Живущие внутри нас. Ученые опровергли главные мифы о микробиоме человека

МОСКВА, 7 сен — РИА Новости, Владислав Стрекопытов. В каждом из нас обитают десятки триллионов микроорганизмов. Некоторые выполняют очень важные функции — участвуют в метаболических и иммунных процессах. Роль других пока не выяснили. Ученые регулярно получают новые данные об этом, и не всегда они согласуются с общепринятыми представлениями.

Совокупность микроорганизмов в теле человека часто называют микрофлорой. Но флора — это растения. Существующее в симбиозе с нами сообщество бактерий, архей, грибов, вирусов и простейших организмов называется микробиотой, или микробиомом.

Они населяют кожу, желудочно-кишечный тракт, стенки желчных путей, слизистые оболочки, все биологические жидкости организма. Производят витамины, помогают переваривать пищу, предотвращают чрезмерный рост вредных бактерий, регулируют иммунную систему и даже влияют на мозг. Нормальной, то есть естественной для организма, считают микробиоту, которая в обычных условиях не вызывает заболевания.

В 1885-м немецкий врач и бактериолог Теодор Эшерих открыл кишечную палочку, которую в его честь назвали Escherichia coli. Сейчас это один из самых хорошо изученных модельных организмов. Эти бактерии постоянно находятся в кишечнике, они необходимы человеку, а их подавление (например, при приеме антибиотиков), нарушает пищеварение. Однако на первых порах думали, что кишечная палочка — смертельно опасный патоген.

То, что в кишечнике есть микробы, необходимые для жизни, первым предположил в начале XX века русский биолог Илья Мечников. К этому его подтолкнуло открытие в 1899-м бифидобактерий. В основе теорий иммунитета, воспаления, старения, которыми он занимался, — идея о ведущей роли микроорганизмов. Мечников призывал постоянно употреблять кисломолочные продукты, содержащие лактобактерии, — он считал их главным средством борьбы со старением и "самоотравлением" организма.

Постепенно миф о том, что все микробы вредны, сменился представлением о существовании полезной и патогенной микрофлоры. На самом деле микроорганизмы или их метаболиты не могут быть однозначно "хорошими" или "плохими". Все зависит от местоположения и условий.

Например, та же Escherichia coli в кишечнике полезна: синтезирует витамин K и подавляет болезнетворные микробы. А за его пределами вызывает воспаление органов и тканей. Попасть в организм микроб может через грязную воду, немытые руки или необработанную термически пищу. Главный источник заражения — фекалии людей и животных, а также сточные воды.

Бактерии клостридии Clostridioides difficile, как и кишечная палочка, присутствуют в микробиоме человека на протяжении всей жизни, обычно никак не проявляясь. Но при ослаблении иммунитета — в пожилом возрасте или при лечении антибиотиками — способны вызвать тяжелое инфекционное заболевание прямой кишки.

При многих заболеваниях состав микробиоты меняется — как правило, с неприятными симптомами. Обычно это называют дисбактериозом, что некорректно.

"Такие изменения редко бывают постоянными, — пишут британские микробиологи в недавнем обзоре в Nature Microbiology. — Микробиота сильно различается как в здоровом состоянии, так и при заболевании. Это чрезвычайно затрудняет определение профиля нормальной кишечной микробиоты для клинической практики".

Малоинформативным ученые считают и анализ на кишечные биомаркеры, который предлагают некоторые лечебные центры. Например, есть мнение, что по соотношению бактерий типов Firmicutes и Bacteroidetes можно определить склонность к ожирению. Однако это ничем не подтверждается.

Одно из самых распространенных заблуждений: клеток микробиоты в десять раз больше, чем у самого организма. Этот тезис тиражировался много лет и даже попал в учебники.

Долгие годы считали, что в микробиоме взрослого человека порядка 100 триллионов бактериальных клеток при десяти триллионах собственных. Впервые эти показатели количественно оценили в 2014-м в рамках проекта "Микробиом человека", реализуемого по инициативе Национальных институтов здравоохранения США. Выяснилось, что тут примерно паритет.

Говорят еще, в каждом из нас — от одного до двух килограммов бактерий. Авторы статьи в Nature Microbiology показали, что и это вряд ли соответствует действительности.

"Большая часть человеческой микробиоты находится в толстой кишке. На микроорганизмы обычно приходится не более половины веса фекалий, а общее содержимое толстой кишки колеблется от 83 до 421 грамма, — приводят расчеты ученые. — Средний человеческий стул во влажном состоянии весит около 200 граммов. В таком случае общий вес микробиоты точно не превышает 500 граммов, но, скорее всего, он значительно меньше".

Нередко в литературе встречается утверждение о том, что кишечная микрофлора передается по наследству, так как ее состав в основном формируется на внутриутробном этапе. Однако специализированные исследования демонстрируют, что лишь немногие виды бактерий переходят напрямую от матери ребенку до или во время рождения и сохраняются потом.

Резкий рост разнообразия микробиоты кишечника происходит в первые несколько лет жизни. Поэтому у каждого взрослого, даже если это однояйцевые близнецы, уникальный микробиом, по которому теоретически можно его идентифицировать.

К трем-четырем годам сборка микробиома в целом завершается, но на него впоследствии воздействуют окружающая среда, диеты, перенесенные заболевания, антибиотики и другие факторы.

Между активностью бактерий в кишечнике и нейронов в мозге есть определенная связь, которую называют: ось "кишечник — мозг". Изменениями в микробном сообществе кишечника частично объясняют депрессию, ухудшение памяти, синдром хронической усталости, аутизм, шизофрению и нейродегенеративные расстройства.

Микробиом с помощью выделяемых химических веществ отправляет сигналы в центральную нервную систему (ЦНС), оказывая влияние на мозг и психическое здоровье. Доказано, например, что вторичные желчные кислоты микробного происхождения, вырабатываемые в кишечнике, способны воздействовать на когнитивные функции, а изменение их профиля (снижение уровня первичных и увеличение вторичных цитотоксических желчных кислот) коррелирует с развитием деменции.

В связи с этим часто звучат предположения, что увеличение количества "правильных" бактерий в кишечнике поможет справиться с воспалениями, ослабить стресс, улучшить память.

Ученые предостерегают от такой категоричности. Далеко не всегда понятно, являются изменения в микробиоме кишечника причиной или результатом заболевания. Либо и тем и другим — как следствие циклической обратной связи.

Кишечник обладает собственной системой нейронов, которая, с одной стороны, интегрирована в общую нервную систему организма, а с другой — в определенных случаях может функционировать автономно, посылая сигналы в ЦНС через блуждающий нерв. Недаром кишечник иногда называют "вторым мозгом".

Ученые сходятся во мнении, что для более глубокого понимания микробиома потребуется еще много работы, но уже сейчас ясно, что тут все очень непросто.