В мире микробов. Какие кишечные микроорганизмы заставляют нас болеть

Микроорганизмы

Начиная с 2008 года, ученые европейских стран и США работают над проектом «Микробиом человека», в рамках которого уже расшифровано свыше 10 000 ДНК микроорганизмов. За долгие годы исследований научные деятели пришли к выводу: человечеству не так много известно о простейших организмах. Однако это направление в изучении более чем перспективно: микробы влияют на жизнь человека больше, чем кто-либо мог представить.

Содержание:

Бактерии и микробы-возбудители болезней

Полезные и болезнетворные микробы и бактерии исчисляются миллионами. Какие-то из них способны мирно сосуществовать с организмом человека, другие, оказываясь в биологической среде, вредят своими продуктами жизнедеятельности.

В 99 процентах случаях микроорганизмы не представляют угрозу, но оставшееся число известных микробов и бактерий обладают патогенным потенциалом и провоцируют всевозможные заболевания. Они поражают все живое, инфицируя через воздух, продукты питания и воду, контактным путем и т. д.

Микробы в организме обитают в кишечнике, носовой и ротовой полости. Например, разрушение зубной эмали — следствие деятельности патогенных микроорганизмов, сбои в работе толстого кишечника — результат обитания и жизнедеятельности гнилостных бактерий.

Невидимые человеческому глазу жители могут вызывать такие заболевания, как:

  • Столбняк;
  • Дифтерия;
  • Холера;
  • Ангина;
  • Туберкулез;
  • Сибирская язва и многие другие.

Самым страшным паразитом, с которым сталкивалось в своей истории человечество, считается чумная палочка. Чума — скоротечное и фатальное заболевание. Иногда достаточно нескольких часов с момента, когда человек почувствует признаки болезни, до летального исхода.

Кто в теле хозяин

В человеческом геноме присутствует около 22 000 генов, тогда как микробы и бактерии, которые сосуществуют с нами, обладают 8 000 000 уникальных ДНК. В переводе на сравнительную статистику, бактериальный геном в более чем 363 раза преобладает над человеческим. Многие микроорганизмы не просто пребывают в симбиозе с телом. Они координируют течение реакций, происходящих в «хозяйском» организме.

Известно, что кишечные микробы и иммунитет тесно связаны друг с другом. Обитающие в желудочно-кишечном тракте «добрые» бактерии — друзья человека, которые сдерживают негативное действие патогенных простейших, не давая им погубить здоровые клетки. Благодаря им «хозяин» защищен от многих инфекций.

Продукты жизнедеятельности микробов и бактерий отражаются на процессах в организме, включая головной мозг. Научно доказано, что настроение человека зависит от выработки гормона радости. Серотонин продуцируется в результате активности микрофлоры. Апатия и чувство разбитости — следствие высокой концентрации гамма-аминомасляной кислоты, которая, как не трудно догадаться, также образуется в результате жизнедеятельности микробиома. Поэтому сложно сказать, из чего складываются черты характера — из привычек и мировоззрения, или «пожеланий» бактерий и микробов, которые обитают в теле.

С другой стороны, человек сам волен выбирать, какие микробы в организме ему поддерживать: чтобы в кишечнике сохранялся баланс в пользу полезных обитателей, необходимо придерживаться здорового образа жизни и принципов полноценного правильного питания.

Нарушения в микрофлоре

Когда численность одних кишечных микробов начинает преобладать, появляются проблемы. Изменение баланса микрофлоры ЖКТ проявляется типичными симптомами: тошнотой, вздутием, диареей и отсутствием аппетита. Такие же признаки могут указывать на самые разные болезни желудочно-кишечного тракта и не только. Рассмотрим некоторые из них:

  • Ожирение.

Большинство обменных процессов в организме регулируются микробиомом. Когда нарушается метаболизм, появляется лишний вес. На фоне таких сбоев сбросить килограммы не получается, даже придерживаясь строгой диеты. К тому же микрофлора регулирует аппетит, как бы подсказывая мозгу, голоден «живот» или наступило чувство насыщения.

