Микробиота человека это

Микробиота человека это

Александр Тяхт Биоинформатик, руководитель отдела микробиоты Atlas Biomed Group

Это по отдельности каждый микроб — всего лишь микроб и может в расчет не приниматься. Но в совокупности микробиота тянет на статус полноценного органа: она обладает определенным весом (в среднем около двух килограммов — это как сердце и печень вместе взятые), основная ее масса довольно четко локализована (в кишечнике) и она выполняет в организме вполне определенные функции. Раньше считалось, что только пищеварительные («помогает кишечнику»), но последние исследования показывают, что сфера ответственности нового «органа» гораздо шире. Как минимум он участвует в формировании иммунитета и влияет на нервную систему.

Бактерии и болезни

Если вы до сих пор полагали, что бактерии в кишечнике отвечают только за частоту и консистенцию стула, то вы ошибались. Основные виды бактерий, живущих в кишечнике, — это представители Bacteroidetes, Firmicutes и Actinobacteria. Скажем, это основные «правящие партии». Остальные могут к ним примыкать, против них митинговать или делать вид, что вовсе ими не интересуются…


Если баланс различных бактерий соблюден, мы, скорее всего, будем чувствовать себя хорошо. Изменение в расстановке сил может привести к развитию разных заболеваний. Поэтому наблюдение за составом своей микробиоты является ценным методом профилактики и, можно сказать, входит в моду и в must have здорового образа жизни. Да-да. Состоятельные граждане, если у них ничего не болит, один-два раза в год проверяют расстановку сил в собственном кишечнике (сдают анализы) и, если намечаются конфликты, меняют диету.

Конечно, в каждом конкретном случае по вашему анализу вас должен консультировать врач. Но из наиболее общих закономерностей можем отметить вот что:

Риск развития воспалительных заболеваний кишечника (болезни Крона и язвенного колита) связывают с увеличением уровня Escherichia coli и снижением Faecalibacterium prausnitzii. Защита от сахарного диабета 2 типа ослабевает при снижении доли Akkermansia muciniphila.Чрезмерное усиление позиций Enterobacter cloacae вносит вклад в развитие ожирения и метаболического синдрома. Бактерии, принадлежащие к родам Proteus и Providencia, способны перерабатывать компоненты животных продуктов таким образом, что у вас в организме образуются вещества, способствующие развитию атеросклероза.

Чем «кормить» микробиоту

Бактерии любят клетчатку. Желудок и кишечник ее не переваривают, наш организм ее не усваивает, а врачи ее настоятельно рекомендуют. Почему? А вот потому, что она нужна бактериям. При переработке сложных углеводов бактерии производят короткоцепочечные жирные кислоты: прежде всего масляную, уксусную и пропионовую. Очень нужные вещества!


Уксусная кислота стимулирует кровообращение в слизистой кишечника, регулирует его моторную функцию и чувство насыщения.Пропионовая кислота участвует в синтезе гормонов и нейромедиаторов.Масляная тоже участвует в синтезе гормонов и к тому же препятствует образованию опухолей.

Когда б вы знали, из какого сора! Боясь оскорбить ваши эстетические чувства, мы все же обязаны сообщить, что витамины группы B, ответственные буквально за все обменные процессы в организме, необходимые для быстрого заживления ран и быстрого запоминания иностранных слов, для борьбы с анемией и неврастенией — вот эти ценные витамины поступают не извне. Они вырабатываются бактериями, которые «сидят» в кишечнике. Витамин K тоже производят для нас бактерии. Он отвечает за состояние костей и профилактику остеопороза, за свертываемость крови.

Если бактерии, которые занимаются производством этих кислот и витаминов, получают недостаточно питания (пищевых волокон), человек рискует …

Какие анализы сдавать

Как нетрудно догадаться, речь идет об анализах кала. Но традиционным методом посева узнать все виды бактерий, населяющих кишечник, невозможно: выявляются только культивируемые виды, которыми наша микробиота не ограничивается.


Генетическое исследование видов бактерий позволяет определить не только виды, но и соотношение составляющих микробиоты. На внешнем уровне все выглядит довольно просто: по результатам анализов вам дают рекомендации по диете и образу жизни. А дальше все упирается в вопрос: готовы ли вы их соблюдать?

Источник

red-health.ru

Функции

  • Защитная. Микробные агенты в пищеварительном канале человека располагаются и размножаются по принципу антагонизма. То есть в первые часы после рождения человека его организм получает определенные бактерии, которые образуют колонии на поверхности слизистой. При проникновении патогенных бактерий в организм для развития заболевания для них должно освободится место, то есть они должны вытеснить нормальную микрофлору. Микробиота вырабатывает определенные защитные вещества, которые препятствуют попаданию и размножению патогенных бактерий и вирусов.
  • Иммуностимулирующая. Именно микробиота является одной из важных составляющих неспецифического звена иммунной защиты. Явление фагоцитоза, выработка поверхностных иммуноглобулинов класса А, других факторов защиты обеспечивает обезвреживание токсинов, патогенных микробов и других вредоносных для человеческого организма факторов. Повреждение микробиоты способствует развитию иммунодефицитного состояния и формированию некоторых хронических процессов (аллергические болезни у детей).

