Наука о микробиоме

Мы не знаем, одинок ли человек во Вселенной. Но хорошо известно то, что он не одинок даже наедине с собой. И не просто не одинок. В каждом из нас живет как минимум 100 триллионов живых существ - как полезных, так и вредных, а их общий вес достигает 3–4 килограммов. Большинство из них обитает в нашем кишечнике, но есть и такие, что прижились у нас в носу, на руках, глазах, ушах, на коже - в общем, в каждом уголке нашего тела. И от того, кто поселился в нас в данный момент, зависят и наше здоровье, и настроение, и вес, и даже способность мыслить здраво.

В последние годы ученые всего мира ведут исследования в области микробиома (так называют сообщество бактерий, считающих наш организм своим домом) - и чуть ли не каждый день делают удивительные открытия. Их цель - заставить бактерии служить нашему здоровью, то есть спасать нас от множества болезней - от диареи до сахарного диабета. Что нового здесь происходит, узнал обозреватель «МК».

Нашим мозгом управляют бактерии

Микрофлора, она же микробиота, - это множество одноклеточных микроорганизмов, живущих как на нас, так и поблизости. Невероятно, но факт: бактерий, живущих в нас, в десятки раз больше количества клеток, из которых состоит наш организм! То есть человек - это не совсем человек, а всего лишь скопище живущих своей жизнью микроорганизмов. Но самое главное - ученые признали, что былые представления об одноклеточных микроорганизмах оказались ошибочными. Эта незримая армия влияет на все сферы нашей жизни: могут сделать нас умными или глупыми, здоровыми или больными, веселыми или печальными. И даже вкусными или невкусными для комаров - да-да, за эту индивидуальную особенность также отвечают микробы, обитающие на коже!

В нашем желудочно-кишечном тракте живет 300–400 видов бактерий - это из тех, что идентифицировали ученые. Правда, пока светила науки не знают, что делает большинство из этих тварей - изучено буквально несколько десятков особей. Однако сегодня установлено, что если в среде этих маленьких жителей происходит какой-то дисбаланс, то есть одних становится больше, а других меньше, развиваются болезни: аллергии, заболевания печени, поджелудочной железы, артрит, аутизм, депрессия и даже рак. Так, международная группа ученых выяснила, что у большинства пациентов с болезнью Альцгеймера серьезный дисбаланс кишечной микрофлоры. Практически аналогичная ситуация у детей с аутизмом.

Микробиом влияет буквально на все стороны нашей жизни. Вредоносные бактерии ведут к развитию болезней. Полезные защищают нас от патогенных микробов, обезвреживают токсины, производят необходимые витамины и гормоны, помогают усваиваться важным микроэлементам из пищи.

От состава микробиома зависит даже склонность человека к ожирению. Да и так называемый эмоциональный интеллект (EQ - способность человека правильно понимать собственные и чужие эмоции и, как следствие, управлять ими) напрямую зависит от царства бактерий, живущих в кишечнике. «Их больше, чем звезд в галактике, и у каждого есть право голоса. Именно микробиота регулирует работу головного мозга», - говорит известный детский доктор, завкафедрой факультетской педиатрии №2 РНИМУ им. Н.И.Пирогова, научный руководитель Московского городского центра иммунологии и аллергологии профессор Андрей Продеус. Бактерии способны менять поведение человека и даже внушать желания, заставляя нас играть под их дудку. Например, есть сладкое. Это раньше считалось, что есть сладкоежки от природы, а теперь установлено: тяга к пирожным-мороженому зависит от того, есть ли в вашем кишечнике бактерии под названием клостридии. Они питаются простыми сахарами и выманивают их у нас, заставляя есть шоколад и печеньки. Или помните про йогурты, от которых «животик улыбается»? Сегодня ученые на полном серьезе говорят о том, что содержащиеся в йогуртах бактерии могут делать нас как умиротворенными, так и унылыми, ведь некоторые бактерии подавляют уровень гормона счастья серотонина, что установлено учеными из APC (Alimentary Pharmabiotic Centre). И не только нас, но и других животных. Недавний эксперимент на мышах, проведенный в Италии, показал, что норушки, рожденные в стерильных условиях (то есть лишенные естественной микрофлоры) оказались тупыми и агрессивными, а также отличались девичьей памятью.

Кто в домике живет?

В нашем кишечнике обитают представители царства архей - одноклеточные организмы. В основном это метаногены - они легко обходятся без кислорода, помогают переваривать пищу и выделяют газ метан.

В кишечнике, а также в интимных зонах живут эукариоты (грибки и дрожжи) и бактерии. Одна из самых известных бактерий - кишечная палочка (эшерихия коли). Раньше считалось, что она ведет к нарушениям стула, но сегодня известно, что есть разновидности этой бактерии, которые приносят нам исключительно пользу. Или взять хеликобактер пилори - в больших количествах она вызывает язву и рак желудка, но в небольших необходима для пищеварения.

На коже живет великое разнообразие бактерий - они отвечают за наш запах, за привлекательность для комаров. Удивительный факт: сообщество бактерий на правой руке кардинально отличается от сообщества бактерий на левой. Объяснения этому пока нет. Зато ученые уже предлагают вводить микробные отпечатки пальцев, которые у каждого из нас уникальны.

Популярный обитатель носа - золотистый стафилококк. Пока известны только его зловредные свойства, но ученые предполагают, что другие носовые микробы в большинстве случаев не дают ему развернуться.

Во рту живет стрептококк мутанс - установлено, что именно он подтачивает наши зубы и вызывает кариес. В целом же бактерии из ротовой полости помогают регулировать кровяное давление - они выделяют оксид азота, тем самым расслабляя артерии.

Микробиом на службе здоровью

Наука о микробиоме развивается стремительно, открытия в ней делают чуть ли не каждый день. Сегодня в эту область инвестировано почти 1,5 млрд долларов. Ведь это раньше микробы считались источником заболеваний, а теперь ясно, что они играют важную роль не только в развитии болезней, но и в поддержании здоровья.

Предполагается, что уже в скором времени с помощью микробиома научатся лечить более 50 разных хворей, включая сахарный диабет, воспалительные заболевания кишечника, атеросклероз, дерматит, астму, непереносимость лактозы, иммунодефицит и колоректальный рак. «Исследования показывают, что медицинские решения, основанные на микробиоме, потенциально могут оказать положительное влияние на все аспекты здоровья человека и помочь вылечить людей по всему миру. Наш институт ведет исследования с целью объяснить уникальную и очень важную роль, которую играет микробиота. Мы вдохновлены безграничными возможностями, которые микробиом дает для прогнозирования, диагностики и лечения множества заболеваний, в том числе за счет использования естественных реакций организма», - говорит руководитель самого крупного Института микробиома человека (JHMI) Дирк Геверс.

