Małopolski Konkurs Biologiczny - odżywianie, trawienie i mikrobiom jelitowy

1.Trawienie wewnątrzkomórkowe i zewnątrzkomórkowe

Trawienie to rozkład dużych cząsteczek pokarmu (białek, cukrów złożonych, tłuszczów) przez enzymy na małe cząsteczki, które mogą przenikać do komórek. Trawienie wewnątrzkomórkowe odbywa się we wnętrzu komórki: pochłania ona drobinę pokarmu i trawi ją enzymami w wodniczce pokarmowej. Tak odżywiają się gąbki, częściowo też parzydełkowce i wypławki. Trawienie zewnątrzkomórkowe zachodzi poza komórkami: w świetle przewodu pokarmowego albo w jamie chłonąco-trawiącej (parzydełkowce), dokąd wydzielane są enzymy. Występuje u większości zwierząt, także u człowieka, i pozwala zjadać duże kęsy.

2.Adaptacje układów pokarmowych zwierząt do rodzaju pokarmu: roślinożercy i mięsożercy

Roślinożercy jedzą pokarm trudny do strawienia, bogaty w celulozę - mają więc szerokie zęby trzonowe i długie jelita. Celulozę rozkładają za nich mikroorganizmy (bakterie i pierwotniaki). U przeżuwaczy (krowa, owca) żyją one w żołądku wielokomorowym - żwacz, czepiec, księgi, trawieniec; pokarm ze żwacza wraca do pyska i jest przeżuwany ponownie. U konia i królika mikroorganizmy żyją w dużym jelicie ślepym. Mięsożercy, np. wilk i kot, mają ostre kły i łamacze, żołądek jednokomorowy i krótsze jelita, bo mięso trawi się łatwiej.

3.Składniki pokarmowe: podział i funkcje

Składniki pokarmowe to substancje z pożywienia, które organizm wykorzystuje. Organiczne: białka, węglowodany (cukry), tłuszcze i witaminy. Nieorganiczne: woda i składniki mineralne. Pełnią trzy funkcje. Budulcową - głównie białka, a także wapń w kościach. Energetyczną - przede wszystkim węglowodany i tłuszcze: 1 g cukrów lub białek dostarcza około 4 kcal, a 1 g tłuszczów około 9 kcal. Regulującą - witaminy, składniki mineralne i woda, które nie dają energii, ale są niezbędne do prawidłowego przebiegu reakcji w komórkach.

4.Białka pełnowartościowe i niepełnowartościowe, aminokwasy egzogenne

Białka są zbudowane z aminokwasów połączonych wiązaniami peptydowymi. To główny budulec komórek; białkami są też enzymy, przeciwciała i część hormonów. Aminokwasy egzogenne to te, których organizm człowieka nie wytwarza (np. lizyna, leucyna, metionina) i musi je dostać z pokarmem. Białka pełnowartościowe zawierają wszystkie aminokwasy egzogenne w odpowiednich ilościach - mięso, ryby, jaja, mleko. Białka niepełnowartościowe mają za mało niektórych z nich - większość białek roślinnych, np. zbóż. Łączenie zbóż z roślinami strączkowymi uzupełnia braki.

5.Węglowodany (cukry) i błonnik

Węglowodany to główne źródło energii. Cukry proste (glukoza, fruktoza, galaktoza) wchłaniają się bez trawienia. Dwucukry: sacharoza (glukoza + fruktoza), laktoza - cukier mleczny (glukoza + galaktoza), maltoza (dwie glukozy). Wielocukry to długie łańcuchy: skrobia (zapas roślin), glikogen (zapas zwierząt, w wątrobie i mięśniach), celuloza. Błonnik to głównie celuloza i inne składniki roślin, których enzymy człowieka nie trawią. Pobudza perystaltykę jelit, zapobiega zaparciom, daje uczucie sytości i jest pokarmem dla bakterii jelitowych.