  • Антитоксическая. Микробиота выполняет функцию своеобразной губки-сорбента, которая нейтрализует и выводит попадающие в кишечник человека токсины синтетического и органического происхождения, токсичные химические вещества, канцерогены. Таким образом реализуется и противоопухолевая защита человеческого организма.
  • Пищеварительная. Процессы всасывания и переваривания пищи невозможны без нормально функционирующей микробиоты. Бактерии в кишечнике человека участвуют в расщеплении белков, углеводов и жиров; обеспечивают синтез витаминов РР, группы В, К. Микробиота регулирует некоторые процессы жирового обмена, что обеспечивает ее антихолестериноновое действие.
  • Моторно-эвакуаторная. Микробиота регулирует газовый состав внутри кишечника, определяет своевременное и регулярное выведение продуктов жизнедеятельности организма.

Микробиота кишечника выполняет много полезных функций. Именно поэтому важно соблюдать ее баланс и ни в коем случае не преследовать цель уничтожения микробной ассоциации.

Микрофлора

Представители кишечной микрофлоры

Все представители микробиоты кишечника важны, однако количество отдельных групп микроорганизмов неравномерно. Важно процентное соотношение содержания отдельных групп, так как такое равновесие и обеспечивает правильное функционирование кишечной микрофлоры.

Всех представителей микробиоты человеческого пищеварительного тракта можно разделить на 3 большие группы. Для каждой из них типичны свои определенные группы.


  • Нормальные микроорганизмы. Это бифидо- и лактобактерии, а также бактероиды. Наиболее многочисленная, то есть доминирующая составляющая микробиоты человеческого кишечника. Эти микробные агенты выполняют пищеварительную, защитную, иммуностимулирующую функции. Патогенными свойствами не обладают, то есть не могут вызвать заболевание. В целом можно сказать, что чем больше нормальных микроорганизмов в микробиоте, тем лучше для человека.
  • Условно-патогенные микроорганизмы. Название этой группы микробных агентов очень точно отражает их особенности и возможности. Это та составляющая, которая может играть как положительную, так и отрицательную роль в организме человека. При небольшом количестве она выполняет защитную роль, то есть препятствует колонизации патогенными бактериями и вирусами. При значительном количестве, в том случае, когда условно-патогенная флора начинает доминировать над нормальной, она вызывает клинически значимые заболевания пищеварительного канала, то есть кишечные инфекции.
  • Патогенные микроорганизмы. Этих микробных агентов в организме человека быть не должно, так как никаких положительных действий они не осуществляют.
    к следует из названия, они могут спровоцировать только клинически манифестные заболевания пищеварительного канала. Есть только некоторые исключения, например Clostridium tetani – возбудитель столбняка. Манифестные формы болезни развиваются только при попадании этого микроба в глубокую рану (безвоздушные условия). В кишечнике он не выделяет токсин, поэтому не представляет опасности для человека.

Patogennaja-i-uslovno-patogennaja-mikroflora

Наибольшее количество микроорганизмов заселяют дистальные (ближе к концу) отделы кишечника. Содержание микробных агентов в тонкой кишке несколько меньше, чем в толстой. Наименьшее микробное обсеменение регистрируется в желудке и двенадцатиперстной кишке, так как в этой части пищеварительного канала действие пищеварительных соков и ферментов наиболее агрессивно.

Нормальные Условно-патогенные Патогенные
  • Бифидобактерии;
  • Лактобактерии (Lactobacillus);
  • Bacteroides (fragilis; melaninogenicus; oralis)
  • Enterococcus faecalis.

 

  • Escherichia coli;
  • Enterobacter sp.;
  • Klebsiella sp.;
  • Staphylococcus aureus;
  • Clostridium perfringens;
  • Proteus mirabilis;
  • Clostridium septicum;
  • Pseudomonas aeruginosa;
  • Faecalibacterium prausnitzii;
  • Peptostreptococcus sp.;
  • Peptococcus sp.

  • Salmonella enterica;
  • Clostridium tetani.

Количественное соотношение различных групп может иметь индивидуальный характер, поэтому оценить состав микробиоты конкретного человека может только врач.

От чего зависит состояние микробиоты кишечника?

На состав и количественное соотношение микрофлоры оказывают влияют внешние и внутренние факторы. Среди них наиболее значимы:

  • Неспецифический язвенный колитхроническая патология пищеварительного канала (язвенное поражение, ферментопатии);
  • системные эндокринные заболевания;
  • иммунодефицитные состояния;
  • повторные эпизоды острых инфекционных болезней;
  • стрессовое состояние;
  • длительное несбалансированное питание и неправильный питьевой режим;
  • длительное проживание в условиях жаркого или холодного климата, ионизирующей радиации и др.

Повреждающее действие на микробиоту оказывает длительно действующий фактор. Однократное воздействие, например, эпизод переедания на фоне рационального питания, существенного вреда не нанесет.


Какие симптомы указывают на проблемы с микрофлорой?

Клинические проявления дисбактериоза, то есть нарушения микробиоты кишечника, зависят от степени нарушения и могут быть явно выражены, либо не проявляться вовсе.

Среди возможных признаков дисбактериоза следует рассматривать:

  • Метеоризмсклонность к поносу или, наоборот, к запорам;
  • появление метеоризма, диффузной боли в животе умеренной интенсивности;
  • ухудшения аппетита, эпизоды тошноты и рвоты;
  • снижение работоспособности, постоянная усталость и сонливость.

Заподозрить развитие именно дисбактериоза в такой ситуации практически невозможно, так как специфических симптомов нет. Поэтому потребуется лабораторное обследование и консультация специалиста.

Как проверить микрофлору кишечника?

