Бактерии правят сознанием людей: миры внутри нас
Наука о микробиоме
фото: pixabay.com
В заключительные годы ученые всего мира ведут исследования в районы микробиома (так называют сообщество бактерий, считающих наш организм своим домом) — и чуть ли не любой день делают удивительные открытия. Их цель — заставить бактерии предназначаться нашему здоровью, то есть спасать нас от множества болезней — от диареи до сахарного диабета. Что новоиспеченного здесь происходит, узнал обозреватель «МК».
Нашим мозгом правят бактерии
Микрофлора, она же микробиота, — это множество одноклеточных микроорганизмов, существующих как на нас, так и поблизости. Невероятно, но факт: бактерий, живущих в нас, в десятки раз вяще количества клеток, из которых состоит наш организм! То есть человек — это не совершенно человек, а всего лишь скопище живущих своей житием микроорганизмов. Но самое главное — ученые признали, что былые понятия об одноклеточных микроорганизмах оказались ошибочными. Эта незримая армия воздействует на все сферы нашей жизни: могут сделать нас умными или неумными, здоровыми или больными, веселыми или печальными. И даже вкусными или неаппетитными для комаров — да-да, за эту индивидуальную особенность также отвечают микробы, обитающие на коже!
В нашем желудочно-кишечном большаке живет 300–400 видов бактерий — это из тех, что идентифицировали ученые. Истина, пока светила науки не знают, что делает большинство из этих тварей — изучено буквально несколько десятков индивидуумов. Однако сегодня установлено, что если в среде этих махоньких жителей происходит какой-то дисбаланс, то есть одних становится вяще, а других меньше, развиваются болезни: аллергии, заболевания печени, поджелудочной железы, артрит, аутизм, депрессия и даже рак. Так, интернациональная группа ученых выяснила, что у большинства пациентов с болезнью Альцгеймера положительный дисбаланс кишечной микрофлоры. Практически аналогичная ситуация у детей с аутизмом.
Микробиом воздействует буквально на все стороны нашей жизни. Вредоносные бактерии ведут к развитию заболеваний. Полезные защищают нас от патогенных микробов, обезвреживают токсины, изготовляют необходимые витамины и гормоны, помогают усваиваться важным микроэлементам из еды.
От состава микробиома зависит даже склонность человека к ожирению. Да и так именуемый эмоциональный интеллект (EQ — способность человека правильно понимать собственные и посторонние эмоции и, как следствие, управлять ими) напрямую зависит от царства бактерий, существующих в кишечнике. «Их больше, чем звезд в галактике, и у каждого есть право голоса. Собственно микробиота регулирует работу головного мозга», — сообщает известный детский доктор, завкафедрой факультетской педиатрии №2 РНИМУ им. Н.И.Пирогова, научный глава Московского городского центра иммунологии и аллергологии профессор Андрей Продеус. Бактерии способны менять поведение человека и даже вселять желания, заставляя нас играть под их дудку. Например, есть сладкое. Это ранее считалось, что есть сладкоежки от природы, а теперь установлено: тяга к пирожным-мороженому зависит от того, кушать ли в вашем кишечнике бактерии под названием клостридии. Они питаются несложными сахарами и выманивают их у нас, заставляя есть шоколад и печеньки. Или помните про йогурты, от каких «животик улыбается»? Сегодня ученые на полном серьезе сообщают о том, что содержащиеся в йогуртах бактерии могут делать нас как умиротворенными, так и унылыми, ведь отдельный бактерии подавляют уровень гормона счастья серотонина, что введено учеными из APC (Alimentary Pharmabiotic Centre). И не только нас, но и других звериных. Недавний эксперимент на мышах, проведенный в Италии, показал, что норушки, рожденные в стерильных условиях (то кушать лишенные естественной микрофлоры) оказались тупыми и агрессивными, а также выделялись девичьей памятью.
Кто в домике живет?
В нашем кишечнике обитают представители царства архей — одноклеточные организмы. В основном это метаногены — они легковесно обходятся без кислорода, помогают переваривать пищу и выделяют газ метан.
