Кишечная микрофлора представлена четырьмя доминирующими основными филами: Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria и Proteobacteria. У взрослых людей, как правило, широко распространены Bacteroidetes и Firmicutes, в то время как Actinobacteria и Proteobacteria представлены в значительно меньших объемах [1].

Изменение микробного пейзажа кишечника препятствует нормальной кишечной функции на различных уровнях, действуя в качестве причины нарушений моторики кишечника, чувствительности и нейроиммунной трансмиссии, нарушая слизистый барьер и механизмы распознавания рецепторов экспрессии, а также приводя к дисфункции гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси [1].

Дисбаланс состава микрофлоры в сочетании с нарушением функции слизисто-эпителиального барьера приводит к формированию воспалительных изменений в кишечной стенке. Хроническое воспаление нарушает механизм висцеральной чувствительности, способствуя гиперактивации высших нервных центров (в первую очередь лимбической системы) с усилением эфферентной иннервации кишечника, — возникают спазм гладкой кишечной мускулатуры и симптомы СРК [1].

Микроорганизмы представлены в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ) неравномерно, их количество и разнообразие увеличиваются от проксимальных отделов ЖКТ к дистальным отделам, где их содержание максимально. Например, если желудок содержит 10 микробных клеток на грамм содержимого, то двенадцатиперстная кишка — 103 клеток, тощая кишка — 104 клеток, подвздошная кишка — 107 клеток и толстая кишка — до 1012 клеток, при этом в толстой кишке находятся около 70% всех микроорганизмов, населяющих человека [1].

Основные метаболические функции микробиоты кишечника [1]:
- ферментация полисахаридов (гликаны);
- продукция короткоцепочечных жирных кислот (бутират, пропионат, ацетат);
- биосинтез аминокислот, в том числе незаменимых (лизин, треонин);
- деградация аминокислот (фенилаланин, тирозин, триптофан);
- биосинтез витаминов группы B и витамина K;
- участие в метаболизме желчных кислот, холина и ксенобиотиков.
Также предполагается, что микробиота участвует в процессах метаболизма биологически активных соединений — противовоспалительных, антимикробных, иммуностимулирующих и т. д.