Существует несколько методов, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Наиболее распространен метод бактериологический, то есть исследование каловых масс с помощью традиционного бактериологического посева. Выделяются отдельные виды бактерий, исследуются все их свойства, в том числе и чувствительность к антибиотикам. Исследование длится 4-5 дней. Достаточно доступно по цене, может быть проведено в любой лаборатории, так как особенного технического оснащения не требуется. Результат может значительно варьировать, так как высоко влияние человеческого фактора.


Хроматографический метод по Осипову заключается в определении компонентов микробных клеток, то есть быстрой идентификации микроба по специфическим морфологическим составляющим. Метод отличается высокой специфичностью – обнаруживают более 50 видов микробных агентов. Недостатками являются высокая стоимость, ограниченная доступность, так как необходимо хорошее техническое оснащение лаборатории.

Профилактика и терапии нарушения микрофлоры

Лечение и профилактические мероприятия, направленные на сохранение микробиоты человека, имеют много общего, но должны иметь комплексный и системный характер.

Питание

Все что входит в понятие «здоровое питание», может быть рассмотрено как лечебная и профилактическая составляющая.

Рекомендуемые продукты Нерекомендуемые продукты
  • сезонные овощи, ягоды и фрукты, желательно без термической обработки;
  • цельнозерновой хлеб (бородинский, ржаной, с отрубями или семенами льна,);
  • любые каши на молоке или на воде (гречневая, овсяная, рисовая), а также блюда из круп (бабки, крупеники);
  • разнообразные кисломолочные продукты с небольшим содержанием жира (простокваша, кефир, ряженка).

  • полуфабрикаты и усилители вкуса;
  • копчености, жирные сорта рыбы и мяса в избыточном количестве;
  • фастфуд в любом виде;
  • кондитерские и мучные изделия (ежедневно).

Не следует ставить знак равенства между здоровым питанием и скучной диетой. Важно соблюдать главные принципы, чтобы питание было разнообразным и полноценным, а кишечник – здоровым.

Препараты

Лекарственные средства должен назначать только доктор. Прием любых медикаментов «на всякий случай для профилактики» может нанести серьезный вред кишечной микробиоте. При патологии доктор может назначить такие группы препаратов:

  • пробиотики – средства, содержащие лакто- и бифидобактерии; при введении в организм они вытесняют условно-патогенную и патогенную флору по принципу антагонизма;
  • пребиотики – вещества, способствующие росту нормальной микрофлоры, например, лактулоза;
  • симбиотики – лекарственные средства, сочетающие свойства пробиотиков и пребиотиков.

Probiotiki-preparaty

Длительность лечения и необходимая дозировка устанавливается в индивидуальном порядке.

prokishechnik.info

МИКРОБИОМ ЧЕЛОВЕКА – «НОВАЯ ЭРА» В ПОНИМАНИИ МИКРОФЛОРЫ

микробиом человека

МИКРОБИОМ ЧЕЛОВЕКА

Бактериальное и микробное «население» человеческого организма отличается исключительно большим разнообразием — число микроорганизмов в организме у разных людей может быть равно числу собственных клеток, а может в десять раз превосходить его, свидетельствуют первые результаты работы международного проекта «Микробиом человека» (Human Microbiome Project — HMP).

Микробиомикробиота) — собирательное название микроорганизмов, находящихся в симбиозе с организмом хозяина. Различают микробиоты кожи, полости рта, кишечника и т.д.

В данном случае «хозяином» рассматривается человек. Т.е. кишечный микробиом (или микробиота кишечника) — это микроорганизмы, которые живут в желудочно-кишечном тракте в симбиозе с человеком. Симбиозом (от греческого «symbiosis» — «совместная жизнь») здесь называется такое взаимодействие микроорганизмов с человеком, от которого все партнеры получают пользу, все что-то выигрывают. В широком же смысле симбиоз охватывает все формы тесного сожительства организмов разных видов, включая и паразитизм, который в этом случае называется антагонистическим симбиозом.

Следует отметить, что бóльшая часть человеческого микробиома населяет пищеварительный тракт (см. микрофлора ЖКТ), и особенно много микроорганизмов сконцентрировано в толстом кишечнике. В связи с этим бесспорным является тот факт, что от состояния кишечного микробиома во многом зависит здоровье самого кишечника. По данной теме см.: Микробиом кишечника как клинический инструмент лечения заболеваний желудочно-кишечного тракта

ЧЕЛОВЕК КАК ЭКОСИСТЕМА

Бактериальное и микробное "население" человеческого организма отличается исключительно большим разнообразием - число микроорганизмов в организме у разных людей может быть равно числу собственных клеток, а может в десять раз превосходить его, свидетельствуют первые результаты работы международного проекта "Микробиом человека" (Human Microbiome Project - HMP).Человек с точки зрения микробиолога представляет собой ходячую экосистему — в человеческом организме обитает множество самых разных микроорганизмов. Первые данные о наших внутренних «соседях» были опубликованы еще 300 лет назад, вскоре после изобретения микроскопа. Однако теперь, с появлением методов изучения генома, представление о внутричеловеческих экосистемах могут радикально измениться.

В теле одного человека живет сотня триллионов бактерий. На каждую клетку нашего тела приходится десять бактериальных клеток, на каждый ген – 100 бактериальных генов. По подсчетам ученых, каждый взрослый человек носит в себе от полутора до трех кг микробов. Первые бактерии попадают в новорожденный организм уже в родовых путях, и далее бактериальное сообщество не покидает нас до конца жизни. Меняется лишь его видовой состав.

