Physiological value of intestinal microflora

The aim of review. To discuss basic functions of microorganisms colonizing human gastro-intestinal tract (GIT), methods of diagnostics of their qualitative and quantitative composition, state at which imbalance of intestinal microflora is possible and treatment options.

Original positions. The human body is inhabited by approximately 500 species of microorganisms. Microflora of gastro-intestinal tract is most representative both by qualitative and quantitative composition. The density of bacteria steadily grows from quite mobile small intestine to less mobile large intestine. Microbiocenoses are characterized by complex hierarchical structure, various interspecies attitudes and carry out set of functions beyond GIT, i.e. immunomodulating, synthetic, absorptive, detoxifying, anticancerogenic, alimentiry, motor and protective. Now there are essentially two various approaches for assessment of intestinal microflora – direct and indirect. Direct methods are based on revealing of living culture. They include culture of smallintestinal aspirate or biopsy specimen. Indirect methods, like various breath tests are based on revealing of bacteria metabolism products in the exhaled air. In the last years in clinical practice chemical methods, in particular gas chromatography (GC) in combination to mass spectrometry (GC-MS) are actively developed, the method of fluorescent DNA hybridization in situ (FISH) is applied, polymerase chain reaction (PCR-diagnostics) became quite widespread method of microorganisms assessment. The range of diseases accompanying by imbalance of intestinal microflora, is outlined quite presumably. Probiotics can be applied for treatment of disordered intestinal microflora, defoamers — as symptomatic treatment. However the theoretical base explaining action of these agents, remains poor, that requires the further studies in this area.

Conclusion. Intestinal microflora is integral part of each individual. Further studying of its functions, the states interfering qualitative and quantitative composition of microorganisms, colonizing human gastrointestinal tract, as well as the mechanism of action of probiotics and drugs of symptomatic action (defoamers) is necessary.

1. Ардатская М.Д., Минушкин О.Н. Современные принципы диагностики и фармакологической коррекции // Гастроэнтерология, приложение к журналу Consilium Medicum. – 2006. – Т. 8, № 2.

2. Арутюнов Г.П., Кафарская Л.И., Власенко В.К. и др. Биоценоз кишечника и сердечно–сосудистый континуум // Сердечная недостаточность. – 2004. – Т. 5, № 5. – С. 224–229.

3. Бельмер С.В., Гасилина Т.В. Кишечная микрофлора и антибактериальная терапия. // Consilium Medicum // Педиатрия. – 2005. – № 1. – С. 14–16.

4. Бельмер С.В., Малкоч А.В. Кишечная микрофлора и значение пребиотиков для ее функционирования // Лечащий врач. – 2006. – № 4. – С. 60–65.

5. Бондаренко В.М. Молекулярно-клеточные механизмы терапевтического действия пробиотических препаратов // Фарматека. – 2010. – № 2. – С. 26–32.

6. Воробьев А.А. Микробиология и иммунология. – М.: Медицина, 1999.

7. Всемирная Гастроэнтерологическая Ассоциация: Практические рекомендации. Пробиотики и пребиотики. – Май 2008 г.

8. Ивашкин В.Т., Драпкина О.М. Клиническое значение оксида азота и белков теплового шока. – М.: ГЭОТАРМедиа, 2011.

9. Карамов Э.В., Гарманова А.В. Мукозный иммунитет и его особенности // Иммунология. – 2008. – № 6. – С. 377–384.

10. Каширская Н.Ю. Значение пробиотиков и пребиотиков в регуляции кишечной микрофлоры // Рус. мед. журн. – 2000. – № 13–14.

11. Копанев Ю.А. Взаимосвязь функции местного иммунитета и микробиоценоза кишечника, возможности иммунокоррекции дисбактериоза // Лечащий врач. – 2009. – № 9. – С. 66–69.

12. Кучерявый Ю.А., Оганесян Т.С. Синдром избыточного бактериального роста // Рос. журн. гастроэнтерол. гепатол. колопроктол. – 2010. – Т. 20, № 5. – С. 63–68.