Ученые из JHMI изучают, как микробиом меняется под воздействием генетических факторов, факторов среды, питания и пр. Это поможет понять, как заставить маленьких обитателей нашего организма служить его здоровью. Совместно с Научно-исследовательским институтом имени Вейцмана (Израиль) американские исследователи из JHMI изучают, как состав микробиома влияет на метаболические расстройства и как может помочь в лечении нарушений обмена веществ. Предполагается разработать рекомендации по питанию, которые помогут предотвращать развитие метаболического синдрома, сахарного диабета второго типа и его осложнений. Исследователи изучают микробиомы различных людей, пробуют на них новые лекарства. «Совместными усилиями мы выработаем новые идеи для решения проблем обмена веществ с помощью микробиологической диагностики и терапии», - сказал Дирк Геверс.

Кое-что уже придумано. Например, разработаны коктейли с микроорганизмами и бактериофагами, поддерживающие здоровье микробиома. Лекарства, способные увеличивать количество одних бактерий и подавлять других. Диагностические тесты, определяющие причины болезней по составу микрофлоры. Вакцины, исправляющие реакцию иммунной системы на изменения в микробиоме.

Все это позволит лечить болезни более прицельно, воздействуя на причины болезней на генетическом уровне.

Как вылечить свою микрофлору

В JHMI отмечают, что состав и разнообразие микробного сообщества напрямую зависят от питания, приема лекарств и других внешних факторов. И даже такие простые вещи, как изменение образа жизни, системы питания или прием микробных коктейлей способны вылечить или предотвратить болезнь.

Исследования ученым в помощь. Недавно вот департамент генетики медицинского центра Университета Гронингена выяснил, что как минимум 60 категорий продуктов и различные типы диет оказывают то или иное влияние на кишечную микрофлору. Оказалось, что микробиомы людей, которые регулярно едят фрукты, овощи и кисломолочные продукты, более разнообразны. А вот чрезмерное потребление мяса снижает разнообразие организмов по сравнению с рационом, в котором преобладают фрукты и овощи.

Ученые также попытались узнать, какие лекарства больше, а какие меньше изменяют состав микробиоты. Выяснилось: на «внутреннюю экосистему» человека влияют 19 типов лекарств. И это далеко не одни только всем известные антибиотики и препараты, снижающие кислотность желудка. В «черный список» попали антидепрессанты, а также ингибиторы АПФ (лекарства, принимаемые при сердечной недостаточности и для снижения артериального давления).

Один из главных специалистов в России, занимающихся исследованиями микробиоты, биолог Дмитрий Алексеев говорит, что на сегодня это исследование самое качественное и обширное: «Можно сказать, что это начало целого направления в науке. В России сейчас проводится свое, более скромное популяционное исследование ohmygut, результаты которого было бы интересно сравнить с результатами исследования коллег из Голландии. Но уже сейчас мы можем сказать, что в голландской выборке количество организмов с измененной приемом антибиотиков микробиотой будет значительно меньше, чем в России: в этой стране применение антибиотиков строго ограничено врачами и фармацевтами, а у нас их можно купить в аптеке без рецепта. Голландцы выявили и неожиданные факторы влияния на микробиоту. Например, в использовании лекарств ожидаемо было то, что на первом месте будут антибиотики, но в голландской выборке особенно выделяются ингибиторы протонных помп (ИПП) - лекарства, используемые в мире достаточно часто в гастроэнтерологии и до сих пор считающиеся безопасными. Еще один результат: у людей, которые едят больше фруктов, уровень пептида хромогранина A (CgA), маркера стресса, оказался значительно ниже, чем у тех, кто предпочитает мясо. Так что ешьте фрукты - и будете меньше нервничать!»

Кроме того, положительное действие на состав микробиоты оказывают кисломолочные продукты, особенно обогащенные полезными бактериями.

Не все так радужно

И все же наука о микробиоме является хоть и многообещающим, но новым направлением. И многие эксперты относятся к достижениям в этой области со здоровой долей скепсиса. Как говорит руководитель биотехнологической компании Олег Парошин, связь между развитием болезней и микробиомом - пока лишь гипотеза: «Твердых фактов, доказывающих эту связь, пока нет. Достаточно давно обсуждается вопрос о влиянии микробиома кишечника на риск развития онкологических заболеваний. Но если, например, уже установлено, что ключевым фактором для развития рака желудка служит helicobacter pylori, то бактерия, являющаяся возбудителем рака кишечника, пока не идентифицирована. Есть гипотезы относительно прямого влияния продуктов жизнедеятельности и ферментов некоторых видов кишечных микроорганизмов, которые могут приводить к онкологическому перерождению клеток (особенно толстой кишки). Надеюсь, что дальнейшие исследования генома человеческого микробиома позволят обнаружить конкретных виновников онкологического перерождения здоровых тканей».

Парошин тем не менее согласен, что здоровое питание позволяет вырастить более полезные штаммы микроорганизмов: «От пищи, которую мы едим, зависит видовой состав микробиома, который оказывает практически безграничное действие на организм человека. В том числе он может влиять на развитие многих болезней. Другими словами, бактерии, превалирующие в микробиоме, определяются именно характером принимаемой пищи, а именно они, возможно, в основном и определяют характер заболевания».

В общем, вопросов у ученых пока очень много. Как выяснилось, микробиом имеет гораздо более сложную структуру, чем даже человеческие гены, так что изучить его основательно еще только предстоит. И все же исследователи надеются получить ответы на свои вопросы в ближайшее время...

Лучшее в "МК" - в короткой вечерней рассылке: подпишитесь на наш канал в

10.21518/2079-701X-2016-16-92-97

МИКРОБИОМ, МИКРОБИОТА

ЧТО НОВОГО?

Последнее десятилетие в области изучения микрофлоры человека открыло во всем многообразии удивительный и густонаселенный мир микроорганизмов. Сегодня ученые считают устаревшим термин «микрофлора», предлагая более широкое понятие под названием «микробиом». Мы обратились к профессору, заведующей кафедрой педиатрии ГБОУ ВПО РМАНПО МЗ РФ, главному педиатру ЦАО Ирине Николаевне Захаровой с просьбой рассказать о новых тенденциях в области изучения микробиома и его влиянии на человека.

Уважаемая Ирина Николаевна, скажите, пожалуйста, что нового известно сегодня о кишечной микрофлоре?

История изучения кишечной микробиоты насчитывает более трех столетий. Еще в 1681 г. Антони ван Левенгук (рис. 1) изобрел примитивное приспособление, с помощью которого он обнаружил микроорганизмы в фекалиях, и выдвинул гипотезу о совместном существовании различных видов микроорганизмов в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ).

В 1850 г. Луи Пастер создал теорию о функциональной роли бактерий в процессе пищеварения, а Р. Кох продолжил исследования в этом направлении и разработал методику разграничения болезнетворных и полезных микроорганизмов.

