1.5. Въздействие върху интестиналната микрофлора

Голям брой живи микроорганизми (до 10¹⁴) обитават човешкия гастроинтестиналния тракт по време на неговия живот. Съставът на микрофлората наброява около 400 вида. Те не са добре познати, тъй като голяма част от тях не може да се анализира поради липсата на подходящи техники. Счита се, че достъпните класически и молекулярни подходи не са достатъчно мощни за да опишат цялото това разнообразие от микроорганизми. Типът на микробиалната популация се сменя последователно по отношение на състава и броя от устната кухина (където доминиращите микробиални видове са млечно-киселите бактерии, стрептококите и някои анаеробни видове), стомаха (преминаващи киселинно-толерантни видове), тънкото черво (обитавано от колон-подобна микрофлора) до колона, където микробиалната маса достига до 10¹² грама/сухо тегло.

Популациите, колонизиращи колона се доминират от анаероби като Bifidobacterium, Eubacterium, Bacteroides и Clostridium. Микроаерофилите и факултативните анаероби, като лактобацилите, ентерококите и колиформите обикновено са по-малко – 3-4 пъти. Тази ендогенна микрофлора, живееща в гастроинтестиналния тракт представлява основна бариера срещу външната микрофлора, която се опитва да инвазира чревния тракт и осигурява т.нар. колонизационна резистентност.

Съставът на гастроинтестиналната (ГИ) микрофлора в количествен и качествен аспект зависи от голям брой фактори включително:

• Фактори на средата – тип на диетата, приложена антимикробиална терапия,  дезинфектанти, хранителни добавки, занимание, климат.
• Фактори, асоциирани с гостоприемника – възраст, пол, чревна подвижност, време за пренос, рН, защита от жлъчните киселини и др.
• Отношения на видовете в ГИ микрофлора – скорост на прием на хранителни вещества, кислород, H⁺, H₂S, образуване на антимикробиални агенти, органични киселини, NH₃

Всички тези фактори имат съвместно действие върху общия статут на ГИ микрофлора.

Съществуват някои взаимодействия между ГИ микрофлора и различните гостоприемник-асоциирани структури и функции. Тези взаимодействия могат да се открият на различни равнища: органно, клетъчно и молекулярно и могат да се обобщят като: прокариотно-еукариотни връзки на клетъчно ниво; продуциране на органични киселини, нуклеотиди и др.; взаимодействие с ентерохепатитната циркулация; развитие на чревно-асоциираната имунна система; влияние върху чревната подвижност и ентероцитната митоза. Те зависят от възрастта и здравния статут на индивида. Така че, оцеляването на екзогенната микрофлора (включително ГММ) се подчинява на тяхната способност да надделеят влиянието на вътрешната ГИ микрофлора и горе-споменатите гостоприемник-асоциирани фактори. Също така, колонизационната резистентност взима участие в оцеляването, но тези механизми още не са добре разбрани. Някои микроорганизми могат да напуснат чревния лумен и да се появят другаде. Терминът, който описва това поведение е транслокация. Определянето на интестиналното in vitro оцеляване на микробите е трудна задача. Поради тази причина се изисква селекция на подходящи животински модели, симулиращи човешката ГИ система и експерименти с пациенти. Тези експерименти трябва да бъдат потвърдени с надежна методология за щамова идентификация.

В случай, че въведените ГММ в ГИ тракт, преживеят смилането, те могат да бъдат само преминаващи или да се установят за различно време в червата. Този феномен се описва с термина колонизация и се измерва с константното равнище на микроорганизмите, установени за определен период от време.

Дълго-срочната (постоянна) колонизация на ГИ тракт от екзогенни микроорганизми е много рядка при възрастните хора. Но ако това се случи, приложението на някои пробиотични щамове показва, че нормалната микрофлора трябва да се открива във фекалиите и колоналната мукоза седмици след оралното приемане. За да се опише оцеляването на микроорганизмите в ГИ тракт за период, два пъти по-дълъг от транзитното време се използва термина ‘персистентност”.

В случай на въвеждане на ГММ в ГИ тракт, независимо от тяхното установяване (детектирано или не), съществува възможност за взаимодействие с микрофлората на бозайника-гостоприемник. Очакваното въздействие върху чревната флора може частично да зависи от функциите, експресирани от ГММ (фенотипна експресия) и по този начин от хорозонаталния трансфер на гени.

Въздействието на ГММ върху бозайника-гостоприемник може да се определи като пряко и непряко. Прякото се характеризира чрез общото влияние върху всички структури и функции, представени по-горе, а непрякото се определя от взаимодействието със собствената микрофлора и по-точно с нейните активни елементи. И двата типа на взаимодействие (пряко/непряко) могат да се провокират и от неживи микроорганизми, тъй като те запазват функционални свойства (напр. имунна модулация, химично свързване, клетъчна адхезия). Определена секреция на биологично активни съединения, като токсини и ензими може също да бъде предвидена.

Възможността за транфер на гени вече беше дискутирана, така че е оправдано да отчетем и конюгативния трансфер между микроорганизмите в червата, който зависи едновременно от родството на ГММ с интестиналната микрофлора и от тяхното време на престой в ГИ тракт. Този ефект може да се очаква при персистентните или колонизиращите щамове, докато преминаващите са с малко влияние. Към момента няма съмнение, че в интестиналния тракт съществува измерваема персистентност на ДНК. Доказано е, че растителна и рекомбинантна ДНК може да навлезе в кръвоносната система, клетките на тъканите и дори в ядрата на бозайника-гостоприемник.