Микробиота и организм человека = «суперорганизм»

Было установлено, что связанная с человеком микробиота состоит из не менее чем 40 000 бактериальных штаммов в 1800 родах, которые содержат до 10 млн отличающихся от человека генов. Современное описание микробиоты как генетического сообщества микроорганизмов человека принадлежит нобелевскому лауреату Joshua Lederberg (1925—2008) и рассматривается как единый организм с индивидуальными генетически признаками. Микробиота стала предметом интенсивного изучения в области протеомики и метаболомики, близких направлений современной биомедицины, связанных с расшифровкой нарушений синтеза и структуры белков, липидов, активности ферментов. Это создает перспективы для индивидуального подбора лекарственной терапии и раннего прогнозирования развития заболеваний.

Сейчас идентифицировано более 5000 видов микроорганизмов, из них 90% не культивируемы в лабораторных условиях. С этих позиций человек вместе с живущими в его кишечнике генетически совместимыми микроорганизмами представляет единый «суперорганизм» с организованной работой ферментов, кодируемых не только геномом собственно человека, но и геномами всех симбиотических микроорганизмов. Суммарная масса бактерий, ассоциированных с желудочно-кишечным трактом (ЖКТ) здорового человека, достигает 2,5—3 кг и сравнима с массой головного мозга у взрослого человека (около 1,5 кг). При этом кишечник является первым органом иммунной системы организма, он содержит 80% всех иммуноглобулинов и 10 6 лимфоцитов в 1 г лимфоидной ткани (M. Sun, 2015).

В этой экосистеме существуют разнообразные механизмы и типы взаимоотношений как между бактериями, так и между бактериями и клетками хозяина (комменсализм, мутуализм, паразитизм). В состав микробиоты кишечника входит более 3 млн генов. Треть микробиоты кишечника человека является общей для большинства людей, в то время как 2/3 индивидуальны, создавая своеобразное «удостоверение личности». Разнообразие микробиоты кишечника определяет генетическую вариацию среди индивидуумов, повышая толерантность к негативным факторам окружающей среды. Считают, что недостаточная вариативность микробиоты кишечника у матери неблагоприятно сказывается на риске заболеваний у новорожденных детей.

В то же время появились данные о том, что вариации генома макроорганизма могут влиять на видовой состав кластеров бактерий. Данная закономерность была выявлена для 15 областей тела человека включая поверхностные и глубокие слои кожи, ротовую полость, кишечник, легкие и влагалище. Таким образом наблюдается взаимное влияние генетического материала макроорганизма на микробиоту, и наоборот. Микробиота человека включает облигатные возбудители, постоянно присутствующие в организме человека и выполняющие важную роль в метаболизме хозяина и защите его от возбудителей инфекционных заболеваний. Вторая составляющая нормальной микрофлоры — транзиторная микрофлора (аллохтонная, случайная). Представители факультативной части микрофлоры достаточно часто встречаются у здоровых людей, но их качественный и количественный состав непостоянен и время от времени меняется. Количество характерных видов относительно невелико, зато численно они всегда представлены наиболее обильно.

Функции нормальной микрофлоры:

— создание колонизационной резистентности;

— регуляция газового состава, редокс-потенциала кишечника и других полостей организма хозяина;

— продукция ферментов, участвующих в метаболизме белков, углеводов, липидов, а также улучшение пищеварения и усиление перистальтики кишечника;

— участие в водно-солевом обмене;

— участие в обеспечении эукариотических клеток энергией;

— детоксикация экзогенных и эндогенных субстратов и метаболитов преимущественно за счет гидролитических и восстановительных реакций;

— продукция биологически активных соединений (аминокислоты, пептиды, гормоны, жирные кислоты, витамины);

— иммуногенная функция;

— морфокинетическое действие (влияние на структуру слизистой оболочки кишечника, поддержание морфологического и функционального состояния желез, эпителиальных клеток);

— мутагенная или антимутагенная функция;

— участие в канцеролитических реакциях (способность индигенных представителей нормальной микрофлоры нейтрализовывать вещества, индуцирующие канцерогенез)

По результатам информационного поиска с учетом публикаций в Nature; Public Library of Science (PLoS) можно сделать предварительное заключение.

— Микробы вносят больше генов, ответственных за выживание человека, чем собственные гены людей. По оценкам, гены, кодирующие бактериальные белки, в 360 раз более многочисленны, чем человеческие гены.

— Микробная метаболическая активность, например, влияние на усвоение и метаболизм жиров, связана с активностью кишечной микрофлоры и прежде всего штаммов L. rhamnosusGG (LGG). Лечение заболеваний, связанных с нарушением обмена липидов, целесообразно корректировать с учетом энтеротипа штаммами.

— Компоненты человеческого микробиома изменяются со временем, что влияет на здоровье человека, течение заболевания и эффекты препаратов. Микробиота в конечном итоге возвращается в состояние равновесия, хотя может изменяться качественный характер бактериальных типов. Автор: Игорь Викторович Кашаба.

Источник: https://boosty.to/kashabahi/posts/7ec716b3-2f39-409d-a289-f9407651a08b?share=post_link