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

Трясется и прыгает: 5 ошибок при загрузке белья в стиральную машину Трясется и прыгает: 5 ошибок при загрузке белья в стиральную машину

Как правильно загружать стиральную машину

Популярная механика
Давай после праздников: почему можно не начинать новую жизнь с нового года Давай после праздников: почему можно не начинать новую жизнь с нового года

Почему возвращаться в обычную жизнь бывает так трудно

Forbes
Операция «Антимозг» Операция «Антимозг»

О вреде умственного напряжения и творческой пользе бездумного существования

Maxim
Фотографии знаменитостей, сделанные незадолго до их гибели Фотографии знаменитостей, сделанные незадолго до их гибели

Последние дни или даже часы жизни знаменитых людей.

Популярная механика
Бумажная броня картонных линкоров Бумажная броня картонных линкоров

Японский скульптор Ацуси Адачи делает памятники из старых газет

Популярная механика
Почему инвестировать в Facebook, Apple, Netflix и Google сейчас — не лучшая идея Почему инвестировать в Facebook, Apple, Netflix и Google сейчас — не лучшая идея

Покупать акции гигантов сегодня ― все равно что гнать по петляющей дороге

Forbes
«Лолита». Опера. Мариинский. Премьера. Что это будет? Знакомьтесь, в главной партии — Пелагея Куренная «Лолита». Опера. Мариинский. Премьера. Что это будет? Знакомьтесь, в главной партии — Пелагея Куренная

В судьбе солистки Мариинки Пелагеи Куренной не обошлось без феи-крестной

Собака.ru
Как звезда «Сумерек» создала бренд экологичных украшений Как звезда «Сумерек» создала бренд экологичных украшений

Никки Рид производит ювелирные украшения с помощью старых материнских плат

Forbes
«Умное» всё, беспилотники «Яндекса» и телевизоры, опережающие время: какие гаджеты изменят нашу жизнь в 2020-м «Умное» всё, беспилотники «Яндекса» и телевизоры, опережающие время: какие гаджеты изменят нашу жизнь в 2020-м

Пять перспективных тенденций наступившего года — в нашей подборке

Forbes
Вышла замуж за собственных братьев: чего еще ты не знаешь о Клеопатре Вышла замуж за собственных братьев: чего еще ты не знаешь о Клеопатре

Клеопатра VII была последним фараоном Египта и любовницей Юлия Цезаря

Cosmopolitan
Как правильно пользоваться кредитной картой без процентов Как правильно пользоваться кредитной картой без процентов

Научиться не переплачивать и разумно тратить деньги можно

Cosmopolitan
Кругосветное путешествие Алексея Камерзанова. ЮАР, Свазиленд, Лесото Кругосветное путешествие Алексея Камерзанова. ЮАР, Свазиленд, Лесото

Лимпопо – волшебное слово, ради которого нам пришлось изменить маршрут

4x4 Club
Они считали себя плохими: диагноз «аутизм» в зрелом возрасте Они считали себя плохими: диагноз «аутизм» в зрелом возрасте

Многие люди, страдающие аутизмом, всю жизнь считали себя плохим

Psychologies
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
Юлия Юрченко: Будущее, в котором у каждого сотрудника есть личный помощник Юлия Юрченко: Будущее, в котором у каждого сотрудника есть личный помощник

Что если в будущем у каждого человека появится личный помощник?

СНОБ
«Будто хлебнула говна и закалилась»: как токсичные руководители разрушают свои компании «Будто хлебнула говна и закалилась»: как токсичные руководители разрушают свои компании

Как жесткая управленческая политика влияет на продуктивность сотрудников?

Forbes
Операция «Мавзолей» Операция «Мавзолей»

Как из вождя мирового пролетариата, атеиста и сторонника кремации сделали мумию?

Дилетант
10 крупнейших технологических ошибок в истории 10 крупнейших технологических ошибок в истории

Ошибаются все, но некоторые ошибки приводят к более серьёзным последствиям

Популярная механика
5 великих вещей, придуманных во сне 5 великих вещей, придуманных во сне

Про сон Менделеева ты уже знаешь, а вот про эти сновидения — нет

Maxim
«До основанья, а затем». Почему изменение Конституции может стать неожиданным и для самого Путина «До основанья, а затем». Почему изменение Конституции может стать неожиданным и для самого Путина

Владимир Путин все-таки решил изменить Конституцию — и сразу радикально

СНОБ
«Дали ему уехать». Как найти виновника ДТП во дворе «Дали ему уехать». Как найти виновника ДТП во дворе

Даже после предписания полиции записи с камер автомобилисту не выдают

РБК
Фитнес-этикет: как правильно вести себя в спортзале Фитнес-этикет: как правильно вести себя в спортзале

Основные правила спортивного этикета

Cosmopolitan
Мифы и правда об астрологии: рассказывает астролог  Вера Хубелашвили Мифы и правда об астрологии: рассказывает астролог  Вера Хубелашвили

Может ли астрология помочь узнать себя лучше или точно определить будущее?

Cosmopolitan
Счета за электричество: как светофор превратился в ловушку для водителей Счета за электричество: как светофор превратился в ловушку для водителей

Негаснущая стрелка на светофоре превратилась в ловушку для водителей

РБК
Разбрасываться деньгами — личное дело? Вопрос дня Разбрасываться деньгами — личное дело? Вопрос дня

Насколько публичной персоне уместно в прямом смысле разбрасываться деньгами?

СНОБ
Как выходец с Украины запустил в США приложение для похудения, выручка которого выросла за год в четыре раза Как выходец с Украины запустил в США приложение для похудения, выручка которого выросла за год в четыре раза

Как Артем Петаков разработал приложение для здорового образа жизни Noom

Forbes
Раздули проблему Раздули проблему

Чрезмерное потребление филлеров вредит здоровью

Tatler
В главной роли – литература: какие произведения читают герои популярных фильмов В главной роли – литература: какие произведения читают герои популярных фильмов

Как эти книги раскрывают сюжеты кино

GQ
7 мифов об эректильной дисфункции, в которые пора перестать верить 7 мифов об эректильной дисфункции, в которые пора перестать верить

Пора взглянуть в лицо фактам, а не домыслам

Playboy
Автосалон во Франкфурте исчез. Каким мы его будем помнить Автосалон во Франкфурте исчез. Каким мы его будем помнить

Автомобильные журналисты вспоминают Франкфуртское мотор-шоу

РБК
Открыть в приложении