуру выделяли из прелого сена.

Эта бактерия – одна из самых крупных. Она имеет прямую вытянутую форму с тупыми закруглёнными концами и обычно бесцветна.

Эту бактерию довольно просто получить в домашних условиях.

Одна из задач моей работы – вырастить бактерии сенной палочки.

Для работы мне понадобилось следующее: сено (его можно купить в зоомагазине), кастрюля с водой, банка с широким горлышком, марля для процеживания. (приложение 4)

На один литр воды нужно взять 10 грамм сена.

Кипятим сено в течение 20 минут.

Получившийся отвар процеживаем и переливаем в банку, разбавляя 1:1 с отстоянной холодной водой.

В другую банку я решил налить неразбавленный отвар и посмотреть, что из этого получится.

Банки ставим в тёплое место.

Наилучшие условия для жизни сенной палочки – большое количество растворённых органических веществ, обилие кислорода и температура около +30 градусов. При таких условиях на поверхности отвара сена уже через двое суток должна образоваться плёнка, сплошь состоящая из бактерий.

Итак, спустя три дня на поверхности обеих банок появилась плёнка, причем в банке с неразбавленным отваром она насыщеннее.

Бактерии сенной палочки обладают резким неприятным запахом.

Сенная палочка не считается патогенной для человека и животных. Она помогает переваривать пищу, расщепляя белки и углеводы, борется с патогенной микрофлорой кишечника и кожных покровов. Эта бактерия подавляет развитие сальмонелл, стрептококков, стафилококков и других болезнетворных микробов.

Сенные бациллы-палочки являются основным действующим веществом многих лекарственных препаратов, входят в состав многих пищевых добавок (БАД), являются основой многих препаратов для животных. Существует отдельная группа препаратов на основе этой бактерии для растениеводства.

Изучая бактерии, мы познакомились с их разнообразием и классификацией,

смогли самостоятельно вырастить бактерии в домашних условиях.

Узнали, что увидеть пРисутствие бактерий можно не только через микроскоп, но и используя различные химические индикаторы.

Узнали, что существует огромное количество полезных бактерий, которые мы употребляем каждый день с кисломолочными продуктами. Эти продукты разнообразны и в каждой стране есть свои национальные рецепты.

Изучив упаковки собранных мною продуктов, мы выяснили, что все они содержат молочнокислые микроорганизмы в количестве 107 КОЕ на 1 грамм.

Помимо молочнокислых микроорганизмов, все эти продукты содержат бифидобактерии от 106 до 108 КОЕ на 1 грамм.

Мы выяснили, что бактерии являются незаменимой частью нашей жизни и всего живого. Они находятся абсолютно везде и во всём, играют колоссальную роль в жизни человека. Мы можем увидеть их колонии даже невооружённым глазом.

Люди научились использовать бактерии:

в пищевой промышленности;
для производства текстильных изделий, пластмассы, лакокрасочных покрытий;
в медицине;
с целью переработки отходов человеческой жизнедеятельности.

Мы же можем смело использовать полученные знания о полезности молочнокислых бактерий. Как можно чаще надо употреблять кисломолочные продукты, не лениться делать их самостоятельно, так как при длительном хранении количество молочнокислых бактерий уменьшается.

Мы познакомим одноклассников с ролью бактерий на классном часе. Проведем опрос, кто любит, кто употребляет кисломолочные продукты и какие.

Бактерии и микроорганизмы широко используются в пищевой промышленности, домашнем хозяйстве, микробиологической промышленности для получения аминокислот, ферментов, органических кислот, витаминов и др. К классическим микробиологическим производствам относится виноделие, пивоварение, приготовление хлеба, молочнокислых продуктов и пищевого уксуса.

