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

Мяу по-русски Мяу по-русски

Налаживая связь с человеком, кошки изменили тональность мяуканья

Популярная механика
Снюс: что это такое, вред и польза бездымного табачного продукта из Швеции Снюс: что это такое, вред и польза бездымного табачного продукта из Швеции

Снюс — что это, наркотик или хорошая альтернатива сигаретам?

Playboy
Аномальные нейтрино из глубин космоса: физики недоумевают Аномальные нейтрино из глубин космоса: физики недоумевают

Физики развернули целую кампанию по поиску этих неуловимых частиц

Популярная механика
10 лучших драматических сериалов за последние 10 лет 10 лучших драматических сериалов за последние 10 лет

Десять отличных телевизионных драм, снятых за последние 10 лет

Esquire
100 отжиманий за 6 недель: программа, которая приведет тебя в форму 100 отжиманий за 6 недель: программа, которая приведет тебя в форму

Хватит откладывать, пора начинать

Playboy
Старк и Лувр Старк и Лувр

У парижского отеля–паласа Le Meurice масса достоинств

SALON-Interior
Битвы за альфу: как мужские движения представляют себе женщин Битвы за альфу: как мужские движения представляют себе женщин

«Женщина. Учебник для мужчин»: почему эту популярную книгу точно не стоит читать

Cosmopolitan
Клавдия Коршунова: «Как в самом начале пути...» Клавдия Коршунова: «Как в самом начале пути...»

В юности у меня была странная фантазия

Караван историй
Лимит в €200: чем обернется снижение пошлины на интернет-покупки Лимит в €200: чем обернется снижение пошлины на интернет-покупки

Рассказываем, как теперь совершать покупки и что будет дальше

РБК
EMS-тренировки для похудения — результаты до и после EMS-тренировки для похудения — результаты до и после

EMS-тренировки: 20 минут в течение месяца – и подтянутое тело готово

Cosmopolitan
Огонь — интерьер Огонь — интерьер

Дизайнеры создали эффектный и роскошный современный интерьер

SALON-Interior
Как путешествовать с друзьями по всему миру, если у вас разные бюджеты: 8 правил Как путешествовать с друзьями по всему миру, если у вас разные бюджеты: 8 правил

Путешествия с друзьями по всему миру — это всегда очень весело и незабываемо

Playboy
Невыносимая закадычность бытия: кодексы мужской дружбы в разных эпохах Невыносимая закадычность бытия: кодексы мужской дружбы в разных эпохах

Мужские «кодексы братана» в современном виде — довольно куцая штука

Maxim
Поколение Путина: Financial Times рассказала о взглядах россиян, выросших при действующем президенте Поколение Путина: Financial Times рассказала о взглядах россиян, выросших при действующем президенте

Что возобладает в молодежной среде в ближайшие годы?

Forbes
Нечаянно нагрянет Нечаянно нагрянет

GRAZIA рассказывает три истории о встречах, с которых началась большая любовь

Grazia
Осторожно, антиколлекторы! Осторожно, антиколлекторы!

Жулики обирают должников, которых «прессуют» коллекторы

Лиза
«Мне все равно»: что такое эмоциональная бесчувственность «Мне все равно»: что такое эмоциональная бесчувственность

У каждого свой порог психологической выносливости, и никто не может предсказать

Psychologies
В Багдаде снова неспокойно: чем прославился иранский генерал Сулеймани и почему его убили США В Багдаде снова неспокойно: чем прославился иранский генерал Сулеймани и почему его убили США

США давно следили за иранским генералом Касемом Сулеймани

Forbes
Остаться собой Остаться собой

Ирина Безрукова о внутренней гармонии, знании себя и своего организма

OK!
Грянул Гром Грянул Гром

Перспективный режиссер Олег Трофим экранизирует комикс «Майор Гром»

Собака.ru

Почему "1917" Сэма Мендеса нужно смотреть вне зависимости от оценки киноакадемии

Esquire
Игра вдолгую Игра вдолгую

Миллиардер Роман Троценко затевает новые масштабные проекты

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

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

OK!
Спать хочется Спать хочется

Ночью ты спишь положенные 7–8 часов, но днем все равно сонная, в чем причина?

Лиза
Втроем не получится! 13 скандальных любовных треугольников Голливуда Втроем не получится! 13 скандальных любовных треугольников Голливуда

Любой фактор может помешать настоящей любви голливудских звезд

Cosmopolitan
Перепутал документы: что делать, если инспектор отдает чужие права Перепутал документы: что делать, если инспектор отдает чужие права

Автомобилист чуть не остался без водительских прав в канун Нового года

РБК
7 болезней, повышающих риск развития синдрома Альцгеймера 7 болезней, повышающих риск развития синдрома Альцгеймера

Ученые до сих пор не могут назвать точные факторы развития заболевания

Популярная механика
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
А так и не скажешь: 49 слов, которые невозможно перевести на русский язык А так и не скажешь: 49 слов, которые невозможно перевести на русский язык

Как одним словом выразить «непреодолимую тягу ущипнуть объект любви»

Esquire
Губернатор Андрей Чибис: Мы делаем все возможное, чтобы жизнь в Заполярье не казалась экстремальным вызовом Губернатор Андрей Чибис: Мы делаем все возможное, чтобы жизнь в Заполярье не казалась экстремальным вызовом

Как в Мурманской области решаются проблемы здравоохранения и ЖКХ

СНОБ
Открыть в приложении