Совместная с бактериями жизнь оказывает огромное влияние на состояние нашего здоровья. Часть ферментов и витаминов, необходимых для нормального пищеварения и жизнедеятельности человека вообще, выделяют именно живущие в кишечнике микробы. Так распорядилась эволюция.

Были опубликованы первые результаты проекта

Human Microbiome Project

Цель проекта — расшифровка 900 полных геномов микробов, представленных простейшими одноклеточными животными, бактериями и археями, однако даже это количество, в конечном итоге, будет лишь малой толикой информации о всех микробах, живущих в человеческом теле, которые и составляют так называемый «МИКРОБИОМ».


Проект «Микробиом человека» является логическим развитием проекта «Геном человека», целью которого является полная расшифровка человеческого генома. Несмотря на то, что проект стартовал в 1990 году, а первый полный геном человека был опубликован в 2003-м, этот проект до сих пор не завершен, так как нерасшифрованными остаются некоторые участки человеческой ДНК.

Сообщества микроорганизмов или микрофлора, находятся в тесном взаимодействии с нашим организмом. Они могут способствовать нашей жизнедеятельности, либо вызвать заболевания.

Микрофлора ЖКТЧеловек с точки зрения микробиолога представляет собой ходячую экосистему — в человеческом организме обитает множество самых разных микроорганизмов. Первые данные о наших внутренних «соседях» были опубликованы еще 300 лет назад, вскоре после изобретения микроскопа. Однако теперь, с появлением методов изучения генома, представление о внутричеловеческих экосистемах могут радикально измениться.

В теле одного человека живет сотня триллионов бактерий. На каждую клетку нашего тела приходится десять бактериальных клеток, на каждый ген – 100 бактериальных генов. По подсчетам ученых, каждый взрослый человек носит в себе от полутора до трех кг микробов. Первые бактерии попадают в новорожденный организм уже в родовых путях, и далее бактериальное сообщество не покидает нас до конца жизни. Меняется лишь его видовой состав.

Совместная с бактериями жизнь оказывает огромное влияние на состояние нашего здоровья. Часть ферментов и витаминов, необходимых для нормального пищеварения и жизнедеятельности человека вообще, выделяют именно живущие в кишечнике микробы. Так распорядилась эволюция.

Были опубликованы первые результаты проекта

Human Microbiome Project

Цель проекта — расшифровка 900 полных геномов микробов, представленных простейшими одноклеточными животными, бактериями и археями, однако даже это количество, в конечном итоге, будет лишь малой толикой информации о всех микробах, живущих в человеческом теле, которые и составляют так называемый «МИКРОБИОМ».


Проект «Микробиом человека» является логическим развитием проекта «Геном человека», целью которого является полная расшифровка человеческого генома. Несмотря на то, что проект стартовал в 1990 году, а первый полный геном человека был опубликован в 2003-м, этот проект до сих пор не завершен, так как нерасшифрованными остаются некоторые участки человеческой ДНК.

Сообщества микроорганизмов или микрофлора, находятся в тесном взаимодействии с нашим организмом. Они могут способствовать нашей жизнедеятельности, либо вызвать заболевания.

Микрофлора ЖКТ Пять ключевых мест человеческого тела, а именно: кишечник, полость рта, дыхательные пути, кожные покровы и мочеполовая система, обильно населены различными видами микробов. В связи с этим они играют важную роль в поддержании иммунитета, обмена веществ, пищеварения и других функций.

Пищеварительный тракт – пристанище большинства наших микроскопических сожителей, именно здесь находится микробиом человека. То есть кишечный микробиом – это то, что прежде называлось микрофлорой кишечника.

Сейчас, с началом масштабных геномных исследований самых разных бактериальных сообществ (например, некоторых участков дна океанов, сточных вод и пр.), название микробиом стало более популярным. Оно подразумевает совокупность не столько самих микробов, сколько всех микробных генов, оказывающих влияние на среду, в которой они существуют. Человеческий организм – это тоже среда обитания микробов…


НОВЫЙ ВЗГЛЯД НА БИОЛОГИЮ ЧЕЛОВЕКА

Итоги проекта «Микробиом человека»

Микробиом человекаКонсорциум американских ученых в 2012г. опубликовал результаты пятилетней работы над проектом Национальных институтов здоровья «Микробиом человека» (Human Microbiome Project). В работе над проектом Микробиом человека приняли участие около 200 ученых из 80 мультидисциплинарных исследовательских институтов. Общая стоимость исследования составила 173 миллиона долларов.

Целью проекта было охарактеризовать все микробы, присутствующие в организме человека, для чего ученые взяли образцы тканей из 15 мест на теле 129 мужчин и из 18 мест у 113 женщин. Все добровольцы — здоровые люди в возрасте от 18 до 40 лет — предоставили по три образца слизистой с внутренней стороны щек, носа, кожи за ухом и локтевого сгиба, а также фекальные пробы.

По результатам генетического анализа биоматериала было установлено, что в человеческом организме обитает свыше 10 тысяч видов различных микробов. Как утверждают авторы исследования, такое разнообразие микробиома обеспечивает человека гораздо большим количеством генов, чем можно было представить. Так, если в геноме человека содержится 22 тысячи генов, кодирующих белки для регуляции метаболизма, микробиом добавляет еще около восьми миллионов уникальных бактериальных генов.


