Читать книгу Микроб гениальности глазами микробиолога и психиатра. Междисциплинарное путешествие - Оксана Жданова - Страница 5

Итак, на заре эволюции появилась новая экологическая ниша для микробов – многоклеточные организмы. Эту нишу вскоре освоили различные представители микробного мира: бактерии, археи, вирусы, микроскопические грибы и простейшие. Союз многоклеточных и микробов оказался эффективным и полезным для обеих сторон, и закрепился в ходе естественного отбора. В настоящее время, эволюционно сложившуюся совокупность микроорганизмов, максимально адаптированных к жизни в организме многоклеточных, принято называть микробиотой. У нас с вами, дорогой читатель, она тоже имеется. Зачем они нам нужны? Какую пользу приносят? Не лучше ли обойтись без них? Попробуем разобраться в этих вопросах.

Пожалуй, первым, кто обратил внимание на роль микробиоты в организме человека, был Илья Ильич Мечников. Одним из его научных интересов была проблема преждевременного старения человека. В своих работах, посвященных этой проблеме, он выдвинул теорию о том, что причиной старения прежде всего является толстый кишечник человека, а именно токсичные вещества, которые там образуются при расщеплении белковых продуктов гнилостными микробами. Он считал толстый кишечник рудиментарным органом и даже предлагал его удалять. Вместе с тем, Илья Ильич считал, что в кишечнике живут как вредные микробы (гнилостные), так и полезные. К последним он относил «болгарскую палочку» (лактобактерии) и был уверен, что эти благородные бактерии защищают кишечник от вредных и препятствуют старению. Он небезуспешно пропагандировал обязательное употребление кисломолочных продуктов на собственном примере. В аптеках того времени можно было встретить препараты с болгарской палочкой (см. рис. 1.10). Так что, И. И. Мечников был первым, кто впервые обосновано использовал лактобактерии для коррекции микробиоты. Кстати, сейчас такие препараты, содержащие живые симбионтные микроорганизмы (лактобактерии, бифидобактерии, пропионибактерии и др.), называют пробиотиками.

Рис. 1.10. Фотография рекламы из аптеки-музея г. Евпатория (Майа-йогурт Таблетки д-ра Трайнера. Болгарские палочки, рекомендованы медицинскими авторитетами, проф. Мечниковым и др.) при всех острых и катаральных заболеваниях желудочно-кишечного канала, особенно при вздутии живота, при катарах кишок, плохом пищеварении, заболеваниях и воспалениях печени и желчного пузыря, при камнях в печени и при болезнях обмена веществ).

С тех пор представление об сообществе микроорганизмов, населяющих наше тело, значительно изменилось.

Практически все слизистые оболочки (глаз, носоглотки, ротовой полости, желудочно-кишечного тракта, мочеполового тракта) и кожные покровы нашего организма заселены различными представителями микромира. Численность их сопоставима с количеством клеток, из которых мы с вами состоим и к нашему весу они добавляют около 2 кг. Разнообразие же видов может достигать 1000. В нашем теле выделяют участки с однородными условиями обитания, которые принято называть биотопами. Видовое разнообразие и количество микроорганизмов для каждого из них специфично. У всех людей в сравниваемых биотопах всегда определяется общее «ядро», но вместе с тем, имеются и индивидуальные различия. Кроме того, видовой и количественный состав микробиоты зависит от множества факторов (возраст, пол, тип питания, прием лекарственных препаратов, стресс, заболевания, радиация и т.д.). Распределена микробиота в организме крайне неравномерно, что связано с особенными условиями в каждом биотопе (температурой, кислотностью среды, влажностью, доступность питательных веществ, наличием факторов самоочищения). Самым густо заселенным «регионом» нашего организма является кишечный тракт, так как площадь поверхности его слизистой оболочки составляет около 250 кв. м. Неудивительно, что из всех биотопов микробиота кишечника самая многочисленная, разнообразная и наиболее изученная. Поэтому далее речь пойдет именно о ней.

Ученые склонны рассматривать микробиоту не просто как эволюционно сложившуюся совокупность микроорганизмов, максимально адаптированных к жизни в организме многоклеточных, но как своеобразный орган или даже систему.

