Микробы внутри нас: Что такое микробиом и как за ним следить?

Человеческий организм — дом для 39 триллионов бактерий. Помимо них, наше тело населяют археи — одноклеточные организмы, грибки и вирусы, которые составляют микрофлору человека. Совокупность микрофлоры человека и микробных генов называется микробиомом.

По топографии различают микробиом кожи, полости рта, дыхательных путей, урогенитального тракта и кишечника. Больше всего известно о микробах кишечника, но значение остальных типов от этого не становится меньше. К примеру, согласно исследованию, штамм Staphylococcus epidermidis, который обнаружили на коже человека, защищает от рака кожи. 

Микробиом каждого человека индивидуален. Он зависит от набора питательных веществ в организме, pH, влажности, температуры и других критериев. «Если рассматривать микробиом двух жителей одного города, в них будут большие различия», — говорит профессор педиатрии, информатики и техники Калифорнийского университета в Сан-Диего — Роб Найт. Схожие микробиомы имеют члены одной семьи, проживающие вместе, домашние животные и их хозяева.

Не все микробы патогенны. Есть полезные, а также те, которые приносят вред, если оказываются в неположенном месте или их количество резко возросло. К полезным бактериям можно отнести Akkermansia и Christensenellaceae, которые помогают предотвратить набор веса. Methanobrevibacter способствует лучшей усвояемости пищи, а Oxalobacter обеспечивает профилактику появления камней в почках. Напротив, Clostridium perfringens и кишечная палочка E.coli способны вызвать заболевания желудочно-кишечного тракта.
 

Бактерии кишечника позволяют правильно переваривать и поглощать питательные вещества, а некоторые из них помогают бороться с вредными микробами. Большинство бактерий полости рта предотвращают колонизацию ротовой полости вредными организмами. Микроорганизмы на коже помогают предотвратить колонизацию кожи патогенами. Помимо «хороших» микробов, есть и опасные. Например, пропионибактерии акне (Propionibacterium acnes), которые при активном размножении приводят к развитию акне. 

Если раньше считалось, что ребенок в утробе стерилен, сегодня известно, что бактерии присутствуют в плаценте, околоплодных водах и пуповинной крови матери. Но по-настоящему «серьезный» контакт с бактериями приходится на время родов. «Мы приобретаем бактерии в родовых путях. И эти бактерии действительно важны для начала жизни вне утробы», — говорит Джон Крайан, нейрофармаколог и эксперт по микробиому из Университетского колледжа Корка. Бактерии, которые мы приобретаем при рождении, активируют нашу иммунную систему. 

На первоначальный состав микроорганизмов в организме новорожденного влияет тип водоразрешения: естественное или с помощью кесарева сечения. «Если ребенок рождается с помощью кесарева сечения, у него будет другая микрофлора»-, говорит Крайан. У такого младенца отмечается низкое бактериальное разнообразие в течение первых 12 месяцев жизни.

Микробиом человека активно меняется первые два года и стабилизируется к трём годам. Он продолжает меняться всю жизнь под действием окружающей среды, антибиотиков, диет и стресса.

В исследованиях 70-ых годов говорится, что отношение количества микробов к клеткам человека составляет десять к одному. Однако исследование ученых из Института Вейцмана опровергло это положение. Клетки бактерий (не считая вирусов и вирусных частиц) и человека сожительствуют в отношении 1,3 к 1.

Некоторые считают, что человека можно рассматривать как голобионт (форма созависимых отношений между микробами и человеком). «В эволюционных терминах митохондрии и транспозоны (участки ДНК организмов) являются частью человека, а вот кишечные микробы — нет, так как они могут жить вне человеческого организма», — говорит Эллен Кларк, биолог из Лидского Университета.

В микробиоме человека важен баланс. «Микробиом человека похож на тропический лес: здорово, если у вас растет папоротник, но если это единственное растение в лесу, это плохо скажется на почве, — говорит Тим Спектор, профессор генетической эпидемиологии Королевского колледжа Лондона и автор книги «The Diet Myth».

Кишечный микробиом влияет на здоровье человека, в том числе на аппетит, «полезность» еды и иммунную систему. Существует даже несколько механизмов влияния на настроение, один из которых — через блуждающий нерв, который связывает мозг и органы. 

От бактерий в  кишечнике зависит реакция человека на медицинские препараты, на химиотерапию и даже на сон. А микробиом вагины влияет на эффективность вагинальных препаратов против ВИЧ.

Микробиом уникален как отпечатки пальцев человека, поэтому в последнее время начали говорить о его применении в судебной медицине. Благодаря бактериям можно определить, был ли человек в определенном месте, а также время смерти.

Трансплантация кала уже используется для лечения клостридиоза. При этой процедуре человеку с нарушениями вводится кал здорового донора, что позволяет «перезагрузить» и сделать разнообразнее микробиом человека. Некоторые ученые считают, что процедура может помочь при лечении и других болезней.

Имея ограниченный доступ к трансплантатам кала, люди берут дело в свои руки, об этом говорят ролики на YouTube. Эксперты предупреждают, что попытка трансплантации дома опасна. «Вы подвергаетесь риску передачи действительно серьезных заболеваний. Просто потому, что вы можете что-то делать дома, не значит, что вам следует», — говорит Найт.

Некоторые исследователи, включая Крайана, считают, что исследование микробиома приведёт к развитию новых ментальных терапий. Крайан считает, что в будущем проверка микробиома станет для врачей обычным делом, а изучение бактерий проведет к высокоточной медицине. 

Важно разнообразие микробов в организме, а для этого нужно расширять рацион. Пользу принесут ферментированные пищевые продукты: квашеная капуста, кефир, чайный гриб, и продукты с высоким содержанием пищевых волокон: чернослив, курага, вареная чечевица, фасоль и артишоки. 

Значение имеют пребиотики и пробиотики. Первые — вещества, которые питают и способствуют росту полезных микробов. Вторые — лакто- и бифидобактерии, дрожжи, микробы, которые присутствуют в кишечнике здорового человека и считаются полезными для здоровья.