6.Tłuszcze: kwasy tłuszczowe nasycone i nienasycone, NNKT

Tłuszcze właściwe to połączenia glicerolu z trzema kwasami tłuszczowymi. Są skoncentrowanym źródłem energii i materiałem zapasowym, chronią narządy, ograniczają utratę ciepła i umożliwiają wchłanianie witamin A, D, E, K. Kwasy tłuszczowe nasycone (bez wiązań podwójnych) przeważają w tłuszczach zwierzęcych, np. w maśle; ich nadmiar sprzyja miażdżycy. Nienasycone mają wiązania podwójne - oleje roślinne, ryby, orzechy. NNKT, czyli niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe (omega-3 i omega-6), nie powstają w organizmie człowieka i muszą pochodzić z pokarmu.

7.Witaminy rozpuszczalne w tłuszczach: A, D, E, K. Awitaminoza i hipowitaminoza

Witaminy to związki organiczne potrzebne w małych ilościach do regulacji procesów życiowych. Hipowitaminoza to niedobór witaminy, awitaminoza - jej brak, hiperwitaminoza - nadmiar. Witaminy A, D, E, K rozpuszczają się w tłuszczach i mogą się gromadzić w organizmie. A (wątroba, jaja, karoten z marchwi) - widzenie o zmierzchu; niedobór: kurza ślepota. D (ryby, tran; powstaje w skórze na słońcu) - wchłanianie wapnia; niedobór: krzywica. E (oleje, orzechy) - przeciwutleniacz. K (zielone warzywa, bakterie jelitowe) - krzepnięcie krwi; niedobór: krwawienia.

8.Witaminy rozpuszczalne w wodzie: C i z grupy B (B12, kwas foliowy)

Witaminy C i z grupy B rozpuszczają się w wodzie; nadmiar jest zwykle usuwany z moczem, więc trzeba je dostarczać regularnie. Witamina C (papryka, natka pietruszki, czarna porzeczka, cytrusy) jest potrzebna do wytwarzania kolagenu i ułatwia wchłanianie żelaza; jej brak wywołuje szkorbut (krwawiące dziąsła, wolne gojenie ran). Witaminy z grupy B uczestniczą w przemianach energetycznych i pracy układu nerwowego. B12 (mięso, ryby, jaja, mleko) i kwas foliowy (zielone warzywa liściaste) są niezbędne do powstawania krwinek czerwonych - ich niedobór powoduje anemię.

9.Składniki mineralne (wapń, żelazo, magnez, sód, potas, jod, fluor) i woda

Wapń (mleko, sery) buduje kości i zęby, uczestniczy w krzepnięciu krwi i skurczu mięśni. Żelazo (mięso, strączkowe) wchodzi w skład hemoglobiny - niedobór powoduje anemię. Magnez (kasze, orzechy) jest potrzebny mięśniom i układowi nerwowemu. Sód i potas regulują gospodarkę wodną i przewodzenie impulsów nerwowych; nadmiar sodu (soli) sprzyja nadciśnieniu. Jod (ryby morskie, sól jodowana) wchodzi w skład hormonów tarczycy, fluor wzmacnia szkliwo. Woda - ponad połowa masy ciała - to rozpuszczalnik i środowisko reakcji; transportuje substancje i chłodzi ciało (pot).

10.Układ pokarmowy: odcinki przewodu pokarmowego i gruczoły (ślinianki, wątroba, trzustka)

Układ pokarmowy to przewód pokarmowy i gruczoły trawienne. Pokarm przechodzi kolejno przez: jamę ustną, gardło, przełyk, żołądek, jelito cienkie (dwunastnica, jelito czcze, jelito kręte), jelito grube i odbyt. Ślinianki produkują ślinę, a wątroba - żółć. Trzustka pełni dwie role: wydziela do dwunastnicy sok trzustkowy z enzymami, a do krwi hormony - insulinę (obniża poziom glukozy we krwi) i glukagon (podnosi go). W ścianie żołądka i jelita cienkiego leżą drobne gruczoły wytwarzające sok żołądkowy i sok jelitowy.