Действительно, можно провести ряд параллелей между микробиотой и «традиционным органом». Как известно, органы состоят из тканей (клеток, осуществляющих определённые функции) и имеют свою структуру.

Этот своеобразный орган начинает формироваться у нас сразу после рождения, полностью созревая к 1—2 годам и функционирует на протяжении всей жизни. Слизистая оболочка желудочно-кишечного тракта покрыта слоем слизи, выполняющего защитную роль. В этом то слизистом слое и располагаются представители микробиоты. По сути дела, слизистый слой выступает в качестве остова, а функциональная роль принадлежит микроорганизмам. Кстати, микробиота принимает самое непосредственное участие в формировании этого остова.

Организм хозяина и его микробиота вместе образуют единую экологическую систему. Мы предоставляем микробам благоприятные для них места обитания и пищу. А что же мы получаем взамен? Вот лишь некоторые наиболее важные функции, делающие микробиоту неотъемлемой частью нашего организма (Юдина Ю. В., и др., 2019; Dinan K., Dinan T.G., 2022; Sun P. и др., 2021):

· Защищает от внедрения «пришельцев», в том числе и болезнетворных. Занимая определённый биотоп, представители микробиоты эффективно конкурируют с чужаками за места прикрепления на поверхности слизистых оболочек и кожи, питательные субстраты, факторы роста. Кроме того, они создают неблагоприятные условия для заселения и размножения микробов, проникающих из вне: закисляют среду обитания, продуцируют бактерицидные вещества.

· Участвует в формировании слизистой оболочки, утилизируя компоненты слизи, продуцируемой кишечными клетками.

· Тренирует нашу иммунную систему. Являясь постоянным источником принципиально чужеродных веществ, наши симбионты обучают и стимулируют клетки лимфоидной ткани кишечника. В результате чего на слизистых оболочках появляются так называемые секреторные антитела (иммуноглобулины обеспечивающие местную защиту) и клетки-защитники – фагоциты.

· Обеспечивает полноценное пищеварение. Гены микробов кодируют многие ферменты, необходимые для расщепления растительных волокон и некоторых полисахаридов (целлюлозы, крахмала и др.). При этом образуются короткоцепочечные жирные кислоты, которые являются важным энергетическим субстратом для клеток кишечника. Ферменты, продуцируемые микроорганизмами, участвуют в превращение желчных кислот, необходимых для переваривания жиров. Регулируют газовый состав кишечного содержимого, стимулируют двигательную активность кишечника.

· Участвует в детоксикации. Представители микробиоты превращают токсичные продукты белкового распада, образующиеся в процессе пищеварения, в нетоксичные.

· Синтезирует некоторые витамины и биологически активные вещества, необходимые для регуляции работы внутренних органов и центральной нервной системы.

Но самым интересным, на наш взгляд, является взаимодействие между микробиотой кишечника и центральной нервной системой, которое в научной литературе называют «ось мозг – кишечник». Как же осуществляется это взаимодействие и при чем тут микробиота?

Бактерии в ходе своей жизнедеятельности сами продуцируют сигнальные вещества или стимулируют их образование иммунными и эндокринными клетками, ассоциированными с кишечником. Как правило, эти вещества не попадают прямо в мозг, они должны трансформироваться в понятные для него сигналы. Для этого между кишечником и мозгом существует целый ряд посредников. К таким посредникам относятся кишечная нервная система и блуждающий нерв. Кишечная нервная система – большая и сложная часть периферической нервной системы. Эта система располагается в оболочках желудочно-кишечного тракта, и почти автономно и регулирует его работу. В состав кишечной нервной системы входят особые клетки, назовем их «переводчиками», поскольку они «понимают» язык иммунной и нервной систем, а также язык гормонов. Клетки-переводчики получают сигналы из кишечника, трансформируют их и передают информацию в мозг, а он в свою очередь, регулирует работу кишечника.

Оказалось, что таким образом микробиота способна регулировать аппетит и чувство насыщения и даже определять даже наше психоэмоциональное состояние и когнитивные способности.

Любые изменения в составе микробиоты, особенно той части, которая продуцирует короткоцепочечные жирные кислоты, способны не просто «рассорить» мозг с кишечником, но и серьезно нарушить работу мозга. Тут в пору задуматься, кто же в нашем теле настоящий хозяин?