Живущие внутри нас. Ученые опровергли главные мифы о микробиоме человека
- Миф о микрофлоре
- Миф об опасности микробов
- Миф о плохих и хороших бактериях
- Миф о дисбактериозе
- Миф о десятикратном превосходстве
- Миф о двух килограммах бактерий
- Миф о передаче микробиома по наследству
- Миф о влиянии на мозг
В каждом из нас обитают десятки триллионов микроорганизмов. Некоторые выполняют очень важные функции — участвуют в метаболических и иммунных процессах. Роль других пока не выяснили. Ученые регулярно получают новые данные об этом, и не всегда они согласуются с общепринятыми представлениями.
Миф о микрофлоре
Совокупность микроорганизмов в теле человека часто называют микрофлорой. Но флора — это растения. Существующее в симбиозе с нами сообщество бактерий, архей, грибов, вирусов и простейших организмов называется микробиотой, или микробиомом.
Они населяют кожу, желудочно-кишечный тракт, стенки желчных путей, слизистые оболочки, все биологические жидкости организма. Производят витамины, помогают переваривать пищу, предотвращают чрезмерный рост вредных бактерий, регулируют иммунную систему и даже влияют на мозг. Нормальной, то есть естественной для организма, считают микробиоту, которая в обычных условиях не вызывает заболевания.
Миф об опасности микробов
В 1885-м немецкий врач и бактериолог Теодор Эшерих открыл кишечную палочку, которую в его честь назвали Escherichia coli. Сейчас это один из самых хорошо изученных модельных организмов. Эти бактерии постоянно находятся в кишечнике, они необходимы человеку, а их подавление (например, при приеме антибиотиков), нарушает пищеварение. Однако на первых порах думали, что кишечная палочка — смертельно опасный патоген.
То, что в кишечнике есть микробы, необходимые для жизни, первым предположил в начале XX века русский биолог Илья Мечников. К этому его подтолкнуло открытие в 1899-м бифидобактерий. В основе теорий иммунитета, воспаления, старения, которыми он занимался, — идея о ведущей роли микроорганизмов. Мечников призывал постоянно употреблять кисломолочные продукты, содержащие лактобактерии, — он считал их главным средством борьбы со старением и «самоотравлением» организма.
17 августа, 08:00
Миф о плохих и хороших бактериях
Постепенно миф о том, что все микробы вредны, сменился представлением о существовании полезной и патогенной микрофлоры. На самом деле микроорганизмы или их метаболиты не могут быть однозначно «хорошими» или «плохими». Все зависит от местоположения и условий.
Например, та же Escherichia coli в кишечнике полезна: синтезирует витамин K и подавляет болезнетворные микробы. А за его пределами вызывает воспаление органов и тканей. Попасть в организм микроб может через грязную воду, немытые руки или необработанную термически пищу. Главный источник заражения — фекалии людей и животных, а также сточные воды.
Бактерии клостридии Clostridioides difficile, как и кишечная палочка, присутствуют в микробиоме человека на протяжении всей жизни, обычно никак не проявляясь. Но при ослаблении иммунитета — в пожилом возрасте или при лечении антибиотиками — способны вызвать тяжелое инфекционное заболевание прямой кишки.
Миф о дисбактериозе
При многих заболеваниях состав микробиоты меняется — как правило, с неприятными симптомами. Обычно это называют дисбактериозом, что некорректно.
«Такие изменения редко бывают постоянными, — пишут британские микробиологи в недавнем обзоре в Nature Microbiology. — Микробиота сильно различается как в здоровом состоянии, так и при заболевании. Это чрезвычайно затрудняет определение профиля нормальной кишечной микробиоты для клинической практики».
Малоинформативным ученые считают и анализ на кишечные биомаркеры, который предлагают некоторые лечебные центры. Например, есть мнение, что по соотношению бактерий типов Firmicutes и Bacteroidetes можно определить склонность к ожирению. Однако это ничем не подтверждается.
Миф о десятикратном превосходстве
Одно из самых распространенных заблуждений: клеток микробиоты в десять раз больше, чем у самого организма. Этот тезис тиражировался много лет и даже попал в учебники.
Долгие годы считали, что в микробиоме взрослого человека порядка 100 триллионов бактериальных клеток при десяти триллионах собственных. Впервые эти показатели количественно оценили в 2014-м в рамках проекта «Микробиом человека», реализуемого по инициативе Национальных институтов здравоохранения США. Выяснилось, что тут примерно паритет.
Миф о двух килограммах бактерий
Говорят еще, в каждом из нас — от одного до двух килограммов бактерий. Авторы статьи в Nature Microbiology показали, что и это вряд ли соответствует действительности.
«Большая часть человеческой микробиоты находится в толстой кишке. На микроорганизмы обычно приходится не более половины веса фекалий, а общее содержимое толстой кишки колеблется от 83 до 421 грамма, — приводят расчеты ученые. — Средний человеческий стул во влажном состоянии весит около 200 граммов. В таком случае общий вес микробиоты точно не превышает 500 граммов, но, скорее всего, он значительно меньше».
Миф о передаче микробиома по наследству
Нередко в литературе встречается утверждение о том, что кишечная микрофлора передается по наследству, так как ее состав в основном формируется на внутриутробном этапе. Однако специализированные исследования демонстрируют, что лишь немногие виды бактерий переходят напрямую от матери ребенку до или во время рождения и сохраняются потом.
Резкий рост разнообразия микробиоты кишечника происходит в первые несколько лет жизни. Поэтому у каждого взрослого, даже если это однояйцевые близнецы, уникальный микробиом, по которому теоретически можно его идентифицировать.
К трем-четырем годам сборка микробиома в целом завершается, но на него впоследствии воздействуют окружающая среда, диеты, перенесенные заболевания, антибиотики и другие факторы.
Изменение с годами разнообразия микробиоты кишечника человека. В первые годы — рост, затем — стабилизация
Миф о влиянии на мозг
Между активностью бактерий в кишечнике и нейронов в мозге есть определенная связь, которую называют: ось «кишечник — мозг». Изменениями в микробном сообществе кишечника частично объясняют депрессию, ухудшение памяти, синдром хронической усталости, аутизм, шизофрению и нейродегенеративные расстройства.
Микробиом с помощью выделяемых химических веществ отправляет сигналы в центральную нервную систему (ЦНС), оказывая влияние на мозг и психическое здоровье. Доказано, например, что вторичные желчные кислоты микробного происхождения, вырабатываемые в кишечнике, способны воздействовать на когнитивные функции, а изменение их профиля (снижение уровня первичных и увеличение вторичных цитотоксических желчных кислот) коррелирует с развитием деменции.
В связи с этим часто звучат предположения, что увеличение количества «правильных» бактерий в кишечнике поможет справиться с воспалениями, ослабить стресс, улучшить память.
Ученые предостерегают от такой категоричности. Далеко не всегда понятно, являются изменения в микробиоме кишечника причиной или результатом заболевания. Либо и тем и другим — как следствие циклической обратной связи.
Кишечник обладает собственной системой нейронов, которая, с одной стороны, интегрирована в общую нервную систему организма, а с другой — в определенных случаях может функционировать автономно, посылая сигналы в ЦНС через блуждающий нерв. Недаром кишечник иногда называют «вторым мозгом».
Как функционирует ось кишечник — мозг
Ученые сходятся во мнении, что для более глубокого понимания микробиома потребуется еще много работы, но уже сейчас ясно, что тут все очень непросто.