Сигнальные системы некоторых представителей кишечной микрофлоры

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ        3

1 Структура и видовой состав кишечной микробиоты человека        5

1.1 Микробный социум кишечника        5

1.2 Биопленки        9

2 Quorum sensing        11

2.1 Аутоиндукторы первого типа        12

2.2 Пептидные аутоиндукторы        13

2. 3 Аутоиндукторы второго типа        14

3 Сигнальные системы некоторых представителей кишечной микрофлоры        14

3.1 Лактобактерии        15

3.2 Бифидобактерии        18

3.3 Кишечная палочка        19

3.4 Энтерококки        23

3.5 Бактероиды        25

ЗАКЛЮЧЕНИЕ        27

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ        30

Введение

Один из интереснейших для изучения биоценозов – микробиота желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), эта сложная экосистема содержит огромное разнообразие видов – до 70 тыс. Самым густонаселенным местом является толстый кишечник, там бактерии содержатся в количестве 1013 КОЕ на 1 мл (Stark, 1982), он считается основным местом метаболического потенциала (Ардатская, 2015). Бактерии, обитающие в нашем организме, выполняют множество важнейших функций таких как расщепление сложных углеводов, участие в обмене белков и детоксикация ядовитых веществ, синтез витаминов, стимуляция иммунной системы и обеспечение колонизационной резистентности кишечного эпителия, без микробиома невозможно представить нормальное функционирование макроорганизма, а нарушения  баланса микрофлоры толстого кишечника – изменения количественного и качественного состава микробов – играют значительную роль в развитии патологических состояний ЖКТ и других систем органов (Блат, 2011).

Участники микробного сообщества, обитающие в кишечнике, существуют в условиях пространственно-ограниченной, закрытой и стабильной системы и вынуждены находиться в плотном контакте друг с другом и с макроорганизмом, действуя как единое целое, что предполагает наличие систем межклеточной коммуникации и регуляции (Антонян, 2018).

Один из факторов регуляции этой системы – продукты метаболизма бактерий, они способны подавлять рост одних и стимулировать рост других участников биоценоза. Раннее считалось, что действие экзометаболитов на бактерий неспецифично, исследования 70-х и 80-х годов показывали, что функцию ингибиторов роста выполняют такие метаболиты как спирты и кислоты, меняя свойства среды, закисляя ее или нарушая мембранный потенциал. Однако в настоящее время помимо неспецифичных регуляторов жизнедеятельности микроорганизмов исследуются так же специфичные – сигнальные молекулы, отвечающие за коммуникацию внутри бактериальных сообществ, в отличии от неспецифического действия метаболитов связь между продуцентом и акцептором тесная и определенная, так как формировалась эволюционно (Вахитов, 2007).

Механизмы сигналинга преимущественно связывают с понятием quorum sensing или чувством кворума (QS) – способностью бактерий ощущать плотность популяции и реагировать на нее (Miller, 2001). Такие системы описаны в основном для патогенных микроорганизмов, в связи с потенциальным использованием механизмов ингибирования QS систем, отвечающих за синтез факторов вирулентности как альтернатива антибиотикам (Хмель, 2008).

Однако, в последнее время становится актуальным изучение сигнальных систем симбиотической микрофлоры, важных для решения задач в областях биотехнологии, медицины и сельского хозяйства (Вахитов, 2007).

Цель работы – на основе литературных данных изучить механизмы сигнализации кишечной микрофлоры человека

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить структуру и видовой состав кишечной микробиоты
2. Изучить существующие типы сигнальных молекул микроорганизмов
3. Исследовать сигнальные системы отдельных представителей кишечной микрофлоры человека

1 Структура и видовой состав кишечной микробиоты человека

1.1 Микробный социум кишечника

Состав обитателей нашего организма не предопределен на генетическом уровне, он приобретается в течение жизни, но все же имеет некую часть предопределенности, т. к. сложен эволюционно, и у всех людей состав микрофлоры имеет общие черты. Допустим, у здорового человека более 95 % микрофлоры кала составляют анаэробы: лактобациллы, бифидобактерии и бактероиды. Аэробная микрофлора представлена (по частоте выделения и количества) кишечной палочкой и энтерококками, реже в незначительном количестве обнаруживают стафилококки, стрептококки, клебсиеллы, протей, клостридии, дрожжеподобные грибы (Moore, 1974). Однако, у каждого человека набор видов и штаммов микроорганизмов является индивидуальным и колеблется в течение жизни.