Роль бактерий в жизни человека огромна. Широко применяются в пищевой промышленности молочнокислые бактерии:

при производстве простокваши, сыров, сметаны и кефира;
при сквашивании капусты и засолке огурцов, принимают участие в мочении яблок и мариновании овощей;
они придают особый аромат винам;
вырабатывают молочную кислоту, сквашивающую молоко. Это свойство используется для производства простокваши и сметаны;
при приготовлении сыров и йогуртов в промышленных масштабах;
в процессе засаливания молочная кислота служит консервантом.

К молочнокислым бактериям относятся: молочные стрептококки, сливочные стрептококки, палочки болгарская, ацидофильная, зерновая термофильная и огуречная. Бактерии рода стрептококков и лактобацилл придают продуктам более густую консистенцию. В результате их жизнедеятельности улучшается качество сыров. Именно они придают сыру определенный сырный аромат.

Молоко – издавна известный людям продукт. Но длительное его хранение стало возможным только в последнее время с изобретением методов консервации и холодильных установок. А со времен зарождения скотоводства человек неосознанно использовал бактерии для сквашивания молока и производства кисломолочных продуктов более длительного хранения, чем само молоко. Бактерии могут произвести из него массу вкусных и незаменимых продуктов питания. Среди них: йогурт, простокваша, ряженка, сметана, творог, сыр. Кефир, конечно, делается в основном грибками, но и без участия бактерий здесь дело не обходится.
Молочнокислые бактерии преобразуют сахар в молочную кислоту, которая предохраняет пищевые продукты от гнилостных бактерий. Бактерии необходимы в процессе брожения при производстве сыра и уксуса. Такой же процесс протекает в промышленном производстве кондитерских изделий. Бактерии нужны для получения некоторых напитков. Бактерии используются в производственных процессах по снятию оболочек с зерен кофе и какао.

Молочнокислые бактерии принимают участие в приготовлении таких пищевых продуктов, как квашеная капуста͵ соленые огурцы, маринованные маслины и множество других маринованных продуктов.

Бактерии играют важную роль в пищеварительном процессе человека. Эти бактерии разлагают пищу на частички. В то же время они вырабатывают витамины, белки, углеводы, которые организм использует для своего построения.

Бактерии и микроорганизмы дают человеку необходимые ферменты. Так, амилазу используют на предприятиях пищевой промышленности. Протеаза вызывает разложение белков в различных материалах. На Востоке протеазу из грибов применяли уже несколько столетий назад для приготовления соевого соуса. Соевые бобы после обработки инфицируют спорами гриба Aspergillus flavus-oryzae. Разрастаясь, гриб выделяет протеазы, растворяющие белок бобов, что позволяет получать полужидкий соус.

Существует и много других сфер деятельности, где применяют бактерии и будут применять впредь.

Технологический процесс приготовления супов и соусов.

5.1. Обработка овощей, плодов, грибов

Технологическая схема обработки овощей состоит из следующих процессов: приемки, сортировки, мойки, очистки, промывания и нарезки.

При приемке обращают внимание на качество и вес партии овощей. От качества сырья зависит количество отходов при их обработке и качество готовых блюд.

Сортируют овощи по размерам, степени зрелости, форме и другим признакам, определяющим кулинарное использование. При сортировке удаляются испорченные овощи, механические примеси. Сортировку большинства овощей производят вручную. На крупных предприятиях картофель сортируют в машинах.

Во время мойки удаляют загрязнения. Овощи моют в ваннах. На крупных предприятиях клубнеплоды моют в овощемоечных машинах. Эта операция необходима не только с санитарной точки зрения, но и позволяет продлить срок эксплуатации картофелечисток, так как песок, попадающий в них, вызывает преждевременный износ движущихся частей машины.

Чистят овощи в специальных машинах или вручную. При очистке удаляются несъедобные, поврежденные или загнившие части овощей: кожура, плодоножки, грубые семена и т.п. Ручную очистку производят специальными коренчатыми или желобковыми ножами. Большое количество картофеля и клубнеплодов очищают в овощеочистительных машинах - картофелечистках. После механической очистки овощи дочищают вручную и промывают.