Учение о роли симбионтной микрофлоры в организме человека связано с именем великого русского ученого, лауреата Нобелевской премии И.И. Мечникова, который в 1888 г. обосновал теорию о том, что в кишечнике человека обитает комплекс микроорганизмов, оказывающих на организм «аутоинтоксикационный эффект» (рис. 2). Он полагал, что введение в ЖКТ «здравословных» бактерий способно стабилизировать действие кишечной микрофлоры и противодействовать интоксикации. Существенный вклад в изучение микрофлоры человека внес немецкий ученый Альфред Ниссле, который с 1912 г. активно занимался изучением бактерий. Им же в 1916 г. был впервые введен термин «дисбактериоз». «Второе

Рисунок 1. Антони ван Левенгук (1632-1723)

дыхание» учение о кишечной микрофлоре получило уже в 70-е гг. XX в., во многом благодаря работам советского ученого А.М. Уголева, который определил дисбактериоз кишечника как изменение качественного и количественного состава бактериальной его флоры, возникающее под влиянием различных факторов: питания, изменения перистальтики кишечника, возраста, воспалительных процессов, лечения антибактериальными препаратами, стресса, тяжелых соматических заболеваний (рис. 3).

Ирина Николаевна, а что изменилось в современной трактовке понятия «микрофлора кишечника»?

Изменилась терминология. Мы не говорим о микрофлоре, поскольку термин «флора» устаревший: растительный мир. Микроорганизмы (бактерий, грибов, вирусов), обитающие внутри и снаружи человека, называют микробиомом. Новая эпоха в изучении кишечного микробиома наступила 5-10 лет назад и связана с появлением молекулярно-генетических методов исследования, буквально перевернувших все наши старые представления. Мы живем в удивительное время, когда с приходом новых технологий меняются наши старые знания, в т. ч. о здоровье и болезни. Сегодня пришло абсолютно новое понимание необходимости микроорганизмов (микробио-ма) внутри и снаружи нашего организма, имеющее большое значение не только для нашего пищеварения, но и всего тела и головного мозга, нашего здоровья в целом.

Как с позиции современных положений рассматривают микробиом, чем он отличается от микробиоты?

Термин «микробиом» был впервые внедрен в 2001 г. для обозначения коллективных геномов микробиоты. Микробиом представляет собой сообщество бактерий, которое каждый из нас имеет внутри и снаружи своего тела. Микробиом каждого человека является уникальным для него и содержит в десятки раз больше клеток и в 100 раз больше генов, чем собственных генов человеческого организма. Вес микробиома зависит от массы тела и составляет от 1,2 до 3,5 кг. Наш микробиом регулирует многие жизненно важные процессы организма и даже оказывает влияние на поведение человека! Микробиом считают еще одним органом человека (рис. 4). Появляется заманчивая идея: а что если поменять свой микробиом

Рисунок 2. Илья Ильич Мечников (1845-1916). Динамика роста числа

научных публикаций, посвященных изучению пробиотиков

Сто лет концепции пробиотиков

Мечников Нобелевская премия,1908

Рост числа научных публикаций, посвященных пробиотикам

Благодаря современным научным исследованиям в области генетики ученые смогли идентифицировать и определить количество микроорганизмов, живущих в человеческом организме. С помощью новейших научных разработок удалось установить, что существует более 1 100 видов микроорганизмов, большинство которых анаэробы. Ученые имеют много доказательств тому, что чем более разнообразны кишечные микроорганизмы, тем лучше здоровье человека, а низкое разнообразие связано с различными болезнями.

Активное внедрение молекуляр-но-генетических технологий в практику микробиологических исследований позволило получить новую информацию о составе и свойствах интестинальной микробиоты у людей разного возраста. Разработан целый арсенал методов исследования,

(с помощью диеты, образа жизни, медицинских манипуляций), может быть, это окажет влияние на здоровье человека в целом и позволит решить целый ряд проблем с ним? Микробиота - это термин, который используется для характеристики микробиоценоза отдельных органов и систем. Например, микробиота кишечника, микробиота кожи, микробиота плаценты, микробиота грудного молока и т. д.

А что же происходит на самом деле? По инерции педиатры продолжают рекомендовать проводить культу-ральные исследования кала, которые перестали делать во многих странах еще 7-8 лет назад! К недостаткам культу-рального метода исследования фекалий следует отнести дороговизну, длительность и трудоемкость выполнения методики, зависимость результата от техники сбора, вариабельность нормы, низкую разрешающую способность (100 жизнеспособных бактериальных клеток), а главное - большинство микроорганизмов в кале являются некультивируемыми!

Изменения в микробиоме человека и отдельных его локусов, могут быть связаны с синдромом раздраженного кишечника, бронхиальной астмой, пищевой аллергией, воспалительными заболеваниями кишечника (язвенный колит, болезнь Крона), аутоиммунными заболеваниями, сахарным диабетом 2-го типа, атеросклерозом, целиаки-ей, заболеваниями печени, ранним детским аутизмом, болезнью Паркинсона, некоторыми видами рака, депрессией, шизофренией. Отсюда мы понимаем тот интерес, который появился не только у гастроэнтерологов, но и у врачей разных специальностей - кардиологов, онкологов, эндокринологов, психиатров и других специальностей, к этой проблеме! Появились перспективные исследования, направленные на оптимизацию микробиома кишечника для восстановления здоровья человека.

Рисунок 3. История изучения кишечной микробиоты,

появление термина «дисбактериоз». Альфред Ниссле и Александр Михайлович Уголев

Альфред Ниссле (1912) изучал антагонистические свойства бактерий Предложил в 1916 г. термин «дисбактериоз»

А.М. Уголев предложил называть дисбактериозом качественное и количественное изменение состава бактериальной флоры кишечника, возникающее под влиянием различных факторов _

Рисунок 4. Международные исследования микробиоты

человека

Microbes maketti

2 международных проекта по исследованию микробиоты человека (геномные исследования) -

NIH (USA) и MetaHIT (EU)

Изменение взгляда на микробиоту человеческого организма как на «жизненных партнеров»: «...that humans are not single organisms, but superorganisms made up of tots of smaller organisms working together»

Рисунок 5. Данные Национального института США

о клеточном разнообразии человеческого организма

Согласно данным Национального института здоровья США, только 10%

клеток, которые входят в состав человеческого организма, являются собственно человеческими клетками.

Остальные 90% принадлежат бактериям, населяющим различные биотопы человека

Homo sapiens может быть описай как «суперорганизм», е которой сосуществует большое количество различных организмов

Turnbaugh PJ, Ley RE, Hamady M, Fraser-Liggett CM, Knight R, Gordon Jl. The human microbiome project. Nature 2007; 449 (7164): 804-810.

Goodacre R. Metabolomics of a superorganism. J Nutr 2007; 137(1 Suppl): 259S-266S 5.

