Микробиота человека: для каких бактерий наше тело стало домом

Микробиота человека: для каких бактерий наше тело стало домом

Из чего состоит человеческое тело? Внутренние и внешние органы, вода — это мы все изучили еще на школьных уроках анатомии. Другая половина тела — множество микроорганизмов, которые составляют микробиоту — «чужеродные» бактерии по всему нашему телу, которые, пока они остаются в балансе, помогают нам быть здоровыми. Организм человека содержит триллионы специализированных клеток — крошечных строительных блоков, которые собираются вместе, чтобы поддержать развитие и функционирование организма. Но клетки человека — не единственные «материалы», из которых состоят наши тела. На самом деле, мы живем в симбиозе с триллионами микроорганизмов. Именно о них мы вам сегодня расскажем.

Мнение ученых на этот счет

Исследователи долго обсуждали пропорцию соотношения клеток человека и микроорганизмов в организме в среднем. Оценки колебались, но последнее исследование, посвященное изучению этого вопроса, которое появилось в PLOS Biology в 2016 году, предполагает, что у нас в организме и на теле примерно столько же микроорганизмов, сколько клеток человека. В дополнение к бактериям и вирусам, эти микроорганизмы включают в себя археи, примитивные организмы без ядра, и эукарию, тип с ядром, которое защищает его хромосомы. Все они вместе составляют различные микробиоты: сообщества микроорганизмов, присутствующие в разных местах на теле человека или в его организме.

Микробиота человека: для каких бактерий наше тело стало домом

Почему бактерии важны для здоровья

Различные микробиоты составляют микробиом человека: совокупность сообществ микроорганизмов распространяется по всему человеческому организму. Скопления микроорганизмов в разных частях тела играют решающую роль в поддержании нашего здоровья — хотя для этого необходимо, чтобы количество различных видов бактерий, грибов и других микроорганизмов оставалось в балансе. Когда этот баланс нарушается и, например, один вид бактерий перенаселен, это может привести к инфекциям и другим проблемам со здоровьем. Эта функция описывает различные организмы, обитающие в кишечнике, рту, влагалище и матке, пенисе, коже, глазах и легких.

Кишечная среда

Наиболее обсуждаемой средой для колонизации микроорганизмов, особенно бактерий, является кишечник человека. Исследования показывают, что желудочно-кишечный тракт человека содержит обширную «коллекцию бактерий, архей и эукариотов», которые играют важную роль в гомеостазе кишечника, помогая поддерживать здоровье желудочно-кишечного тракта. Исследования также показали, что кишечные бактерии смягчают связь между кишечником и мозгом посредством взаимодействия с кишечной нервной системой и другими механизмами, которые могут быть гормональными или иммунологическими. Основными бактериальными типами в кишечнике являются Firmicutes и Bacteroidetes, которые составляют 90% кишечной микробиоты. Другими являются актинобактерии, протеобактерии, Fusobacterua и Verrucomicrobia. К ним относятся некоторые знакомые бактериальные группы или роды из рода Firmicutes, такие как Lactobacillus, который известен своим положительным влиянием на здоровье. Этот список, однако, не является исчерпывающим. Согласно скомпилированным данным, в желудочно-кишечном тракте человека насчитывается около 2172 видов бактерий.

Другие микроорганизмы, присутствующие в кишечнике, представляют собой вирусы, но не те, которые обычно вызывают заболевание. Это тип, называемый «бактериофаги» — буквально, пожиратели бактерий, — которые помогают поддерживать микробный баланс путем захвата внутренней деятельности бактерий. Бактериофаги «составляют подавляющее большинство вирусного компонента кишечного микробиома», и исследователи утверждают, что частью их роли является заражение определенных бактерий для сохранения здорового баланса микроорганизмов в кишечнике. Тем не менее, многое о них остается плохо понятым.

Микроорганизмы во рту

Как и в кишечнике, во рту также содержатся многочисленные бактерии, необходимые для гомеостаза. «Широкий спектр микроорганизмов присутствует в полости рта. Он находится в постоянном контакте и, как было показано, уязвим к воздействию окружающей среды», — объясняют авторы обзора, опубликованного в Journal of Oral and Maxillofacial Pathology в 2019 году. Они продолжают, отмечая, что «различные поверхности во рту колонизируются преимущественно бактериями полости рта», в зависимости от типа поверхности, к которой они прилипают, например, щеки, языка или зубов. Микробиота полости рта содержит 12 бактериальных типов — Firmicutes, Fusobacteria, Proteobacteria, Actinobacteria, Bacteroidetes, Chlamydiae, Chloroflexi, Spirochaetes, SR1, Synergistetes, Saccharibacteria и Gracilibacteria — с несколькими видами, названными или не названными. Но во рту также находятся другие микроорганизмы, а именно простейшие, наиболее распространенными из которых являются Entamoeba gingivalis и Trichomonas tenax, а также грибы и вирусы. В ротовой полости насчитывается 85 родов грибов, включая Candida, Cladosporium, Aureobasidium, Saccharomycetales, Aspergillus, Fusarium и Cryptococcus. «[Микробиота полости рта] играет решающую роль в поддержании гомеостаза полости рта, защите полости рта и предотвращении развития заболеваний», — пишут авторы обзора 2019 года.

Женские урогенитальные зоны

Гениталии и мочевыводящие пути человека также содержат большое количество микроорганизмов. Исследования показывают, что во влагалище «бактерии доминируют», хотя какие именно бактерии и в каких количествах ответить не так просто. Недавние исследования показывают, что количество бактериальных популяций во влагалище может не только колебаться на разных этапах менструального цикла, но также может различаться у людей разных рас и этнических групп. Некоторые типы бактерий, идентифицированных во влагалищном канале, включают Lactobacilli, Prevotella, Dialister, Gardnerella, Megasphaera, Eggerthella и Aerococcus. «Микробиота влагалища человека играет ключевую роль в профилактике ряда урогенитальных заболеваний, таких как бактериальный вагиноз, дрожжевые инфекции, инфекции, передаваемые половым путем, инфекции мочевыводящих путей и ВИЧ-инфекция», — говорится в обзоре PNAS. Вот почему специалисты советуют проявлять крайнюю осторожность, когда дело доходит до интимной гигиены: многие продукты могут разрушить тонкий бактериальный баланс в этой области. Врачи рекомендуют промывать наружные половые органы водой без мыла несколько раз в день, либо использовать средство с чуть подкисленной средой.

Микробиота человека: для каких бактерий наше тело стало домом

Кроме того, мало что известно о микробиоте матки. Ученые начали изучать этот вопрос только недавно. Одно исследование показало, что Lactobacillus и Flavobacterium оказались наиболее распространенными бактериями в матке, независимо от того, беременна ли женщина. Мало что известно также о микробиоте женского мочевого пузыря и уретры. В исследовании, опубликованном в Current Opinion in Urology в 2017 году, отмечается, что «подавляющее большинство исследований здоровья мочи проводилось без ведома или учета микробиоты мочи у женщин». После недавних исследований выяснилось, что наиболее распространенными типами бактерий в женской уретре являются Lactobacillus, за которыми следуют Gardnerella, Corynebacterium, Streptococcus и Staphylococcus. Авторы одного опыта выдвигают гипотезу, что бактериальные популяции женских нижних мочевых путей могут варьироваться в зависимости от возраста, уровня сексуальной активности и того, вступил ли человек в менопаузу или нет.

Мужские урогенитальные зоны

Если исследователи до сих пор мало знают о микробиоте женских урогенитальных областей, они, похоже, еще меньше знают о тех бактериях, которые присутствуют в мужской мочеполовой области. Одно исследование, проведенное в 2010 году, выявило различия в микробных сообществах при обрезании по сравнению с необрезанными пенисами в независимом от культуры исследовании. Более конкретно, бактерии семейства Clostridiales и Prevotellaceae оказались более распространенными на необрезанных половых членах. Авторы газеты отмечают, что такие различия могут играть роль в воспалении и подверженности инфекциям. «У мужчин, которые не обрезаны, значительно больше бактерий на половом члене, и типы бактерий также очень разные», — отметил соавтор исследования доктор Синди Лю в интервью.

На коже

Как и в кишечнике, в коже человека содержится множество бактерий и грибов. В обзоре, опубликованном в журнале Nature Reviews Microbiology в 2018 году, объясняется, что популяции бактерий сильно различаются по регионам кожи, а также зависят от ряда факторов, таких как влажность кожи и количество натурального масла или кожного сала. Согласно обзору, «в сальных участках преобладали виды Propionibacterium, в то время как бактерии, которые процветают во влажной среде, такие как Staphylococcus и Corynebacterium, были преимущественно многочисленными во влажных областях, включая изгибы локтей и ступней».

Наиболее распространенными микроорганизмами на коже человека являются бактерии, а наименее распространенными являются грибы. По словам исследователей, по всему телу и на коже рук грибы рода Malassezia являются наиболее распространенными. Напротив, комбинация Malassezia, Aspergillus, Cryptococcus, Rhodotorula и Epicoccum, среди прочих, наиболее распространена на коже ног.

Бактерии на коже могут служить для предотвращения проникновения патогенных микроорганизмов и развития болезней, в зависимости от того, какие колонии преобладают. Как пишут авторы исследования: «Взаимодействия между членами микробиоты как формируют резидентное микробное сообщество, так и предотвращают колонизацию патогенными бактериями в процессе, называемом „устойчивость к колонизации“. В определенных условиях, — продолжают они, — бактерии, которые обычно полезны для их хозяев, могут стать патогенными. Многие распространенные кожные заболевания связаны с изменениями в микробиоте, которые называются дисбиозом».

В легких

Мы часто думаем о бактериях в легких только в контексте респираторных заболеваний. Однако бактерии присутствуют и в здоровых легких. Некоторые из наиболее распространенных бактериальных типов в здоровых легких — Firmicutes, Bacteriodetes, Proteobacteria, Fusobacteria и Actinobacteria, согласно обзору от 2017 года. Когда тонкий баланс бактериальных популяций в легких нарушается, это может привести к развитию таких заболеваний, как астма и хроническая обструктивная болезнь легких. Например, при астме количество бактерий Haemophilus и Neisseria увеличивается, а количество Prevotella и Veillonella уменьшается. Это подтверждает гипотезу о том, что дисбиоз микробиома легкого может быть основной причиной астмы. Команда, представившая обзор 2017 года, подчеркивает необходимость дальнейшего изучения механизмов, связанных с микробиотой, которые могут влиять на здоровье легких, отмечая, что «в будущих исследованиях следует учитывать возможные сложные взаимодействия между бактериями, вирусами и грибами».

Микробиом человека является сложной системой, и исследователи продолжают узнавать больше о его важной роли в здоровье человека и его заболеваниях. В дальнейшем ученые стремятся глубже погрузиться в загадки этого микрокосмоса.


Похожие новости
Экскурсия по первому в мире интерактивному зоопарку микробов 14 окт. 2014 г.

Экскурсия по первому в мире интерактивному зоопарку микробов

30 сентября открылась Микропия — первый в мире интерактивный зоопарк микробов. Расположен он в Амстердаме, рядом с городским зоопарком Artis. Здесь посетители могут познакомиться с жизнью организмов, которые слишком малы для того, чтобы увидеть их невооруженным...

дальше...

Бактерии оказались хозяевами эволюции 12 апр. 2016 г.

Бактерии оказались хозяевами эволюции

Изображение: Zosia Rostomian / Lawrence Berkeley National LaboratoryБиологи из Университета Беркли обнаружили более 1000 новых микроорганизмов, живущих в экстремальных условиях, и построили на основе их расшифрованных геномов новое дерево жизни. Оказалось...

дальше...

Ученые выявили у грибов ксенофобское поведение 15 апр. 2016 г.

Ученые выявили у грибов ксенофобское поведение

Изображение: Roland Gromes / WikipediaБиологи из Калифорнийского университета в Беркли обнаружили, что клетки микроскопического гриба нейроспоры густой (Neurospora crassa) способны находить похожие на себя клетки, объединяясь с ними в колонию, и игнорировать...

дальше...

Бактерии-паразиты превращают растения в зомби 09 апр. 2014 г.

Бактерии-паразиты превращают растения в зомби

Природа знает немало случаев изобретательности и жестокости паразитов. Впрочем, биологам уже известно и то, что жертвы паразитов могут использовать нежеланное соседство в свою пользу: к примеру, недавно выяснилось, что эволюционно патогены способствуют...

дальше...

Кандидоз кишечника: почему не всегда стоит верить анализам 01 февр. 2020 г.

Кандидоз кишечника: почему не всегда стоит верить анализам

Кандидоз — грибковое поражение кишечника. Эти грибки еще называют молочницей. Но это редкая патология, развивающаяся у людей с очень слабым иммунитетом.Кандиды — дрожжеподобные грибки размером 6-10 мкм. Очень важно, что они имеют две жизненные формы:...

дальше...

Отношения на расстоянии: как обезопасить себя и партнера от инфекций 12 мая 2020 г.

Отношения на расстоянии: как обезопасить себя и партнера от инфекций

здоровье должно стоять на первом месте в списке приоритетовФото: unsplash.comВ юношеские годы вы наверняка слышали от взрослых, что половой акт с человеком будет безопасен для вас лишь тогда, когда вы получите от него справку об отсутствии болезней? Врачи...

дальше...

Ученые впервые вырастили кишечник из стволовых клеток 21 окт. 2014 г.

Ученые впервые вырастили кишечник из стволовых клеток

Невероятный прорыв в области медицины совершили американские ученые. Именно им удалось вырастить настоящий, работоспособный кишечник из нескольких, отдельно взятых человеческих стволовых клеток.Эксперимент по пересадке, конечно, провели на грызунах, собственно...

дальше...

Бактерии из США угрожают Средиземноморью 25 авг. 2014 г.

Бактерии из США угрожают Средиземноморью

Весьма тревожное известие появилось на днях в сообщениях ряда иностранных СМИ: бактерия Xylella fastidiosa угрожает уничтожить вековые оливковые деревья в Италии. По сообщению газеты The Daily Mail, микроб, который ранее распространялся только в Америке...

дальше...

Последние новости

Новости на сегодня 20 сент. 2020 г.