В зависимости от кулинарного назначения овощи нарезают. Правильная нарезка придает блюдам красивый вид и обеспечивает одновременное доведение до готовности овощей разных видов при их совместной тепловой обработке. Для измельчения используют овощерезательные машины со сменными ножевыми дисками, которые обеспечивают нарезку картофеля и корнеплодов кружочками, кубиками, брусочками, пластинами и соломкой.

В овощных цехах предприятия выделяют линии или участки по обработке картофеля и корнеплодов, зелени, лука, капусты и других овощей.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Влияние микроорганизмов и факторов внешней среды на свойства пищевых продуктов.

Сочетание повышенной влажности и повышенной температуры стимулирует процессы тканевого дыхания и роста в таких продуктах питания, как картофель, свекла, морковь, лук и других корнеплодах. Прорастание их ведет к нерациональному расходованию накопленных в растениях запасов (углеводы, витамины, минеральные элементы) и снижению в этих -условиях пищевой ценности указанных продуктов. Качество пищевых продуктов может быть снижено при неосторожном обращении во время перевозки, реализации, хранения. ухудшает их вкус, но и представляет эпидемиологическую опасность, так как с пищей в организм людей могут попасть споры B. botulinus, яйца некоторых гельминтов и др. Загрязнение пищевых продуктов спорами В. botulinu при их прорастании, размножении и токсинообразовании нередко приводит к отравлению – ботулизму. Присутствие в пищевых продуктах яиц гельминтов может обусловить глистные заболевания среди людей при несоблюдении санитарно-гигиенических правил в процессе обработки загрязненных продуктов. Поэтому при хранении, перевозке и реализации должны строго соблюдаться условия, способствующие сохранению первоначального качества продуктов.
Пищевые продукты, инфицированные патогенными микробами- дизентерийной, брюшнотифозной палочками, возбудителями паратифов и др., попадая в организм человека, могут вызвать тяжелые инфекционные заболевания – дизентерию, брюшной тиф, паратифы. Некоторые микробы способны обусловить пищевые отравления. К таким микробам относятся сальмонеллы, кишечной палочки, возбудители ботулизма, штамм стафилококка, Возбудитель ботулизма штамм стафилококка при размножении в продуктах способны образовывать яды – экзотоксины. Употребление таких продуктов вызывает интоксикацию организма человека. Патогенные стафилококки широко распространены в природе. Они могут попадать в продукты с рук, особенно при гнойничковых заболеваниях, с верхних дыхательных путей (катары, ангины, болезни зубов), при антисанитарном состоянии помещений, где приготовляется пища, от больных маститами животных. Особую опасность представляют продукты, зараженные возбудителями инфекционных заболеваний и пищевых отравлений, для предприятий общественного питания и организованных коллектив.

Бактерии в изобилии встречаются на поверхности кожи и слизистых. Внутренние жидкости и органы тела в норме практически стерильны – за исключением пищеварительного тракта. Здесь, прежде всего в толстом кишечнике, обитает процветающее сообщество микроорганизмов, на которое приходится до 3% всей массы тела.

Анна Попенко, кандидат биологических наук, руководитель отдела исследований микробиоты биомедицинского холдинга Atlas Biomed:

Тело среднего человека весит около 70 кг и содержит 70–80 трлн клеток, но все это не совсем человек. Примерно половину от общего числа клеток составляют наши микроскопические спутники: простейшие, грибы и бактерии, населяющие организм. Ученые находят внутри людей более тысячи видов прокариот, и в пересчете на гены они намного превосходят самого человека. В наших клетках насчитывается около 22 тыс. кодирующих последовательностей, а у всех этих микробов – порядка 8 млн.

