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
Кино, кино и домино Кино, кино и домино

Два брата дают вторую жизнь заброшенным советским кинотеатрам в Москве

Forbes
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
Что такое апсайкл Что такое апсайкл

Манифест экомодерниста Покраса Лампаса и пять локальных апсайкл-проектов

Собака.ru
Женская дружба: неписаные правила Женская дружба: неписаные правила

Порой непрошеный совет или критика могут положить конец давней дружбе

Psychologies
«Скрупулезный следователь»: кто сменит Юрия Чайку в Генпрокуратуре и чего от него ждать «Скрупулезный следователь»: кто сменит Юрия Чайку в Генпрокуратуре и чего от него ждать

Игорь Краснов стал кандидатом на пост генпрокурора

Forbes
Здания из живых грибов: ученые создают жилье будущего Здания из живых грибов: ученые создают жилье будущего

Представьте, что вы живете в доме, полностью состоящем из грибов

Популярная механика
Евгения Степанова Евгения Степанова

Двукратная чемпионка СССР по прыжкам в воду вернулась в спорт в шестьдесят лет

Собака.ru
Самые полезные каши: лучшие крупы для здоровья и стройности Самые полезные каши: лучшие крупы для здоровья и стройности

Каша является одним из традиционных блюд исконно русской кухни

Cosmopolitan
4 главных ошибки, которых должны избегать начинающие руководители 4 главных ошибки, которых должны избегать начинающие руководители

Исчерпывающий гид по самым главным ошибкам начинающих руководителей

Playboy
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
Горланов Горланов

Как архитектор Антон Горланов сделал дизайн для двух самых громких премьер 2019

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

Отрывок из книги «Критическое мышление»

Psychologies
До и после Гагарина: как становятся космонавтами До и после Гагарина: как становятся космонавтами

Что происходит за стенами ЦПК, которому стукнуло аккурат 60 лет

Популярная механика
Процедура наращивания ресниц: виды, материалы и время процедуры Процедура наращивания ресниц: виды, материалы и время процедуры

Всё, что необходимо знать о наращивании ресниц в салонных или домашних условиях

Cosmopolitan
Зима в фокусе Зима в фокусе

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

Лиза
Родители-манипуляторы: три типичные тактики Родители-манипуляторы: три типичные тактики

По разным причинам родители порой применяют «запрещенные приемы»

Psychologies
Жизнь с диабетом: психологические особенности Жизнь с диабетом: психологические особенности

Диабет влияет не только на физическое, но и на душевное состояние

Psychologies
Почему не надо пить витамины: мнение врача Почему не надо пить витамины: мнение врача

Здоровым людям принимать поливитамины не надо

Популярная механика
Бумажная броня картонных линкоров Бумажная броня картонных линкоров

Японский скульптор Ацуси Адачи делает памятники из старых газет

Популярная механика
Как экс-дизайнер BMW и Tesla решил конкурировать с Илоном Маском, сдавая электромобили в аренду за $379 Как экс-дизайнер BMW и Tesla решил конкурировать с Илоном Маском, сдавая электромобили в аренду за $379

Хенрик Фискер выходит на рынок электромобилей с инновационной идеей

Forbes
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
Внутренняя свобода: найти и не потерять Внутренняя свобода: найти и не потерять

Пять практических советов для тех, кто ищет себя

Psychologies
Павел Поддубный: 11 подводных камней при создании стартапа с нуля Павел Поддубный: 11 подводных камней при создании стартапа с нуля

11 советов от консультанта в сфере IT-решений для тех, кто открывает свой бизнес

СНОБ
9 дурацких героев комиксов 9 дурацких героев комиксов

Самые странные и нелепые герои индустрии комиксов Америки

Maxim
Костры амбиций Костры амбиций

У нашего поколения появился новый главный враг — эмоциональное выгорание

GQ
Десять прорывов за десять лет. Как 2010-е годы изменили науку Десять прорывов за десять лет. Как 2010-е годы изменили науку

Десять самых важных научных свершений, которыми отмечено минувшее десятилетие

СНОБ
Ближе к тексту Ближе к тексту

24 января состоялась Церемония вручения Национальной Премии «Золотой орел»

OK!
Москва вошла в число самых дорогих городов мира для миллиардеров Москва вошла в число самых дорогих городов мира для миллиардеров

По каким критериям оценивают Москву миллиардеры?

Forbes
«Моя крепость»: почему женщины предпочитают жить отдельно от партнеров «Моя крепость»: почему женщины предпочитают жить отдельно от партнеров

В обществе до сих пор бытует мнение, что все женщины мечтают выйти замуж

Psychologies
Открыть в приложении