11.Jama ustna: zęby, język i ślinianki

W jamie ustnej pokarm jest rozdrabniany, mieszany ze śliną i formowany w kęs. Dorosły ma 32 zęby stałe: siekacze (odgryzają), kły (rozrywają), przedtrzonowe i trzonowe (rozcierają); dziecko - 20 mlecznych. Koronę zęba pokrywa szkliwo - najtwardsza substancja organizmu; pod nim leży zębina, a w środku miazga z naczyniami i nerwami. Trzy pary ślinianek wydzielają ślinę: zwilża ona pokarm, zawiera amylazę ślinową rozpoczynającą trawienie skrobi oraz lizozym niszczący część bakterii. Język miesza pokarm, przesuwa kęs do gardła i odbiera smak.

12.Gardło, przełyk i perystaltyka

Gardło to wspólny odcinek drogi pokarmowej i oddechowej. Podczas połykania nagłośnia zamyka wejście do krtani, dzięki czemu kęs trafia do przełyku, a nie do tchawicy. Przełyk to umięśniona rura długości około 25 cm, która przesuwa pokarm do żołądka; sam nie wytwarza enzymów trawiennych. Perystaltyka (ruchy robaczkowe) to rytmiczne skurcze mięśni gładkich ściany przewodu pokarmowego, biegnące falą od przełyku po jelito grube. Przesuwają i mieszają treść pokarmową niezależnie od naszej woli, także gdy leżymy.

13.Żołądek: kwas solny, pepsyna i śluz

Żołądek to workowaty, silnie umięśniony odcinek przewodu pokarmowego. Gromadzi pokarm i miesza go na półpłynną miazgę. Gruczoły w jego ścianie wydzielają sok żołądkowy. Kwas solny (pH około 1-2) zabija większość drobnoustrojów, rozluźnia strukturę białek (denaturacja) i zamienia nieczynny pepsynogen w czynną pepsynę. Pepsyna tnie białka na krótsze łańcuchy - polipeptydy. Śluz chroni ścianę żołądka przed kwasem i samostrawieniem. Wyjścia z żołądka pilnuje odźwiernik - mięsień, który porcjami przepuszcza treść do dwunastnicy.

14.Jelito cienkie: dwunastnica, jelito czcze, jelito kręte; kosmki jelitowe

To najdłuższy odcinek przewodu pokarmowego: kończy się w nim trawienie i zachodzi większość wchłaniania. Dwunastnica to krótki odcinek początkowy; uchodzą do niej żółć z wątroby i sok trzustkowy, a zasadowe wydzieliny zobojętniają kwaśną treść z żołądka. Dalej leżą jelito czcze i jelito kręte. Błona śluzowa tworzy fałdy pokryte kosmkami jelitowymi - palczastymi wypustkami z siecią naczyń włosowatych i naczyniem limfatycznym w środku. Komórki nabłonka kosmków mają mikrokosmki. Fałdy, kosmki i mikrokosmki ogromnie zwiększają powierzchnię wchłaniania.

15.Jelito grube: wchłanianie wody i bakterie jelitowe

Końcowy odcinek przewodu pokarmowego: jelito ślepe (kątnica) z wyrostkiem robaczkowym, okrężnica i odbytnica zakończona odbytem. Nie ma kosmków i nie wytwarza enzymów trawiennych. Wchłaniają się tu woda, sole mineralne i niektóre witaminy, przez co niestrawione resztki gęstnieją i formuje się kał. Śluz ułatwia jego przesuwanie. Jelito grube zamieszkuje najliczniejsza w organizmie społeczność bakterii: fermentują one błonnik oraz wytwarzają witaminę K i część witamin z grupy B. W kale są też bakterie i złuszczone komórki nabłonka.