позволяющих не только быстро и достоверно определить видовую принадлежность выделяемых микроорганизмов, но и проводить их количественную оценку непосредственно в исследуемом материале без этапа культивирования. С внедрением метода секвенирования ДНК (1999) - определения нуклеотидной последовательности генов 16S РНК - удалось установить, что только 7-10% микроорганизмов, живущих в кишечнике, культивируются. Это значит, что наши старые представления о микробиоте кишечника устарели. Метод секвенирования ДНК позволил установить, что в кишке живет более тысячи видов микроорганизмов, 99% из них - это анаэробы, состав которых существенно отличается от того, который ранее представлялся по данным культуральных исследований. Согласно данным Национального института здоровья США (National Institutes of Health, NIH), только 10% клеток, входящих в состав человеческого организма, являются собственно человеческими клетками, а остальные 90% принадлежат бактериям, населяющим различные биотопы человека. Таким образом, homo sapiens является «суперорганизмом», в котором сосуществует большое количество различных организмов (рис. 5). В 2008 г. был запущен глобальный проект «Микробиом человека» (НМР), ставивший своей целью расшифровку генома бактерий, населяющих организм человека. Расшифровкой генома бактерий, населяющих ЖКТ, занимается Европейский консорциум MetaHIT. Уже расшифровано около 3 млн генов, что примерно в 150 раз больше набора генов человека. Результаты проекта позволят попытаться установить взаимосвязь этих генов, состояния здоровья человека, развития заболеваний и фенотипа. В 2010 г. в исследование метагенома человека также активно включились российские ученые. По мнению журнала Science, расшифровка метагенома человека входит в число величайших научных открытий последнего десятилетия (рис. 6).

Ученые, с учетом состава, разделили микробиоты на энтеротипы, каждый из которых включает много различных видов микроорганизмов вне зависимости от места проживания, состояния здоровья или возраста. Исследо-

ватели объединили популяции бактерий в кластеры, названные согласно доминирующим в них родам. Данное открытие можно сравнить с делением людей на группы крови. Bacteriodes является доминирующим у первого энтеротипа, Prevotella преобладает у второго энтеротипа, а Ruminococcus - у третьего. Позднее были выделены и другие энтеротипы. Так, энтеротип Bacteroides отличается активностью в отношении разложения углеводов, а также способствует выработке витаминов C, B2, B5. H. Ruminococcus, наоборот, улучшает всасывание углеводов и повышает уровень сахара в крови, а также синтезирует фолие-вую кислоту и витамин Br Prevotella в процессе жизнедеятельности разрушает защитный слизистый покров, что, вероятно, предрасполагает к дефектам слизистой оболочки кишечника. Следовательно, наличие определенного энтеротипа позволит прогнозировать особенности обмена веществ и указывать на предрасположенность к определенным заболеваниям. В то же время использование такого диагностического метода, как ПЦР, показало, что микробиота кишечника каждого человека индивидуальна и постоянна.

C нарушенной микробиотой кишечника ассоциируется широкий спектр заболеваний: инфекции, диарея, язвенная болезнь, рак желудка и рак толстой кишки, ожирение, мальабсорбция, сахарный диабет, пищевая аллергия, бронхиальная астма, воспалительные заболевания кишечника, кишечная колика, синдром раздраженного кишечника, поведенческие нарушения. Это обусловлено тем, что нормальная микробиота кишечника участвует в разнообразных физиологических функциях организма: защитной, пищеварительной, детокси-кационной и антиканцерогенной, синтетической, генетической, иммуногенной, в регуляции обмена холестерина и оксалатов.

Ирина Николаевна, а что определяет состав микробиоты у новорожденных детей?

Прежде всего, микробиота младенца зависит от кишечной микробиоты матери, а также от окружающей

Рисунок 6. Проект «микробиом человека»

С 2008 г. начат глобальный про« г «микробиом человека» (НМР), ставивший своем мелью расшифровку генома бактерий, населяющих организм человека. Термин «микробиом» был впервые внедрен в 2001 г. для обозначения коллективных геномов микробиоты

Расшифровкои генома бактерии,

населяющих ЖКТ, занимается Европейский консорциум MetaHIT. Расшифровано около 3 млн генов, что примерно в 150 раз больше набора генов человека

РАСШИФРОВКА МЕТАГЕНОМА ЧЕЛОВЕКА ВХОДИТ В ЧИСЛО ВЕЛИЧАЙШИХ НАУЧНЫХ ОТКРЫТИЙ ПОСЛЕДНЕГО ДЕСЯТИЛЕТИЯ!

Qin et al. Nature 2010;464:59-65.

среды и питания новорожденного. Мать является первым источником колонизации и инфицирования своего ребенка. Состояние ее микробиоты определяется способом родоразрешения (роды естественные, оперативные), местом проведения родов (родильный дом, квартира, поскольку в некоторых странах физиологические роды осуществляются в домашних условия). Микробиота желудочно-кишечного тракта младенца зависит от состояния кожи, родовых путей и кишечника родильницы, от того, применялась ли антибактериальная терапия у матери и ребенка. Существенное значение имеет время прикладывания к груди, характер вскармливания с рождения. Так как заселение микроорганизмами слизистых новорожденного начинается с момента прохождения его через родовые пути, то естественный способ родоразрешения является одним из основополагающих, влияющих на формирование микробиоты. Однако заселение кишечника плода микроорганизмами закладывается уже во второй половине беременности от матери (по данным зарубежных и отечественных исследований, до 22-й недели гестации микробов в организме плода нет вообще, а начиная с 24-й недели появляются единичные колонии кишечной палочки и лактобацилл в кишечнике плода). Большую роль в формировании микробиоты кишечника плода играют питание, образ жизни матери, а также факт приема антибактериальных препаратов во время беременности, что может нарушить ее баланс.

Сегодня мы располагаем достоверными данными о составе микрофлоры влагалища роженицы, которая в большей степени заселена лактобактериями (более 60%), энтерококками, стафилококками и грибковой бактерией кандида, поэтому младенцы, рожденные естественным путем имеют флору, напоминающую влагалищную флору матери с преобладанием лактобацилл, а рожденные путем кесарева сечения - флору, подобную флоре кожи матери - больше стафилококков и пропио-новых бактерий.

Питание новорожденного, а именно раннее прикладывание, к груди и обеспечение, естественного вскармливания - один из главных факторов, влияющих на правильное формирование микробиоты кишечника малыша

Современный мир озабочен ростом числа родов путем кесарева сечения, в развитых странах это составляет порядка 30-40%, что позволяет наблюдать практически вертикальный рост частоты аллергии у детей раннего возраста, связанный с этим фактом. У ребенка, родившегося путем кесарева сечения, т.е. неестественным, нефизиологическим путем, происходит задержка микробной колонизации, ребенок не получает «микробного удара» в момент родов, что резко увеличивает риск развития аллергии.

