Мікробіологія Наше тіло - це гігантський бактеріальний зоопарк - WELT
Мільйони бактерій живуть у наших капелюхах і в кишечнику, і дослідники лише починають виявляти їх переваги
Джерело: pa/опис: Йоахім Муг
Близько двох кілограмів бактерій живуть і в кожній людині: На сьогоднішній день мало відомо, яку роль відіграють крихітні субарандати. Дослідники намагаються розшифрувати їх значення.
Якщо підрахувати клітини нашого організму, то лише десята частина з них - це люди, як визнав американський мікробіолог Дуейн Севедж з кафедри мікробіології Університету Теннессі в 1977 році. Решта 90 відсотків - це бактерії, так званий мікробіом, який також часто називають мікробіотою на основі англійської мови.
Крихітних істот ми носимо з собою на шкірі, особливо на слизових, але особливо в кишечнику. Це не означає нечистоти, але сьогодні ми знаємо, що мікроби для нас життєво необхідні. Вони допомагають нам залишатися здоровими і є важливою частиною нашої імунної системи. Деякі вчені, такі як француз Жоель Доре з Паризького Інституту INRA, навіть називають його окремим органом з цієї причини.
Кожна людина несе в роті близько 33 000 видів бактерій
Однак мало відомо, яку роль відіграють бактерії в деталях і як вони взаємодіють. Лише протягом кількох років мікробіологи мали інструменти для вивчення складу цілих бактеріальних популяцій.
До цього можна було культивувати лише окремі штами в чашці Петрі та проводити з ними експерименти. Оскільки гени бактерій є найважливішими компонентами, оскільки вони перетворюються на конкретні білки, основна увага приділяється підрахунку та класифікації цих генів.
Дивовижні результати вже виявилися таким чином: Наприклад, американська дослідниця Сьюзен Хас та її колеги виявили, що, окрім кишечника, найбільша кількість різноманітних бактеріальних генів може знаходитися в роті. Вони виявили 7947 видів на мові, 4154 у горлі, близько 7000 у слині та навіть понад 14000 видів у ясенних кишенях.
Кишкова флора особливо важлива
Якщо лише рюкзак забезпечує виживання
Іспанець Ноелі дванадцять років нічого не їв. Вона страждає на хронічну псевдокишкову непрохідність. Через захворювання кишечника вона не може перетравлювати тверду їжу.
За лівим вухом вчені нарахували 2363 типи нелюдських генів і 3632 в правому лікті.Відомо, що в людині та на людині перебуває понад 10 000 різних типів бактерій, набагато більше, ніж передбачалося раніше. Разом у них близько восьми мільйонів генів, у людей лише близько 22000.
Більша частина мікробіому - як вага, так і кількість видів - знаходиться в кишечнику. До цього часу бактерії здебільшого називали кишковою флорою; його значення для нашого травлення відомо давно. Вони забезпечують цілий спектр ферментів, які допомагають нам розщеплювати їжу.
Крім того, бактерії в кишечнику також виробляють вітаміни та коротколанцюгові жирні кислоти. Загалом, це важливі завдання, які гарантують, що ми можемо жити на своїй їжі, незалежно від того, їмо ми соковитий стейк або веганський бургер.
Кишкові бактерії: фаланга імунної системи
Крім того, однак, дослідники визначають все більше і більше функцій, які бере на себе мікробіом кишечника. Зокрема, імунна система, очевидно, залежить від існування бактерій. Їжа, що надходить, містить велику кількість чужорідних мікробів та патогенів.
Стінка кишечника повинна її утримувати, але з іншого боку вона повинна пропускати енергетично багаті компоненти їжі, щоб вони могли потрапити в кров. "Цей бар'єр повинен бути одночасно твердим і вільним, і цього можна досягти лише за допомогою збалансованих механізмів контролю між клітинами", - говорить Стівен Бішофф, дослідник харчування з Університету Гогенгейма.
Баланс можна легко порушити
Для цього важливим є взаємодія бактерій між собою, а також з клітинами та рецепторами кишечника. "Зараз ми досліджуємо, як працює зв'язок між мікробіомом і клітинами кишечника", - говорить Джоель Доре.
Баланс такої кількості компонентів, який необхідний для гарантії оптимального функціонування кишкової системи, звичайно, може бути порушений, будь то неправильна їжа, інфекції, стрес або ліки. Ось чому дослідники намагаються з’ясувати, як досягти і підтримувати якомога більш еластичний мікробіом.
Зараз важко заглянути всередину кишечника людини. Лише у виняткових випадках, і то переважно у хворих людей, можна взяти проби безпосередньо з тонкої кишки. Наприклад, дослідження на людях зазвичай спираються на зразки стільця, в яких може бути знайдена значна частина кишкових бактерій.
