Мы никогда не бываем одни: жизнь в компании с микробиотой

Наш организм является домом для огромного количества населяющих его микроорганизмов. Набор микроорганизмов определённой локализации называется микробиотой. Научные исследования последних лет позволили уточнить истинное количество наших микроскопических соседей, и оказалось, что количество бактерий в организме человека составляет около 38 триллионов и превосходит количество его собственных клеток. В то же время, учитывая малый размер микроорганизмов, их общая масса не превышает нескольких сотен грамм (см. Рисунок 1).

Рисунок 1. Схематическое соотношение собственных клеток организма человека и населяющих его бактерий. Адаптировано из [1]

Подавляющее большинство этих микроорганизмов мирно сосуществуют с человеком, а многие из них играют важную роль в поддержании здоровья и профилактике болезней. Встречаются и условно-патогенные микроорганизмы, которые при определённых условиях способны сами стать причиной заболевания, но таких меньшинство, и у человека с адекватным иммунитетом и сбалансированной микробиотой они находятся под контролем.

Наиболее густо заселённым микробиотой регионом нашего организма является желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), особенно толстая кишка, где обитают триллионы бактерий. С их помощью человек способен выполнять, часто недоступные ему функции, такие как защита от болезнетворных микроорганизмов (патогенов), извлечение дополнительной энергии из пищи, синтез некоторых соединений, необходимых для развития собственных клеток и тканей. Видовой состав, количество микробиоты и выполняемые ею функции весьма специализированы и различаются в зависимости от локализации в организме человека (см. Таблицу 1).

Интересно, что многие метаболические функции, выполняемые микробиотой различной локализации, дублируются, создавая своеобразный метаболический запас прочности для организма человека. Среди подобных функций – биодеградация неперевариваемых в ЖКТ полисахаридов (пищевых волокон); биосинтез короткоцепочечных жирных кислот (масляной, уксусной, пропионовой), молочной кислоты, ряда витаминов, незаменимых аминокислот, гормонов и иных биологически активных веществ (серотонина, норадреналина, гамма-аминомасляной кислоты); обезвреживание токсических соединений [2].

Таблица 1. Концентрации бактерий в различных органах. Адаптировано из [1]

Помимо участия в метаболизме, микробиота человека играет важную роль в обеспечении защиты от бактериальных патогенов, противодействуя их размножению и колонизации ими организма-хозяина. Микробиота ЖКТ участвует в переработке остатков умерших бактерий, слизи, ферментов и слущенных клеток кишечника. Она имеет отношение к формированию каловых масс в толстой кишке, улучшению моторики и усилению барьерной функции кишечника. Невозможно переоценить значение микробиоты в поддержании нормальной функции иммунной системы [3].

Бактерии – самые многочисленные, но не единственные представители микробиоты человека. Нашими соседями являются также грибы, вирусы, археи. Но о них разговор пойдёт в следующий раз.

Использованная литература:

1. Sender R, Fuchs S, Milo R. Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body. PLoS Biol. 2016 Aug 19;14(8):e1002533
2. Human Microbiome Project Consortium. Structure, function and diversity of the healthy human microbiome. Nature. 2012 Jun 13;486(7402):207-14
3. DIETARY PROBIOTICS, PREBIOTICS AND THE GUT MICROBIOTA IN HUMAN HEALTH. ILSI Europe, 2022