16.Enzymy trawienne: swoistość, wpływ pH i temperatury

Enzymy to białka przyspieszające reakcje chemiczne; same się przy tym nie zużywają. Enzymy trawienne rozcinają duże cząsteczki z udziałem wody (hydroliza). Każdy enzym jest swoisty - działa na określony substrat: amylaza na skrobię, lipaza na tłuszcze, pepsyna na białka. Najszybciej pracuje w optymalnym pH: pepsyna w kwaśnym (około 2), amylaza ślinowa w obojętnym (około 7), enzymy trzustkowe w lekko zasadowym (około 8). Optymalna temperatura to około 37°C: w niskiej reakcja zwalnia, a wysoka trwale niszczy strukturę enzymu (denaturacja).

17.Doświadczenie: warunki trawienia skrobi przez amylazę ślinową

Problem badawczy: czy ślina trawi skrobię i jak wpływają na to temperatura i pH? Hipoteza: ślina trawi skrobię, a gotowanie, kwas i zimno to utrudniają. Do równych porcji kleiku skrobiowego dodajemy: 1 - ślinę, 2 - wodę (próba kontrolna), 3 - ślinę zagotowaną, 4 - ślinę z octem (te cztery w 37°C), 5 - ślinę (w lodzie). Po 15 minutach dodajemy płyn Lugola, wskaźnik barwiący skrobię na granatowo. Granatu zwykle brak tylko w probówce 1: skrobia została strawiona. Wniosek: amylaza śliny trawi skrobię w temperaturze ciała i obojętnym pH; gotowanie i kwas ją unieczynniają, a zimno tylko spowalnia.

18.Trawienie węglowodanów: amylaza ślinowa, amylaza trzustkowa, enzymy jelitowe

Zaczyna się w jamie ustnej: amylaza ślinowa rozkłada skrobię na krótsze łańcuchy (dekstryny) i dwucukier maltozę. W żołądku kwaśne pH unieczynnia amylazę. W dwunastnicy amylaza trzustkowa dokańcza rozkład skrobi do maltozy. Enzymy jelitowe z nabłonka jelita cienkiego rozcinają dwucukry: maltaza - maltozę na dwie cząsteczki glukozy, sacharaza - sacharozę na glukozę i fruktozę, laktaza - laktozę na glukozę i galaktozę. Powstają cukry proste, głównie glukoza, wchłaniane do krwi. Celulozy enzymy człowieka nie trawią.

19.Trawienie białek: pepsyna, trypsyna, chymotrypsyna, peptydazy

Zaczyna się w żołądku: pepsyna w kwaśnym środowisku rozcina długie łańcuchy białek na krótsze polipeptydy. W dwunastnicy trypsyna i chymotrypsyna z soku trzustkowego tną je w lekko zasadowym pH na jeszcze krótsze peptydy. Trzustka wydziela te enzymy w postaci nieczynnej (np. trypsynogen) i uczynniają się dopiero w jelicie - dzięki temu nie trawią samej trzustki. Peptydazy (z trzustki i nabłonka jelita cienkiego) odcinają pojedyncze aminokwasy. Produkt końcowy - aminokwasy - wchłania się do krwi. W jamie ustnej białka nie są trawione.

20.Trawienie tłuszczów: żółć (emulgacja tłuszczów) i lipaza trzustkowa

Tłuszcze nie rozpuszczają się w wodzie i zbijają się w duże krople. Żółć, wytwarzana w wątrobie i magazynowana w pęcherzyku żółciowym, spływa do dwunastnicy i emulguje tłuszcze: rozbija duże krople na drobne kropelki. Żółć nie zawiera enzymów trawiennych - tylko zwiększa powierzchnię, na którą działa enzym. Lipaza trzustkowa rozkłada tłuszcze na kwasy tłuszczowe i glicerol (często na kwasy tłuszczowe i monoglicerydy - glicerol z jedną resztą kwasu). Produkty wnikają do komórek kosmków, skąd większość trafia do limfy.

