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

Искусство путешествовать Искусство путешествовать

Узнайте, как получить максимум от вашего следующего путешествия

kiozk originals
Любовь не знает границ Любовь не знает границ

Судьба подбрасывает Любе новые испытания, но следом всегда приходит помощь

Лиза
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
«Расскажите немного о себе»: что отвечать на этот вопрос? «Расскажите немного о себе»: что отвечать на этот вопрос?

«Расскажите немного о себе» — проверка коммуникативных навыков соискателя

Psychologies
Пойдем вдвоем Пойдем вдвоем

Индустрия красоты постепенно стирает гендерные границы!

Домашний Очаг
Здесь мерилом работы считают усталость. Так ли уж вредны длинные выходные? Здесь мерилом работы считают усталость. Так ли уж вредны длинные выходные?

Нужно ли большие зимние и осенние выходные сократить?

СНОБ
КТ и МРТ: в чем разница? КТ и МРТ: в чем разница?

В каких случаях можно обойтись обычным рентгеном, а когда нужны другие методы

Лиза
«Маленькие женщины»: Как Грета Гервиг переосмыслила фундаментальный американский роман «Маленькие женщины»: Как Грета Гервиг переосмыслила фундаментальный американский роман

Грета Гервиг по-своему перечитала роман и расставила современные акценты

Esquire
Кризис управления Кризис управления

Государство не может потратить триллионы рублей, но продолжает отъем денег

Forbes
Битвы за альфу: как мужские движения представляют себе женщин Битвы за альфу: как мужские движения представляют себе женщин

«Женщина. Учебник для мужчин»: почему эту популярную книгу точно не стоит читать

Cosmopolitan
Что такое биоревитализация: всё, что нужно знать о процедуре Что такое биоревитализация: всё, что нужно знать о процедуре

Биоревитализация: так ли она эффективна, как говорят?

Cosmopolitan
Лестница в небо Лестница в небо

Разговор с одним из тех, кто взглянул смерти в глаза

GQ
Волшебный шкаф Волшебный шкаф

Проблема «нечего надеть» не зависит ни от дохода, ни от величины гардероба

Добрые советы
Что делать, если у вас с партнером разные графики сна Что делать, если у вас с партнером разные графики сна

Как быть, если вы «жаворонок», а ваш партнер — «сова», или наоборот?

Psychologies
Дрянная девчонка Дрянная девчонка

От сериала «Дрянь» до бондианы — история успеха Фиби Уоллер-Бридж

Vogue
Боже, храни королеву! Как Елизавета Вторая победит внука-подкаблучника и его политкорректную Меган Боже, храни королеву! Как Елизавета Вторая победит внука-подкаблучника и его политкорректную Меган

Скандал с принцем Гарри и его женой поставил британскую монархию перед кризисом

СНОБ
Общая картина Общая картина

Иногда коллекционирование показывает ту же окупаемость, что и голубые фишки

Robb Report
Как правильно начать день Как правильно начать день

Правильное начало дня для мужчины — задача почти неразрешимая

Maxim
Смарт-тонус: как быстро зарядить телефон или планшет Смарт-тонус: как быстро зарядить телефон или планшет

Простые советы, как быстро зарядить телефон или планшет на базе Android или iOS

Cosmopolitan
«Дело Ричарда Джуэлла»: крепкая драма Клинта Иствуда про теракт на Олимпиаде в Атланте, где герой становится подозреваемым «Дело Ричарда Джуэлла»: крепкая драма Клинта Иствуда про теракт на Олимпиаде в Атланте, где герой становится подозреваемым

Клинт Иствуд снял крепкое и актуальное в эпоху fake news кино

Esquire
Черная Мамба, выдающийся баскетболист, суперзвезда: каким мир запомнит Коби Брайанта Черная Мамба, выдающийся баскетболист, суперзвезда: каким мир запомнит Коби Брайанта

Коби Брайант — легенда баскетбола и человек с большой буквы

Esquire
Максим Матвеев: «Искать баланс между карьерой, семьей и хобби – счастливая работа» Максим Матвеев: «Искать баланс между карьерой, семьей и хобби – счастливая работа»

Актер Максим Матвеев – как его герой заставляет людей выйти из зоны комфорта

Grazia
Человек с винтом. Как Игорь Сикорский вертолет изобретал Человек с винтом. Как Игорь Сикорский вертолет изобретал

Игорь Сикорский — отец вертолета и других отличных летающих штук

Maxim
Как и на что будут жить принц Гарри и Меган Маркл после отказа от титулов Как и на что будут жить принц Гарри и Меган Маркл после отказа от титулов

Мало кто пишет о том, чем в дальнейшем будут заниматься Меган и Гарри

Cosmopolitan
Как правильно сушить волосы: советы топ-стилистов Как правильно сушить волосы: советы топ-стилистов

При использовании фена многие женщины совершают типичные ошибки

Cosmopolitan
Юлия Юрченко: Будущее, в котором у каждого сотрудника есть личный помощник Юлия Юрченко: Будущее, в котором у каждого сотрудника есть личный помощник

Что если в будущем у каждого человека появится личный помощник?

СНОБ
«Мальчики для битья»: самые критикуемые члены правительства Медведева «Мальчики для битья»: самые критикуемые члены правительства Медведева

Кто из членов уходящего кабинета чаще сталкивался с негативными комментариями

Forbes
Инна Волкова Инна Волкова

Певица и участница «Колибри» возрождает легендарную группу девяностых и нулевых

Собака.ru
Эффект плацебо Эффект плацебо

Что такое эффект плацебо и можно ли его использовать в медицине?

Psychologies
Негативные мысли о себе: техника разворота на 180 градусов Негативные мысли о себе: техника разворота на 180 градусов

Как быстро и эффективно оспорить собственные представления о себе?

Psychologies
Открыть в приложении