Фирмикуты: что это за бактерии и зачем они нужны?

Примерно 1—3% массы тела человека занимают микроорганизмы — бактерии, грибы, простейшие. Их совокупность называется микробиотой.

В состав микробиоты входят представители разных родов и видов, каждый из которых выполняет свои функции. В этой статье поговорим о бактериях фирмикутах и о том, зачем они человеку.

Содержание

• Кто такие фирмикуты
• Роль фирмикутов и связь с ожирением и диабетом
• Фирмикуты в организме: короткоцепочечные жирные кислоты
• Как «накормить» фирмикутов

Кто такие фирмикуты?

Фирмикуты — это тип бактерий, к которому относится более 200 различных родов. Среди них встречаются опасные микроорганизмы, например, золотистый стафилококк, столбнячная палочка или известная многим бактерия Clostridium difficile, которая может вызывать расстройство кишечника после курса антибиотиков. Но есть и те, которые не вредят человеку — представители нормальной здоровой микробиоты.

«Полезные» представители фирмикутов:

● Faecalibacterium (фекалобактерии),
● Ruminococcus (руминококки),
● Eubacterium (эубактерии),
● Blautia (блаутия),
● Roseburia (розебурия),
● Coprococcus (копрококки),
● Lactobacillus (лактобациллы).

Кроме того, к фирмикутам относят важные промышленные микроорганизмы, то есть такие, которые используются для производства продуктов или лекарств.

Так, молочнокислые бактерии Paenibacillus polymyxa вырабатывают антибиотики, например, полимиксины, а также используются в сельском хозяйстве.

Представители рода Clostridium осуществляют ацетоно-бутиловое брожение, то есть процесс разложения углеводов на составляющие части, включающие ацетон, бутиловый спирт, а также ряд кислот и газов. Эта химическая реакция используется для получения ацетона и производства широкого спектра других веществ: от растворителей, лаков и красок до лекарственных препаратов. В последнее время эти микроорганизмы рассматриваются учеными как потенциальный способ получения бутанола для производства экологически чистого биотоплива.

Роль фирмикутов и связь с ожирением и диабетом

Фирмикуты — это один из двух доминирующих типов бактерий в нашем кишечнике. Второй — Bacteroidetes.

Представители разных родов фирмикутов выполняют самые разнообразные функции.

Lactobacillus

Лактобациллы (Lactobacillus) подавляют рост патогенных микроорганизмов, усиливают защитную функцию стенок кишечника и синтезируют гамма-аминомасляную кислоту, которая отвечает за внимание, эмоциональный и двигательный контроль.

Roseburia

Род Roseburia расщепляет растительные полисахариды — маннаны, которые содержатся в орехах, бобовых, кокосах, томатах, кофейных зернах, а также широко используются в пищевой промышленности.

Кроме того, Roseburia участвуют в работе иммунитета, контролируют воспалительные процессы в кишечнике и защищают организм от развития атеросклероза.

Ruminococcus

Бактерии Ruminococcus активно участвуют в пищеварении, перерабатывая устойчивый крахмал. В отличие от обычного, он не переваривается в желудке и доходит до кишечника целым. Такой крахмал встречается, например, в зерновых и бобовых культурах, незрелых бананах, сырой кукурузе, картошке и рисе. Кроме того, бактерии помогают перерабатывать клетчатку.

Ожирение и диабет

Ученые полагают, что фирмикуты связаны с такими заболеваниями как ожирение и диабет. Так, одно из исследований показало: в микробиоте пациентов с ожирением было больше фирмикутов, а в кишечнике здоровых участников наблюдалось большее количество бактерий типа Bacteroidetes.

В ходе эксперимента испытуемые соблюдали разные типы диет и сбрасывали вес. Авторы работы зафиксировали: вне зависимости от типа питания, уменьшение количества жировой ткани вело к снижению количества фирмикутов и повышению численности Bacteroidetes. Эта закономерность была подтверждена и другими работами.

При этом специалисты не могут назвать избыток фирмикутов причиной ожирения — взаимосвязи между количеством этих бактерий и объемом жировой ткани более сложны.

Доказано, что поддержанию высоких уровней фирмикутов в кишечнике способствует здоровая средиземноморская диета, а вот питание с избытком мясных продуктов и углеводов, наоборот, поощряет развитие Bacteroidetes.

Фирмикуты в организме: короткоцепочечные жирные кислоты

Еще одна важная функция фирмикутов — выработка масляной кислоты, или бутирата. Ее главные производители — бактерии Faecalibacterium, а также Eubacterium и Coprococcus.

Бутират — это короткоцепочечная жирная кислота, функции и потенциал применения которой активно исследуются учеными. Специалисты выяснили:

● Бутират служит питательными веществом для выстилающих стенки кишечника клеток. Благодаря масляной кислоте эти клетки — колоноциты — могут выполнять защитные функции, предотвращать развитие диареи, а также снижать вероятность развития ряда раковых заболеваний.

● Ряд исследований показывает, что масляная кислота может применяться для лечения синдрома раздраженного кишечника и болезни Крона.

● Эксперименты показывают, что увеличение потребления богатых клетчаткой продуктов не только стимулирует выработку масляной кислоты, но и повышает чувствительность к инсулину и снижает риск развития диабета.

Однако на данный момент нет доказательств, что прием собственно масляной кислоты дает тот же эффект.

Еще одна короткоцепочечная жирная кислота, которую вырабатывают фирмикуты — бактерии Blautia, называется ацетат. Она необходима для нормального функционирования головного мозга, так как питает клетки глий, которые находятся вокруг нейронов головного мозга и передают информацию между ними.

Как «накормить» фирмикутов

Исследования показывают, что средиземноморская диета способствует поддержанию высоких уровней фирмикутов в кишечнике. А вот так называемый западный тип питания, при котором человек ест много мясных продуктов и углеводов, наоборот, негативно влияет на количество этих бактерий.

Основа средиземноморской диеты — много овощей, фруктов, цельнозерновых продуктов и рыбы.

Чтобы поддержать благоприятные условия для жизнедеятельности фирмикутов, следует есть больше богатых клетчаткой овощей и фруктов.

Особенно богаты клетчаткой фасоль, груши, яблоки, клубника, авокадо, бананы, морковь, брокколи, брюссельская капуста.

В целом лучше придерживаться средиземноморской диеты, тем более, что она полезна не только для фирмикутов, но и снижает риск развития сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний, уменьшает воспалительные процессы в организме.

Статьи о полезных кишечных бактериях в блоге Атласа:

• Какие бактерии живут в кишечниках россиян
• Бактерии Akkermansia
• Как бактерии кишечника защищают организм