Многие ошибочно полагают, что ожирением можно заразиться, «подцепив» от другого человека «бактерии-обжоры». В действительности, чтобы патогенные микроорганизмы размножились в ЖКТ, нужно регулярно употреблять нездоровую пищу.

Ученым известна группа лактобацилл, которой по силам контролировать вес, влияя на показатели массы тела. Не исключено, что в будущем они окажутся полезными, если исследователям удастся создать пробиотики адресного действия.

  • Онкология.

Бактериальные метаболиты сдерживают развитие раковых опухолей. Более того, благодаря микрофлоре организм очищается от негативных химических соединений.

  • Сахарный диабет.

В данном случае целесообразно говорить о диабете второго типа. Микрофлора влияет на углеводный баланс и содержание сахара в крови.

  • Болезни ЖКТ.

Дисбаланс микробов и бактерий в организме может послужить предлогом для аутоиммунных заболеваний (болезнь Крона, язвенный колит), синдрома раздраженного кишечника и пр.

  • Заболевания сердечно-сосудистой системы.

Жировой обмен невозможен без участия микробиома. Повышенный уровень холестерина неблагоприятно сказывается на сердечной мышце, кровеносной системе и приводит к сбоям в их работе.

  • Аутизм, рассеянный склероз, болезнь Альцгеймера.

Биологически активные ферменты, вырабатывающиеся микробами и бактериями в организме, влияют на качественные показатели передачи нервных импульсов на пути от мозга к клеткам. Неврологические заболевания становятся следствием нарушений выработки этих нейро-трансмиттеров.

Бактерии, без которых невозможна жизнь

Без полезных бактерий организм моментально подвергнется атаке болезнетворных микробов, которые за короткий срок захватят новые территории, начнут размножаться и отравлять человека токсичными продуктами жизнедеятельности.

Полезные бактерии образуют на тканях, органах и слизистых такую среду, в которой патогенные микроорганизмы не могут выжить. Соответственно, попадая на кожу, в носоглотку или ЖКТ, болезнетворные микробы погибают в обители, подготовленной другими микроорганизмами.

В поисках лекарства

Микрофлора способна сама регулировать свои циклы и восстанавливаться, но ее компенсаторные возможности ограничены. Иногда достигнуть баланса невозможно без лекарств. Известно несколько классов медикаментов, с помощью которых регулируют численность полезных микроорганизмов.

Пребиотики

В таких добавках содержатся растительные волокна, необходимые для питания полезной микрофлоры, а также синтетические ферменты, поли- и олигосахариды фруктов.

Пребиотики рекомендованы как для профилактических целей, так и для лечения нарушений в ЖКТ.

Пробиотики

Препараты содержат в составе живые бактерии. Однако с их помощью не получится населить ЖКТ правильными обитателями.

Содержащиеся в пробиотиках микроорганизмы — своеобразное лекарство от микробов, подавляющее активность патогенов. Пробиотики, как миротворцы: они стимулируют работу иммунной системы, но, когда их миссия подходит к концу, покидают территорию.

Метабиотики

Это новый класс медикаментов, в основу которых заложены пробиотики, но, в отличие от прототипа, они не содержат живые микроорганизмы.

В составе метабиотиков есть полезные продукты бактериального обмена веществ. Такие препараты предотвращают многие заболевания, связанные с нарушениями микрофлоры. С их помощью достигается и терапевтический процесс.

Вывод: искусственно (при помощи лекарств) заселить полезные бактерии в ЖКТ невозможно, но вполне реально создать необходимые условия для поддержания их циклов. Впрочем, такая терапевтическая тактика эффективна не во всех случаях, особенно когда речь заходит о серьезных патологиях кишечника, таких как язвенный колит и болезнь Крона.

В Соединенных Штатах и Европе последние несколько лет практикуют альтернативный способ внедрения в ЖКТ дружеских бактерий — пересадку кала (Минздрав России пока еще не одобрил инновацию и не дал разрешение клиникам на аналогичную практику). Донорский фрагмент обычно вводят во время колоноскопии. В некоторых случаях используют зонд или другие способы транспортировки.