Средний человек носит в себе 1,5–2,5 кг кишечной микрофлоры, во влиянии которой на его жизнь и здоровье ученые только начинают разбираться. Однако уже ясно, что бактерии не бесполезные нахлебники. Эта микробиота синтезирует ценные вещества, защищает от инфекций, влияет на развитие многих болезней. Даже если вы страдаете избыточным весом, возможно, винить в этом стоит не собственную любовь к сладкому, а именно микробов.

Откуда берутся бактерии?

Считается, что эмбрион стерилен и проглатывает своих первых микробов в процессе появления на свет – при прохождении через родовые пути матери или с ее кожи в случае кесарева сечения. Дальнейшее заселение осуществляется при грудном вскармливании. А в два-три года, когда ребенок окончательно переходит на твердую пищу, его микрофлора уже становится похожей на полноценную взрослую.

Бактерии и грибы населяют весь пищеварительный тракт, но большая их часть находится в толстом кишечнике – именно их обычно имеют в виду, говоря о кишечной микрофлоре. Getty Images

В кишечнике селятся и простейшие, и грибы, но на них приходится не более 1–2% здоровой микробиоты. В основном речь идет о безъядерных клетках бактерий – например, представителях родов Bacteroides, Enterococcus и кишечной палочке (Escherichia coli), которые встречаются у всех без исключения здоровых людей. Вообще здесь находят десятки видов, которые для удобства разделяют на три группы в соответствии с их ролями в экосистеме организма: симбионты, патогены и оппортунисты.

До 5% бактериального населения кишечника составляют оппортунисты faecalibacterium prausnitzii. Побочные продукты их жизнедеятельности – короткоцепочечные жирные кислоты, в том числе масляная (бутират), – стимулируют работу Т-супрессоров, регуляторных клеток иммунной системы. Так, само присутствие микробов в слизистой сдерживает развитие воспалительных процессов в организме.

Зачем они нужны?

Вопреки распространенному мнению, в пищеварении микробиота напрямую не участвует, хотя ее нехватка может спровоцировать неприятную симптоматику и в целом повлиять на здоровье. В основном переработка пищи заканчивается в тонком кишечнике, а дальше, в толстой кишке, где обитает практически вся масса бактерий, происходит лишь обратное всасывание воды. Местным микробам достается клетчатка – сложные растительные углеводы, с которыми человеческий организм самостоятельно не справляется. Питаясь этими остатками, симбионты продуцируют полезные вещества, в частности масляную кислоту, которая служит основным источником энергии для клеток-энтероцитов, производящих слизь.

Местные бактерии выделяют и некоторые витамины, в том числе группы В, хотя до сих пор неясно, попадают ли они в кровь: считается, что всасывание витаминов происходит выше по желудочно-кишечному тракту, в тонкой кишке. Кроме того, лактобактерии синтезируют серотонин и гамма-аминомасляную кислоту, которые являются важными нейромедиаторами и теоретически могут влиять на настроение и поведение. Но, опять же, науке неизвестно, способны ли эти соединения из кишечника проникать в кровь и преодолевать гематоэнцефалический барьер, чтобы добраться до мозга. Зато совершенно ясно, что микрофлора воздействует на иммунитет, причем уже самим фактом своего существования. Молочнокислые бактерии вызывают закисление среды кишечника, делая ее неблагоприятной для развития болезнетворных микробов.

В норме faecalibacterium prausnitzii, как и многие другие микроорганизмы, колонизируют слизистую оболочку. При нехватке разнообразных растительных волокон они могут переходить на питание сахарами самой слизистой, вызывая ее истощение.

Подобный процесс изнуряет иммунную систему и ослабляет весь организм. Вялотекущее воспаление может нарушать перистальтику кишечника, вызывать расстройства пищеварения и даже приводить к депрессии.

Микрофлора сильно влияет на иммунитет, причем уже самим фактом своего существования.

Неужели они влияют на мозг?

