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

6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

Как понять, кого нужно избегать? Да и нужно ли на самом деле?

Psychologies
Асаны в йоге — какие позы помогут расслабиться Асаны в йоге — какие позы помогут расслабиться

Какие асаны в йоге подойдут для начинающих

Cosmopolitan
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
5 шагов к музыкальной карьере от молодой певицы и композитора 5 шагов к музыкальной карьере от молодой певицы и композитора

Упорство, коммуникабельность и безграничный оптимизм помогут достичь многого

Cosmopolitan
Мужчина для битья: почему современный мужчина так часто испытывает чувство вины Мужчина для битья: почему современный мужчина так часто испытывает чувство вины

И почему ему иногда от этого хорошо, а иногда — плохо.

Maxim
Фитнес-этикет: как правильно вести себя в спортзале Фитнес-этикет: как правильно вести себя в спортзале

Основные правила спортивного этикета

Cosmopolitan
Директор L’Oréal по этике — о миссии бизнеса и позитивной дискриминации Директор L’Oréal по этике — о миссии бизнеса и позитивной дискриминации

Почему закон не всегда может быть последней инстанцией

РБК
Российские ученые проверили «искусственную кожу» на прочность Российские ученые проверили «искусственную кожу» на прочность

Материал, который в перспективе может стать аналогом человеческой кожи

Популярная механика
Суперпродукты для сезона простуд Суперпродукты для сезона простуд

Готовим «с огоньком», укрепляем иммунитет!

Лиза
Диета ДАН: строго, но эффективно Диета ДАН: строго, но эффективно

Как продержаться на диете ДАН и не сойти с ум?

Cosmopolitan
Как брендам работать с поколением Z Как брендам работать с поколением Z

Поколение Z сейчас становится все более активным потребителем

Esquire
Из Москвы в Петербург Из Москвы в Петербург

Эта квартира для командировок — отличная альтернатива комфортабельному отелю

SALON-Interior
Фильм «Маяк» с Робертом Паттинсоном и Уиллемом Дефо: рецензия Фильм «Маяк» с Робертом Паттинсоном и Уиллемом Дефо: рецензия

Образцовый фильм ужасов — «Маяк» американца Роберта Эггерса

Esquire
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
Острая нехватка Острая нехватка

Недостаток витаминов и минералов зимой – обычное дело. Следи за сигналами тела

Лиза
Как выглядят спальни героев мультсериалов в реальной жизни: 6 фантазий дизайнеров Как выглядят спальни героев мультсериалов в реальной жизни: 6 фантазий дизайнеров

Создатели анимационных телешоу помогают нам сбежать из скучной реальности

Playboy
«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
Красавица и чужой: почему девушек так тянет к иностранцам Красавица и чужой: почему девушек так тянет к иностранцам

Почему иногда женщины любят вместо тебя каких-то мексиканцев?

Maxim
Подчёркиваем талию: как правильно и красиво завязывать пояс Подчёркиваем талию: как правильно и красиво завязывать пояс

Пояс не только удобный, но и красивый аксессуар женского гардероба

Cosmopolitan
Вышла замуж за собственных братьев: чего еще ты не знаешь о Клеопатре Вышла замуж за собственных братьев: чего еще ты не знаешь о Клеопатре

Клеопатра VII была последним фараоном Египта и любовницей Юлия Цезаря

Cosmopolitan
Почему не надо пить витамины: мнение врача Почему не надо пить витамины: мнение врача

Здоровым людям принимать поливитамины не надо

Популярная механика
10 лучших драматических сериалов за последние 10 лет 10 лучших драматических сериалов за последние 10 лет

Десять отличных телевизионных драм, снятых за последние 10 лет

Esquire
Тайный дар. На что были потрачены $320 млн пожертвований топ-менеджера Facebook Тайный дар. На что были потрачены $320 млн пожертвований топ-менеджера Facebook

Пожертвования операционного директора Facebook Шерил Сэндберг не прозрачны

Forbes
Марафон желаний Марафон желаний

Музыкант и актриса Даша Чаруша стала режиссером

Собака.ru
«Стопроцентный технократ». Что надо знать о Михаиле Мишустине, которого Путин назначил премьером вместо Медведева «Стопроцентный технократ». Что надо знать о Михаиле Мишустине, которого Путин назначил премьером вместо Медведева

Чем известен Михаил Мишустин

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

Алексей Ситников готов составить девушке компанию в круизе по реке слез

Tatler
Если черный кот тарелку разобьет: откуда взялись известные суеверия Если черный кот тарелку разобьет: откуда взялись известные суеверия

Почему люди верят в дурные приметы? Может, в понедельник их мама родила?

Maxim
«Их истории со мной навсегда»: Кейт Миддлтон удивила британцев особенными фото «Их истории со мной навсегда»: Кейт Миддлтон удивила британцев особенными фото

Кейт Миддлтон продемонстрировала свои способности вместе с именитыми фотографами

Cosmopolitan
Кефир для волос: 6 лучших домашних масок Кефир для волос: 6 лучших домашних масок

Кефир не только полезен для здоровья, но и эффективен в составе масок для волос

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

Бактериально-вирусное кино — редкая разновидность фильмов катастроф

Maxim
Открыть в приложении