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

Давай после праздников: почему можно не начинать новую жизнь с нового года Давай после праздников: почему можно не начинать новую жизнь с нового года

Почему возвращаться в обычную жизнь бывает так трудно

Forbes
Пафосный мажор или парнишка из низов: все о новом парне Бузовой Давиде Манукяне Пафосный мажор или парнишка из низов: все о новом парне Бузовой Давиде Манукяне

В конце прошлого года Ольга Бузова осчастливила своих фанатов

Cosmopolitan
Сила воли: что мешает нам добиваться цели Сила воли: что мешает нам добиваться цели

Проблема отсутствия силы воли – в образе жизни, который ее ослабляет

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

Как прийти в себя после праздников?

Cosmopolitan
Клад в лесу Клад в лесу

Архитектор Борис Уборевич-Боровский построил в лесу минималистский павильон

AD
Почему они светятся: люминесценция в живой природе Почему они светятся: люминесценция в живой природе

Биолюминесценция – способность живых организмов светиться за счёт белков

Популярная механика
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
Они считали себя плохими: диагноз «аутизм» в зрелом возрасте Они считали себя плохими: диагноз «аутизм» в зрелом возрасте

Многие люди, страдающие аутизмом, всю жизнь считали себя плохим

Psychologies
Вместо силы Вместо силы

Разбираемся, что такое функциональный тренинг

GQ
«Власти смогут «хакнуть» людей»: глава Huawei и автор Sapiens поспорили об опасности искусственного интеллекта «Власти смогут «хакнуть» людей»: глава Huawei и автор Sapiens поспорили об опасности искусственного интеллекта

Основатель Huawei уверен, что ИИ не так опасен, как атомная бомба

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
История Лайки: единственная собака, отправленная в космос погибать История Лайки: единственная собака, отправленная в космос погибать

Подвиг Лайки навсегда останется важнейшей вехой в истории покорения космоса

Популярная механика
Светлана Строганова: «Не ужас-ужас, не малолетние преступники, а нормальные дети» Светлана Строганова: «Не ужас-ужас, не малолетние преступники, а нормальные дети»

Почему адаптация сирот почти всегда сопровождается кризисами

Русский репортер
Чудесные мальчики из кино и рекламы: как сложились судьбы героев из 90-х Чудесные мальчики из кино и рекламы: как сложились судьбы героев из 90-х

Эти мальчишки прославились съемками в «Ералаше» и рекламе, что с ними сейчас?

Cosmopolitan
Правило №49. Как отдохнуть после развода Правило №49. Как отдохнуть после развода

Алексей Ситников готов составить девушке компанию в круизе по реке слез

Tatler
Миллениалы во власти, прорывные VR-очки и новые формы управления: Цукерберг описал мир через 10 лет Миллениалы во власти, прорывные VR-очки и новые формы управления: Цукерберг описал мир через 10 лет

Марк Цукерберг: как изменится мир и его собственная жизнь к 2030 году

Forbes
Бабочки мои Бабочки мои

Мы попросили одного верного мужа рассказать о сексе в долгом браке

Добрые советы
Наследников у вождей не бывает Наследников у вождей не бывает

25 мая 1922 года у Ленина случился удар. Казалось, он не выживет

Дилетант
Правила жизни Брижит Бардо Правила жизни Брижит Бардо

Актриса, модель, защитница животных

Esquire
«Бросать людям вызов — всегда хорошая мысль»: глава бренда Isaia о новой мужской моде «Бросать людям вызов — всегда хорошая мысль»: глава бренда Isaia о новой мужской моде

Джанлука Исайя о будущем мужской моды и ценности традиций

Forbes
Алёна Дерябина. Пример для подражания Алёна Дерябина. Пример для подражания

Алёна Дерябина почти десять лет руководит компанией «Донстрой»

Cosmopolitan
Сюрреализм — это я! 9 фактов о Сальвадоре Дали Сюрреализм — это я! 9 фактов о Сальвадоре Дали

Самые невероятные истории из жизни знаменитого сюрреалиста

Вокруг света
Жирное лобби, или Как перестать бояться жира в тарелке Жирное лобби, или Как перестать бояться жира в тарелке

Откуда берется страх перед жиром в продуктах питания

Psychologies
10 секретов успешных сториз 10 секретов успешных сториз

О секретах привлечения подписчиков с помощью сториз

Cosmopolitan
10 лучших фильмов про смертельные эпидемии 10 лучших фильмов про смертельные эпидемии

Бактериально-вирусное кино — редкая разновидность фильмов катастроф

Maxim
Как завод «Степан Разин» превратился в технопарк St. Razin Как завод «Степан Разин» превратился в технопарк St. Razin

Как экс-завод превращается в технопарк с баром, коворкингом и сыроварней

Собака.ru
13 способов помочь жертве домашнего насилия 13 способов помочь жертве домашнего насилия

Как правильно вести себя с жертвой домашнего тирана и чем помочь

Psychologies
Таблетка для стартапера: как выдерживать высокие нагрузки и не сойти с ума Таблетка для стартапера: как выдерживать высокие нагрузки и не сойти с ума

Что делать предпринимателю, чтобы выдерживать нагрузки и оставаться эффективным?

Forbes
«Как тебе такое, Iron Mask?»: фрагмент нового романа Игоря Савельева «Как тебе такое, Iron Mask?»: фрагмент нового романа Игоря Савельева

Первая глава романа Игоря Савельева, где Алекс пакует вещи в общежитии

Esquire
5 советов, как быть отцом ребенка во время новогодних праздников 5 советов, как быть отцом ребенка во время новогодних праздников

Тонкости воспитания, которые следует учесть отцу на зимних каникулах

Maxim
Открыть в приложении