В кишечнике, а также в интимных поясах живут эукариоты (грибки и дрожжи) и бактерии. Одна из самых популярных бактерий — кишечная палочка (эшерихия коли). Раньше почиталось, что она ведет к нарушениям стула, но сегодня известно, что есть разновидности этой бактерии, какие приносят нам исключительно пользу. Или взять хеликобактер пилори — в вящих количествах она вызывает язву и рак желудка, но в небольших необходима для пищеварения.
На коже живет великое разнообразность бактерий — они отвечают за наш запах, за привлекательность для комаров. Удивительный факт: сообщество бактерий на правой длани кардинально отличается от сообщества бактерий на левой. Объяснения этому пока нет. Зато ученые уже предлагают впрыскивать микробные отпечатки пальцев, которые у каждого из нас уникальны.
Популярный обитатель носа — золотистый стафилококк. Пока популярны только его зловредные свойства, но ученые предполагают, что другие назализованные микробы в большинстве случаев не дают ему развернуться.
Во рту живет стрептококк мутанс — введено, что именно он подтачивает наши зубы и вызывает кариес. В цельном же бактерии из ротовой полости помогают регулировать кровяное давление — они выделяют оксид азота, тем самым расслабляя артерии.
фото: pixabay.com
Микробиом на службе здоровью
Наука о микробиоме развивается стремительно, открытия в ней мастерят чуть ли не каждый день. Сегодня в эту область инвестировано почти 1,5 млрд долларов. Ведь это ранее микробы считались источником заболеваний, а теперь ясно, что они играют значительную роль не только в развитии болезней, но и в поддержании здоровья.
Намечается, что уже в скором времени с помощью микробиома научатся лечить немало 50 разных хворей, включая сахарный диабет, воспалительные заболевания кишечника, атеросклероз, дерматит, астму, непереносимость лактозы, иммунодефицит и колоректальный рак. «Изыскания показывают, что медицинские решения, основанные на микробиоме, потенциально могут оказать позитивное влияние на все аспекты здоровья человека и помочь вылечить людей по всему вселенной. Наш институт ведет исследования с целью объяснить уникальную и весьма важную роль, которую играет микробиота. Мы вдохновлены беспредельными возможностями, которые микробиом дает для прогнозирования, диагностики и лечения массы заболеваний, в том числе за счет использования естественных реакций организма», — сообщает руководитель самого крупного Института микробиома человека (JHMI) Дирк Геверс.
Ученые из JHMI учат, как микробиом меняется под воздействием генетических факторов, факторов окружения, питания и пр. Это поможет понять, как заставить маленьких обитателей нашего организма предназначаться его здоровью. Совместно с Научно-исследовательским институтом имени Вейцмана (Израиль) американские исследователи из JHMI учат, как состав микробиома влияет на метаболические расстройства и как может поддержать в лечении нарушений обмена веществ. Предполагается разработать рекомендации по столу, которые помогут предотвращать развитие метаболического синдрома, сахарного диабета второго образа и его осложнений. Исследователи изучают микробиомы различных людей, пробуют на них новоиспеченные лекарства. «Совместными усилиями мы выработаем новые идеи для решения проблем мены веществ с помощью микробиологической диагностики и терапии», — произнёс Дирк Геверс.
Кое-что уже придумано. Например, разработаны коктейли с микроорганизмами и бактериофагами, поддерживающие здоровье микробиома. Снадобья, способные увеличивать количество одних бактерий и подавлять иных. Диагностические тесты, определяющие причины болезней по составу микрофлоры. Вакцины, поправляющие реакцию иммунной системы на изменения в микробиоме.
Все это позволит врачевать болезни более прицельно, воздействуя на причины болезней на генетическом степени.
Как вылечить свою микрофлору
В JHMI отмечают, что состав и разнообразность микробного сообщества напрямую зависят от питания, приема снадобий и других внешних факторов. И даже такие простые предметы, как изменение образа жизни, системы питания или прием микробных коктейлей способны излечить или предотвратить болезнь.
Исследования ученым в помощь. Недавно вот департамент генетики медицинского середины Университета Гронингена выяснил, что как минимум 60 категорий продуктов и различные образа диет оказывают то или иное влияние на кишечную микрофлору. Очутилось, что микробиомы людей, которые регулярно едят фрукты, овощи и кисломолочные продовольствие, более разнообразны. А вот чрезмерное потребление мяса снижает разнообразность организмов по сравнению с рационом, в котором преобладают фрукты и овощи.
Ученые также попытались разузнать, какие лекарства больше, а какие меньше изменяют состав микробиоты. Выяснилось: на «внутреннюю экосистему» человека воздействуют 19 типов лекарств. И это далеко не одни только всем популярные антибиотики и препараты, снижающие кислотность желудка. В «черный список» угоди антидепрессанты, а также ингибиторы АПФ (лекарства, принимаемые при сердечной недостаточности и для снижения артериального давления).
Одинешенек из главных специалистов в России, занимающихся исследованиями микробиоты, биолог Дмитрий Алексеев сообщает, что на сегодня это исследование самое качественное и обширное: «Можно произнести, что это начало целого направления в науке. В России сейчас проводится свое, немало скромное популяционное исследование ohmygut, результаты которого было бы увлекательно сравнить с результатами исследования коллег из Голландии. Но уже сейчас мы можем произнести, что в голландской выборке количество организмов с измененной приемом антибиотиков микробиотой будет гораздо меньше, чем в России: в этой стране применение антибиотиков сурово ограничено врачами и фармацевтами, а у нас их можно купить в аптеке без рецепта. Голландцы выявили и неожиданные факторы воздействия на микробиоту. Например, в использовании лекарств ожидаемо было то, что на первом пункте будут антибиотики, но в голландской выборке особенно выделяются ингибиторы протонных помп (ИПП) — снадобья, используемые в мире достаточно часто в гастроэнтерологии и до сих пор считающиеся неопасными. Еще один результат: у людей, которые едят больше фруктов, степень пептида хромогранина A (CgA), маркера стресса, оказался значительно ниже, чем у тех, кто предпочитает мясо. Так что кушайте фрукты — и будете меньше нервничать!»
Кроме того, позитивное действие на состав микробиоты оказывают кисломолочные продукты, особенно обогащенные здоровыми бактериями.
Не все так радужно
И все же наука о микробиоме является хоть и многообещающим, но новоиспеченным направлением. И многие эксперты относятся к достижениям в этой районы со здоровой долей скепсиса. Как говорит руководитель биотехнологической компании Олег Парошин, связь между развитием заболеваний и микробиомом — пока лишь гипотеза: «Твердых фактов, обосновывающих эту связь, пока нет. Достаточно давно обсуждается вопрос о воздействии микробиома кишечника на риск развития онкологических заболеваний. Но если, так, уже установлено, что ключевым фактором для развития рака желудка служит helicobacter pylori, то микроб, являющаяся возбудителем рака кишечника, пока не идентифицирована. Кушать гипотезы относительно прямого влияния продуктов жизнедеятельности и ферментов кой-каких видов кишечных микроорганизмов, которые могут приводить к онкологическому перерождению клеток (особенно тучной кишки). Надеюсь, что дальнейшие исследования генома человеческого микробиома позволят заметить конкретных виновников онкологического перерождения здоровых тканей».
Парошин тем не немного согласен, что здоровое питание позволяет вырастить более здоровые штаммы микроорганизмов: «От пищи, которую мы едим, зависит видовой состав микробиома, какой оказывает практически безграничное действие на организм человека. В том числе он может воздействовать на развитие многих болезней. Другими словами, бактерии, превалирующие в микробиоме, определяются собственно характером принимаемой пищи, а именно они, возможно, в основном и определяют нрав заболевания».
В общем, вопросов у ученых пока очень немало. Как выяснилось, микробиом имеет гораздо более сложную структуру, чем даже человечьи гены, так что изучить его основательно еще только предстоит. И все же исследователи надеются получить ответы на свои проблемы в ближайшее время…
Лучшее в «МК» — в короткой вечерней рассылке: подпишитесь на наш канал в Telegram
