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

Отказаться от лишнего и стать счастливее: от чего нам всем пора избавиться? Отказаться от лишнего и стать счастливее: от чего нам всем пора избавиться?

14 вещей в жизни, от которых давно пора избавиться

Psychologies
Ярослав Смеляков Ярослав Смеляков

Смеляков (1913–1972) был, безусловно, настоящим поэтом

Дилетант
Что говорят о нас отношения с деньгами Что говорят о нас отношения с деньгами

По тому, как человек относится к деньгам, можно определить его образ мышления

Psychologies
Духи на распив по-донецки Духи на распив по-донецки

Как почувствовать войну, родину и застойную тоску

Русский репортер
О чем говорит картошка и другие безумства CES 2020 О чем говорит картошка и другие безумства CES 2020

О крупнейшей международной выставке электроники Consumer Electronics Show 2020

Популярная механика
Как правильно сушить волосы: советы топ-стилистов Как правильно сушить волосы: советы топ-стилистов

При использовании фена многие женщины совершают типичные ошибки

Cosmopolitan
Валентин Кузнецов: Как поколение Z меняет офлайн-магазины и почему ритейлу это понравится Валентин Кузнецов: Как поколение Z меняет офлайн-магазины и почему ритейлу это понравится

Какие предпочтения у поколения Z и почему их тянет в офлайн-магазины?

СНОБ
«Конец культуры бонусов»: Bloomberg рассказал, как роботы лишили финансистов Уолл-стрит доходов «Конец культуры бонусов»: Bloomberg рассказал, как роботы лишили финансистов Уолл-стрит доходов

Культура выплаты крупных бонусов финансистам с Уолл-стрит умирает

Forbes
Как экономить на электроэнергии: 8 советов эксперта Как экономить на электроэнергии: 8 советов эксперта

Предлагаем самые простые и универсальные способы экономии электроэнергии

Популярная механика
Гараж Гараж

Директор музея современного искусства «Гараж» об экологии и новом проекте

Собака.ru
Как научиться мыслить критически: практикум для подростков Как научиться мыслить критически: практикум для подростков

Отрывок из книги «Критическое мышление»

Psychologies
4 мифа о Великой Китайской стене 4 мифа о Великой Китайской стене

Как и зачем на самом деле строился крупнейший архитектурный памятник мира

Maxim
Это нормально: 6 пищевых привычек, в которых нет ничего страшного Это нормально: 6 пищевых привычек, в которых нет ничего страшного

Какие пищевые привычки не так ужасны, как их выставляет welness-индустрия.

РБК
Деменция в наследство: можно ли уберечь себя? Деменция в наследство: можно ли уберечь себя?

Изменение образа жизни может помочь даже тем, у кого «плохая генетика»

Psychologies
Одна дома Одна дома

Все больше женщин выбирают осознанное одиночество. А как же семья и любовь?

Vogue
Они позорят свой район! Они позорят свой район!

Архитектурная доска позора

Maxim
К 100-летию Федерико Феллини: режиссер в цитатах об искусстве и жизни К 100-летию Федерико Феллини: режиссер в цитатах об искусстве и жизни

Предлагаем познакомиться с мироощущением Федерико Феллини через цитаты режиссера

РБК
Восточный люкс: как одеваются турецкие актрисы на дорожке и в жизни Восточный люкс: как одеваются турецкие актрисы на дорожке и в жизни

Мы поближе познакомились с популярными в Турции актрисами и изучили их стиль

Cosmopolitan
Все могло быть иначе: Егор Гайдар и история российских реформ Все могло быть иначе: Егор Гайдар и история российских реформ

Амбициозность гайдаровской программы и трудности, с которыми она столкнулась

Forbes
Пять способов убаюкать беспокойный мозг Пять способов убаюкать беспокойный мозг

Как перехитрить упорно бодрствующий мозг и быстро уснуть

Psychologies
Вечно молодой Вечно молодой

Дмитрий Харатьян, как, впрочем, и его герои, совсем не стареет

Лиза
Арт-мошенники. Самые гениальные аферы в мире искусства Арт-мошенники. Самые гениальные аферы в мире искусства

Фрагмент книги «Мошенники в мире искусства»

Forbes
Банда стартаперов: как пенсионер, охранник и плотник похитили сына миллиардера Евгения Касперского Банда стартаперов: как пенсионер, охранник и плотник похитили сына миллиардера Евгения Касперского

Похищение сына Евгения Касперского стало одним из самых резонансных преступлений

Forbes
Несчастливы вместе. Почему новое поколение отказывается радоваться Несчастливы вместе. Почему новое поколение отказывается радоваться

Современные дети и подростки все чаще испытывают фрустрацию

СНОБ
Как заработать десятки миллионов долларов на открытках со знаменитостями: история сервиса Cameo Как заработать десятки миллионов долларов на открытках со знаменитостями: история сервиса Cameo

Хочется, чтобы твоего близкого человека поздравил любимый исполнитель?

Forbes
Сам себе садовод: как вырастить домашний цветок Сам себе садовод: как вырастить домашний цветок

Чтобы стать успешным цветоводом, необходимо знать некоторые хитрости

Cosmopolitan
«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
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
«Трупный сигнал» возвещает наступление эры человека «Трупный сигнал» возвещает наступление эры человека

Колоссальные залежи трупов скота и самих людей - это маркер геологической эпохи

Популярная механика
Ты гонишь! Ты гонишь!

Лучшие в России рейсеры, вейкбордисты, скалолазы и будущий чемпион «Формулы 1»

Собака.ru
Открыть в приложении