Микробиом — невидимый дирижер организма

«Болезнь легче предупредить, чем лечить» — эти слова приписывают самому Гиппократу. По прошествии веков их важность только возросла. Никогда раньше человек не жил в среднем так долго, как сейчас, и не подвергался такому количеству болезней из-за своего образа жизни.

С другой стороны, знания о строении тела и здоровье, к которым мы имеем доступ сегодня, позволяют не только бороться с уже возникшими недугами, но и предотвращать их появление. Этим занимается превентивная медицина. Одна из ее главных задач — обнаружить предрасполагающие к болезням состояния, индивидуальные особенности и риски. Это та область медицины, где не обязательно иметь жалобы на здоровье, чтобы обратиться к специалисту. Достаточно лишь желания жить полноценно, гармонично и долго. 

Главная задача врача здесь — после обследования помочь человеку выстроить тот образ жизни, который это обеспечивает¹. Оказалось, что такой подход должен учитывать не только физиологию, биохимию и генетику самого человека, но и триллионов его микроскопических «соседей» ^2, 3.

Что такое микробиом?

Наше тело уникально не только как высокоразвитый организм, все части которого работают сообща, поддерживая стабильное состояние внутренней среды и постоянно обновляясь. Каждый человек служит домом для целого сообщества симбиотических микроорганизмов: бактерий, вирусов, грибов, архей. Всех вместе их (за исключением вирусов) называют микробиотой, а совокупность всех их генов — микробиомом. Часто в литературе эти понятия используют как взаимозаменяемые. Ученые рассматривают микробиом фактически как наш второй набор генов, который находится в тесной взаимосвязи с человеком и играет важнейшую роль в состоянии здоровья³. 

К слову, микробных генов, кодирующих белки, в 300 раз больше, чем человеческих⁴.

Долгое время присутствие микробиоты оставалось незаметным и недоказанным. Однако уже столетие назад выдающиеся медицинские умы задумывались о том, все ли процессы и болезни можно объяснить с точки зрения только человеческой физиологии. Например, лауреат Нобелевской премии Илья Мечников активно интересовался тем, какую роль в сохранении здоровья играют микроорганизмы, живущие в кишечнике человека. Он даже предлагал использовать болгарский йогурт — источник лактобактерий, чтобы защитить толстую кишку от заселения патогенными микробами⁵.

Среди всех микробных сообществ нашего организма микробиота кишечника имеет особое значение. Сегодня, благодаря науке, мы знаем о тонком влиянии кишечного микробиома не только на органы пищеварения. Микробиом как профессиональный дирижер руководит работой эндокринной, нервной, иммунной систем, а также заметно влияет на наше поведение и настроение^{3, 6}.

Бактерий в нас больше, чем нас самих?

Микробиота каждого человека неповторима. До сих пор нельзя точно сказать, какой ее состав является абсолютной нормой. Каждого человека населяют более 10 000 видов микроорганизмов. Их представительство настолько велико, что количество микробных клеток в нашем теле больше, чем человеческих^6, 7.

Микроорганизмы живут на коже, в органах дыхания, мочеполовом и пищеварительном тракте. Они присутствуют в слюне, на слизистой оболочке глаза, даже в кислой среде желудка. Разные микробы предпочитают разные условия для жизни: влажность, pH, температуру, наличие кислорода и питательных веществ. Поэтому видовой состав обитателей, например, кожи сильно отличается от состава обитателей кишечника³.

Где живут наши бактерии?

Бактерии — помощники и защитники

Остановимся подробнее на том, что полезного делает для нас самое многочисленное бактериальное сообщество человеческого организма — кишечное:

Обитатели кишечника помогают переваривать сложные углеводы, помогают моторике, процессам пищеварения и всасывания нутриентов^11,12,13.

Кроме этих достаточно логичных фактов в последние десятилетия были раскрыты механизмы, с помощью которых кишечный микробиом влияет на наше поведение, настроение и даже умственные способности¹².

Ось кишечник-микробиота-мозг

Одно из самых интересных открытий последних лет — взаимосвязь кишечника и основного «командного пункта» человеческого тела, центральной нервной системы.

Мозг управляет всеми процессами в организме. Одновременно существуют линии связи, по которым другие органы передают сигналы в мозг и влияют на импульсы, которые в нем возникают. В случае с кишечником это — блуждающий нерв, иммунная и эндокринная системы. 

В процессе своей жизнедеятельности бактерии секретируют различные вещества — метаболиты. Молекулы метаболитов могут активировать нервные окончания в кишечной стенке или напрямую воздействовать на мозг, попадая в него с кровотоком через гематоэнцефалический барьер. 

Бактерии вырабатывают норадреналин, серотонин, дофамин, ГАМК и другие нейромедиаторы. Именно эти вещества отвечают за наше настроение, память, мотивацию, аппетит, реакции организма на стресс. Получается, что причины плохого самочувствия могут скрываться в том числе и в содержимом кишечника^6,13,14.

Что влияет на микробиом?

Состав бактериальных сообществ начинает формироваться еще внутриутробно, до нашего рождения. На протяжении всей жизни он так же динамически меняется, как и само тело человека. Какие факторы на это влияют?

Наш организм обладает огромными способностями к восстановлению и саморегуляции, поэтому чаще всего незначительные отклонения в составе микробиоты нормализуются сами по себе. Но иногда количественные и качественные изменения настолько велики, что запускают нарушения в организме и приводят к развитию болезней. Такое состояние называют дисбиозом. Избыточный рост условно-патогенных микроорганизмов меняет внутреннюю среду кишечника и вызывает воспаление в его стенке. Это может привести к выработке нерегулируемых метаболитов, которые потенциально вредны для человека. В то же время снижение количества «полезных» микробов ведет к недостатку тех кислот и витаминов, которые организму нужны¹⁶.

С дисбиозом кишечника могут быть связаны различные заболевания:

Кроме этого, выяснилось, что такое, казалось бы, далекое от физиологии кишечника состояние, как депрессия, чаще возникает при нарушении соотношения бактероиды/фирмикуты в микробиоме¹⁹.

Как от бактерий зависят умственные способности, старение и долголетие?

Установлено, что баланс между основными представителями микробиоты кишечника способствует здоровью и долголетию. Снижение разнообразия микроорганизмов связано с ухудшением умственных способностей, особенно в пожилом возрасте.

При обследовании здоровых долгожителей, людей старше 90 лет, ученые обнаружили, что в их кишечнике присутствует много различных типов бактерий, отвечающих за иммунитет и метаболизм. Например, таких, которые обладают способностью подавлять воспаление: Verrucomicrobia, Akkermansiia, Bifidobacterium. 

Данные последних исследований говорят также о существовании сложной взаимосвязи между микробиомом кишечника, клеточным старением и здоровьем кожи. Этот вопрос продолжают активно изучать. Возможно, в ближайшем будущем мы узнаем о новых стратегиях борьбы со старением и возрастным снижением качества жизни^8, 20.