«Вопрос о том, как индивидуальные вариации типов бактерий среди здоровых людей влияют на возможное развитие болезней, пока остается открытым», — комментирует один из членов консорциума Энтони Фодор (Anthony Fodor).


Целью пятилетнего исследования стала характеристика всех микробов человеческого организмаКонсорциум американских ученых в 2012г. опубликовал результаты пятилетней работы над проектом Национальных институтов здоровья «Микробиом человека» (Human Microbiome Project). В работе над проектом Микробиом человека приняли участие около 200 ученых из 80 мультидисциплинарных исследовательских институтов. Общая стоимость исследования составила 173 миллиона долларов.

Целью проекта было охарактеризовать все микробы, присутствующие в организме человека, для чего ученые взяли образцы тканей из 15 мест на теле 129 мужчин и из 18 мест у 113 женщин. Все добровольцы — здоровые люди в возрасте от 18 до 40 лет — предоставили по три образца слизистой с внутренней стороны щек, носа, кожи за ухом и локтевого сгиба, а также фекальные пробы.

По результатам генетического анализа биоматериала было установлено, что в человеческом организме обитает свыше 10 тысяч видов различных микробов. Как утверждают авторы исследования, такое разнообразие микробиома обеспечивает человека гораздо большим количеством генов, чем можно было представить. Так, если в геноме человека содержится 22 тысячи генов, кодирующих белки для регуляции метаболизма, микробиом добавляет еще около восьми миллионов уникальных бактериальных генов.


«Вопрос о том, как индивидуальные вариации типов бактерий среди здоровых людей влияют на возможное развитие болезней, пока остается открытым», — комментирует один из членов консорциума Энтони Фодор (Anthony Fodor).


Целью пятилетнего исследования стала характеристика всех микробов человеческого организма

  Оказывается, почти у каждого человека в теле содержится низкое количество вредоносных видов бактерий, патогенных микроорганизмов, которые уже стали известны из-за причиняемых ими инфекций. Но когда человек здоров, как и те 242 взрослых американца, которые добровольно прошли тестирование в проекте, эти микроорганизмы спокойно сосуществуют с полезными микробами, которые в свою очередь «держат их в узде».

Следующий момент, который хотят выяснить врачи — почему патогенные микроорганизмы вредят некоторым людям и одновременно не влияют на других? Какие изменения происходят в микросреде человека, которые приводят к риску различных заболеваний от инфекций синдрома раздраженного кишечника до псориаза?

Все эти и многие другие вопросы ставились перед учеными, участвующими в одном из самых масштабных проектов Национального института здоровья в США. Полученные результаты уже меняют взгляды ученных на то, каким образом люди остаются здоровыми и наоборот — болеют.


«Это совершенно новый взгляд на биологию человека и человеческие болезни, и это впечатляет», — прокомментировал доктор Филипп Тарр из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, один из ведущих ученых в $ 173-милионном проекте, который финансируется Национальным институтом здоровья США.

«Эти бактерии не являются «пассажирами» в нашем теле, — подчеркнул Тарр, — они метаболически активные. Они, как сообщество, и мы должны считаться с ними так же, как мы считаемся с экосистемой леса или воды. И так же, как и в экосистемах окружающей среды, состав микробов на каждой части вашего тела разный. Ваша кожа, например, сравнима с тропическими лесами, а кишечник изобилует различными видами микроорганизмов, как океан.


Ученым известно, что в человеческом теле сосуществуют триллионы отельных бактерий.-human-microbiome-project

Ученым уже давно известно, что в человеческом теле сосуществуют триллионы отельных бактерий. Это называется микробиомом человека. До сих пор проводились исследования только тех микробов, которые являлись причиной разных заболеваний. Вы можете вспомнить, как часто медики говорят, что каждый третий человек является носителем золотистого стафилококка (в носу, или на коже), которым может заразить и других. Но никто не знает все виды микроорганизмов, которые населяют тело здорового человека, где именно они находятся и как влияют на наш организм. Около 200 ученых из 80 научных исследовательских организаций работали вместе в течении пяти лет над самой первой в истории переписью, для того чтобы ответить на эти вопросы, разгадывая ДНК микроорганизмов с помощью одного из методов, который используется для расшифровки генетики человека. Результаты этих исследований были напечатаны в серии отчетов в журналах Nature и Public Library of Science.

Сначала ученые должны были собрать образцы тканей с разных участков тела человека – рта, носа, некоторых участков кожи, влагалища у женщин и с кала. Затем они отделили ДНК бактерий от ДНК человека и начали анализ сложных бактерий: лактобациллус, стрептококк, коринебактерии.


«Каждая клетка человеческого тела является «домом» для около 10 бактериальных клеток, но они насколько микроскопические, что общая масса всех микроорганизмов составляет от 1 до 3-х процентов массы тела человека», — объяснил доктор Эрик Грин из Национального Центра Исследований Человеческого Генома в Национальной Организации Здравоохранения США (NIH). Это значит, что человек весом 90 кг содержит в себе до 3-х кг бактерий.


