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

8 продуктов, которые очень полезны для здоровья сердца 8 продуктов, которые очень полезны для здоровья сердца

Со временем сердце изнашивается — эти продукты поддержат его в трудную минуту

Cosmopolitan
Они мне не нравятся. О крушении родительских надежд Они мне не нравятся. О крушении родительских надежд

Поздние и любимые дети вдруг перестают радовать отца, который воспитывал их

СНОБ
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
Лариса Вербицкая: «Не хочу загадывать наперед, но ничего и не исключаю» Лариса Вербицкая: «Не хочу загадывать наперед, но ничего и не исключаю»

На старте карьеры на телевидении хрупкую блондинку называли Снежной королевой

Караван историй
Тайны снов в вопросах и ответах Тайны снов в вопросах и ответах

Что означают таящиеся во снах символы и образы?

Psychologies
«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
Судьба «Рольфа»: кто и за сколько может купить компанию Сергея Петрова Судьба «Рольфа»: кто и за сколько может купить компанию Сергея Петрова

Какой может быть цена «Рольфа» и кого могла заинтересовать сделка?

Forbes
Почему музыка Эминема безнадежно устарела (и в чем причина — в слушателях или в самом рэпере) Почему музыка Эминема безнадежно устарела (и в чем причина — в слушателях или в самом рэпере)

Почему злость и провокации Эминема больше не работают

Esquire
История ученого, который пожертвовал жизнью, чтобы описать симптомы укуса ядовитой змеи История ученого, который пожертвовал жизнью, чтобы описать симптомы укуса ядовитой змеи

Карл Петерсон Шмидт вел дневник с момента укуса до самой смерти

Maxim
7 личных качеств, от которых зависит прочность отношений 7 личных качеств, от которых зависит прочность отношений

Если вы обладаете этими качествами, ваш брак будет долговечным и счастливым

Psychologies
Дмитрию Маликову - 50! Любопытные факты о нем, которых ты точно не знала Дмитрию Маликову - 50! Любопытные факты о нем, которых ты точно не знала

Вспоминаем интересные моменты биографии Дмитрия Маликова

Cosmopolitan
Андрей Геласимов Андрей Геласимов

Андрей Геласимов – о романах со студентками, мате и компьютерных играх

Maxim
Как решать конфликты на работе? 5 советов экспертов Как решать конфликты на работе? 5 советов экспертов

Конфликт на рабочем месте — случай нередкий, но разрешимый

Playboy
Как перестать опаздывать: 6 советов Как перестать опаздывать: 6 советов

Пунктуальность должна быть свойственна не только курьерам

Maxim
Ассоль и Грей: и жили они долго и счастливо. Или нет? Ассоль и Грей: и жили они долго и счастливо. Или нет?

Что происходит с героями литературного произведения, когда мы дочитываем книгу?

Psychologies
Сюррогатный гений Сюррогатный гений

Сальвадор Дали был куда более нормален, чем это принято считать

Maxim
Сергей Зинкевич: Что мешает «цифровизации» бизнеса? Сергей Зинкевич: Что мешает «цифровизации» бизнеса?

Почему не нужно бояться пробовать что-то новое в сфере ИТ

СНОБ
Физикам впервые удалось надолго запереть свет в нанорезонаторе Физикам впервые удалось надолго запереть свет в нанорезонаторе

Физики смогли поймать электромагнитную волну в резонатор крошечного размера

Популярная механика
Дэвид Солой: Турбулентность. Отрывок из романа Дэвид Солой: Турбулентность. Отрывок из романа

Герои книги — 12 человек с разными судьбами

СНОБ
Король говорит Король говорит

Гарик Мартиросян положил партбилет Comedy на стол и ушел работать над стендапом

Glamour
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
Каучуковое свойство Каучуковое свойство

Михаил Сутягинский пытается развернуть высокотехнологичный бизнес в России

Forbes
4 типа темперамента и как они проявляются у мужчин 4 типа темперамента и как они проявляются у мужчин

Как четыре типа темперамента проявляются у мужчин

Psychologies
Диагностика по ногтям Диагностика по ногтям

Можно ли определить состояние здоровья по форме, цвету и прозрачности ногтей?

Maxim
Шандор Мараи: Свечи сгорают дотла Шандор Мараи: Свечи сгорают дотла

Фрагмент романа венгерского писателя Шандора Мараи

СНОБ
Как пенис меняется с годами: 5 метаморфоз, с которыми ты можешь столкнуться Как пенис меняется с годами: 5 метаморфоз, с которыми ты можешь столкнуться

Какие-то изменения полового члена можно избежать, а какие-то неминуемы

Playboy
«Дружба» требует ремонта «Дружба» требует ремонта

Что с легендарным нефтепроводом и почему Москва и Минск не могут договориться

Огонёк
Зима в фокусе Зима в фокусе

Деревья в инее, храмы, просторы выглядят как открытка «Из России с любовью»

Лиза
Фитнес между делом Фитнес между делом

На эти упражнения тебе понадобятся считанные минуты

Лиза
Вечно молодой Вечно молодой

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

Лиза
Открыть в приложении