Хабрахабр

Микробиота. Что это за орган и зачем он нам

Микробиотой или микрофлорой кишечника — называют состав бактерий, которые живут в прямой кишке человека. Не так давно выяснилось, что эти бактерии выполняют ряд важных для организма человека функций. Сегодня ученые называют микробиоту — новым органом, достойным отдельного изучения.

В прошлый раз мы с Атласом писали про онкологию, а сегодня запускаем серию статей, чтобы лучше узнать, что это за бактерии, как они заселяют наш кишечник и можно ли ими управлять.


Автор иллюстраций Rentonorama

Откуда в нашем кишечнике бактерии

Бактерии заселяют все вокруг и внутри нас. Они любят теплую и влажную среду. В теле человека больше всего микроорганизмов находится во рту и прямой кишке.

Раньше считалось, что плацента и околоплодные воды стерильны, однако последние исследования показывают, что это не так. Бактерии начинают заселять наше тело, когда мы еще находимся в утробе матери. Пока неясно, как бактерии попадают в плаценту, но есть предположения, что на это влияет микрофлора влагалища, бактерии ротовой полости, которые в небольшом количестве могут попадать в кровоток, и микробиота кишечника, где иммунные клетки (дендритные) отбирают определенные бактерии, которые проникнут в плаценту.

К 1,5–3 годам формируется профиль микробиоты человека, который содержит более 1000 видов бактерий. Однако масштабное заселение кишечника бактериями происходит во время родов, кормления грудью и когда ребенок начинает есть твердую пищу. Кесарево сечение, использование антибиотиков, дисбаланс бактерий в кишечнике матери, преждевременные роды, отказ от кормления грудью — факторы, которые негативно влияют на формирование микробиоты.

Почему именно кишечник

Задача кишечника — впитать максимальное количество полезных веществ, а для этого нужна большая площадь поверхности. Чтобы ее уместить, строение кишечника представляет собой плотно прилегающие друг к другу складки с ворсинками и микроворсинками. Из-за этого кишечник часто сравнивают с бархатной тканью.


Схематическое строение толстого кишечника

Он защищает клетки кишечника от агрессивных представителей микробиоты. Поверхность кишечника покрыта слизистым слоем — муцином. Муцин обновляется каждый час, так как часть этого слоя уносят фекальные массы по мере продвижения по кишечнику.

Возможно, вы слышали миф, что количество бактерий в 10 раз превышает количество клеток в теле человека. Влажная, теплая среда с большим количеством складок и отростков — идеальная среда для роста бактерий. Хотя отношение не 1:10, число все равно впечатляющее. В организме человека весом 70 килограмм и ростом 170 сантиметров содержится около 30 триллионов клеток и 39 триллионов бактерий кишечника.

Зачем нам бактерии

Пищеварительная система человека устроена так, чтобы разбивать всю поступающую еду на простые молекулы: делать их доступными для всасывания клетками и проникновения в кровоток. При этом есть вещества, которые наш организм переварить не может — сложные углеводы.

В геноме человека просто нет информации о расщепляющих сложные углеводы соединениях, но гены бактерий кишечника кодируют десятки тысяч таких ферментов (полисахаридных лиаз). Сложные углеводы состоят из длинных цепочек молекул сахара, которые ферменты желудочно-кишечного тракта разорвать не в силе.

В процессе расщепления сложных углеводов бактерии синтезируют витамины и короткоцепочечные жирные кислоты — главный источник энергии для клеток кишечника. И, казалось бы, зачем нам сложные углеводы, если даже в нашей ДНК не сказано, что с ними делать? У человека с бактериями выгодное сотрудничество: мы кормим их, а они кормят нас.

Эти микроорганизмы гораздо быстрее подстраиваются под изменения окружающей среды в отличие от человека. Еще один плюс такого сожительства — генетический материал бактерий более гибкий. Яркий тому пример, хотя и негативный для нас, — устойчивость бактерий к антибиотикам, которая отмечается сейчас всё чаще.

Как работает микробиота

Мы уже упомянули, что бактерии кишечника помогают усваивать клетчатку, производят короткоцепочечные жирные кислоты и витамины. Может возникнуть ощущение, что все это делает каждая бактерия, но это не так.

Ее можно сравнить с мегаполисом, жители которого имеют самые разные профессии. Микробиота — это целая экосистема со своими порядками и законами. Часть бактерий пассивны: они не приносят городу пользу, но и не создают проблем. Часть бактерий трудится на благо всего города и следит за патогенными микроорганизмами, чтобы они не нарушили порядок и не устроили революцию. От нашего рациона зависит, кого из этих трех представителей будет больше. А третья часть все время замышляет план, как захватить город и разграбить все нажитое.

Правда, это не готовое блюдо, которое мы подносим на тарелке. Сложные углеводы — пища для законопослушных граждан микробиоты, которые заботятся о своем доме. Чтобы убрать ветки, заготовить бревно, распилить его, сделать дрова и спички, нужны самые разные виды бактерий. Для таких крошечных созданий молекула сложных углеводов выглядит скорее как срубленный дуб.

Поэтому чем больше самых разных продуктов с клетчаткой мы едим, тем выше разнообразие полезных бактерий и тем стабильнее ситуация в городе, несмотря на мелкие хулиганства со стороны патогенных микроорганизмов. Если какого-то вида бактерий не хватает, процесс расщепления углеводов, синтеза короткоцепочечных жирных кислот и витаминов будет менее эффективным.

В следующей статье мы расскажем про самые распространенные роды бактерий, обитающих в кишечнике людей, и о том, как они работают. Последнее время появляется все больше исследований о том, как бактерии кишечника влияют на нашу жизнь.

Показать больше

Похожие публикации

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»