21.Wchłanianie produktów trawienia do krwi i limfy

Wchłanianie to przenikanie produktów trawienia przez nabłonek jelita do krwi lub limfy, głównie w jelicie cienkim. Glukoza, aminokwasy, woda, sole mineralne i witaminy rozpuszczalne w wodzie trafiają do naczyń krwionośnych kosmka, a z nimi żyłą wrotną do wątroby. Produkty trawienia tłuszczów w komórkach nabłonka ponownie łączą się w tłuszcze i w większości, razem z witaminami A, D, E, K, przechodzą do naczynia limfatycznego kosmka; limfa wlewa się później do krwi. W jelicie grubym wchłaniają się woda i sole mineralne.

22.Wątroba: żółć, glikogen, detoksykacja, mocznik

Największy gruczoł organizmu, leży pod przeponą po prawej stronie jamy brzusznej. Krew z jelit, bogata we wchłonięte substancje, dopływa do niej żyłą wrotną. Funkcje: wytwarza żółć potrzebną do emulgacji tłuszczów; magazynuje nadmiar glukozy w postaci glikogenu i uwalnia glukozę, gdy jej poziom we krwi spada; prowadzi detoksykację - unieszkodliwia alkohol, leki i toksyny; przekształca trujący amoniak, powstający przy rozkładzie aminokwasów, w mocznik usuwany przez nerki; wytwarza białka osocza (np. fibrynogen); magazynuje żelazo oraz witaminy A, D i B12.

23.Regulacja łaknienia: ośrodek głodu i sytości w podwzgórzu, leptyna i grelina

Pobieraniem pokarmu steruje podwzgórze - część mózgu, w której leżą ośrodek głodu (wywołuje chęć jedzenia) i ośrodek sytości (hamuje ją). Podwzgórze odbiera sygnały z ciała: spadek poziomu glukozy we krwi i pusty żołądek sprzyjają głodowi, a wzrost poziomu glukozy i rozciągnięcie ścian żołądka - sytości. Grelina - hormon wydzielany głównie przez pusty żołądek - pobudza apetyt. Leptyna - hormon wytwarzany przez tkankę tłuszczową - hamuje łaknienie. Sygnał sytości dociera do mózgu z opóźnieniem, dlatego warto jeść powoli.

24.Zasady racjonalnego żywienia

Racjonalne żywienie dostarcza wszystkich składników pokarmowych w ilościach dopasowanych do wieku, płci i aktywności. Zasady: 4-5 regularnych posiłków dziennie, ze śniadaniem; urozmaicone produkty; podstawą warzywa i owoce oraz pełnoziarniste produkty zbożowe; codziennie nabiał; częściej ryby, jaja i strączkowe niż czerwone mięso; oleje roślinne zamiast tłuszczów zwierzęcych; mało soli, cukru, słodzonych napojów i żywności wysoko przetworzonej; do picia woda. Uzupełnieniem jest codzienny ruch. Nastolatek potrzebuje dużo białka, wapnia i żelaza, bo intensywnie rośnie.

25.Bilans energetyczny i BMI

Bilans energetyczny to porównanie energii dostarczonej z pokarmem z energią zużytą przez organizm (podstawowa przemiana materii, wzrost, ruch). Zrównoważony - masa ciała stała; dodatni - nadmiar energii odkłada się jako tkanka tłuszczowa; ujemny - organizm zużywa zapasy i masa spada. BMI to wskaźnik masy ciała: $\mathrm{BMI} = \frac{m}{h^2}$ ($m$ - masa w kg, $h$ - wzrost w m). U dorosłych 18,5-24,9 to norma, od 25 nadwaga, od 30 otyłość. To wskaźnik orientacyjny - nie odróżnia mięśni od tłuszczu; u dzieci i nastolatków wynik ocenia się na siatkach centylowych.