Пересадка кала — результативная методика, но сопровождается рисками, сопоставимыми с переливанием крови. Это связано с вероятностью инфицирования. Безусловно, перед тем как пересадить донорский материал, проводятся лабораторные тесты на наличие болезней. Однако науке известны далеко не все возбудители. На данном этапе медицинские работники затрудняются с точностью ответить, какой эффект будет достигнут от пересадки в каждом конкретном случае.

Примечательно, что в ходе некоторых исследований, в которых участвовали люди с синдромом раздраженного кишечника, ученые пришли к выводу: несмотря на достигнутые изменения состава микрофлоры, после пересадки симптомы заболевания сохранялись. Как вывод: целесообразность новой методики подверглась сомнениям.

Тесты на микробиоту

Исследовать состав микрофлоры можно несколькими доступными способами:

  • Бактериологическим анализом.

В качестве материала исследования берется кал. В ходе изучения выявляется присутствие болезнетворных микробов и бактерий и некоторых групп полезных микроорганизмов.

Анализ эффективен при необходимости диагностировать заболевания желудочно-кишечного тракта, но не исключает ложные результаты: в лабораторных условиях не всегда удается создать идеальные среды для микробиома.

В норме в кале не должно содержаться патогенных микроорганизмов. При их выявлении назначаются препараты прицельного действия.

  • Секвенирования последовательности микробных генов.

Основная цель исследования — выявить количественный состав полезных и вредоносных микроорганизмов.

  • Определения метаболитов.

С помощью такого анализа измеряют количество продуктов жизнедеятельности обитателей кишечника. По результатам можно судить о состоянии микробиоты и рисках развития заболеваний ЖКТ.

  • Дыхательного теста.

Исследуемый выпивает жидкость с лактулозой в составе. Попадая в ЖКТ, это вещество расщепляется бактериями, которые затем выделяют водород. После пациент дышит в прибор, а врач может судить о количестве газа, содержащегося на выдохе.

Задача опыта заключается в исследовании состояния тонкого кишечника, который в норме не должен быть населен большим количеством бактерий. Превышение численного состава говорит о нарушениях в желудке, кишечнике или поджелудочной железе.

  • Биохимического анализа.

В рамках исследования изучается количество обмена веществ микробиома: уксусной, масляной и пропионовой жирных кислот, выполняющих протекторную функцию (предупреждающих размножение вредоносных микробов в организме).

Уксусной кислоты в норме в результатах анализа должно быть 60 процентов, а на долю других — приходиться остальные 40.

Микробиом человека в цифрах

Интересно знать, что:

  • На разработку формул лекарств против болезней, вызванных микробами, в период 2005-2015 годы было затрачено более 1 600 000 000 долларов США.
  • Человек появляется на свет абсолютно «стерильным», но в процессе родов и контакта с матерью приобретает уникальный код микробиома, который развивается и растет в популяции в течение жизни.
  • Организм человека населяют 30 000 разновидностей бактериальных форм.
  • За четверть века жизни микробы и бактерии в организме полностью меняются 5-6 раз.
  • Общий вес микроорганизмов в теле человека может достигать 3 килограммов.
  • Более 70 процентов микроорганизмов заселяют кишечник (по некоторым данным — 95 процентов).
  • Численность бактерий и микробов на коже и внутри человека достигает 100 триллионов.
  • В человеческом теле бактерий и микробов больше, чем звезд Млечного пути.
  • Бактерий в 1,3 раза больше, чем всех клеток в организме.
  • Микрофлора каждого человека уникальна, ее можно сравнить с отпечатками пальцев.

Микробиомом гораздо проще управлять, чем человеческим геномом, но первый умеет хранить тайны. Наука поэтапно находит ответы на разные загадки природы, но ее познания невидимого глазу мира все еще совсем малы.


Подписывайтесь на нас в социальных сетях

FacebookInstagram


Поделиться ссылкой: