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

Как появился миф о том, что мозг работает лишь на 10% Как появился миф о том, что мозг работает лишь на 10%

Как появилось предположение о том, что наш мозг работает лишь на 10%?

Популярная механика
Новый завет Новый завет

Рекордсменка по числу номинаций на «Грэмми» Lizzo и манифест нового поколения

Vogue
Операция «Антимозг» Операция «Антимозг»

О вреде умственного напряжения и творческой пользе бездумного существования

Maxim
Умные, но не часы: как выбрать фитнес-браслет Умные, но не часы: как выбрать фитнес-браслет

Хорошим выбором могут стать фитнес-браслеты, дополняющие смартфон

Популярная механика
Кругосветное путешествие Алексея Камерзанова. ЮАР, Свазиленд, Лесото Кругосветное путешествие Алексея Камерзанова. ЮАР, Свазиленд, Лесото

Лимпопо – волшебное слово, ради которого нам пришлось изменить маршрут

4x4 Club
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
Правила жизни Коби Брайанта Правила жизни Коби Брайанта

Баскетболист, чемпион НБА, Лос-Анджелес

Esquire
Как правильно начать день Как правильно начать день

Правильное начало дня для мужчины — задача почти неразрешимая

Maxim
Покупатель под лупой Покупатель под лупой

К чему приведёт регулирование сделок с искусством?

Robb Report
Гаганавты и гуманоид Гаганавты и гуманоид

«Огонек» присмотрелся к особенностям индийского пути к звездам

Огонёк
Ваш партнер (не) обязан быть в курсе всего, что происходит у вас на работе? Ваш партнер (не) обязан быть в курсе всего, что происходит у вас на работе?

Должен ли партнер знать обо всем, что вы делаете в профессиональном плане

Psychologies
Древние хищники московской подземки: что скрывается в метро Древние хищники московской подземки: что скрывается в метро

Доисторические хищники, современники динозавров и другие существа в метро

Популярная механика
10 фильмов, которые советует Александр Роднянский 10 фильмов, которые советует Александр Роднянский

Выбирайте – «Джокер» или документальное кино о Диего Марадоне.

GQ
Роботы на заводах: к 2025 возьмут на себя четверть задач и будут понимать нас с полуслова Роботы на заводах: к 2025 возьмут на себя четверть задач и будут понимать нас с полуслова

Рынок роботов к 2030 году достигнет $277 млрд, причем растут разные его сегменты

Forbes
Воздушные фильтры: менять или можно почистить? Воздушные фильтры: менять или можно почистить?

Можно ли восстановить фильтр в пылесосе и сэкономить по покупке нового?

CHIP
Али акбар! История жизни великого боксера Мохаммеда Али Али акбар! История жизни великого боксера Мохаммеда Али

Он дрался с медведем, тренировался под водой и придумал рэп

Maxim
Как разбудить в муже отцовский инстинкт: рассказывает врач (мужчина!) Как разбудить в муже отцовский инстинкт: рассказывает врач (мужчина!)

Мужчины способны заботиться о детях не хуже мам

Cosmopolitan
Самые частые ошибки с сапогами, которые мы совершаем: не делай так! Самые частые ошибки с сапогами, которые мы совершаем: не делай так!

Как не стоит носить сапоги и почему

Cosmopolitan
Фокусы мозга. Как жить дальше, если сознание — всего лишь иллюзия Фокусы мозга. Как жить дальше, если сознание — всего лишь иллюзия

В мире набирает популярность концепция «иллюзионизма»

Forbes
Уколы – они и в Африке уколы Уколы – они и в Африке уколы

Анастасия Овчинникова протестировала процедуру Uzuri 2.0 и делится впечатлениями

Cosmopolitan
Вечно молодой Вечно молодой

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

Лиза
Яхтинг: исследуем самые красивые побережья мира Яхтинг: исследуем самые красивые побережья мира

Рассекать волны на высокой скорости или спокойно отдыхать в любимой бухте?

GQ
Что общего между гвоздём и Парижем? Что общего между гвоздём и Парижем?

Откуда появились выражение «гвоздя не хватило»?

Наука и жизнь
Зима в фокусе Зима в фокусе

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

Лиза
Асаны в йоге — какие позы помогут расслабиться Асаны в йоге — какие позы помогут расслабиться

Какие асаны в йоге подойдут для начинающих

Cosmopolitan
Девочка и миф Девочка и миф

Что на самом деле стоит за истерикой по поводу глобального потепления

Огонёк
Поколение Путина: Financial Times рассказала о взглядах россиян, выросших при действующем президенте Поколение Путина: Financial Times рассказала о взглядах россиян, выросших при действующем президенте

Что возобладает в молодежной среде в ближайшие годы?

Forbes
8 самых красивых взлетно-посадочных полос в мире 8 самых красивых взлетно-посадочных полос в мире

Восемь аэропортов, посадка в которых подарит потрясающие виды в иллюминаторе

Forbes
Путь к господству биткоина: 13 событий, определивших будущее денег Путь к господству биткоина: 13 событий, определивших будущее денег

Главные события 2010-х, определивших будущее денег

Forbes
Регистрация у дилеров и езда без номеров: ГИБДД дала разъяснения Регистрация у дилеров и езда без номеров: ГИБДД дала разъяснения

Когда дилеры начнут ставить машины на учет, сколько это будет стоить

РБК
Открыть в приложении