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

Финалистки конкурса «Девушка года Playboy-2018» Финалистки конкурса «Девушка года Playboy-2018»

Финалистки конкурса «Девушка года Playboy-2018»

Playboy
7 эпичных проигрышей в карты и казино 7 эпичных проигрышей в карты и казино

Азартные игры обогащают правителей и сводят с ума миллионеров и писателей

Maxim
Операция «Антимозг» Операция «Антимозг»

О вреде умственного напряжения и творческой пользе бездумного существования

Maxim
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
Это навсегда: пары российского кино, которые уже более 20 лет вместе Это навсегда: пары российского кино, которые уже более 20 лет вместе

Они вместе более 20 лет, и до сих пор с трепетом относятся друг к другу

Cosmopolitan
Плохой зайка, негодная лужайка: почему нельзя стать хорошей матерью Плохой зайка, негодная лужайка: почему нельзя стать хорошей матерью

Почему невозможно стать хорошей матерью, даже отдав детям все свои силы и время

Cosmopolitan
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
Женские куртки на синтепоне: стильное утепление Женские куртки на синтепоне: стильное утепление

Пожалуй, куртка на синтепоне – лучшая альтернатива объёмным пуховикам.

Cosmopolitan
Названы звезды, подходящие для Названы звезды, подходящие для

Астрономы назвали класс звезд, наиболее комфортных для возникновения жизни

Популярная механика
Почему миллионы людей помешались на «Безымянной игре про гуся» Почему миллионы людей помешались на «Безымянной игре про гуся»

Разработанная четырьмя молодыми людьми игра вдруг прогремела на весь мир

GQ
Губернатор Андрей Чибис: Мы делаем все возможное, чтобы жизнь в Заполярье не казалась экстремальным вызовом Губернатор Андрей Чибис: Мы делаем все возможное, чтобы жизнь в Заполярье не казалась экстремальным вызовом

Как в Мурманской области решаются проблемы здравоохранения и ЖКХ

СНОБ
Владимир Федосеев Владимир Федосеев

Самый титулованный российский дирижёр начинал музыкальную карьеру в годы войны

Собака.ru
Папу гложет Папу гложет

Проблема татлеровских отцов и детей в 2020‑м — передача состояний

Tatler
Джессика Альба: горячие фото знойной голливудской актрисы Джессика Альба: горячие фото знойной голливудской актрисы

Красотой и талантом Джессики Альбы можно восхищаться круглосуточно

Playboy
Апокалипсис, которого не было: чем проблема 2000 года оказалась полезна для цивилизации Апокалипсис, которого не было: чем проблема 2000 года оказалась полезна для цивилизации

Истерия из-за компьютерного кризиса 2000 года и ее положительные последствия

Forbes
Audi Q8. Мастерство художественного жужжания Audi Q8. Мастерство художественного жужжания

Q8 – запоздалый ответ Ингольштадта на купе-кроссоверы BMW X6

4x4 Club
Какие мультфильмы полезны детям? Мнение психолога Какие мультфильмы полезны детям? Мнение психолога

Сегодня многие родители не показывают детям мультфильмы, считая, что это вредно

Psychologies
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
Новый Audi Q3. Как VW Tiguan, только лучше Новый Audi Q3. Как VW Tiguan, только лучше

Брифинг перед тест-драйвом нового Audi Q3 в Неаполе получился многообещающим

4x4 Club
Аллергия на холод Аллергия на холод

Что это за реакция и как с ней бороться?

Лиза
#инструктаж: как снять квартиру за рубежом #инструктаж: как снять квартиру за рубежом

Несколько советов, как искать жилье за границей, от Австрии до Японии

РБК
Вечно пьяные: что такое внутренний алкоголь и зачем он нужен Вечно пьяные: что такое внутренний алкоголь и зачем он нужен

Каким образом крепкие напитки ведут к депрессии

РБК
Лечиться по-другому Лечиться по-другому

Физические и психические болезни взаимосвязаны

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

Со смертью Эйнштейна мир стал другим

Наука и жизнь
«Маленькие женщины» – неожиданный поворот в карьере Греты Гервиг «Маленькие женщины» – неожиданный поворот в карьере Греты Гервиг

Фильм «Маленькие женщины» – безусловный триумф

GQ
Закопанные миллиарды: как дороги превращаются в пожирателей бюджетов Закопанные миллиарды: как дороги превращаются в пожирателей бюджетов

Когда не нужно строить новые дороги?

Forbes
Как построить свечной бизнес и не прогореть Как построить свечной бизнес и не прогореть

Мира Бруман может смело давать советы стартаперам

РБК
Зачем нам кузнец? Зачем нам кузнец?

Фильму «Формула любви» исполняется 35 лет

Лиза
Четверо смелых: как участники рейтинга Forbes «30 до 30» заключили одну из крупнейших сделок в финтехе Четверо смелых: как участники рейтинга Forbes «30 до 30» заключили одну из крупнейших сделок в финтехе

Основатели Plaid продали свой стартап компании Visa за $5,3 млрд

Forbes
Идем на рекорд! Как научиться быстро читать Идем на рекорд! Как научиться быстро читать

Как научиться быстро читать без профессиональной подготовки за короткие сроки

Cosmopolitan
Открыть в приложении