Участие в метаболизме углеводов, белков, липидов и других соединений

Огромное число разнообразных микроорганизмов, постоянно или транзиторно присутствующих на коже и слизистых, принимает активное участие в метаболизации разнообразных субстратов растительного, животного и микробного происхождения, поступающих в организм хозяина извне или образующихся эндогенно. Даже при голодании микроорганизмы, присутствующие в пищеварительном тракте, обеспечиваются пищевыми субстратами за счет слущеных эпителиальных клеток и пищеварительных соков. Анаэробные бактерии кишечника способны осуществлять гидролиз гликозидов, глюкоронов, сульфаматов, амидов, нитратов и различных эфиров, дегидроксилировать С– и Н– гидроксигруппы, декарбоксилировать и дезаминировать различные аминокислоты, вызывать диметилирование, дегидрогенирование и дегалогенирование различных соединений, восстанавливать двойные связи, нитроазогруппы, спирты, альдегиды, вызывать ароматизацию, этерификацию, ацелирование многих соединений.

Участие в рециркуляции желчных кислот, стероидов и других макромолекул

Первичные желчные кислоты (С₂₄) синтезируются в печени из холестерина (С₂₇) и секретируются в желчь в виде конъюгата с глицином и таурином. Свободные желчные кислоты сорбируются в терминальном отделе тонкого и в толстом кишечнике за счет активного или пассивного транспорта и через систему портальной вены возвращаются в печень, где вновь формируются комплексы, возвращающиеся в желчь. В процессе каждого цикла утрачивается около 5 % исходного количества желчных кислот. Желчные кислоты, обнаруживаемые в кишечнике, находятся в свободном состоянии. Так как в фекалиях безмикробных животных отсутствуют вторичные желчные кислоты, то предполагается, что их образование связано с жизнедеятельностью кишечных бактерий. В настоящее время накоплены многочисленные данные, свидетельствующие о том, что кишечная микрофлора человека и других животных способна осуществлять биотрансформацию желчных кислот, холестерина, стероидных гормонов (эстрогены и андрогены) в различные метаболиты в процессе кишечно-печеночной рециркуляции этих липидов. Холестерин подвергается метаболизации кишечными бактериями с образованием копростанона, копростанола и небольших количеств холестенона.

Эстрогены (эстрон, эстрадиол, эстриол), кортикостероиды, прогестероны, андростаны экскретируются из печени в желчь в виде конъюгатов с глюкуроновой кислотой или сульфатом. В толстом кишечнике они подвергаются гидролизу с высвобождением свободных гормонов. В дальнейшем в условиях анаэробиоза кишечные бактерии могут подвергать свободные эстрогены различным трансформациям. В результате эстрон может превращаться в эстрадиол. Фекальная микрофлора способна также модифицировать молекулу 16 а- гидроксиэстрона с образованием эстриола.

В процессе биотрансформации холестеролсодержащих липидов могут принимать участие клостридии, энтерококки, бактероиды различных видов, а также другие кишечные микроорганизмы. Доказано, что многие виды лактобацилл являются активными продуцентами гидролитических ферментов, осуществляющих деконъюгацию комплексов желчных кислот.

Кишечно–печеночной циркуляции подвергаются также различные лекарственные препараты и другие ксенобиотики, включая рифампицин, морфин, дегоксин, диэтильстилбэстрол, колхицин, хлорпромазин и многие другие. В них могут вовлекаться и такие субстраты как фолиевая кислота, витамин В₁₂, протопорфирин, метаболиты витамина D и другие эндогенно образующиеся вещества.