13. Маев И.В., Самсонов А.А. Терапевтическая тактика при синдроме избыточного бактериального роста в тонкой кишке // Consilium Medicum. – 2007. – № 7. – С. 44–50.

14. Маевская М.В. Возможности применения пробиотиков в гастроэнтерологии. // Рос. журн. гастроэнтерол. гепатол. колопроктол. – 2009. – Т. 19, № 6. – С.65–72.

15. Малкоч А.В., Бельмер С.В., Ардатская М.Д. и др. Показатели короткоцепочечных жирных кислот у детей с кишечным дисбиозом на фоне терапии лактулозой // Вопросы детской диетологии. – 2007. – Т. 5, № 1. – С. 72–73.

16. Николаева Т.Н., Зорина В.В., Бондаренко В.М. Иммуностимулирующая и антиканцерогенная активность нормальной лактофлоры кишечника // Эксперим. клин. гастроэнтерол. – 2004. – № 4. – С. 39–43.

17. Осипов Г.А., Парфенов А.И., Богомолов П.О. Сравнительное хромато-масс-спектрометрическое исследование состава химических маркеров микроорганизмов в крови и биоптатах слизистой оболочки кишечника // Рос. гастроэнтерол. журн. – 2001. – № 1. – С. 54–69.

18. Покровский В.И. Медицинская микробиология. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007.

19. Седов А. Медицинская микробиология: конспект лекций для ВУЗов. – М.: ПРИОР, 2007.

20. Тропская Н.С. Механизмы послеоперационных нарушений моторно-эвакуаторной функции желудка и тонкой кишки и их фармакологическая коррекция: Автореф. дис. ... д-ра биол. наук.

21. Тропская Н.С., Попова Т.С., Соловьева Г.И. Нарушения моторно-эвакуаторной функции желудочнокишечного тракта в раннем послеоперационном периоде // Рос. журн. гастроэнтерол. гепатол. колопроктол. – 2005. – Т. 15, № 5. – Прил. 26. – С. 37.

22. Урсова Н.И. Базовые функции кишечной микрофлоры и формирование микробиоценоза у детей // Практика педиатра. – 2006. – № 3. – С. 54–56.

23. Шульпекова Ю.О. Применение пробиотиков в клинической практике // Рус. мед. журн. – 2003. – Т. 5, № 1. – С. 28–32.

24. Beutheu-Youmba S., Belmonte L.E. et al. The expression of the tight junction proteins, claudin-1, occludin and ZO-1 is redused in the colonic mucosa of patients with irritable bowel syndrome // Gut. – 2010. – Vol. 59 (suppl. 2). – P. 52.

25. Binder H.J., Sandle G.I. Electrolyte transport in the mammalian colon // Physiology of the gastrointestinal tract / Ed. Johnson L.R. – 3ed ed. – N.-Y.: Raven Press, 1994. – P. 2133–2171.

26. Camilleri M. Probiotics and irritable bowel syndrome: rationale, putative mechanisms, and evidence of clinical efficacy // J. Clin. Gastroenterol. – 2006. – Vol. 40, N 3. – P. 264–269.

27. Chen C.C. et al. Probiotics have clinical, microbiologic, and immunologic efficacy in acute infectious diarrhea // Pediatr. Infect. Dis. J. – 2010. – Vol. 29, N 2. – P. 135–138.

28. Cherbut C. et al. Short-chain fatty acids modify colonic motility through nerves and polypeptide YY release in the rat // Am. J. Physiol. Gastrointest. Liver Physiol. – 1998. – Vol. 275, N 6. – P. 1415–1422.

29. Drouault S. et al. Survival, physiology and lysis of Lactis in the digestive tract // Appl. Environ. Microbiol. – 1999. – Vol. 65. – P. 4881–4886.

30. Fukumoto S. et al. Short-chain fatty acids stimulate colonic transit via intraluminal 5-HT release in rats // Am. J. Physiol. Regul. Integr. Comp. Physiol. – 2003. – Vol. 284, N 5. – P. 1269–1276.