Зв'язок між ентеротипом та етнічною приналежністю
Широкі дослідження в 2011 році показали, що, мабуть, є три принципово різні типи мікробіомів, які принципово відрізняються. Їх називають ентеротипами, і деякі дослідники вважають, що вони такі ж основні, як і групи крові.
Вони характеризуються складом популяцій бактерій. Приблизно половина всіх видів бактерій однакові у всіх людей, але "білий американець має інший мікробіом, ніж малавійський", підкреслює Доре.
"Однак було виявлено, що люди також можуть змінити свій ентеротип, якщо змінюються умови навколишнього середовища". Сюди в першу чергу входять дієта, а також тип народження, харчові звички матері та гігієна.
Бактерії з родових шляхів
Кенджі Оіші з Європейського дослідницького центру Якульт у Генті разом із колегами зосередився на питанні того, як люди набувають свій дуже індивідуальний мікробіом. Йому вдалося довести, що значна частина бактерій з родових шляхів матері переходить до дитини під час природних пологів. Ця вертикальна передача не існує на кесаревих розтинах, де родина та домашнє середовище відіграють більшу роль.
Однак, за словами Оіші, мікробіом змінюється порівняно швидко після народження. Дієта відіграє головну роль у цьому. Пол О’Тул з Ірландського університету Корка досліджував це питання в проекті «Eldermet» на 500 людей похилого віку старше 65 років.
Він виявив, що у людей похилого віку в кишечнику є інші бактерії, ніж у молодих людей, і - що несподівано - склад змінюється із зміною харчових звичок та використанням ліків. Це особливо помітно, коли люди звертаються до поліклініки або будинку престарілих.
Однак на адаптацію бактеріальних популяцій потрібні місяці, і це трапляється по-різному, залежно від типу людини. Британський мікробіолог Гаррі Флінт отримав цей приголомшливий результат під час досліджень на повних чоловіках. 14 з них мали підтримувати свою вагу і тому не мали права їсти крохмаль. Виявилося, що кишкова флора чоловіків змінилася, але "кожна людина реагує по-різному на дієту", резюмує Флінт.
Товсті люди мають інший мікробіом, ніж худі люди
Чому німецькі діти товстіють
Малюк замість ногами, закуски замість овочів - кількість дітей, що страждають ожирінням, збільшується у всьому світі, в тому числі у Німеччині. Експерти бачать своє походження у відсутності маркування продуктів у супермаркетах.
Джерело: N24/Paul Willmann
Це твердження особливо цікаво людям з проблемами ваги. Дослідження показали, що товсті люди мають інший мікробіом, ніж худі. Але поки не ясно, чи є це причиною ожиріння. Або бактеріальна колонізація в кишечнику пристосовується до дієти?
"Ця проблема з харчуванням курки та яєць досі ще не вирішена", - говорить Бішофф. У будь-якому випадку, очевидно, що спосіб життя та мікробіом тісно взаємопов’язані. Дослідники навіть змогли визначити відмінності в проникності кишкової стінки між велосипедистами та нециклістами.
Багато інститутів по всьому світу досліджують роль харчування у підтримці здорової флори кишечника. Наприклад, Бішофф виявив, що дієта з високим вмістом жиру і низьким вмістом клітковини з вмістом цукру у мишей спричиняє бактеріальні токсини, що викликають запалення печінки. Зрештою це призвело до інсулінорезистентності, тобто діабету.
Флінт також пояснює вікові відмінності кишкових бактерій "тим, що люди похилого віку уникають продуктів, багатих клітковиною". Захворювання кишечника та непереносимість деяких продуктів, таких як глютен, також можуть бути спричинені порушенням кишкової флори.
Бактерії: пробіотики для здорової кишкової флори
Тож як ви можете зберегти свій мікробіом здоровим і продуктивним? Різноманітна дієта з високим вмістом клітковини в поєднанні з фізичними вправами, очевидно, корисна.
Але пре- та пробіотики також можуть бути корисними. Згідно з визначенням Всесвітньої організації охорони здоров’я, це речовини, які мають користь для здоров’я, такі як штами бактерій в йогуртах або молочних напоях у випадку пробіотиків, харчових добавок або ліків. Вони включають певні лактобактерії та біфідобактерії, а також спеціальні бактерії колі і комбінації різних штамів.
Пребіотики, навпаки, не містять живих мікробів, а є харчовими інгредієнтами, такими як інулін або олігофруктоза. "Зараз вважається, що основним механізмом дії таких речовин є модуляція клітин тіла", - пояснює Бішофф.
"Пробіотики також можуть допомогти відновити непошкоджену мікробіоту кишечника, коли мікробний баланс порушується".