Микробиота необходима для нормальной жизнедеятельности организма

Популярная механикаНаука

Биореактор внутри нас: как микробиота может управлять метаболизмом хозяина

Всего сто лет назад микробов, живущих в человеческом кишечнике, считали нахлебниками и вредителями. В последние годы человеческую микробиоту стали называть своеобразным органом нашего тела, необходимым для нормальной жизнедеятельности организма.

Валерий Поройко

Со времен Пастера известно, что желудочно-кишечный тракт человека — это, по существу, биореактор проточного типа, в котором обитает множество микроорганизмов. Отношение ученых к микрофлоре кишечника за это время радикально изменилось. Лет сто назад великий Илья Мечников, основоположник современной теории иммунитета, за создание которой он получил Нобелевскую премию (на двоих со своим непримиримым оппонентом, не менее великим Паулем Эрлихом), предлагал даже удаление толстого кишечника как один из способов продления жизни. А тем, кому эта мера казалась слишком радикальной, рекомендовал пить как можно больше кефира, чтобы вытеснить вредных, по его мнению, микробов полезными лактобактериями. Через полвека курс изменился на 180 градусов. Оказалось, что нормальная микрофлора кишечника, а также кожи и слизистых оболочек выполняет множество полезных функций — например, подавляет жизнедеятельность постоянно атакующих организм патогенных микроорганизмов. А в последние годы самые смелые из микробиологов пошли еще дальше, объявив человека и его микробов единым симбиотическим сверхорганизмом.

26dc84ddda16a356ec04451874c2507f.jpg

Развитие методов молекулярной биологии вывело ученых на новый уровень понимания процессов симбиоза человека и его микрофлоры, которые казались хорошо изученными и от дальнейшего изучения которых не ждали особых сюрпризов. Стремительный рост скорости и падение стоимости методов секвенирования ДНК (определения ее нуклеотидной последовательности) и параллельный рост мощности персональных компьютеров и развитие интернета дали возможность анализировать информацию о крупных участках геномов. После того как были расшифрованы хромосомы сотен видов отдельных бактерий, в генетике микроорганизмов появился новый подход — популяционный: анализ генов сразу всех бактерий, населяющих определенный ареал. Разумеется, население «человеческого биореактора» оказалось одной из наиболее важных для изучения микробных популяций.

Первая работа, заставившая совершенно по-новому взглянуть на кишечную микробиоту, была опубликована в 1999 году группой ученых из Национального института агрономических исследований (Франция) и Университета Ридинга (Великобритания). Авторы решили применить для исследования микробной популяции кишечника метод секвенирования генов 16S РНК (см. врезку «16S PHK — удостоверение личности бактерии»).

Что у нас внутри

Кодирующие последовательности 16S РНК с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) извлекали непосредственно из «окружающей среды» — 125 мг человеческого, извините, стула встраивали в плазмиды кишечной палочки (не потому, что она кишечная, а потому, что Escherichia coli — одна из любимых рабочих лошадок молекулярных биологов) и снова выделяли из культуры размножившихся бактерий. Таким образом была создана библиотека генов 16S РНК всех микроорганизмов, находившихся в образце. После этого случайным образом было отобрано и секвенировано 284 клона. Оказалось, что только 24% полученных последовательностей 16S РНК принадлежали известным ранее микроорганизмам. Три четверти микрофлоры, находящейся в кишечнике каждого человека, больше сотни лет избегали внимания исследователей, вооруженных методами классической микробиологии! Ученые просто не могли подобрать условия для культивирования этих бактерий, потому что самые капризные обитатели кишечника отказывались расти на традиционных микробиологических средах.

На сегодняшний день при помощи молекулярных методов установлено, что в микробиоте взрослого человека представлены 10 из 70 крупных бактериальных таксонов. Около 90% наших микробов принадлежат к типам Firmicutes (к ним относятся, например, всем известные лактобактерии — основные «виновники» скисания молока) и Bacteroidetes — облигатные анаэробы (организмы, способные жить только в отсутствие кислорода), которые часто используются в качестве индикатора загрязнения природных вод канализационными стоками. Оставшиеся 10% популяции поделены между таксонами Proteo-bacteria (к ним относится, среди прочих, и кишечная палочка), Actinobacteria (из одного из видов актиномицетов был выделен антибиотик стрептомицин), Fusobacteria (обычные обитатели ротовой полости и частая причина пародонтоза), Verrucomicrobia (недавно в геотермальном источнике был обнаружен вид этих микробов, питающихся метаном, которого в кишечнике предостаточно благодаря жизнедеятельности других микроорганизмов), Cyanobacteria (их до сих пор часто называют по-старому — «сине-зелеными водорослями»), Spirochaeates (по счастью, не бледные), Synergistes и VadinBE97 (что это за звери, спросите у создателей новой систематики прокариот).

8faf3782020d7f46cc0ed2eda2b63973.jpg

От младенчества до старости

Несмотря на то что видовой состав микроорганизмов кишечника достаточно однообразен, количественное соотношение представителей определенных систематических групп в микробиоте разных людей может сильно варьировать. Но что же представляет из себя нормальная кишечная микрофлора и каковы пути ее формирования?