Если определить факторы окружающей среды, влияющие на формирование микробиоты новорожденного, то существенную роль играют совместное пребывание

малыша с мамой после родов, был ли ребенок переведен в реанимационное отделение, как долго продолжалось его пребывание в стационаре. Например, в Нидерландах и еще ряде стран Европы для создания наиболее благополучной атмосферы окружающей среды родоразреше-ние проводится на дому. Конечно, весь процесс планируется заранее, и проводят исключительно с участием бригады медицинских сотрудников. Такие роды вполне успешны, а главное - это дает возможность избежать заселения госпитальной флорой.

Микробиота желудочно-кишечного тракта младенца зависит от состояния кожи, родовых путей и кишечника родильницы, от того, применялась ли антибактериальная терапия у матери и ребенка. Существенное, значение имеет время прикладывания к груди, характер вскармливания с рождения

И наконец, питание новорожденного, а именно раннее прикладывание к груди и обеспечение естественного вскармливания - один из главных факторов, влияющих на правильное формирование микробиоты кишечника малыша.

Почему для формирования микробиоты именно грудное вскармливание так необходимо новорожденному?

Благодаря исследованиям, проведенным в последние 10 лет, с использованием метода секвенирования, мы узнали, что грудное молоко вовсе не стерильно, как предполагалось ранее, а, наоборот, содержит до 700 различных микроорганизмов. Они попадают в материнское молоко из кишечника путем бактериальной транслокации в кровоток, минуя лимфатические узлы. Конечно, осталось множество вопросов, как этот процесс осуществляется, но факт наличия большого количества микроорганизмов в материнском молоке доказан. Соответственно, молоко матери также способствует колонизации кишечника и правильному формированию микробиоты младенца.

Ирина Николаевна, а существует ли зависимость формирования микробиома ребенка от социального уровня страны или семьи в отдельности?

Да, существует зависимость формирования микробиоты ЖКТ новорожденного от его социального уровня. Показано, что у младенцев, родившихся в бедных странах, например в Пакистане, Нигерии, Индии, где женщины иногда рожают буквально в канаве, колонизация кишечника ребенка бактериями происходит очень рано, и уже в течение первых дней жизни из его фекалий начинают выделяться энтеробактерии. Мы знаем, что в бедных странах практически нет проблемы аллергии. Однако в Европе аллергия сейчас занимает первое место, особенно у немцев. В Швеции 25% детей не имеют энтеробакте-рий в стуле через неделю пребывания в роддоме, а в США 35% детей не колонизировали кишечник в течение первых 2 недель жизни.

Огромное количество факторов влияет на формирование микробиоты желудочно-кишечного тракта. А каковы последствия ее изменения в течение жизни?

Человеческий организм представляет собой суперорганизм, который населен огромным количеством микроорганизмов, причем около 20% того, что употребляет в пищу человек, идет на кормление этих микробов. У каждого локуса своя флора, все зависит от места расположения, возраста и состояния здоровья. Да, кишечная микробиота - это, конечно, не нечто неизменное, она представляет собой динамически меняющуюся смесь микробов, типичных для каждого человека. Но необходимо помнить, что смена флоры может приводить к болезням. Поэтому сейчас весь мир изучает связь болезней с микробиотой, и уже доказано, что изменения микробио-ма приводят к аллергии, аутоиммунным, сердечно-сосудистым, метаболическим и психиатрическим заболеваниям. Потрясающие работы сейчас проводятся в Санкт-Петербурге, в Военно-медицинской академии, по выявлению связи микробиоты с инсультами и инфарктами. Установлено, что микробиота реализует свои функции через микробно-тканевой комплекс.

Ирина Николаевна, можно ли как-то корригировать микробиоту желудочно-кишечного тракта?

Существует три основных варианта воздействия на микробиоту: это применение антибактериальных препаратов, пребиотиков и пробиотиков. Многие специалисты пытаются скорректировать микробиоту антибиотиками, и, к сожалению, в нашей стране накоплен богатейший негативный опыт по уничтожению микробиоты кишечника гентамицином. Когда мы обсуждаем назначение пребиотиков, то необходимо помнить, что это «удобрения», на которых могут вырасти абсолютно любые микроорганизмы. Конечно, совсем другое дело при их дифференциации на селективные и неселективные. Более полезными являются селективные, стимулирующие рост полезной микрофлоры. Если мы применяем для восстановления микробиома пробиотики, то мы знаем, что существуют тысячи штаммов микроорганизмов и каждый штамм предназначен для лечения конкретной патологии. Все пробиотики делятся на бифидо-, лакто-, сахаромицеты, они работают на уровне собственной пластинки, эпителия слизистой. В настоящее время назначение пробиотиков надо проводить с учетом штаммоспецифичности. Например, для профилактики антибиотик-ассоциированной диареи самая высшая степень доказательности у сахаромицет (препарат Энтерол) и лактобацилл GG (LGG) (препараты Нормобакт L и Према).

Ирина Николаевна, сегодня пищевая аллергия у детей стала одной из самых распространенных патологий. Может ли применение пробиотиков помочь в лечении аллергии?

Да, сегодня мы активно используем при ведении детей с аллергией пробиотик на основе LGG, с антиаллергическим эффектом, занимающий первое место среди

других. Существует множество исследований, которые доказали, что применение LGG способствует купированию аллергического воспаления в кишечнике и снижению фактора некроза опухоли-альфа на уровне кишки. Поэтому, когда мы имеем дело с ребенком, которого беспокоят боли и вздутие живота, помимо элиминационной диеты, необходимо назначение LGG вместе с питанием (например, йогурты, другие кисломолочные продукты), что приводит к быстрому положительному эффекту. LGG имеет очень хорошую адгезию, устойчивость к кислоте, желчи и ферментам, правда, он разрешен к применению только с месячного возраста. Также пробиотик на основе LGG влияет на синтез интерлейкина-10, что позволяет успешно применять его в реабилитации часто болеющих детей и для нормализации иммунологического дисбаланса при аллергии. Препараты на основе LGG подтвердили высокую эффективность при лечении атопического дерматита у детей с отягощенной наследственностью по аллергии, поэтому я всегда использую препараты на основе LGG у своих пациентов.

Различные типы диет по-разному влияют на обмен информацией по оси «кишечник - мозг». Например, диеты с высоким содержанием жира способны провоцировать механизмы негативного влияния на мозг

Если у ребенка установлена нетяжелая непереносимость лактозы, можно рекомендовать йогурты, поскольку закваски с включением LGG дают хороший эффект.

Кроме того, LGG обладает противомикробным, противовирусным и противогрибковым действием.

Возможно ли при помощи питания, особенно детей младшего возраста, которые уже не употребляют материнское молоко, а переходят на продукты питания промышленного производства, поддерживать необходимый баланс микробима?

