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

6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

Как понять, кого нужно избегать? Да и нужно ли на самом деле?

Psychologies
Попробуйте две недели не употреблять алкоголь Попробуйте две недели не употреблять алкоголь

Как узнать, есть ли у вас алкогольная зависимость?

GQ
Сила воли: что мешает нам добиваться цели Сила воли: что мешает нам добиваться цели

Проблема отсутствия силы воли – в образе жизни, который ее ослабляет

Psychologies
Эйнштейн против Бора. Квантовая механика Эйнштейн против Бора. Квантовая механика

Со смертью Эйнштейна мир стал другим

Наука и жизнь
Инерционный поворот Инерционный поворот

Многолетние периоды крепкого рубля обычно заканчиваются девальвационным шоком

Forbes
Страх благополучия: почему у меня мало денег? Страх благополучия: почему у меня мало денег?

Почему мы сами бессознательно запрещаем себе финансовое благополучие?

Psychologies
Как объяснить бабушке, кем ты работаешь Как объяснить бабушке, кем ты работаешь

SMM-специалист и еще 10 современных профессий в переводе на человеческий язык

Maxim
Сны о смерти: почему они иногда сбываются? Сны о смерти: почему они иногда сбываются?

Как быть со случаями вещих снов, предсказавших смерть

Psychologies
И мой сурок со мною И мой сурок со мною

Почему нас захватывает рутина и как из неё вырваться?

Psychologies
Haval F7x. Безжалостный пожиратель УАЗов Haval F7x. Безжалостный пожиратель УАЗов

У китайских производителей на нашем рынке количество проданных машин все растёт

4x4 Club
«Бой на $100 млн»: почему реванш Хабиба и Конора неизбежен «Бой на $100 млн»: почему реванш Хабиба и Конора неизбежен

Возвращение Макгрегора в октагон принесло UFC солидный доход

Forbes
25 фактов об Антарктике 25 фактов об Антарктике

Самая холодная, самая ветреная и самая пустая — Антарктика

Maxim
Словарь. Экология Словарь. Экология

От гринвошинга до шеринга: ликбез-словарь важных слов об экологии

Собака.ru
Правильные выводы Правильные выводы

Семь способов, как привести себя в порядок

OK!
Волшебный шкаф Волшебный шкаф

Проблема «нечего надеть» не зависит ни от дохода, ни от величины гардероба

Добрые советы
История болезни: двойная мораль История болезни: двойная мораль

Коммунистические вожди не доверяли своё здоровье отечественным медикам

Дилетант
Личные и общие границы в отношениях: почему их нарушают и как защитить Личные и общие границы в отношениях: почему их нарушают и как защитить

Как понять, кто и где нарушает ваши границы, а где вы делаете это сами

Psychologies
Почему они светятся: люминесценция в живой природе Почему они светятся: люминесценция в живой природе

Биолюминесценция – способность живых организмов светиться за счёт белков

Популярная механика
Мужчина для битья: почему современный мужчина так часто испытывает чувство вины Мужчина для битья: почему современный мужчина так часто испытывает чувство вины

И почему ему иногда от этого хорошо, а иногда — плохо.

Maxim
Наша эра. К юбилею Леонида Парфенова Наша эра. К юбилею Леонида Парфенова

Что сделал Парфенов для отечественного ТВ и о силе его экранного образа

СНОБ
Черная дыра извергает потоки вещества со сверхсветовой скоростью Черная дыра извергает потоки вещества со сверхсветовой скоростью

Ученые не сломали физику, а нашли пример сверхсветого движения

Популярная механика
Хождение инноваторов по банкам: почему hi-tech компаниям легче получить кредит за границей, чем в России Хождение инноваторов по банкам: почему hi-tech компаниям легче получить кредит за границей, чем в России

«Исписали тонны бумаги, но кредита так и не получили»

Forbes
От скальпеля до киберножа: как изменилось лечение рака печени и поджелудочной железы в России за 30 лет. Рассказывают хирурги-онкологи из государственного онкоцентра и частной клиники От скальпеля до киберножа: как изменилось лечение рака печени и поджелудочной железы в России за 30 лет. Рассказывают хирурги-онкологи из государственного онкоцентра и частной клиники

Хирурги-онкологи рассказывают о раке печени и поджелудочной железы

СНОБ
Сюррогатный гений Сюррогатный гений

Сальвадор Дали был куда более нормален, чем это принято считать

Maxim
Они позорят свой район! Они позорят свой район!

Архитектурная доска позора

Maxim
Светлана Строганова: «Не ужас-ужас, не малолетние преступники, а нормальные дети» Светлана Строганова: «Не ужас-ужас, не малолетние преступники, а нормальные дети»

Почему адаптация сирот почти всегда сопровождается кризисами

Русский репортер
Реинкарнация или совпадение: история близнецов Дженнифер и Джиллиан Реинкарнация или совпадение: история близнецов Дженнифер и Джиллиан

Существует ли реинкарнация?

Cosmopolitan
Топ-5 главных секс-трендов десятилетия, от которых мы в восторге Топ-5 главных секс-трендов десятилетия, от которых мы в восторге

В последние годы наша интимная жизнь стала гораздо интереснее

Playboy
Тело помнит: что такое и как работает мышечная память Тело помнит: что такое и как работает мышечная память

О мышечной памяти и о том, как её состояние влияет на тренировки и общий тонус

Cosmopolitan
Джентльменский напор Джентльменский напор

Криминальная сага от режиссёра «Большого куша»

GQ
Открыть в приложении