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Сальто над пропастью Сальто над пропастью

Лучший риск — хорошо организованный

Вокруг света
Дали огня Дали огня

Все, что вы хотели знать о Сальвадоре Дали, ищите в ретроспективе Манежа

Vogue
Операция «Антимозг» Операция «Антимозг»

О вреде умственного напряжения и творческой пользе бездумного существования

Maxim
Нормально ли постоянно думать об «этом»? 6 признаков секс-зависимости Нормально ли постоянно думать об «этом»? 6 признаков секс-зависимости

Мужчины якобы думают о чем-то интимном каждые семь секунд

Playboy
Корпоративная мантра или инструмент бизнеса? Как не разочароваться в цифровой трансформации Корпоративная мантра или инструмент бизнеса? Как не разочароваться в цифровой трансформации

Успешные технологические разработки в массовом сознании нередко обрастают мифами

Forbes
«Вечная жизнь» для менеджера: как достичь пика формы, стать страницей в учебнике и не сойти с дистанции «Вечная жизнь» для менеджера: как достичь пика формы, стать страницей в учебнике и не сойти с дистанции

Как коучи помогают помогают высокопоставленным сотрудникам реализовать потенциал

Forbes
Длинная верхняя одежда: собираем зимний гардероб Длинная верхняя одежда: собираем зимний гардероб

Как и с чем носить длинную верхнюю одежду зимой

Cosmopolitan
15 мыслей Яна Яновского 15 мыслей Яна Яновского

Инвестбанкир Ян Яновский — о завещании и счастье

GQ
ЭКО: непорочное зачатие и победа над бесплодием ЭКО: непорочное зачатие и победа над бесплодием

Открытие, которое сделало счастливыми многих людей и подарило тысячи жизней

СНОБ
81 миллион за флакон: чем пахнут самые дорогие ароматы мира 81 миллион за флакон: чем пахнут самые дорогие ароматы мира

Как пахнут самые дорогие ароматы

Cosmopolitan
«Я решила, что хватит скромничать!» «Я решила, что хватит скромничать!»

С момента первого появления Глюк’oZы на сцене прошло уже почти 17 лет

OK!
5 частых ошибок, которые парни совершают когда делают «это» в первый раз 5 частых ошибок, которые парни совершают когда делают «это» в первый раз

Хит-парад ошибок, которых стоит избегать во время интимной близости

Playboy
Проект на 65 трлн рублей: во сколько может обойтись реновация по всей России Проект на 65 трлн рублей: во сколько может обойтись реновация по всей России

Алексей Шепель подсчитал, чего это может стоить бюджету и обществу

Forbes
Какую снасть выбрать для удачной подледной рыбалки Какую снасть выбрать для удачной подледной рыбалки

Рыбалка — это то увлечение, которое можно назвать спортом и удовольствием

CHIP
Яхтинг: исследуем самые красивые побережья мира Яхтинг: исследуем самые красивые побережья мира

Рассекать волны на высокой скорости или спокойно отдыхать в любимой бухте?

GQ
Как не позволить чужим суждениям сбить вас с пути Как не позволить чужим суждениям сбить вас с пути

Мы не можем избежать встреч с чужими суждениями о себе

Psychologies
Сокровище нации Сокровище нации

Разговор с легендарным тренером об Алине Кабаевой, зависти и отношениях с мужем

GQ
8 причин, почему мы вечно не сдерживаем свои новогодние обещания 8 причин, почему мы вечно не сдерживаем свои новогодние обещания

Причины, которые обычно мешают людям получить желаемое

Playboy
Почему светят звёзды? Почему светят звёзды?

Какие внутренние процессы заставляют звёзды излучать свет?

Наука и жизнь
Audi Q8. Мастерство художественного жужжания Audi Q8. Мастерство художественного жужжания

Q8 – запоздалый ответ Ингольштадта на купе-кроссоверы BMW X6

4x4 Club
Эмоциональные ловушки, которые мы расставляем для детей Эмоциональные ловушки, которые мы расставляем для детей

Представьте себе ловушку, как невидимый эмоциональный капкан

Psychologies
“Для женщин после 45”: зачем нам устанавливают возрастные лимиты в одежде “Для женщин после 45”: зачем нам устанавливают возрастные лимиты в одежде

Чего на самом деле стоит дискриминация по возрасту модной индустрии

Cosmopolitan
Жирное лобби, или Как перестать бояться жира в тарелке Жирное лобби, или Как перестать бояться жира в тарелке

Откуда берется страх перед жиром в продуктах питания

Psychologies
Похудеть без вреда для кожи Похудеть без вреда для кожи

Позаботьтесь о состоянии кожи во время похудения

Домашний Очаг
Польские самоходы Польские самоходы

В довоенной Польше внедорожники разрабатывались исключительно для армии

4x4 Club
Драться и любить Драться и любить

Лет 20 назад простой парень Чарли Ханнэм мечтал писать сценарии и снимать кино

Glamour
Как распечатать АЗ на принтере А4 на двух листах Как распечатать АЗ на принтере А4 на двух листах

Как распечатать на принтере А4 формат АЗ или даже изображение большего размера

CHIP
Тест Apple Airpods Pro: отличный комфорт и шумоподавление Тест Apple Airpods Pro: отличный комфорт и шумоподавление

Airpods Pro от Apple показали себя намного лучше, чем обычные наушники Airpods

CHIP
Мама-монархия: почему из женщин получаются лучшие правители Мама-монархия: почему из женщин получаются лучшие правители

Многие государства достигли своего расцвета именно под женским управлением

Maxim
Как построить свечной бизнес и не прогореть Как построить свечной бизнес и не прогореть

Мира Бруман может смело давать советы стартаперам

РБК
Открыть в приложении