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

Что такое канцерогены, и почему жареная пища может провоцировать развитие рака Что такое канцерогены, и почему жареная пища может провоцировать развитие рака

Что именно делает жаренную пищу вредной?

Популярная механика
Голоса в голове Голоса в голове

Из каких субличностей состоит человеческое «Я»?

Psychologies
Черная дыра извергает потоки вещества со сверхсветовой скоростью Черная дыра извергает потоки вещества со сверхсветовой скоростью

Ученые не сломали физику, а нашли пример сверхсветого движения

Популярная механика
В горном краю В горном краю

Архитекторы создали уютную современную загородную виллу на Алтае

SALON-Interior
Павел Крупник Павел Крупник

Общественный деятель Павел Крупник и первый государственный хоспис в России

Собака.ru
100 отжиманий за 6 недель: программа, которая приведет тебя в форму 100 отжиманий за 6 недель: программа, которая приведет тебя в форму

Хватит откладывать, пора начинать

Playboy
Какую снасть выбрать для удачной подледной рыбалки Какую снасть выбрать для удачной подледной рыбалки

Рыбалка — это то увлечение, которое можно назвать спортом и удовольствием

CHIP
Как заставить женщину ревновать? 6 популярных методов, которые на деле не работают Как заставить женщину ревновать? 6 популярных методов, которые на деле не работают

Ты уверен, что это тебе нужно?

Playboy
Детский труд: 10 заменитых актеров, чья карьера началась задолго до 18-летия Детский труд: 10 заменитых актеров, чья карьера началась задолго до 18-летия

Их талант актёрской игры открылся еще в детстве

Cosmopolitan
Как выбрать лучший эллиптический тренажер для дома: полезные советы по выбору Как выбрать лучший эллиптический тренажер для дома: полезные советы по выбору

Расскажем обо всех нюансах эллиптических тренажеров и предложим лучшие модели

CHIP
Перепутал документы: что делать, если инспектор отдает чужие права Перепутал документы: что делать, если инспектор отдает чужие права

Автомобилист чуть не остался без водительских прав в канун Нового года

РБК
Минус 75 кило: как я начала худеть в спортзале на спор и стала адептом ЗОЖ Минус 75 кило: как я начала худеть в спортзале на спор и стала адептом ЗОЖ

Главное — начать, а дальше всё пойдет по накатанной

Cosmopolitan
«Чужак»: Путеводитель по сериалу Стивена Кинга, который впечатлит фанатов «Настоящего детектива» и «Секретных материалов» «Чужак»: Путеводитель по сериалу Стивена Кинга, который впечатлит фанатов «Настоящего детектива» и «Секретных материалов»

Сериал сочетает психологический реализм с научно-фантастическим хоррором

Esquire

Некоторые болезни нельзя вылечить, но с ними можно вести нормальную жизнь

Cosmopolitan
Гастрит, язва, нарушение работы желудка: что нужно знать после праздников Гастрит, язва, нарушение работы желудка: что нужно знать после праздников

Что такое нарушение работы пищеварения, гастрит и язва?

Популярная механика
Как искусственный интеллект изменит психиатрию Как искусственный интеллект изменит психиатрию

Ученые разрабатывают приложения для помощи психиатрам и их пациентам

Psychologies
Мама-монархия: почему из женщин получаются лучшие правители Мама-монархия: почему из женщин получаются лучшие правители

Многие государства достигли своего расцвета именно под женским управлением

Maxim
Тефлоновый Цукерберг: за счет чего акции Facebook отыграли потери от репутационных скандалов Тефлоновый Цукерберг: за счет чего акции Facebook отыграли потери от репутационных скандалов

Почему инвесторы верят в акции Facebook, несмотря ни на что?

Forbes
В СССР секс есть: 10 фильмов, прорвавших «железный занавес» В СССР секс есть: 10 фильмов, прорвавших «железный занавес»

Эти картины прорвали занавес и дали людям увидеть мир чувственной радости

Cosmopolitan
Павел Поддубный: 11 подводных камней при создании стартапа с нуля Павел Поддубный: 11 подводных камней при создании стартапа с нуля

11 советов от консультанта в сфере IT-решений для тех, кто открывает свой бизнес

СНОБ
Вся медицина должна стать профилактической Вся медицина должна стать профилактической

На вопросы редакции отвечает академик Юрий Беленков

Наука и жизнь
Почему светят звёзды? Почему светят звёзды?

Какие внутренние процессы заставляют звёзды излучать свет?

Наука и жизнь
Марафон желаний Марафон желаний

Музыкант и актриса Даша Чаруша стала режиссером

Собака.ru
Разбрасываться деньгами — личное дело? Вопрос дня Разбрасываться деньгами — личное дело? Вопрос дня

Насколько публичной персоне уместно в прямом смысле разбрасываться деньгами?

СНОБ
Как победить в снежки Как победить в снежки

Учим профессионально кидаться снегом

Maxim
Война и клир: чем вера в Бога отличается от фанатизма — объясняет протодиакон РПЦ Война и клир: чем вера в Бога отличается от фанатизма — объясняет протодиакон РПЦ

Как отделить добро от кулаков, а веру — от фанатизма

Esquire
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
Вместо силы Вместо силы

Разбираемся, что такое функциональный тренинг

GQ
На страже короны На страже короны

Телохранители героини «Татлера» эволюционировали внешне и по функционалу

Tatler
Евгения Степанова Евгения Степанова

Двукратная чемпионка СССР по прыжкам в воду вернулась в спорт в шестьдесят лет

Собака.ru
Открыть в приложении