Человеческий геном содержит около 22 000 генов. Но, по оценкам нового проекта, микробы наделяют наш организм еще большей силой, равной 8-ми миллионов генов

Ученым уже давно известно, что в человеческом теле сосуществуют триллионы отельных бактерий. Это называется микробиомом человека. До сих пор проводились исследования только тех микробов, которые являлись причиной разных заболеваний. Вы можете вспомнить, как часто медики говорят, что каждый третий человек является носителем золотистого стафилококка (в носу, или на коже), которым может заразить и других. Но никто не знает все виды микроорганизмов, которые населяют тело здорового человека, где именно они находятся и как влияют на наш организм. Около 200 ученых из 80 научных исследовательских организаций работали вместе в течении пяти лет над самой первой в истории переписью, для того чтобы ответить на эти вопросы, разгадывая ДНК микроорганизмов с помощью одного из методов, который используется для расшифровки генетики человека. Результаты этих исследований были напечатаны в серии отчетов в журналах Nature и Public Library of Science.

Сначала ученые должны были собрать образцы тканей с разных участков тела человека – рта, носа, некоторых участков кожи, влагалища у женщин и с кала. Затем они отделили ДНК бактерий от ДНК человека и начали анализ сложных бактерий: лактобациллус, стрептококк, коринебактерии.


«Каждая клетка человеческого тела является «домом» для около 10 бактериальных клеток, но они насколько микроскопические, что общая масса всех микроорганизмов составляет от 1 до 3-х процентов массы тела человека», — объяснил доктор Эрик Грин из Национального Центра Исследований Человеческого Генома в Национальной Организации Здравоохранения США (NIH). Это значит, что человек весом 90 кг содержит в себе до 3-х кг бактерий.


Человеческий геном содержит около 22 000 генов. Но, по оценкам нового проекта, микробы наделяют наш организм еще большей силой, равной 8-ми миллионов генов

Человеческий геном содержит около 22 000 генов. Но, по оценкам нового проекта, микробы наделяют наш организм еще большей силой, равной 8-ми миллионов генов. Гены бактерий выполняют определенную работу по отношению к нашему организму. Некоторые из них играют важную роль для здоровья и развития человеческой клетки, в которой они содержатся, как рассказал доктор Брюс Биррен, другой исследователь проекта. Гены кишечной бактерии, например, расщепляют некоторые белки и жиры. А также они вырабатывают полезные соединения, которые борются с разного рода воспалениями.

И еще на заметку: Ученые обнаружили, что не существует какого-то основного состава микроорганизмов, которые выполняют определенные функции, это могут делать разные сочетания бактерий. Содержание микробов в организме адаптируется в зависимости от местности проживания человека, его диеты и ряда других факторов. Среда микробов в вашем организме может также изменяться после приема антибиотиков, которые убивают некоторых из них. Кишечные палочки одного вида могут заменяться другими, при этом не менее эффективными.


«Каждый человек имеет разный состав бактерий в организме, при этом, они организованы так, чтобы выполнять определенные функции», — сказал Биррен. Вполне возможно, что наш образ жизни и окружающая среда стимулировала появление такого рода механизма, который работает на нас.


На данный момент проводятся исследования, которые бы показали, как отличается состав микроорганизмов у человека с определенной болезнью от здорового человека с дальнейшей целью профилактики и лечения заболеваний.

Рассмотрим, например, желудочно-кишечный сверхинфект (бактерии, устойчивые к воздействию антибиотиков, к ним относится также золотистый стафилококк), которым часто заражаются люди, пребывающие в больнице и от которого иногда умирают. Филипп Тарр (Вашингтонский университет) хочет узнать, какой состав из кишечных бактерий может предотвратить поражение ЖКТ дизбактериозом, или же уменьшить его пагубное действие и выяснить, кто из людей более подвержен заражению.

Исследователи Медицинского колледжа Бейлора сообщили, что бактерии, которые находятся во влагалище беременной женщины, имеют свойства меняться во время протекания беременности, возможно для того, чтобы создавалась наиболее благоприятная здоровая среда при рождении ребенка. Предыдущие исследования также показали, что состав бактерий у детей, которые принимались традиционными родами, отличается от бактерий детей, которые рождались с помощью кесарева сечения. Это объясняет, почему кесарево сечение повышает риск заражения ребенка некоторыми инфекциями.


«Каждая новая информация становится шокирующей для нас, потому что она показывает как много еще нужно работать над тем, чтобы понять тот мир, который существует внутри нас», — отметил специалист по инфекционным заболеваниям доктор Дэвид Рэльман (Стэнфордский университет), который написал обзор по результатам этого проекта в журнале Nature.


Например, в проекте принимали участие в основном белокожие добровольцы, живущие в округах Хьюстона и Сэнт Льюиса. Д-р Рэльман отметил, что нужно будет еще проделать большую работу над определением микробиома людей с разной расовой принадлежностью, этнического и географического происхождения. Есть также много открытых вопросов касательно того как эти микробы взаимодействуют с генетикой человека.


«Мы, по сути, совсем не осведомлены о том какие функции обеспечивает микробная экосистема, которая находится внутри нас и как она влияет на наше здоровье», — отметил Рэльман.


