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

Иммунитет от хамства: как реагировать на грубость Иммунитет от хамства: как реагировать на грубость

Как защититься от хамства, не опускаясь до него?

Psychologies
Чувства меры Чувства меры

Очень трудно любить сразу двоих – и себя, и своего мужчину

Cosmopolitan
Аномальные нейтрино из глубин космоса: физики недоумевают Аномальные нейтрино из глубин космоса: физики недоумевают

Физики развернули целую кампанию по поиску этих неуловимых частиц

Популярная механика
Изделие Т-50: как Су-57 прорывался в небо Изделие Т-50: как Су-57 прорывался в небо

Создание истребителя пятого поколения дело хлопотное

Популярная механика
Главные открытия в космосе за 10 лет Главные открытия в космосе за 10 лет

2010-е стали временем огромных успехов в изучении и освоении космоса

Esquire
Массовое повешение и 22 дневника: что случилось с семьей Чундават Массовое повешение и 22 дневника: что случилось с семьей Чундават

Семья Чундават погибла в одночасье, но почему это случилось — до сих пор загадка

Cosmopolitan
Фура в небе: самый большой самолет в мире Фура в небе: самый большой самолет в мире

Постройка крупных пассажирских авиалайнеров сегодня задачка не из легких

Популярная механика
По эту сторону экрана По эту сторону экрана

Эксперт моды Владислав Лисовец преображает не только людей, но и свою квартиру

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

Фрагмент книги «Мошенники в мире искусства»

Forbes
6 «мифов» о здоровье, которые оказались правдой (ученые подтвердили) 6 «мифов» о здоровье, которые оказались правдой (ученые подтвердили)

Некоторые вещи, которые ты слышал о здоровье в детстве, на самом деле правдивы

Playboy
7 вопросов Геннадию Менжулину, климатологу 7 вопросов Геннадию Менжулину, климатологу

Геннадий Менжулин о потеплении

Русский репортер
Маневры на поле конституции. В чем смысл спешно принимаемых поправок к основному закону страны Маневры на поле конституции. В чем смысл спешно принимаемых поправок к основному закону страны

Президентские поправки к конституции РФ уже в первом чтении приняла Дума

Forbes
Грюнвальдские мечи польских королей Грюнвальдские мечи польских королей

Грюнвальдская битва и пропавшие королевские регалии

Дилетант
Как носить брюки: несколько стильных советов на каждый день Как носить брюки: несколько стильных советов на каждый день

Брюки – одна из наиболее удобных вещей

Cosmopolitan
Очень страшный интернет. Чего боятся родители Очень страшный интернет. Чего боятся родители

О том, как страх нового мешает нам найти диалог с детьми

СНОБ
Поворотный момент Поворотный момент

Как «Формула-1» изменится в 2021 году

Forbes
Нечаянно нагрянет Нечаянно нагрянет

GRAZIA рассказывает три истории о встречах, с которых началась большая любовь

Grazia
Оживаем после Нового года: функциональная тренировка для восстановления Оживаем после Нового года: функциональная тренировка для восстановления

Как прийти в себя после праздников?

Cosmopolitan
Аквааэробика — лучшие упражнения для похудения Аквааэробика — лучшие упражнения для похудения

Какая аквааэробика подойдет для беременных и для тех, кто приводит себя в форму

Cosmopolitan
15 книг миллиардеров, которые помогут создать прибыльный бизнес 15 книг миллиардеров, которые помогут создать прибыльный бизнес

Мемуары людей из списка Forbes, которые стоит прочитать

Forbes
Диета после удаления аппендицита: лечебное меню на каждый день Диета после удаления аппендицита: лечебное меню на каждый день

Основные правила, продукты и меню для пациентов, которым удалили аппендикс

Cosmopolitan
Встречайте 9 худших аэропортов мира — от Портелы до Орли Встречайте 9 худших аэропортов мира — от Портелы до Орли

Памятка про аэропорты всем неосведомленным туристам

Playboy
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
Ты гонишь! Ты гонишь!

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

Собака.ru
Горланов Горланов

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

Собака.ru
Кругосветные паруса Кругосветные паруса

Кругосветное плавание в честь 200‑летия открытия Антарктиды

Огонёк
Как отличить «здоровый» нарциссизм от «нездорового»? Как отличить «здоровый» нарциссизм от «нездорового»?

Как понять, что у вашего партнера «злокачественный» нарциссизм

Psychologies
Hey, Billie! Hey, Billie!

26 января в Лос-Анджелесе состоялась 62-я церемония вручения Grammy

OK!
Олег Целков: «Я хочу только рисовать и любить Тоню» Олег Целков: «Я хочу только рисовать и любить Тоню»

С родины его выслали за тунеядство

Караван историй
Игра вдолгую Игра вдолгую

Миллиардер Роман Троценко затевает новые масштабные проекты

Forbes
Открыть в приложении