31. Furuse M., Sasaki H., Fujimoto K., Tsukita S. A single gene product, claudin-1 or -2, reconstitutes tight junction strands and recruits occludin in fibroblasts // J. Cell Biol. 1998. – Vol. 143. – P. 391–401.

32. Gabrielli M., Lauritano E.C., Scarpellini E. et.al. Bacillus clausii as a treatment of small intestinal bacterial overgrowth // Am. J. Gastroenterol. – 2009. – Vol. 104, N 5. – P. 1327–1328.

33. Gordon D.M., O’Brien C.L. // Microbiology. – 2006. – Vol. 152. – P. 3239–3244.

34. Guarner F., Malagelada J.R. Gut microflora in health and disease // Lancet. – 2003. – Vol. 360. – P. 512–519.

35. Hall B., Chesters J., Robinson A. Infantile colic: A systematic review of medical and conventional therapies // J. Paediatr. Child. Health. – 2011. – Vol. 10, N 11. – P. 1440–1754.

36. Holtmann J. et al. A randomized placebo-controlled trial of Simethicone and cisapride for the treatment of patients with functional dyspepsia // Aliment. Pharmacol. Ther. – 2002. – Vol. 16. – P. 1641–1648.

37. Isola L., Greco A., Savarino E. et al. Intestinal permeability in patients with irritable bowel syndrome (IBS), Crohn disease (CD) and controls: a stady using lactulose/mannitose test in a tretiary italian center // Gut. – 2009. – Vol. 58 (suppl 2). – P. 455.

38. Rambaud J.-C. et al. Gut Microflora. Digestive physiology and pathology. – Paris: John Libbey Eurotext, 2006.

39. Jenkins D.J.A., Kendall C.W.C., Vuksan V. Inulin, oligofructose and intestinal function // J. Nutr. – 1999. – Vol. 129. – P. 1431–1433.

40. Jouet P. et al. Colonic motility in humans. Recent physiological, pathophysiological and pharmacological data // Gastroenterol. Clin. Biol. – 2000. – Vol. 24. – P. 284–298.

41. Kelly D., Conway S., Aminov R. Commensal gut bacteria: mechanism of immune modulation // Trends Immunol. – 2005. – Vol. 26. – P. 326–333.

42. Meier R., Steuerwald M. Review of the therapeutis use of Simethicone in gastroenterology // GanzheitsMedizin. – 2007. – Vol. 19, N 7/8. – P. 380–387.

43. Moreau M.C., Gaboriau-Routhiau V. Influence of resident intestinal microflora on the development and functions of the Gut-assotiated lymphoid tissue // Microb. Ecol. Health Dis. – 2001. – Vol. 13. – P. 65–86.

44. Pryde S.E., Ducan S.H. et al. The microbiology of butyrate formation in the human colon // FEMS Microbiol. Lett. – 2002. – Vol. 217. – P. 133–139.

45. Simon G.L., Gorbach S.L. The human intestinal microflora // Dig. Dis. Sci. – 1986. – Vol. 31 (suppl. 9). – P. 147–162.

46. Swidsinski A. et al. Структура микробиоценоза кала у больных с хронической идиопатической диареей и у здоровых лиц // Клин. гастроэнтерол. гепатол. Русское издание. – 2009. – Т. 2, № 4. – С. 302–313.

47. Tsukita S., Furuse M., Itoh M. Multifunctional strands in tight junctions // Nature Rev. Mol. Cell Biol. – 2001. – Vol. 2. – P. 285–293.

48. Wu L., Cao Y., Liao C. et al. Systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials of Simethicone for gastrointestinal endoscopic visibility // Scand. J. Gastroenterol. – 2011. – Vol. 46, N 2. – P. 227–235.

49. Yun C.H. et al. Mammalian Na+/H+ exchanger gene family: structure and function studies // Am. J. Physiol. – 1995. – Vol. 269. – P. 1–11.