ВИДЕОЛЕКЦИЯ О МИКРОБИОМЕ

Рассказывает Константин Северинов — доктор биологических наук, заведующий лабораторией регуляции экспрессии генов элементов прокариот Института молекулярной генетики РАН, заведующий лабораторией молекулярной генетики микроорганизмов Института биологии гена РАН, профессор Университета Ратгерса (США), профессор Сколковского института науки и технологий (SkolTech)

Константин Северинов:

«Самый большой орган в нашем организме не печень и не мозг, а микробы, которые образуют т.н. микробиом…»


 ПО ТЕМЕ СМ. ТАКЖЕ:

КИШЕЧНАЯ МИКРОФЛОРА ПРЕВРАЩАЕТ ЧЕЛОВЕКА В «СВЕРХОРГАНИЗМ»

По мнению ученых, человека следует рассматривать как «сверхорганизм», чей обмен веществ обеспечивается совместной слаженной работой ферментов, закодированных не только в геноме Homo sapiens, но и в геномах сотен видов симбиотических микробов. Между прочим, доля человеческих генов в совокупном геноме этого «сверхорганизма» составляет не более 1%. —>>

КАК МИКРОБЫ, ЖИВУЩИЕ В НАШЕМ ТЕЛЕ, ОПРЕДЕЛЯЮТ НАШЕ ЗДОРОВЬЕ И НАШУ ЛИЧНОСТЬ

Микробы, в немыслимых количествах обитающие почти в каждом уголке нашего организма, играют куда более важную роль, чем мы думали раньше: от них зависит не только наше физическое здоровье, они определяют наше настроение, наши вкусы и саму нашу личность. Книга профессора Роба Найта (Rob Knight), а также его видеолекция прольет свет на эту проблему.—>>

«БАКТЕРИИ» С АНДРЕЕМ ШЕСТАКОВЫМ

Научно-познавательное видео из документального проекта «Бактерии» автора и ученого Андрея Шестакова, микробиолога, руководителя лаборатории микробной биотехнологии биологического факультета МГУ. Научно-популярный фильм о бактериях выпустил Телеканал «Наука». —>>

  • См. также: Среда доминирует над генетикой хозяина в формировании микробиома
  • См. также занимательное анимационное видео от немецкого YouTube-канала Kurzgesagt: Как бактерии властвуют над вашим телом. Микробиом (просто и познавательно)
  • См. также о применениии одного из методов исследования микробиома в клинической практике: Микроэкологические исследования человека по методу хромато-масс-спектрометрии микробных маркеров
  • Получить больше информации о понятии «микробиом» можно также из др. разделов и опубликованных статей на нашем сайте, сделав запрос в поиске по сайту

propionix.ru

Как генетики помогли микробиологам. Микробиота играет роль эндокринного органа

Взглянуть иначе на бактерии позволило бурное развитие молекулярной генетики и информатики. На их стыке появилась геномика — наука, занимающаяся изучением генов и геномов. Итак, каким образом генетики помогли микробиологам? Здесь нужно упомянуть международный исследовательский проект «Геном человека» (The Human Genome Project, HGP), который стартовал в 1986 году. В то время группа ученых из США решила установить полную последовательность ДНК человека. Если кто не знает, геномом называют совокупность генов конкретного организма.

Создатели проекта решили опробовать свои методы на чем-то простом, например, на бактериях, населяющих наше тело. Тогда стало понятно, что  их количество просто огромно, а большая часть находится в кишечнике. В теле человека массой 90 кг содержится 3 кг бактерий. Уже раздаются голоса ученых, которые называют это скопление бактерий частью нашего организма. Если эта концепция верна, то именно микробы — самый большой орган человека, а вовсе не мозг или сердце, как принято думать. Почему микробиоту можно считать органом, мы подробно расскажем ниже.

Кроме того, выяснилось, что микробы вступают с нашим телом в различные взаимодействия, часто позитивные. Оказывается, обмен веществ обеспечивается во многом ферментами, которые вырабатываются микробами. Более того, от них зависят наши привычки, вкусовые пристрастия, поведение и даже настроение.

С точки зрения микробиологии сейчас уже можно объяснить, почему пища, приготовленная дома, многим кажется вкуснее, чем где-либо ещё. Дело в том, что у членов одной семьи живут похожие бактерии. Ребенок с молоком матери впитывает и «семейные» микроорганизмы. Грубо говоря, это не у каждой конкретной семьи имеются определенные вкусовые пристрастия, а у микробов, которые населяют это семейство внутри.

Другой важный аспект в сотрудничестве микробиологии и геномики — выявление микробов, отвечающих за здоровье кишечника. Ученые и врачи стараются сделать так, чтобы микробиота была в активном состоянии. Сейчас в этом направлении удалось многого добиться. Не случайно в США уже 30 лет развиваются удивительные технологии— передача бактерий от здорового человека больному. Сюда нужно отнести такой, мягко говоря, экзотический вид терапии как пересадка кала (фекальная трансплантация).

Развитие информатики и генетики позволило изучать генетическое строение микроорганизмов. Благодаря этому ученые могут сравнить последовательность ДНК микробов больного и здорового человека. Еще геномика установила, что можно брать мазки для исследования бактерий с любой части тела.

  

Для чего нужно понятие микробиота человека?

Когда взгляды на влияние бактерий изменились, возникла потребность в новой терминологии. Поэтому современная наука сформулировала понятие микробиом или микробиота. Итак, микробиом человека — это сообщество микроорганизмов, своеобразная внутренняя экосистема. Она подвержена влиянию многих факторов, таких как режим питания, заболевания кишечника, прием лекарственных средств.

Микробиота — это совокупность всех бактерий человека, а они есть почти во всем организме. Но установлено всего пять мест в нашем теле, которые особенно полюбились бактериям: кишечник, кожа, дыхательные пути, полость рта, мочеполовая система. При этом большая часть микробиома у человека сосредоточена в кишечнике.

В среднем в теле каждого взрослого содержится 2 — 3 кг бактерий, а их число поистине огромно — оно  в десять раз превышает число наших собственных клеток. С учетом последних открытий в микробиологии выражение «богатый внутренний мир» можно понимать буквально.

