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

7 ключей к хорошему впечатлению 7 ключей к хорошему впечатлению

Как с помощью невербальных сигналов поддерживать контакт с собеседником

Psychologies
«Большевик каждую минуту застрелить может» «Большевик каждую минуту застрелить может»

«Огонек» задумался над тем, в чем сила ленинского наследия

Огонёк
8 фактов о космосе, в которые трудно поверить 8 фактов о космосе, в которые трудно поверить

Рассказываем, что необычного скрывает космос

РБК
Как отличить «здоровый» нарциссизм от «нездорового»? Как отличить «здоровый» нарциссизм от «нездорового»?

Как понять, что у вашего партнера «злокачественный» нарциссизм

Psychologies
По эту сторону экрана По эту сторону экрана

Эксперт моды Владислав Лисовец преображает не только людей, но и свою квартиру

AD
5 шагов к счастливым отношениям 5 шагов к счастливым отношениям

Ключевые вопросы, которые лежат в основе отношений с собой и с другими людьми

Psychologies
Бытовой технике рекомендуют долго жить Бытовой технике рекомендуют долго жить

Европейский союз предлагает концепцию «Ремонт против утилизации»

Эксперт
Корпоративная мантра или инструмент бизнеса? Как не разочароваться в цифровой трансформации Корпоративная мантра или инструмент бизнеса? Как не разочароваться в цифровой трансформации

Успешные технологические разработки в массовом сознании нередко обрастают мифами

Forbes
Члены королевских семей, которые добровольно отказывались от статуса Члены королевских семей, которые добровольно отказывались от статуса

Кто из представителей монархии складывал с себя полномочия

Cosmopolitan
Как хронические нытики отравляют нам жизнь Как хронические нытики отравляют нам жизнь

Вечно недовольные родственники, друзья, коллеги не просто отравляют атмосферу

Psychologies
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
Первобытное мышление: как научиться видеть знаки Вселенной Первобытное мышление: как научиться видеть знаки Вселенной

Возможно, нам следует возвращаться к глубинной сущности и доверять интуиции

Psychologies
Дикая и загадочная: что стало с Антарктидой за 200 лет Дикая и загадочная: что стало с Антарктидой за 200 лет

Что вы знаете про пятый по величине континент нашей планеты

Популярная механика
Таблетки от обжорства Таблетки от обжорства

Как правильно принимать ферменты

Лиза
7 вопросов Геннадию Менжулину, климатологу 7 вопросов Геннадию Менжулину, климатологу

Геннадий Менжулин о потеплении

Русский репортер
Пять самых частых вопросов к психотерапевту Пять самых частых вопросов к психотерапевту

Богаты ли психотерапевты и в чем разница между психологом и психиатром

Psychologies
Шампунь от ушей Шампунь от ушей

О трудностях школьной борьбы с педикулезом

Огонёк
Чем пахнет в доме Чем пахнет в доме

От запахов в твоем жилище зависит, каким будет настроение домочадцев

Лиза
Смех сквозь слезы: трагедии в жизни актрис комедийного жанра Смех сквозь слезы: трагедии в жизни актрис комедийного жанра

Мало кто знает, сколько слез им пришлось пролить в реальной жизни

Cosmopolitan
Сериалы на миллиард. Рейтинг богатейших телепродюсеров по версии Forbes Сериалы на миллиард. Рейтинг богатейших телепродюсеров по версии Forbes

Список настоящих магнатов зарубежного телевидения

Forbes
Фамильные ссоры: почему Джоли, Робертс и другие не общаются со звездной родней Фамильные ссоры: почему Джоли, Робертс и другие не общаются со звездной родней

Порой знаменитости тоже сводят общение с некоторыми близкими к минимуму

Cosmopolitan
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
Герои Парижа Герои Парижа

Стандартные маршруты наскучили?

Лиза
Каждый петербуржец может сделать город лучше. Активисты рассказывают, как Каждый петербуржец может сделать город лучше. Активисты рассказывают, как

Как сделать районное СМИ, благоустроить район и восстановить исторический фасад

Собака.ru
«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
Воздушные фильтры: менять или можно почистить? Воздушные фильтры: менять или можно почистить?

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

CHIP
Массовое повешение и 22 дневника: что случилось с семьей Чундават Массовое повешение и 22 дневника: что случилось с семьей Чундават

Семья Чундават погибла в одночасье, но почему это случилось — до сих пор загадка

Cosmopolitan
Тех же щей погуще влей. Станет ли правительство Мишустина «командой прорыва» Тех же щей погуще влей. Станет ли правительство Мишустина «командой прорыва»

Стоит ли теперь ждать от кабинета Мишустина экономического прорыва?

СНОБ
Не только «говняшка». Что Владимир Мединский оставляет в наследство Не только «говняшка». Что Владимир Мединский оставляет в наследство

Владимир Мединский был идеальным министром культуры

СНОБ
Похудеть или подкачаться: как правильно составить тренировку в тренажерном зале Похудеть или подкачаться: как правильно составить тренировку в тренажерном зале

Как правильно составить тренировку в тренажерном зале, чтобы достичь результатов

Cosmopolitan
Открыть в приложении