Читать книгу Книга по биологии. Для детей и подростков - Анна Соколова - Страница 2

Человеческое тело – это не просто совокупность собственных клеток, органов и систем, а сложнейший, динамичный экосистемный комплекс, в котором наряду с триллионами клеток человека обитают десятки триллионов микроорганизмов: бактерии, вирусы, грибы, археи и простейшие. Эта колония, именуемая микробиомом, населяет кожу, ротовую полость, дыхательные пути, кишечник, мочеполовую систему и даже некоторые внутренние органы, ранее считавшиеся стерильными. Совокупный генетический материал микробиоты превышает человеческий геном более чем в сто раз, что делает микробиом по сути «вторым геномом» человека – невидимым, но чрезвычайно влиятельным партнером в поддержании здоровья и развитии болезней.

Роль микробиома в организме человека многогранна и незаменима. В кишечнике, где его плотность максимальна, микробы участвуют в переваривании сложных углеводов и пищевых волокон, которые человеческие ферменты не в состоянии расщепить. В процессе ферментации они вырабатывают короткоцепочечные жирные кислоты – такие как бутират, пропионат и ацетат, – которые служат источником энергии для клеток кишечника, регулируют воспалительные процессы и влияют на обмен веществ. Микробиота участвует в синтезе витаминов группы К и В, включая биотин, фолиевую кислоту и рибофлавин, а также способствует усвоению минералов, таких как кальций, магний и железо.

Помимо метаболической функции, микробиом играет ключевую роль в развитии и регуляции иммунной системы. Уже с момента рождения – при прохождении через родовые пути и первом контакте с материнской микрофлорой – закладываются основы иммунного ответа. Микробы обучают иммунные клетки различать «своё» и «чужое», предотвращая как чрезмерную реакцию на безвредные вещества (что лежит в основе аллергий и аутоиммунных заболеваний), так и недостаточную активность при реальной угрозе. Кишечная микробиота формирует барьерную защиту, вытесняя патогенные микроорганизмы за счет конкуренции за ресурсы и пространство, а также вырабатывая антимикробные вещества.

Нарушение баланса микробиома – состояние, известное как дисбиоз – связано с широким спектром заболеваний. Хронические воспалительные заболевания кишечника, такие как болезнь Крона и язвенный колит, часто сопровождаются снижением разнообразия микробиоты и преобладанием потенциально патогенных штаммов. Ожирение и метаболический синдром также коррелируют с определёнными микробными профилями: у людей с избыточным весом часто наблюдается изменённое соотношение бактерий двух основных фил – Firmicutes и Bacteroidetes. Исследования показывают, что микробиом может влиять даже на центральную нервную систему через так называемую «кишечно-мозговую ось»: микробы вырабатывают нейромедиаторы, такие как серотонин и дофамин, или модулируют уровень воспалительных цитокинов, что может отражаться на настроении, тревожности, когнитивных функциях и даже предрасположенности к неврологическим расстройствам, включая депрессию, аутизм и болезнь Альцгеймера.

Микробиом формируется под влиянием множества факторов: генетики, способа рождения (естественные роды или кесарево сечение), типа вскармливания в младенчестве, диеты, образа жизни, приёма антибиотиков, уровня стресса и даже географического положения. Антибиотики, несмотря на свою жизненно важную роль в борьбе с инфекциями, могут наносить микробиому глубокий и долговременный ущерб, уничтожая не только патогены, но и полезные виды. Восстановление после такого удара может занять месяцы или даже годы, а в некоторых случаях – никогда не произойти полностью.

Современная наука стремится не просто понять микробиом, но и научиться управлять им. Пробиотики – живые микроорганизмы, приносимые с пищей или добавками, – призваны обогатить микробиоту полезными штаммами. Пребиотики – неперевариваемые пищевые волокна – служат «питанием» для уже существующих полезных бактерий. Наиболее радикальным методом коррекции микробиома является фекальная трансплантация – пересадка микробной массы от здорового донора пациенту, страдающему рецидивирующей инфекцией Clostridioides difficile. Этот метод показал высокую эффективность и открывает дверь к терапии других, ранее считавшихся не связанными с микробами заболеваний.

Тем не менее, микробиом остаётся областью, полной загадок. Его индивидуальность такова, что универсальные решения маловероятны: то, что полезно одному человеку, может быть бесполезно или даже вредно другому. Будущее медицины, вероятно, будет связано с персонализированным подходом к микробиому – анализом его состава и функций для разработки индивидуальных диет, добавок и терапий. Признание микробиома как неотъемлемой части человеческой биологии знаменует сдвиг от парадигмы «человек против микробов» к парадигме «человек с микробами» – партнерства, основанного на взаимной выгоде и уважении к сложной, древней и невидимой экосистеме, живущей внутри нас.