Воздействие микрофлоры на другие системы и органы, а тем более на поведение, остается спорным. В некоторых случаях она действительно способна улучшить или, наоборот, ухудшить состояние больного, но почему это происходит, пока неизвестно.

В самом деле, показано, что у модельных лабораторных мышей, проявляющих признаки классического аутизма, недостает обычных для них Bacteroides fragilis. Но если подкормить животных препаратом, содержащим эти микробы, симптомы понемногу исчезают. Однако выводы о роли бактерий в развитии расстройств аутистического спектра делать рано: исследования на людях показывают, что нарушения микрофлоры скорее следствие, чем причина аутизма и могут быть связаны с крайней избирательностью таких людей в пище.

Тем не менее, состояние и работа кишечника способны непосредственно воздействовать на мозг посредством блуждающего нерва, который соединяет его с центральной нервной системой. Через этот канал мозг контролирует работу пищеварения, однако связь здесь двусторонняя, сигналы движутся не только сверху вниз, но и снизу вверх. Недаром опыты на тех же мышах показали: если скармливать им лошадиные дозы антибиотиков, убивая нормальную микрофлору, то у грызунов нарушается синтез нейротрофического фактора мозга, что приводит к снижению естественного уровня тревожности. Пересадка микроорганизмов от таких мышей другим линиям меняет и их поведение.

Ученые пытаются превратить образцы здоровой донорской микрофлоры в сухой лиофилизированный порошок, который можно вносить в организм в виде удобных капсул. Getty Images

Активные исследования микрофлоры начались совсем недавно, во второй половине 2010-х годов. Это связано прежде всего с дешевизной и доступностью технологий массового секвенирования ДНК.

Раньше, чтобы установить вид бактерии, ее требовалось вырастить в лаборатории и идентифицировать по виду клеток и колоний. Это долго, дорого, а главное, не слишком подходит для анаэробных бактерий, которые плохо переносят кислород, а именно они составляют львиную долю кишечной микрофлоры.

Сегодня ученые и медики могут взять образец фекалий (каловые массы состоят из кишечных бактерий почти на две трети), выделить фрагменты ДНК и по ним оценить всю широту и разнообразие микробов кишечника. Полное метагеномное секвенирование расшифровывает всю ДНК в образце, позволяя определить бактерии и грибы, заметить потенциально устойчивые к антибиотикам штаммы и т.д.

Более простой и доступный вариант – проанализировать только гены, кодирующие рибосомную 16S РНК. Такие молекулы имеются исключительно у бактерий и служат важным маркером для определения их вида.

Воздействовать на бактериальное население кишечника можно тремя способами. Первый – это антибиотики, мощное оружие, способное выкашивать целые популяции бактерий без разбора. Такая терапия приводит к резкому изменению микрофлоры, которая потом требует долгого восстановления, причем без гарантии, что все вернется в норму. Другой, более мягкий вариант – питание. Главная пища кишечных бактерий – клетчатка, причем разные микробы утилизируют разные ее виды. По результатам тестов специалисты могут рекомендовать продукты, которые содержат те или иные волокна и будут способствовать закреплению нужных микробов. Наконец, активно развивается третий способ коррекции микрофлоры – фекальная трансплантация, позволяющая переносить все разнообразие бактерий от здорового донора больному. Биомассу выделяют, очищают и вводят перорально, через гастроэнтеральную трубку или с помощью клизмы.

– Но чтобы точно знать, какие продукты необходимы конкретному человеку, надо сдавать тест микробиоты. И делать его надо в каком-то хорошем центре с мировой известностью, в котором работают врачи, которые могут все это интерпретировать. Мало же получить результат, нужно еще пояснение. В Воронеже у нас с этим проблемно.

Кроме того, анализ дорогостоящий (около 15 тыс. рублей) и делается несколько недель.

Но не стоит сдаваться. Разнообразный и полезный рацион в любом случае пойдет на пользу вам и вашим бактериям.

Читайте также: