Джулия Эндерс - Очаровательный кишечник. Как самый могущественный орган управляет нами
С 2007 года ученые работают над созданием карты расселения бактерий в организме человека. Для этого у огромного количества людей были взяты мазки из различных мест тела. В трех точках в полости рта, в подмышечной впадине, на лбу и т. д. Анализировался состав кала, мазков из области гениталий. Кишечник по количеству и видовому составу бактерий, безусловно, занимает лидирующую позицию.
Микрофлора – совокупность всех организмов, обитающих в нашем теле как снаружи, так и внутри, 99 % ее составляет кишечная микрофлора. Цифра является точной не потому, что оставшийся процент рассредоточен по другим органам, а потому, что кишечник – абсолютный лидер, приютивший в себе максимальное количество самых разнообразных микрообитателей.
Человек как экосистема
Бактерии известны нам как микроскопические организмы, состоящие из одной клетки. Некоторые из них живут в горячих источниках Исландии, другие – на мокром носу пса. Одни синтезируют энергию из кислорода и «дышат», подобно людям. Другие погибают на открытом воздухе и получают энергию не из кислорода, а из атомов металлов или кислот и очень специфически пахнут. Практически все запахи, которые исходят от человека, – это результат жизнедеятельности бактерий. И запах кожи любимого человека, и запах из пасти игривой соседской собаки – это все результат работы трудолюбивых бактерий.
Мы с восхищением смотрим на хорошо сложенных серфингистов, но, когда мы чихаем, мы ни на минуту не задумываемся о том, какой серфинговый фестиваль в данный момент устраивает микрофлора в нашем носу. Когда мы потеем во время занятий спортом, это заметно, но никто не замечает бактерий, радующихся смене климата в наших кроссовках. Мы тайком съедаем маленький кусок торта и думаем, что это осталось незамеченным, но наш живот громко кричит: «Тооооорт!» Чтобы собрать все новости бактериального мира одного человека, потребовалась бы большая международная новостная служба. Представьте, мы уныло слоняемся, скучая, в течение дня, в то время как на нашей коже и внутри нас происходят удивительные вещи!
В одном грамме кала численность бактерий выше, чем численность населения нашей планеты.В нашем сознании постепенно укореняется мнение, что большинство бактерий в нашем организме не только безобидные, но и полезные. Несколько фактов уже имеют научное обоснование. Все представители микрофлоры кишечника в сумме весят до 2 кг, и численность микроорганизмов составляет около 100 биллионов.
Также известно, что сообщества микроорганизмов расщепляют непереваренные остатки нашей еды, чтобы снабжать наш организм энергией, синтезируют витамины, нейтрализуют яды и остатки медикаментов, тренируют нашу иммунную систему. Различные бактерии синтезируют различные вещества, такие как кислоты, газы, жиры. Известно также, что люди с разной группой крови имеют различные типы бактерий в кишечнике, а некоторые бактериальные сообщества способны вызывать понос.
Обнаружены бактерии, которые могут быть причиной метаболических расстройств и ожирения.Единственное, что непонятно, какое влияние оказывают уже известные факты на жизнедеятельность того или иного индивида. Результат активности бактерий, вызывающих диарею, всегда заметен. А замечаем ли мы результаты деятельности многих миллионов, миллиардов и биллионов других микроскопических существ в нашем организме? Насколько важен именно видовой состав населяющих нас бактерий? Есть мнение, что вес человека зависит от количества бактерий в организме. При ожирении, состояниях дефицита, заболеваниях нервной системы, депрессиях или хронических заболеваниях кишечника причина может крыться именно в нарушении видового баланса кишечной микрофлоры. Другими словами, изменение микрофлоры ведет к изменениям в организме.
У кого-то более крепкие нервы, поскольку в его кишечнике большое количество бактерий, синтезирующих витамины группы В. Кто-то легче переносит случайно откушенный кусок заплесневелого хлеба или быстрее набирает вес, поскольку в его организме большое содержание бактерий-«толстячков». Наука только начинает рассматривать человека как комплексную экосистему. Исследования в этой области пока еще на уровне начальной школы, поэтому зачастую вопросов имеется больше, чем ответов.
Внутри и снаружи человеческого организма обитает более 100 триллионов микроорганизмов. Их разнообразие поражает воображение. К такому выводу пришли ученые, составившие атлас бактерий. Специалисты Университета Колорадо в течение длительного времени работали над составлением атласа, в котором описывались микробы и бактерии, живущие в наших организмах.
Авторы исследования отмечают, что составление атласа – только начальный этап работы. Ученым предстоит узнать, какое значение имеют для человека те или иные бактерии, насколько состав микроорганизмов индивидуален для того или иного человека и меняется ли он с возрастом.
Когда бактерии были еще не настолько хорошо изучены, их относили к миру растений, отсюда термин «кишечная микрофлора». Но сама по себе формулировка «флора» некорректна, она скорее образна, поскольку у бактерий очень много общего с представителями мира растений с точки зрения разнообразия ареалов обитания, питания или способности синтезировать яды. С научной точки зрения правильнее будет назвать бактерии в организме человека «микробиомом» – сообществом мельчайших живых существ.
В общем, можно сказать, что количество бактерий, населяющих кишечный тракт, увеличивается в направлении от верхних его отделов к нижним, толстый кишечник и прямая кишка наиболее густо населены. Некоторые виды бактерий концентрируются в тонком кишечнике, другие, наоборот, предпочитают обитать в толстом. Кто-то является аборигеном слепой кишки. Некоторые обитатели слизистой и их более наглые коллеги вплотную крепятся к клеткам кишечника.
Кишечник человека – самая благоприятная среда обитания для микроорганизмов.Процесс изучения бактериальных клеток очень трудоемкий, поскольку бактерии зачастую очень сложно «добыть» из среды их обитания. Выращивание бактерий на питательной среде в условиях лаборатории эффективно при изучении бактерий, например, кожного покрова, но выращивать бактерии пищеварительного тракта – мероприятие зачастую безуспешное. Большинство бактерий пищеварительного тракта настолько привыкли к условиям жизни внутри человека, что, попав в другую среду обитания, просто погибают. Наш кишечник – это их мир. Там они защищены от воздействия кислорода, им нравится тепло и влажность, а также большое количество еды.
Лет десять назад ученые предполагали, что видовой состав бактерий у людей одинаков. При исследовании кала на питательную среду всегда выявлялись, например, Е. coli – кишечная палочка. Ученые думали, что все проще, чем оказалось на самом деле. Сегодня с помощью современного оборудования можно определить состав кала на молекулярном уровне.
В результате такого анализа обнаруживается генетический материал миллиардов различных бактерий. И сегодня мы знаем, что кишечная палочка составляет менее 1 % общей численности представителей кишечной микрофлоры. Известно, что в полости кишечника обитают свыше тысячи различных штаммов микроорганизмов. Кроме того, в меньшинстве, но присутствуют представители царства вирусов, грибов и различные одноклеточные.
Плотность популяций бактерий на различных участках кишечного тракта
Наш иммунитет – это первая инстанция, которая, казалось бы, должна быть недовольна этим многообразием живых организмов. Ведь иногда иммунная система нейтрализует мельчайшую пыльцу, попадающую в нос. Аллергики реагируют на данный процесс насморком, слезами. Но во что же превратится защита, если иммунитет возьмет внеурочную работу и начнет разбираться с бактериями, населяющими наши внутренние органы?
Микрофлора и иммунитет
Ежедневно каждому из нас дается несколько шансов, чтобы умереть. У нас формируются раковые клетки, нас атакуют бактерии или вирусы. И несколько раз в день нас спасает наш иммунитет, который нейтрализует атипичные клетки, споры плесневых грибов, разрушает патогенные бактерии и вирусы. Процесс осуществляется с помощью специальных клеток, распознающих опасность, и клеток, направленных на ее уничтожение, – так называемых супрессоров, регулирующих излишнюю агрессивность, и медиаторов – биологически активных веществ. Все клетки работают слаженно в одной команде.
Дословно слово «иммунитет» переводится с латинского как невосприимчивость. Когда-то под этим термином понимали лишь невосприимчивость к инфекционным заболеваниямБольшая часть иммунной системы (около 80 %) представлена именно в кишечнике. И на это есть основания. Все наши бактерии также являются частью иммунной системы. Бактерии расположены в резервуаре под названием «слизистая» кишечника и не приближаются близко к клеткам других органов. Наша иммунная система может вступать с ними в игру, и она не представляет опасности для остального организма. Защитные клетки изучают на бактериях кишечника различные варианты чужеродных организмов.
