Кишечные бактерии, образование газов - с точки зрения физиологии человека

Оглавление статьи:
  1. Бактериальное заселение толстого кишечника
  2. Объем газа
  3. Состав кишечных газов
  4. Происхождение газов
  5. Резюме
  6. Список использованной литературы

P.S. Толстый кишечник населен в основном анаэробными бактериями, которые расщепляют непереваренные волокна и вырабатывают витамин К, метан и водород; газы в желудочно-кишечном тракте, как правило, образуются в объеме 30-200 мл.

а) Бактериальное заселение толстого кишечника. В то время как желудок и верхний отдел тонкого кишечника слабо заселены микроорганизмами, количество бактерий в толстом кишечнике увеличивается. Число бактерий на 1 мл содержимого кишечника скачкообразно повышается от 105-106 в подвздошной кишке на границе с баугиниевой заслонкой до 1011-1012 в толстом кишечнике.

Большинство кишечных бактерий, образующих микробную экосистему (микрофлору кишечника), относятся к обязательным анаэробным бактериям, в первую очередь бактероидам (отрицательным не образующим споры палочкам). Аэробные поселения, представленные кишечной палочкой, энтерококками и лактобактериями, составляют лишь 1% кишечных бактерий.

В кишечнике обитает примерно 400 видов бактерий, основная сухая каловая масса образуется бактериями на 30-50%, доходя порой до 75%.

Анаэробные бактерии частично расщепляют непереваренные растительные волокна (например, целлюлозу), образуя короткоцепочечные монокарбоновые кислоты (например, уксусную, пропионовую и масляную кислоты). Они абсорбируются слизистой оболочкой кишечника и перерабатываются с затратой энергии, покрывая при этом примерно 70% локальной потребности в ней.

В результате абсорбции монокарбоновых кислот рН-показатель, немного пониженный в слепой кишке, повышается, вызывая нейтральную реакцию содержимого прямой кишки. Если отдел толстого кишечника удаляется при операции и для выведения кала внедряют искусственный канал, достаточного питания слизистой оболочки кишечника больше не достигается и могут возникать диверсионные колиты.

Из растительных волокон образуются СН4 и Н2. Бактерии вырабатывают аммиак, токсические меркаптаны и фенолы, а также витамин К2 и биотин, которые абсорбируются энтероцитами. Аммиак или ионы аммония обычно усваиваются печенью и обезвреживаются, превращаясь в мочевину. При тяжелых нарушениях функций печени концентрация аммиака в крови может повышаться настолько сильно, что возникают нарушения центральной нервной системы. Витамин К2 необходим при биосинтезе определенных факторов свертывания крови.

Кишечные бактерии, образование газов
Функции нормальной микрофлоры кишечника

б) Объем газа. Объем газа, выделяющийся прямой кишкой, в среднем составляет 700 мл в день со значительными индивидуальным колебаниями между 0,2 и 2,0 л в день. Количество газа может значительно увеличиваться при употреблении целлюлозосодержащей пищи, которая расщепляется бактериями в толстом кишечнике. Блюда, содержащие бобовые культуры или капусту, в 10 раз увеличивают количество выделяемых газов в день. Объем газа, содержащийся в кишечнике, обычно составляет 30-200 мл.

Увеличенное количество газа вследствие повышенного образования или ослабленной реабсорбции, а также сокращенного выделения при вздутии живота («кишечные газы») называется метеоризмом (вспучиванием).

в) Состав кишечных газов. Состав интестинальной газовой смеси на 99% определяется следующими газами: N2, O2, СО2, Н2 и СН4, из которых N2, Н2 и СО2 составляют большую часть. Эти газы не имеют запаха. Неприятный запах при метеоризме возникает из-за остатков бактериальных продуктов распада белков (например, соединения серы, H2S или метилсульфид).

г) Происхождение газов. Интестинальные газы в основном можно разделить на три источника: проглоченный воздух, интралюминальное образование при расщеплении компонентов пищи ферментами и диффузия из крови.

Наполненный газом «желудочный пузырь» образуется вследствие проглоченного воздуха. С каждым кусочком пищи или глотком в желудок попадает индивидуально различное количество воздуха, в среднем 2-3 мл. Большая часть воздуха снова выходит из него при отрыжке.

СО2, Н2 и СН4 образуются в просвете кишечника. СО2 возникает в результате реакции HCO3- с Н+, из соляной кислоты желудочного сока, а также из жирных кислот и аминокислот. Реакция происходит в процессе секреции поджелудочной железы, кишечника и печени. При этом образуется большое количество СО2, которое в основном снова реабсорбируется в тонкий кишечник.

СО2 в газах образуется при бактериальном расщеплении непереваренных углеводов (например, целлюлозы) в толстом кишечнике. В результате Н2 и СН4 высвобождаются из неабсорбируемых углеводов в процессе бактериального брожения в кишечнике.

Еще одним источником газов в люмене кишечника является диффузия из плазмы крови. Направление диффузии определяется соответствующим парциальным давлением газа в плазме и просвете кишечника. Объем N2, попавший в результате диффузии в кишечник, может составлять примерно 100 мл/ч. Объемы О2 и СО2 в плазме очень незначительны в связи с низким парциальным давлением этих газов.

P.S. Н2 и СН4 вместе с О2 образуют взрывную смесь. Описаны интралюминальные взрывы, в том числе с летальным исходом, наступавшие во время колоскопического удаления полипов с помощью высокочастотной диатермии у пациентов, очищение кишечника которых было неполноценным или осуществлялось растворами маннита, который расщепляется бактериями.

д) Резюме:

1. Интестинальная защита. Слизистая оболочка кишечника образует особый барьер, защищающий от чужеродных веществ и микроорганизмов. Эта специфическая защита прежде всего осуществляется слизистой защитной пленкой. Кроме того, микроорганизмы уничтожаются соляной кислотой желудка и кишечными ферментами. Однако желудочно-кишечный тракт имеет и собственную иммунную систему (GALT), которая содержит примерно половину лимфатических клеток организма. Она состоит из лимфатических фолликул в слизистой оболочке и диффузно разделенных между энтероцитами лимфоцитов.

Антигены уже на поверхности слизистой оболочки соединяются с иммуноглобулином А и нейтрализуются. Цитотоксические Т-лимфоциты и естественные киллеры уничтожают бактерии и вирусы, высвобождая цитотоксические вещества.

2. Кишечные бактерии. Анаэробные бактерии толстого кишечника расщепляют непереваренные и неперевариваемые пищевые компоненты и вырабатывают витамин К2, биотин, метан, Н2, аммиак, нейротоксические меркаптаны и фенолы, а также короткоцепочечные органические кислоты.

3. Образование газа. Кишечные газы (30-200 мл) имеют различное происхождение: N2 и O2 проникают в люмен кишечника с проглоченным воздухом и в результате диффузии из плазмы крови, Н2 и СН4 выделяются в результате процесса бактериального брожения. СО2 в больших количествах образуется при реакции HCO3- с Н+, из соляной кислоты, жирных кислот и аминокислот в люмене кишечника.

Запах газов связан с серными соединениями, образующимися при расщеплении белка бактериями.

Видео физиология пищеварения - профессор, д.м.н. П.Е. Умрюхин

- Вернуться в раздел "Физиологии человека"

Редактор: Искандер Милевски. Дата публикации: 24.6.2026