Да, конечно, приветствуется ежедневное употребление кисломолочных продуктов, в т. ч. содержащих про-биотические культуры, с помощью которых можно воздействовать на микробиом кишечника. Сегодня мы имеем возможность включать в рацион детей специально разработанные кисломолочные продукты из натуральных ингредиентов, дополнительно обогащенных кальцием и витамином Д, с учетом роста и развития ребенка. Важно отметить, что современные технологии позволяют создавать их без консервантов и искусственных красителей, снижая риск развития аллергии.

Ирина Николаевна, и главный вопрос: есть ли связь между состоянием микробиоты кишечника и деятельностью головного мозга?

Безусловно, на сегодняшний день нет сомнений в том, что кишечник и мозг не только связаны между собой, но и активно взаимодействуют. Появились экспериментальные исследования на животных, а также

клинические наблюдения, доказывающие эту связь. В принципе, здесь нет ничего нового. Все давно знают, что если у человека стресс, то в первую очередь часть из нас почувствует его последствия со стороны кишечника, например, появятся позывы идти в туалет. Или у ребенка, испытывающего стресс, связанный с походом в детское дошкольное учреждение, в новый класс, может развиться запор. Так, Emeran Mayer, анализируя различные типы взаимодействия, обмена информацией по оси «кишечник - мозг», как сверху вниз, так и снизу вверх, говорит о различных способах этого взаимодействия: через гормоны, нервные импульсы, а также через сигнальные молекулы иммунных клеток. Отдельно анализируется вклад кишечной микробиоты в обмен информацией между кишечником и мозгом. Одной из основных реакций микробиоты на эмоции, стресс своего хозяина, по-видимому, является изменение количества производимых ими метаболитов. Самым важным периодом жизни является ранний период, начиная с внутриутробного этапа и в первые три года жизни ребенка, когда формируются микробный состав кишечника и основные нейронные связи мозга. Перспективные исследования на грызунах показали, что микробиота кишечника способна оказывать влияние на повседневные эмоции, а возможно, и определять, насколько длительными или сильными будут эти эмоции. Важную роль в формировании микробиоты кишечника играет питание (диета), в т. ч. в формировании связи «кишечник - мозг». Различные типы диет по-разному влияют на обмен информацией по оси «кишечник - мозг». Например, диеты с высоким содержанием жира способны провоцировать механизмы негативного влияния на мозг. В этой связи рекомендуется ограничить количество жиров животного происхождения в своем рационе и потреблять больше ферментированных продуктов.

В последние годы становится больше детей с расстройствами аутистического спектра. Проведенные эпидемиологические исследования показали, что ожирение у матери во время беременности может увеличить риск развития расстройств нервной системы, в т. ч. расстройств аутистического спектра у ребенка. У детей с этими расстройствами часты проблемы с желудочно-кишечным трактом. Исследователи пытались выявить связь между изменениями в рационе питания, микробиомом и социальным поведением и сделали вывод о том, что диета матери с высоким содержанием жиров может привести к дисбиозу кишечника у потомства и вызывать поведенческие расстройства, которые могут быть скорректированы с помощью селективного введения штаммов I.. ЯвМвп. Расстройства пищеварения, которые наблюдаются у пациентов с расстройствами аутистического спектра, могут быть связаны с их более высокой раздражительностью, агрессивным поведение и нарушениями сна. Появилась гипотеза о том, что один из способов изменить пищевое поведение - изменение состава кишечной микробиоты. Исследование, проведенное профессором Г. Фростом из Лондона, подтвердило, что пропионат, производимый бактериями толстой кишки, способен влиять на механизм «еда - удовольствие» и пищевое поведение хозяина. Последние открытия в области микробиоты подтвердили ее важность для осуществления взаимодействия между центральной и энтеральной нервной системой. Эти взаимодействия по оси «кишечник - мозг», по всей видимости, осуществляются в двух направлениях с помощью нейронных, эндокринных, иммунных и гуморальных сигналов.

Уважаемая Ирина Николаевна, благодарим Вас за чрезвычайно интересную и познавательную беседу.

Беседовала Юлия ЧЕРЕДНИЧЕНКО

Есть такая шутка - чтобы бактериям было легче жить, они вырастили себе человека. Забавно, но, как всегда, в каждой шутке лишь доля шутки, а правда состоит в том, что в человеке собственно человека не так уж и много, даже меньше половины.

57 % клеток в человеческом теле не несут в себе человеческой ДНК, а принадлежат разнообразным бактериям, грибкам и вообще страшно представить кому. Впрочем, пугаться рано - вся эта конструкция (которая и называется микробиомом) в норме живет в симбиозе с человеком долго и счастливо, и чем богаче разнообразие микробов внутри нас, тем мы здоровее.

Чем больше бактерий, тем лучше

В частности, уже неоднократно доказано, что разнообразие микробов у больного депрессией человека в среднем меньше, чем у здорового. Вполне вероятно, что такая же зависимость существует и для аутизма, и для некоторых нейродегенеративных заболеваний. Японцы как-то выяснили, что чем больше различных микробов в ухе, тем меньше его обладатель восприимчив к отитам.

Осталось выяснить, как организовать это «больше», потому что если нехватку кишечных микробов уже пробовали лечить пересадкой кала, и даже успешно для некоторых болезней (типа диареи), то с ухом не очень понятно, чтó именно и как пересаживать.

Еще раз важность разнообразия микробиома подтвердил эксперимент, недавно проведенный в Японии (опять!). Ученые вырастили группу мышей, внутри у которых вообще не было микробов. Животные взрослели в стерильной обстановке. Этих грызунов подвергли стрессу вместе с другой группой мышей, совершенно идентичных первым за одним исключением: эти росли в обычной среде со всеми ее микробными радостями.

Оказалось, что первая группа животных испытывала стресс, который был сильнее, чем у второй, в 2 раза - именно такова была разница в концентрации выделяемых гормонов. Вот так и задумаешься: а действительно ли стоит отнимать у ползающего ребенка ботинок и кота?

Паркинсон, инфаркт и женская впечатлительность

Пожалуй, проще сказать, на что не влияет, потому что чем дальше научные работники углубляются в эту тему, тем больше они убеждаются, что микробная составляющая человека участвует вообще во всех сферах его жизни, и кто в итоге тут главный, человек или его микробы, микробы или их человек - вообще не ясно.

Например, возьмем эмоции. В США проводился эксперимент, в котором участвовали две группы женщин с разным составом микробиома (в одном случае превалировали Bacteroides , в другом - Prevotella ). Во-первых, у женщин из этих групп устройство мозга немного различалось, первые, судя по снимкам, лучше обрабатывали информацию, а вторые оказались более чувствительны эмоционально. Когда участницам демонстрировали различные картинки, группа Prevotella острее восприняла те из них, которые несли в себе негативный посыл.

Другой аспект: сердечно-сосудистые заболевания, ведущая, к слову, причина смертности в мире. Один из показателей здоровья сердца и сосудов - эластичность последних. В Великобритании изучили медицинские данные 617 женщин среднего возраста и увидели, что у тех из них, у кого хороших и разных микробов было больше по анализам, сосуды тоже были в лучшем состоянии.

У тех же, кто не мог похвастаться разнообразием бактерий, грибков, вирусов и архей, стенки сосудов были более жесткими. Специалисты заинтересовались, какие именно микроорганизмы отвечают за эластичность сосудов, и обнаружили, что те же самые микробы ранее фигурировали в другом исследовании - касавшемся ожирения.

Еще один пример: болезнь Паркинсона. При ней микробиом меняется очень сильно - хотя, казалось бы, заболевание затрагивает только мозг (клетки, контролирующие мышцы, отмирают, откуда и появляется характерный тремор), и при чем тут микробы?

Однако при очередных опытах на мышах специалисты из США показали, что если пересадить генетически предрасположенным к патологии мышам микробиом пациентов с болезнью Паркинсона, то состояние грызунов становится значительно хуже, чем при пересадке микробиома здорового человека.

Перечислять можно бесконечно. То, что о микробиоме знает наука сейчас, пусть даже это капля в море, подтверждает исключительную важность роли микробов в нашем здоровье. Если люди научатся оперировать микробиомом - возможно, многие лекарства нам уже не понадобятся.

Ксения Якушина

Фото istockphoto.com

Две тысячи лет назад Гиппократ справедливо отметил, что «все болезни начинаются в кишечнике». Последующие научные исследования многократно подтверждали его правоту и важность профилактики патологий данного органа.

В человеческом кишечнике содержатся триллионы микробов многих видов, которые метаболизируют пищу и облекают разнообразные нутриенты в доступные формы. Добавляя до 2 кг лишнего веса телу человека, дружественные бактерии защищают организм от «плохих» микробов, таких как столбняк, кишечная палочка и многие другие. Поэтому микробиом является основой человеческого здоровья.

«Вероятно, одной из самых важных услуг, которые предоставляют людям микробы, является иммунитет», - говорит Мартин Блазер, директор программы «Микробиом человека» в Медицинском центре Нью-Йоркского университета и председатель Консультативного совета при президенте США по борьбе с антибиотикоустойчивыми бактериями. Исследователь считает, что в течение десятилетий люди, не ведая о том, случайно уничтожали полезные микроорганизмы, посредством неверного поведения:

• бесконтрольное и чрезмерное применение антибиотиков;
• регулярное использование антибактериального мыла и т. п.

Мартин Блазер объясняет, что микробы, которые живут внутри человеческого организма, составляют огромное сообщество, и когда его баланс нарушается, «плохие» бактерии процветают и наносят урон здоровью людей.

Микробиом является предметом множества клинических испытаний и научных исследований. Их главная цель - изучение взаимосвязей между кишечной микрофлорой и болезнями.

Например, недавние исследования ученых из Мичиганского университета показали, что микробиом оказывает огромное влияние на иммунную систему животных и человека.

Интересно!

Роб Найт из Калифорнийского университета в Сан-Диего создал исследовательский проект American Gut. Это - крупнейшая в мировой истории научно-исследовательская программа, в рамках которой любой желающий может провести анализ своей кишечной микрофлоры и, в случае обнаружения инфекций, устойчивых к антибиотикам, «трансплантировать» нормальный микробиом. Процедура помогает заселить желудочно-кишечный тракт полезными микробами и гарантирует (на 90%) успех в борьбе с «плохими» бактериями.

В этой статье Вы узнаете, как поддержать здоровье микробиома самостоятельно.

1. Больше органических продуктов в рационе питания

Что человек может сделать, чтобы поддержать полезные бактерии? Самый надежный и действенный способ, позволяющий изменить состав микрофлоры кишечника в лучшую сторону - это избирательность в отношении продуктов, которые составляют ежедневное питание. Сертифицированные органические продукты с высоким содержанием клетчатки, ферментированные ингредиенты способны помочь в укреплении здоровья кишечника.

Не стоит опасаться, что натуральные продукты, выращенные фермерскими хозяйствами, на дачах, могут быть загрязненными, в отличие от произведенных в промышленных масштабах, где широко применяются антибактериальные препараты и различные химикаты для борьбы с вредителями и патогенами. Напротив, обработанные продукты включают синтетические компоненты, которые вредят хорошим бактериям.

Ученые все чаще говорят о том, что полезно есть растительные продукты прямиком с грядки. Например, в своей книге «Лечение грязью» нейропедиатр Майя Шетра-Клейн утверждает, что овощи, выращенные в здоровой почве, поддерживают баланс микробиома человека, способствуя укреплению здоровья.

2. Цельное зерно и другие источники клетчатки

Цельнозерновые и другие продукты, содержащие много пищевых волокон, богаты олигосахаридами, сложными углеводами, которыми питаются микроорганизмы. Это - пребиотики, которые в большом количестве содержатся в:

• овсянке;
• гречке;
• коричневом рисе;
• киноа;
• цельной пшенице и т. д.

Они стимулируют рост полезных микробов гораздо эффективнее, чем очищенные зерна и просеянная мука. Министерство сельского хозяйства США (USDA) рекомендует употреблять 14 граммов клетчатки на каждую 1000 потребляемых калорий.

Профилактика предполагает постоянное присутствие пищевых волокон на тарелке. Регулярно добавляйте в свой рацион:

• хлеб из цельной пшеницы (в порционном ломтике содержится около 3 граммов клетчатки);
• несладкие плоды, ягоды с высоким содержанием клетчатки (например, среднее яблоко содержит около 3,5 грамма клетчатки);
• съедобные водоросли;
• овощи и т. п.

Натуральный йогурт является лидером по содержанию живых, активных бактериальных культур. Обычный стаканчик, около 160 г, скрывает миллиарды дружественных микробов.

Профессор медицины, микробиологии и иммунологии Университета штата Мичиган Мэри Х. Вейсер, утверждает, что ферментированные продукты, содержащие живые культуры, в том числе кефир, кимчи, квашеная капуста, моченые яблоки, огурцы и прочие овощи и фрукты помогают пополнить количественный состав микробиома и защитить «хорошие» кишечные бактерии.

4. Избегайте продуктов с искусственными подсластителями

По словам Эндрю Гевирта, эксперта из Центра воспаления, иммунитета и инфекций при государственном университете Джорджии, химические вещества, содержащиеся в искусственных подсластителях, вытесняют хороших бактерий и могут существенно увеличивать риски развития ожирения, а заодно всех сопутствующих ему заболеваний:

• метаболический синдром;
• диабет (2 тип);
• атеросклероз;
• кардиопатологии и др.

Многие готовые продукты питания, например, мороженое, пудинги, салатные заправки и т. п., приобретают гладкую, плотную консистенцию благодаря полисорбату 80 и карбоксиметилцеллюлозе (КМЦ). Данные химические вещества не найти в органических продуктах. Попадая в организм человека, они уничтожают кишечный микробиом, провоцируя воспаление. Эксперты называют синтетические эмульгаторы одними из основных виновников всплеска неинфекционной эпидемии метаболического синдрома в мире. Именно они повышают риски развития артериальной гипертензии, провоцируют развитие инсулинорезистентности.