 

 

Микробы и люди: древний союз ради выживания

Ученые считают, что микробы и люди прошли вместе значительный путь. Вероятно, это очень древний союз. Речь идет о совместной эволюции. Изучив некоторые виды обезьян, а точнее их бактерии, микробиологи выявили ген, который встречается в ДНК кишечных бактерий всех приматов, в том числе и человека. Биологи предполагают, что у нашего общего предка был небольшой набор бактерий, в том числе имелась та, которая включает обнаруженный ген. Около 15 миллионов лет понадобилось, чтобы  у приматов появилось современное разнообразие микробов. Установлено, что разным видам обезьян присущи свои бактерии.

По сути, люди и микробиота — это симбиоз двух форм жизни. У этого древнего союза вполне понятное объяснение: микробам нужна среда обитания и еда, а человеческий организм идеально подходит для этого. Кроме того, в ходе эволюции два этих мира научились «договариваться» между собой. К примеру, бактерии воздействуют на иммунные клетки стенок кишечника таким образом, что немного снижают их активность. Вероятно, поэтому у детей, которые росли без матери и ее бактерий, чаще развиваются различные виды аллергии и аутоиммунных заболеваний.

Теперь ученым ясно, что микробы действуют на людей двояко: одни из них помогают организму функционировать, а другие — разрушают его.

  

Кишечник как эндокринный орган. Настроение зависит от бактерий?

Особое значение для здоровья имеют микробы, населяющие пищеварительную систему. Они воздействуют на стенку кишечника с помощью особых веществ, при этом влияют на наш мозг. Когда ученые исследовали химический состав этих соединений, то были поражены. Оказалось, что бактерии продуцируют аналоги наших собственных гормонов: серотонина, тестостерона, норадреналина, дофамина, гистамина. Также ими выделяются различные ферменты и белки.

Удивительный факт — наше настроение может зависеть от того, как работает микробиота кишечника. Оказалось, что микробы способны синтезировать бензодиазепины, которые обладают успокоительным эффектом и по формуле близки к феназепаму. И это далеко не весь список веществ, изучение микробиома человека продолжается. Таким образом, можно сказать, что кишечник — это дополнительный эндокринный орган. Эта функция кишечника формируется с самого рождения, когда ребенок получает с материнским молоком все необходимые ему полезные бактерии. А поэтому бездумное применение лекарств недопустимо, особенно это касается детей.

  

Спортивные бактерии — миф или реальность?

Ученые Гарвардского университета изучают влияние микробов на спортивные достижения. Звучит невероятно, не так ли? Исследовав микробиом гребцов и бегунов, они пришли к выводу, что существуют бактерии, ответственные за выносливость, быстрое восстановление и психологическую устойчивость. Также специалисты установили, что определенный вид активности формирует конкретную микробиоту. Они уверены, что существуют так называемые спортивные бактерии.

Сотрудник Медицинской школы этого университета Джонатан Шейман вместе с помощниками изучил образцы кала, взятые у 20 бегунов, которые участвовали в Бостонском марафоне. При этом забор анализов делался до забега и после него. В итоге выяснилось, что после соревнования у атлетов стало больше микроорганизмов определенного типа. Уже давно известно, что есть бактерии, умеющие перерабатывать молочную кислоту. А как мы знаем, данная кислота является непременным спутником катаболических процессов и вырабатывается при активной физической нагрузке. «Спортивные бактерии» как раз и помогают организму справляться с крепатурой, снимая мышечную боль.

Также ученых интересовало, насколько отличается микробиота у представителей разных видов спорта. Они сравнили микробы, живущие в теле бегунов-ультрамарофонцев и гребцов. В организме первых было обнаружено много бактерий, которые отвечают за переработку углеводов и клетчатки, что помогает преодолевать длинные дистанции.

Ученые предполагают, что на основе обнаруженных микроорганизмов удастся создать биологически активные добавки, чтобы атлеты могли добиваться более высоких результатов.

  

Активность в пожилом возрасте — дело бактерий

Еще одно интересное исследование провели сотрудники Школы медицины Университета Эмори в США. Они считают, что удалось найти способ, который поможет людям сохранять активность в пожилом возрасте. Большую часть работы проделал профессор патологии и лабораторной медицины Дэниэл Калман.

Ученый с помощниками уделил особое внимание бактериям желудочно-кишечного тракта, производящим индолы. Эти ароматические вещества получаются в ходе распада аминокислоты триптофан, имеют запах капусты. Данные соединения широко применяется в парфюмерии и фармацевтике. Кстати, ближайший родственник индолов — гормон ауксин, который помогает растениям лучше развиваться.

Проводя опыты над круглыми червями (нематодами), профессор обнаружил, что индолы помогают им реже болеть. В ходе эксперимента одних червей кормили бактериями, способными производить индолы, а других — обычными. Особого эффекта Калману удалось добиться в опыте с пожилыми червями. Обычно те мало двигаются, плохо едят, болеют, а при повышенной температуре в комнате сразу погибают.

После того, как они получили полезные бактерии, их активность намного повысилась. Также эти черви старели медленнее своих собратьев и охотно употребляли пищу, хорошо переносили жару. При этом нематоды сохраняли способность к воспроизведению в 2,4 раза дольше по сравнению с контрольной группой. Похожим образом реагировали на данные бактерии мыши и мухи-дрозофилы. Получается, что активность в пожилом возрасте во многом зависит от того, насколько здорова микробиота.

  

 

 

leveton.su


Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector