Содержание
Бактерии населяют Землю более 3,5 миллиардов лет, что делает их самыми древними формами жизни на Земле. Поэтому неудивительно, что 15% органического вещества земной коры (70 гигатонн углерода) хранится в этих прокариотических существах.
Согласно эндосимбиотической теории, аэробные бактерии и цианобактерии были фагоцитированы предковыми эукариотическими клетками с образованием митохондрий и хлоропластов соответственно. Другими словами, наиболее общепринятые постулаты указывают на то, что бактерии участвовали в развитии наших собственных клеточных тел.
Что такое кишечная флора?
Микроскопические живые существа обнаруживаются в коже, глазах, мочеполовых путях, половых органах, верхних дыхательных путях, ротовой полости, глотке и кишечнике.
Мы — открытые системы, которые постоянно обмениваются веществами с окружающей средой, поэтому бактерий без проблем оседают на наших слизистых оболочках. Поэтому считается, что бактерии существуют в кишечнике и носовых проходах (открытые системы), но не в сердце или головном мозге (структуры, «закрытые» снаружи).
Микробиота может быть коренной и чужеродной. Первый — это тот, который живет с ним всю или почти всю жизнь индивидуума, то есть в течение долгого времени эволюционирует вместе с видом в позитивном симбиотическом процессе для обеих сторон. С другой стороны, чужеродная микробиота может расти в других средах, но достигает хозяина посредством контакта или других событий. Обычно они являются комменсальными организмами, то есть не приносят ни вреда, ни пользы.
Кроме того, эти бактериальные колонии могут быть латентными (они остаются практически на протяжении всего жизненного цикла хозяина) или временными, колеблющимися в зависимости от условий окружающей среды, эмоционального состояния, диеты, сезона и многих других факторов. Симбиотическая и самая важная микробиота — это скрытая.
Мы можем сделать вывод, что кишечная флора, нормальная микробиота или микробиом кишечника относится к набору бактерий, которые живут в кишечнике симбиотическим образом, как комменсальным, так и мутуалистическим. Поскольку многие из этих бактерий были с нами в течение тысяч лет и эволюционировали вместе с нами, они попадают в категорию как «постоянных», так и «скрытых». Другими словами, они необходимы для правильного развития нашей жизни.
Какие виды бактерий составляют кишечную среду?
Обычно ошибочно полагают, что кишечная микробиота колонизирует всю пищеварительную систему, от желудка до толстой кишки: нет ничего более далекого от истины. Уровень pH желудка из-за секретируемых кислот колеблется от 1,0 до 3,0. Только одна бактерия способна к длительной устойчивости в такой враждебной среде: Helicobacter pylori. ⅔ населения мира инфицированы этим организмом, но он далеко не симбионт, а может вызывать язвенную болезнь желудка и даже рак желудка.
С другой стороны, pH тонкого кишечника намного более «дружелюбен», потому что ферменты желудочной кислоты дезактивируются и значения повышаются при pH от 5,0 до 7,0, достигая 8,0 в толстом кишечнике.
Однако, с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР) можно выделить и амплифицировать представляющие большой интерес генетические области, такие как 16S рибосомная РНК, компонент минорной субъединицы бактериальных рибосом. При анализе стула человека с помощью этих методов мы увидим, что до 76% генетической информации соответствует новым, неописанным видам микробов.
Благодаря исследованиям и неустанной работе, по оценкам, это самые распространенные группы бактерий в нашем кишечнике:
- Фирмикуты (относительное содержание 65%): бациллы. Микроорганизмы рода Lactobacillus наиболее представлены в этом типе.
- Bacteroidetes (относительная численность 23%): грамотрицательные бактерии, очень распространенные в кале теплокровных животных, включая человека.
- Актинобактерии (с численностью 5%): в основном они встречаются в почвах и являются частью циклов разложения органического вещества.
Несмотря на разнообразие кишечной микробиоты у людей в зависимости от возраста, диеты, пола, этнической принадлежности, происхождения, места проживания и многого другого, было зарегистрировано 127 родов бактерий, которые являются универсальными для всех нормальных кишечных трактов. Среди них выделяются Coprococcus, Ruminococcus, Bacteroides, Faecalibacterium, Streptococcus, Blautia и Oscillospira.
Функции микробиоты кишечника
Пищеварение происходит в пищеварительной системе, поэтому естественно думать, что наиболее важной функцией этих микробных сообществ во всех случаях будет усвоение пищи. Отчасти это правда, но у симбиотических бактерий в нашем теле есть функции, выходящие далеко за рамки получения энергии.
Многие из этих микробов способны переваривать сложные углеводы растительного происхождения (например, целлюлозу) и превращать их в короткоцепочечные жирные кислоты, которые могут метаболизироваться в организме человека. По оценкам, 10% энергии, получаемой из рациона, происходит за счет этих процессов, опосредованных симбиотическими бактериями.
С другой стороны, эти микроорганизмы играют важную роль в специализации и запуске иммунной системы. Бактерии, контактирующие с новорожденным, способствуют специализации провоспалительных Т-лимфоцитов. Другими словами, они позволяют иммунной системе начать распознавать, что вредно, а что положительно.
Как видите, количество функций желудочного микробиома выходит далеко за рамки переваривания пищи. Было показано, что эти бактерии взаимодействуют с иммунной системой, активно и пассивно предотвращают инфекции и даже могут способствовать функционированию и развитию неврологической системы.
Микробиота важна для жизни во всех смыслах. Без неё мы не смогли бы должным образом переваривать многие растительные вещества или предотвратить проникновение инфекционных патогенов.