6. Разумное применение антибиотиков

Статистические данные Всемирной организации здравоохранения выглядят довольно устрашающе, так как за последние 50 лет:

• количество пациентов с ожирением выросло на 200%;
• распространенность сахарного диабета увеличилась в семь раз;
• показатели заболеваемости бронхиальной астмой выросли на 250%.

Многие ученые считают, что во многом виноваты антибиотики. Ведь каждое применение антибактериальных препаратов можно сравнить с «ковровой бомбардировкой» кишечной микрофлоры.

CDC сообщает, что третья часть всех эпизодов применения антибактериальной терапии - ошибочна, так как антибиотики используют против вирусов, которые просто не реагируют на них.

Нельзя заниматься самолечением, бесконтрольно употребляя антибактериальные препараты. Если взрослый или ребенок заболел, профилактика рекомендует «бдительное ожидание» под наблюдением врача. При подозрении на вирус специалист посоветует провести несколько дней дома и назначит симптоматическое лечение, чтобы убедиться, что организм самостоятельно борется с инфекцией.

Исследования, проведенные в Швейцарии в 1990-х годах и совсем недавно в США, продемонстрировали, что дети, растущие на небольших фермах, в непосредственном контакте с животными, гораздо реже страдают от симптомов аллергии и бронхиальной астмы. Возможно, это происходит потому, что животные «диверсифицируют» человеческие микробы. Некоторые ученые считают, что домашние животные обеспечивают аналогичные преимущества.

Излишняя чистоплотность может сыграть с человеком «злую шутку», снижая иммунитет и влияя на сопротивляемость инфекциям. Поэтому наука внесла в последние годы важные коррективы в гигиенические правила: не стоит постоянно мыть руки дезинфицирующими средствами или любыми косметическими продуктами, содержащими триклозан. Для профилактики достаточно воды и мыла без антибактериальных добавок.

Кроме провокации резистентности к антибиотикам, данное противомикробное вещество, также содержащееся в некоторых зубных пастах, коррелирует с повышением чувствительности к переносимым по воздуху и содержащимся в пищевых продуктах аллергенах.

Микробиота или микробиом — это понятие сегодня все больше входит в наш обиход. Еще недавно врачи использовали такое понятие как микрофлора кишечника , а сегодня, по мнению авторитетных ученых, оно устарело. Мы живем в уникальное время, когда крупные научные открытия совершаются регулярно. Благодаря этому мы можем лучше понять процессы, которые происходят в нашем организме. Пора поговорить о важности бактерий для здоровья человека. Многие будут удивлены, узнав, что микробы способны влиять на наше настроение и привычки.

Революция во взглядах на микроорганизмы. Неужели Роберт Кох ошибался?

Хотя идеи некоторых ученых напоминают сюжет фантастического романа, нужно признать, что микробиология сегодня переживает настоящий расцвет. Ее открытия, по всей видимости, сильно повлияют на будущее медицины и фармацевтики . В последние годы произошла революция во взглядах на роль микробов, которая осталась незамеченной широким кругом общественности. Скажем пару слов о той концепции, которую создали отцы-основатели микробиологии Луи Пастер и Роберт Кох . Они предположили, что в основе ряда болезней лежит инфекция, а поэтому микробы - это то, с чем нужно бороться.

Благодаря этим идеям удалось победить многие эпидемии. К примеру, Роберт Кох открыл бациллу сибирской язвы, туберкулезную палочку, холерный вибрион, за что был награжден Нобелевской премией в 1905 году. Также он вместе со своим ассистентом Юлиусом Петри изобрел способ культивирования микробов в специальной лабораторной посуде (чашка Петри).

За последние 30 лет ученые пришли к двум очень важным выводам . Во-первых, количество микробов, которые можно вырастить в чашке Петри, составляет малую часть от общего числа микроорганизмов, заселяющих тело человека. А во-вторых, пошатнулся тезис о тотальной вредоносности микробов для человека. Кроме действительно опасных микроорганизмов нас постоянно сопровождают те, которые помогают нам жить, быть сильными и здоровыми. Это и есть человека.

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 . 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 . 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.

Фитотерапия - перспективное направление медицины. Чем опасны метронидазол и ванкомицин?

Если учесть новые факты о пользе бактерий для здоровья человека , то становится ясно, что медикаментозное лечение не всегда является оптимальным . Без сомнения, в будущем профилактика станет мощным орудием людей в белых халатах. Поэтому современная фитотерапия - перспективное направление медицины .

Нужно понимать, что любое сильнодействующее лекарство обладает побочным действием. Как правило, страдают такие органы: печень, почки, сердце. Не случайно, Всемирная организация здравоохранения призвала использовать антибиотики лишь в самых крайних случаях. Конечно, в первую очередь, это вызвано невосприимчивостью вируса гриппа к ряду лекарств. Но есть и другая причина этого обращения ВОЗ к населению.

Дело в том, что нарушение микробиоты кишечника - это серьезная угроза для здоровья и жизни. В ряде стран, где часто применяются антибиотики метронидазол и ванкомицин , выросла заболеваемость диареей, вызванной кишечной бактерией Clostridium difficile. Научное название этого расстройства пищеварительной системы - псевдомембранозный энтероколит . Ежегодно в США 250 тысяч человек попадают в больницу из-за этого недуга, а 14 тысяч - погибают. Причина в том, что достаточно трудно восстановить нарушенный баланс бактерий в кишечнике.

В свете современных научных данных, мы можем по-новому взглянуть на то, что представляет собой фитотерапия . Как было сказано выше, антибиотики убивают микробиоту кишечника, а это снижает выработку бактериями гормонов. Таким образом, мы сами лишаем себя дополнительного эндокринного органа , что особенно опасно в пожилом возрасте. Применение растений в качестве лекарственного средства помогает этого избежать. Травы бережно воздействуют на стенки кишечника, сохраняют наш микробиом, устраняют причину заболевания.

Вполне возможно, что ценное действие многих трав происходит именно благодаря работе бактерий кишечника. Поэтому значение фитотерапии в ближайшие годы будет только расти. Врачи-фитотерапевты уверены, что кишечник умеет сам брать из растения все, что нужно организму, а затем направлять полученные вещества в больной орган. Именно поэтому компания «Парафарм» пошла по пути использования такой технологии как криообработка . Отметим, что производство биодобавок из лекарственных растений по технологии криообработки позволяет использовать клетчатку растений, которая выступает естественным пребиотиком для микрофлоры кишечника. Таким образом, целебные травы несут пользу всему организму. Благодаря ей наши сохраняют максимальное количество биологически активных веществ. Выбирая продукцию нашей компании, вы делаете шаг к здоровому долголетию!