Микробиота - отдельный орган человека: функции, влияние, поддержка

Микробиота человека  – новый взгляд на "микрофлору"

Термин микробиом был впервые предложен в 2001 году для обозначения коллективного сообщества микроорганизмов. Микробиом представляет собой всё разнообразие бактерий, которые находятся как внутри, так и снаружи нашего организма. 

Раньше в этом понимании использовался термин "микрофлора", но от него отказались. Все-таки "флора" - это растительный мир, а не огромное разнообразия микромира человеческого организма. 

Новая эпоха в изучении кишечного микробиома наступила всего лишь 5-10 лет назад и связана с появлением молекулярно-генетических методов исследования. Они  перевернули представления о микромире.  

Пришло абсолютно новое понимание необходимости присутствия в человеческом организме  дружественных нам микроорганизмов не только для нашего пищеварения, но и для тела и здоровья в целом.

Сегодня организм человека рассматривается как сложнейший суперорганизм.  Это симбиотическое сообщество многочисленных эукариотических, прокариотических клеток, включая архибактерии и вирусы. Он обильно заселен микроорганизмами, численность которых составляет миллиарды.  Количество видов бактерий колеблется от 2,5 до 4 тысяч, а штаммов – до 70 тысяч!  

При этом микромир каждого человека индивидуален. Видовой состав относительно стабилен у  каждого из нас. Общее содержание бактерий и количество их видов у разных людей может различаться в 12 – 2200 раз. Неповторим не только наш набор хромосом, но и свой набор микробиома. 

Более 60% представителей всей микрофлоры колонизирует кишечник человека.  Практически весь потенциал кишечной микробиоты  локализован в толстой  кишке.

Почему микробиота так важна для человека?

Микробиота играет важную роль в поддержании нашего здоровья. В настоящее время микробиом человека рассматривается как единый метаболически активный орган.  Микробиота и слизистые нашего организма постоянно взаимодействуют и оказывают взаимное влияние друг на друга. 

• Одна из основных функций микробиоты – это создание колонизационной резистентности. Это механизм на нашей слизистой оболочке, который предотвращает заселение "плохих", экзогенных или внешних микроорганизмов, и их избыточный рост. Природа не терпит пустоты. Если слизистые плотно закрыты нормальными здоровыми биопленками, то "заселять" болезнетворные бактерии эти слизистые не могут. Их не пустит нормальная микробиота. Это - важный защитный механизм. 
• Синтез веществ. Это и синтез органических кислот, и синтез перекиси, и подавление роста экзогенных микробов за счет выработки тех же органических кислот или той же перекиси. Благодаря этой функции происходит санация нашей внутренней среды от болезнетворных бактерий. 
• Конкуренция за места прикрепления на слизистых и источники питания. Конкуренция за прикрепление к слизистой бактерий жесткая в мире микроорганизмов. Есть такой научный термин как адгезия. Прежде чем наступит бактериальное воспаление, должна произойти адгезия или "прилипание" болезнетворной бактерии на том или ином участке слизистой, либо кожи. Наша здоровая микрофлора не дает возможности произойти адгезии. 
• Газовый обмен. Микробиома участвует в регуляции газового обмена в кишечнике и других полостях организма. 
• Производство энзимов, участвующих в метаболизме белков, жиров, углеводов. 
• Детосикация. Нормальная здоровая микробиота активно проводит в организме детоксикацию. Интоксикация же организма происходит  из-за экзогенных, попавших извне в организм токсинов, из-за эндогенных, продуцированных внутри организма токсичных субстратов и метаболитов, и, большей частью будет нейтрализована нашими "дружественными" бактериями. Микробиом - это огромный естественный био-сорбент. 
• Образование свободных метаболитов, образование желчи.  
• Повышение резистентности эпителиальных клеток к мутагенам или канцерогенам. Поступая из внешней или внутренней среды, мутгены способны вызвать мутацию на слизистых и, соответственно, привести к развитию онкозаболевания. Предотвращение воздействия мутагенов на клетку слизистой - это одна из функций микробиоты. Если микробиота будет качественной, слизистая будет защищена, в том числе и от воздействия мутагенов. 
• Канцеролитическая функция. Если произошла поломка в геноме клетки, и она начинает безудержный рост, это означает образование онкозаболевания. Нормальная микробиота вырабатывая свои энзимы, интерфероны, будет оказывать  "останавливающее" действие на опухоль.
• Функция хранилища генов. Микробиом является гигантским хранилищем микробных, плазмидных и хромосомных генов. Возможно удаление, встраивание генов, "ремонт поломки" генов происходит благодаря наличию хранилища микробных плазмидов. Получается, что у клеток иммунной системы, у клеток которые занимаются контролем генетической чистоты, всегда "под рукой" есть материал, чтобы "залатать", "подремонтировать" любые сбои в геноме человека. 

Миробиота кишечника – источник иммунитета

Кишечник выполняет важную роль в иммунной системе в работе иммунных механизмов на уровне интестинального (желудочно-кишечного)тракта. В этом процессе принимают участие три ключевых компонента.

• Нормальная, здоровая микробиота 
• Сама слизистая, правильнее сказать, лимфоидная ткань слизистой.
• Цитокины. Цитокины - это фактор межклеточного воздействия. Люди могут дотронуться друг до друга, сказать что-то вербально, а бактерии между собой общаются с помощью цитокинов . Цитокин воспринимается другой бактерией как информация. 

Влияние микробиоты на формирование иммунитета 

Врожденный адаптивный иммунитет вырабатывается при взаимодействии микробиоты и макроорганизма. Контакт с микробами в кишечнике приводит к активации различных клонов лимфоцитов. Они как бы учатся бороться с "врагом". Это влияние потом будет сохраняться, когда лимфоциты переместятся из подслизистого слоя в кишечнике в общий кровоток. Так будет формироваться стимуляция или "дрессировка" наших клеток иммунной системы постоянным присутствием бактерий. В роли "дрессировщика" будет выступать наша нормальная микробиота.

Влияние нормальной микробиоты человека на иммунную систему складывается из нескольких моментов. 

Во-первых, это слизистая кишечника, особенно толстой кишки. Из-за массивного заселения бактериями она обильно инфильтрирована макрофагами, лимфоцитами, плазматическими клетками. "Клетки белой крови", которые присутствуют на слизистых, поддерживают там перманентно текущий или хронический воспалительный процесс. Они всегда пребывают в состоянии активности, "войны", к этому их и принуждает микробиота.  

Почему это важно? Если в человеческий организм попал болезнетворный агент, а там уже присутствуют и лимфоциты, и макрофаги, они будут нейтрализовывать "врага". 

Во-вторых, под воздействием нормальной микробиоты синтезируются естественные или нормальные антитела, которые будут реагировать на всевозможные антигены, возбудители. Если нормально работает иммунная система человека, она готова расправиться с "врагом". Именно микробиота будет стимулировать и дрессировать наши клетки иммунитета.

В-третьих, в кишечнике постоянно находятся до семидесяти процентов всех лимфоцитов, которые затем циркулируют в организме. Они контактируют с агентами и нормальной, и условно патогенной флоры, и болезнетворными бактериями. Затем лимфоциты, циркулируя в организме, разносятся и,  так называемые, "клетки памяти", будут  формировать уже отдалённую иммунную защиту.

В-четвертых, микробиота стимулирует и индуцирует синтез интерферонов, стимулирует лимфоидный аппарат кишечника. 

Какие условия необходимы для нормальной работы микробиоты

Что же это за факторы, которые будут угнетать или стимулировать микробиом человека. Чтобы нормально, как единый оркестр в унисон, работала наши дружественные бактерии им нужны определенные условия.

Факторы, влияющие на микробиом человека

• Химиотерапевтические. От воздействия химического агента, особенно химиотерапии (при лечении онобольных), микробиом будет сильно страдать. 
• Постлучевое воздействие. Ионизирующее излучение воздействует на все живое пагубно и будет пагубно влиять на микробиом. Может развиваться аплазия костного мозга, гибель микробиоты в целом, гибель эпителия, слизистой кишечника. На фоне ионизирующей радиации механизм воздействия на иммунную систему нашей микробиоты будет практически обнуляться. 
• Постинфекционной фактор. После перенесенных инфекций, в том числе и после коронавируса, состояние микробиоты ухудшается. Поскольку микробиом модулирует иммунный ответ, любой серьезный инфекционный агент, как-то - бактериальный, вирусный либо агрессивный грибковый - разрушительно влияет на нормальную микробиоту. Искажает, ухудшает, приводит к гибели определенных клонов и заселению клонами патогенных клеток.
• Стрессовые факторы. Любой стрессовый фактор будет негативно влиять на микробиому, будь это: психогенный стресс, тепловой стресс, химический стресс, длительное пребывание в депрессивном состоянии. 
• Наследственность. Говоря о наследственности, стоит обратить внимание на присутствие или отсутствие ферментопатий. Если в желудочно-кишечном тракте существует генетически обусловленная ферментопатия, и есть ряд продуктов, которые человек не в состоянии переваривать из-за того, что не вырабатываются энзимы для расщепления этого продукта питания, микробиота будет тоже страдать.
• Экологические факторы. Загрязнение окружающей среды - не будет улучшать "внутренний мир" человека, и это отразится в конечном итоге на его здоровье.  
• Использование антибиотиков. Как в питании, так и при лечении. Современные методы животноводства, птицеводства широко используют антибиотики.  При изготовлении продуктов питания применяют консерванты, бытовые дезинфектанты. В супермаркетах продукты могут храниться неделями, иногда месяцами, не теряя своего товарного вида.  В процессе хранения продуктов используются  всевозможные средства воздействия для остановки бактериального роста. Они тоже проникают в наш организм. 

Антибиотикотерапия,  которую мы используем для лечения тех или иных инфекционных заболеваний, а, достаточно  часто необоснованно и бесконтрольно, убивает собственную микробиоту.  Конечно, прием антибиотиков предотвращает развитие грозных осложнений, тяжелых заболеваний, благодаря антибиотикам человечество смогло увеличить  продолжительность жизни и снизить  смертность. Но эра антибиотиков серьезно бумерангом ударила по микробиому. 

Каковы последствия изменения микробиома

Изменения микробиомы человека, приводят к серьезным последствиям. Самые распространенные из них: 

• синдром раздраженного кишечника 
• развитие бронхиальной астмы 
• развитие пищевых аллергий 
• всевозможные воспалительные заболевания в кишечнике вплоть до формирования язвенного колита 
• болезнь Крона 
• аутоиммунные заболевания 
• аторосклероз
• сахарный диабет второго типа 
• заболевания печени 
• заболевания нервной системы 
• болезнь Паркинсона 
• ранний детский аутизм 
• некоторые виды рака 
• депрессии 
• шизофрении 
• заболевания кожи: всевозможные гнойно-септические поражения, дерматит, экзема 

Еще 20 лет назад ученые  даже не предполагали, что аутизм, шизофрения, болезнь Паркинсона, онкология связаны с нарушением в микробиоме человека. Эпоха открытий в "микромире" только начинается. Интенсивные исследования в этом направлении активно ведутся и принесут множество неожиданных открытий. Но уже сегодня очевидно, что стоит уделить особое внимание "миру внутри нас". Профессиональные консультации врача помогут не ошибиться в этом и поддержать микробиоту и организм в отличном состоянии.