26.Zaburzenia odżywiania: anoreksja i bulimia

Zaburzenia odżywiania to choroby o podłożu psychicznym, a nie kwestia silnej woli. Anoreksja (jadłowstręt psychiczny): lęk przed przytyciem i zaburzony obraz własnego ciała prowadzą do drastycznego ograniczania jedzenia. Skutki: wyniszczenie, zanik miesiączki, osłabienie kości i serca; nieleczona zagraża życiu. Bulimia (żarłoczność psychiczna): napady objadania się, po których chory próbuje pozbyć się zjedzonego pokarmu, np. przez wymioty. Skutki: zniszczone szkliwo, odwodnienie, zaburzenia pracy serca. Obie choroby wymagają pomocy lekarza i psychologa.

27.Otyłość - przyczyny i profilaktyka

Otyłość to choroba przewlekła - nadmierne nagromadzenie tkanki tłuszczowej. Najczęściej wynika z długotrwałego dodatniego bilansu energetycznego, ale przyczyn jest wiele: dieta bogata w cukry i tłuszcze, słodzone napoje, mało ruchu, za krótki sen, stres, skłonności dziedziczne, niektóre choroby hormonalne i leki. Zwiększa ryzyko cukrzycy typu 2, nadciśnienia i miażdżycy. Profilaktyka: regularne posiłki z dużą ilością warzyw, woda zamiast słodkich napojów, codzienny ruch, wystarczająco długi sen. Leczenie prowadzi lekarz, często z dietetykiem i psychologiem.

28.Choroby układu pokarmowego: wrzody żołądka (Helicobacter pylori), refluks, próchnica, WZW, celiakia

Próchnica - bakterie płytki nazębnej zamieniają cukry w kwasy niszczące szkliwo; chroni mycie zębów. Refluks - cofanie się kwaśnej treści żołądka do przełyku (zgaga). Wrzody żołądka i dwunastnicy - ubytki w błonie śluzowej, najczęściej przy zakażeniu bakterią Helicobacter pylori. WZW - wirusowe zapalenie wątroby: typ A szerzy się przez brudne ręce i żywność, B i C głównie przez krew; przeciw A i B są szczepionki. Celiakia - gluten (białko m.in. pszenicy) wywołuje reakcję odpornościową niszczącą kosmki jelitowe. Nietolerancja laktozy - niedobór laktazy. Choroby te rozpoznaje i leczy lekarz.

29.Rak żołądka i rak jelita grubego; diagnostyka: gastroskopia, kolonoskopia, USG

Nowotwory przewodu pokarmowego często długo nie dają objawów, więc ważne jest wczesne wykrywanie. Gastroskopia - oglądanie przełyku, żołądka i dwunastnicy endoskopem (giętką rurką z kamerą) wprowadzanym przez usta; wykrywa wrzody i raka żołądka. Kolonoskopia - oglądanie jelita grubego endoskopem; wykrywa raka jelita grubego i polipy, które można od razu usunąć. USG jamy brzusznej - bezbolesne badanie ultradźwiękami; pokazuje wątrobę, trzustkę i pęcherzyk żółciowy (np. kamienie przy kamicy żółciowej). Ryzyko raka jelita grubego zmniejsza dieta bogata w błonnik i ruch.

30.Mikrobiota i mikrobiom - pojęcia

Mikrobiota to ogół mikroorganizmów żyjących w danym miejscu, np. mikrobiota jelitowa - drobnoustroje zamieszkujące jelita człowieka. Dawna nazwa „flora bakteryjna” jest nieścisła - bakterie to nie rośliny. Mikrobiom w ścisłym znaczeniu to zbiór genów (genomów) tych mikroorganizmów; często używa się tego słowa szerzej - na drobnoustroje razem z ich środowiskiem. Własną mikrobiotę mają też skóra, jama ustna i drogi oddechowe, ale najliczniejsza żyje w jelicie grubym. Z wieloma bakteriami jelitowymi człowiek żyje w symbiozie - korzystają obie strony.

31.Skład mikrobioty jelitowej: bakterie jelitowe (Escherichia coli, Lactobacillus, Bifidobacterium)

Mikrobiotę jelitową tworzą głównie bakterie - setki gatunków, w większości beztlenowych. Należą do nich m.in. Bifidobacterium (liczne u niemowląt karmionych piersią), Lactobacillus (pałeczki kwasu mlekowego), Bacteroides i Escherichia coli - pałeczka okrężnicy; niektóre jej szczepy są chorobotwórcze. Są też archeowce (np. wytwarzające metan), grzyby (drożdże) i wirusy, głównie bakteriofagi atakujące bakterie. W żołądku drobnoustrojów jest mało (kwas solny), a najwięcej w jelicie grubym. Skład mikrobioty jest u każdego człowieka nieco inny.

32.Zasiedlanie jelit po urodzeniu: poród i karmienie piersią

Jelita płodu są praktycznie wolne od drobnoustrojów - zasiedlanie zaczyna się w chwili narodzin. W czasie porodu naturalnego dziecko styka się z bakteriami dróg rodnych i jelit matki (np. Lactobacillus); po cięciu cesarskim najpierw z bakteriami skóry i otoczenia. Karmienie piersią sprzyja Bifidobacterium: mleko matki zawiera cukry (oligosacharydy), którymi żywią się te bakterie. Wpływ mają też otoczenie, domownicy, zwierzęta i antybiotyki. Po rozszerzeniu diety różnorodność rośnie i w ciągu kilku lat mikrobiota upodabnia się do mikrobioty dorosłych.

33.Funkcja mikrobioty: fermentacja błonnika i krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe

Enzymy człowieka nie trawią błonnika, więc dociera on do jelita grubego. Tam bakterie rozkładają jego część bez udziału tlenu, czyli fermentują. Powstają krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA) - octowy, propionowy i masłowy - oraz gazy. Kwas masłowy jest głównym źródłem energii dla komórek nabłonka jelita grubego i pomaga utrzymać szczelność ściany jelita. SCFA wchłaniają się też do krwi, zakwaszają treść jelita i utrudniają rozwój wielu bakterii chorobotwórczych. Tak organizm odzyskuje część energii z pokarmu, którego sam nie strawi.

34.Funkcja mikrobioty: wytwarzanie witaminy K i witamin z grupy B

Bakterie jelita grubego wytwarzają witaminę K, potrzebną do krzepnięcia krwi; pozostała część tej witaminy pochodzi z pokarmu, głównie z zielonych warzyw. Syntetyzują też niektóre witaminy z grupy B, m.in. biotynę, kwas foliowy i B12. Nie zastępuje to witamin z pożywienia: ilości są niewielkie, a B12 powstaje głównie w jelicie grubym - za miejscem, w którym się wchłania (jelito kręte). Długa kuracja antybiotykami może zmniejszyć wytwarzanie witaminy K. Noworodek ma jeszcze ubogą mikrobiotę i m.in. dlatego po urodzeniu dostaje witaminę K.

35.Mikrobiota: ochrona przed drobnoustrojami chorobotwórczymi i dojrzewanie układu odpornościowego

Ochrona: bakterie jelitowe zajmują powierzchnię śluzówki i zużywają składniki odżywcze, więc drobnoustrojom chorobotwórczym brakuje miejsca i pokarmu (konkurencja). Wytwarzają też kwasy i substancje hamujące inne bakterie (bakteriocyny) oraz wzmacniają barierę jelitową - śluz i szczelny nabłonek. Odporność: w ścianie jelita leży duża część komórek odpornościowych organizmu. Kontakt z mikrobiotą od pierwszych dni życia „trenuje” układ odpornościowy - uczy go zwalczać patogeny, a tolerować pokarm i nieszkodliwe bakterie.

36.Dysbioza i wpływ antybiotyków na mikrobiotę

Dysbioza to zaburzenie składu i funkcji mikrobioty: spada jej różnorodność, ubywa bakterii korzystnych i mogą się namnażać szkodliwe. Sprzyjają jej antybiotyki, dieta uboga w błonnik i bogata w cukry, zakażenia jelitowe, przewlekły stres. Antybiotyk niszczy także część bakterii jelitowych, nie tylko te wywołujące chorobę - stąd możliwa biegunka; odbudowa mikrobioty trwa tygodnie, a czasem miesiące. Antybiotyki nie działają na wirusy. Stosuje się je tylko z przepisu lekarza i do końca kuracji; nadużywanie sprzyja powstawaniu bakterii opornych.

37.Probiotyki, prebiotyki, synbiotyki

Probiotyki to żywe mikroorganizmy, które podane w odpowiedniej ilości korzystnie wpływają na zdrowie - zwykle wybrane szczepy Lactobacillus i Bifidobacterium, także niektóre drożdże. Prebiotyki to składniki żywności nietrawione przez człowieka, będące pokarmem dla korzystnych bakterii jelitowych, np. inulina (cykoria, czosnek, cebula) i inne rodzaje błonnika. Synbiotyk łączy probiotyk z prebiotykiem. Działanie probiotyku zależy od szczepu; o stosowaniu preparatów, np. w czasie antybiotykoterapii, decyduje lekarz. Podstawą pozostaje urozmaicona dieta.

38.Dieta a mikrobiota: dieta bogata w błonnik i produkty fermentowane

Skład mikrobioty zależy w dużym stopniu od tego, co jemy. Dieta bogata w błonnik - warzywa, owoce, pełnoziarniste produkty zbożowe, strączkowe, orzechy - karmi bakterie jelitowe i sprzyja dużej różnorodności mikrobioty. Produkty fermentowane (jogurt, kefir, maślanka, kiszona kapusta, ogórki kiszone) powstają dzięki bakteriom kwasu mlekowego i zawierają żywe bakterie, jeśli nie były pasteryzowane. Mikrobiocie nie służy dieta jednostajna, uboga w błonnik, z dużą ilością cukru i żywności wysoko przetworzonej. Liczą się stałe nawyki, nie jednorazowa zmiana.

39.Mikrobiota a metabolizm: związek z otyłością i cukrzycą typu 2

Bakterie jelitowe wpływają na metabolizm gospodarza: wydobywają energię z niestrawionych resztek, a krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe mogą oddziaływać m.in. na wydzielanie jelitowych hormonów sytości. Badania wskazują na związek składu mikrobioty z otyłością i cukrzycą typu 2 (chorobą, w której komórki słabo reagują na insulinę): u chorych mikrobiota bywa mniej różnorodna, a dysbioza może sprzyjać przewlekłemu stanowi zapalnemu. Nie wiadomo jednak na pewno, co jest przyczyną, a co skutkiem. Mikrobiota to jeden z wielu czynników - obok diety, ruchu i genów.

40.Oś jelita - mózg: jelitowy układ nerwowy i nerw błędny

Oś jelita - mózg to dwukierunkowa łączność między przewodem pokarmowym a mózgiem. Tworzą ją: jelitowy układ nerwowy - sieć neuronów w ścianie przewodu pokarmowego sterująca perystaltyką i wydzielaniem soków („drugi mózg”); nerw błędny, którym sygnały biegną z jelit do mózgu i z powrotem; hormony jelitowe i układ odpornościowy. Stres może wywołać ból brzucha lub biegunkę, a jelita wysyłają do mózgu sygnały głodu i sytości. Substancje wytwarzane przez mikrobiotę mogą oddziaływać na tę oś; jej związek z nastrojem to wciąż kierunek badań, nie pewnik.