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

По другим правилам По другим правилам

Мы то и дело слышим, что после пандемии мир не будет прежним

Добрые советы
Дороже золота Дороже золота

В Европе пьют (и обожествляют) вино, а в Азии — чай

Robb Report
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
Мамина школа Мамина школа

Актриса Дарья Мороз о воспитании подростка, статусе и новых витках в карьере

OK!
Как научиться подтягиваться на турнике: эффективная программа для начинающих Как научиться подтягиваться на турнике: эффективная программа для начинающих

Самое время научиться подтягиваться на турнике, если ты до сих пор не умеешь

Playboy
Биби Истон: 44 главы о 4 мужчинах. Отрывок из книги Биби Истон: 44 главы о 4 мужчинах. Отрывок из книги

Биби ведёт дневник, в котором записывает выдуманные истории

СНОБ
Как выходец с Украины запустил в США приложение для похудения, выручка которого выросла за год в четыре раза Как выходец с Украины запустил в США приложение для похудения, выручка которого выросла за год в четыре раза

Как Артем Петаков разработал приложение для здорового образа жизни Noom

Forbes
Какие мультфильмы полезны детям? Мнение психолога Какие мультфильмы полезны детям? Мнение психолога

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

Psychologies
Любовь и шпионаж Любовь и шпионаж

Читаем сокращенную версию рассказа Натальи Александровой «Жених к Новому году»

Лиза
Ночной обзор Ночной обзор

Все новые и новые вопросы о себе, своих желаниях и партнере. Отвечает специалист

Добрые советы
Как перестать икать? Лучшие приемы (просить себя напугать не придется) Как перестать икать? Лучшие приемы (просить себя напугать не придется)

Давай поговорим о том, как избавиться от икоты

Playboy
Чувства меры Чувства меры

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

Cosmopolitan
Честное имя. Почему в нашей стране нет института репутации и когда он возникнет Честное имя. Почему в нашей стране нет института репутации и когда он возникнет

Понятие репутации за последние десятилетия в России оказалось полностью размыто

СНОБ
11 способов приготовить еду по-новому: полезные лайфхаки 11 способов приготовить еду по-новому: полезные лайфхаки

Эти лайфхаки не только упростят, но и разнообразят рутинное приготовление пищи

Популярная механика
Сил моих больше нет Сил моих больше нет

Мало кому из родителей нравится повышать голос на своих детей

Лиза
С Бродвея на экран: 5 фильмов, которые сначала были мюзиклами С Бродвея на экран: 5 фильмов, которые сначала были мюзиклами

Как появились самые успешные экранизации бродвейских постановок

РБК
Группа Fire Granny — о текстах Хармса, побеге от реальности и театре Группа Fire Granny — о текстах Хармса, побеге от реальности и театре

Знакомимся с актерской группой Fire Granny

РБК
Лариса Вербицкая: «Не хочу загадывать наперед, но ничего и не исключаю» Лариса Вербицкая: «Не хочу загадывать наперед, но ничего и не исключаю»

На старте карьеры на телевидении хрупкую блондинку называли Снежной королевой

Караван историй
Захватывающие фильмы на одном дыхании: 16 лент, которые не поставишь на паузу Захватывающие фильмы на одном дыхании: 16 лент, которые не поставишь на паузу

Фильмы, которые невозможно забыть.

Playboy
Выстрел в будущее: как собрать пушку Гаусса своими руками Выстрел в будущее: как собрать пушку Гаусса своими руками

Несмотря на скромные размеры, пистолет Гаусса – это самое серьезное оружие

Популярная механика
«Мне все равно»: что такое эмоциональная бесчувственность «Мне все равно»: что такое эмоциональная бесчувственность

У каждого свой порог психологической выносливости, и никто не может предсказать

Psychologies
Парфюмер Фредерик Маль — об аромате для Ренаты Литвиновой Парфюмер Фредерик Маль — об аромате для Ренаты Литвиновой

Что общего у картин и ароматов и почему важно дружить с парфюмерами

РБК
Большой — взрыв Большой — взрыв

Дмитрий Черняков и Аида Гарифуллина готовят «Садко» в Большом

Vogue
Дмитрий Маликов: «Я пока не вызываю рвотного рефлекса у молодежи» Дмитрий Маликов: «Я пока не вызываю рвотного рефлекса у молодежи»

Почему возраст в случае с Дмитрием Маликовым — чистая условность

РБК
История изобретения противозачаточных таблеток, или как женщины получили свободу выбора: фрагмент книги Джонатана Эйга История изобретения противозачаточных таблеток, или как женщины получили свободу выбора: фрагмент книги Джонатана Эйга

Увлекательный рассказ об изобретении противозачаточных таблеток

Esquire
Звезды 90-х, о которых мы давно не слышали Звезды 90-х, о которых мы давно не слышали

Рассказываем, чем сегодня заняты популярные музыканты 1990-х

РБК
Опасные игры с ОПЕК: как Россия намерена отчитываться по соглашению, одновременно наращивая добычу Опасные игры с ОПЕК: как Россия намерена отчитываться по соглашению, одновременно наращивая добычу

Заявление о возможном выходе России из ОПЕК+ привело к падению нефтяных цен

Forbes
«Дорогие штучки» с Тиной Канделаки: пять самых дорогих картин из коллекции миллиардера Петра Авена «Дорогие штучки» с Тиной Канделаки: пять самых дорогих картин из коллекции миллиардера Петра Авена

Тина Канделаки — о любви банкира Петра Авена к русскому искусству

Forbes
Они позорят свой район! Они позорят свой район!

Архитектурная доска позора

Maxim
Как избавиться от запаха табака в квартире? 9 проверенных способов Как избавиться от запаха табака в квартире? 9 проверенных способов

Хоть табачный запах и очень стойкий, ты можешь его победить

Playboy
Открыть в приложении