[Микробиом]: невидимый, но такой важный

Существует стереотип, связывающий микробов с болезнями. Когда-то на первых ролях в медицине были психоаналитики. Теперь их место заняли генетики. О микробиологах вспоминают при покупке кефира с бифидобактериями.

Масштаб взаимоотношений человека и микробов довольно легко представить в числах. Сколько клеток в организме человека? Много. А микробов? Нас интересует не конкретное число, а соотношение, чтобы представлять себе масштаб. "Десять клеток микробов против одной клетки человеческого организма," - утверждает Дмитрий Алексеев, заведующий лабораторией биоинформатики НИИ физико-химической медицины ФМБА РФ.

Так ли уж против? Если бы микробов, проживающих в человеке, удалось взвесить, то вышло бы приблизительно два килограмма. И каково их влияние на человека?

Два килограмма — большой вес для организма. Он сопоставим с массой органов (печень, мозг). Ученые утверждают, что микробы влияют не только на здоровье человека. Наши поведение и характер в какой-то мере зависят от этих крошечных созданий!

Этот симбиоз существует на весьма спорных условиях. Бактерии помогают нам переваривать пищу. Мы для бактерий являемся и домом, и средством передвижения, и энергетическим котлом. Но если бы не иммунная система, то наши квартиранты довольно быстро съели бы нас. Дмитрий Алексеев считает, что ошибочно искать причину всех наших заболеваний в микробах. Для непосвященных станет открытием, что микробиота страдает от заболеваний вместе с человеком.

Совокупность генов наших бактерий (микробиом) содержит информацию о состоянии здоровья человека. Используя только метагеномные данные, можно определить ожирение у человека. Вероятность правильности такого диагноза составляет 90 %. С данными о геноме человека вероятность определить у него ожирение приближается к 60 %.

Бактерии быстро размножаются. Они обмениваются генами. Мы едим разные продукты, дышим воздухом, пьем воду. Бактерии быстрее любого нашего органа адаптируются к новым условиям. Эта адаптация и позволяет нам приспособиться к внешней среде и благополучно пережить, например, колебания состава воды.

Стараясь усовершенствовать профилактику заболеваний, специалисты давно следят за влиянием пищи, воды, воздуха на организм. Но за каждым глотком не уследишь! А в микробиоме постепенно накапливается информация об агрессивном воздействии или полезном влиянии среды. Например, по генам микробиоты китайцев можно сделать вывод, что они адаптировались к высокому содержанию тяжелых металлов. Воспользовавшись этими особенностями микробиома, можно сделать его своеобразным тестером. Тогда появляется возможность не просто усовершенствовать, а создать профилактику на совершенно иных принципах, используя возможности природы.

Микробы и... голова?

Влияние микробиоты на пищеварение не оспаривается. Как обстоит дело с воздействием микробов на психику?

Я читала об эксперименте, где ученые сравнивали поведение агрессивных и спокойных мышей. За маркер приняли время, которое потребуется представителям каждой группы, чтобы спрыгнуть с высокого постамента. Затем "агрессивным" мышам пересадили микробиоту "спокойных" мышей. А миролюбиво настроенным грызунам внесли микробиоту их нервных собратьев. Мыши, бывшие раньше агрессивными, стали спокойными. А уравновешенные прежде грызуны стали проявлять воинственность.

Вот те раз. Выходит, наш характер живет у нас в животе? :)

Нервную систему человека условно можно рассматривать как набор проводов, ведущих к различным органам. Человека можно сравнивать не только с живой машиной, но и с реактором, производящим ферменты, желчь и другие вещества. Для управления этими процессами необходима информация о составе веществ, их концентрации, температуре. Выработкой веществ для синтеза дофамина и серотонина (нейромедиаторов) занимается микробиота. А нейромедиаторы управляют работой мозга. Получается, что крошечные бактерии снабжают расходниками организм, чтобы он мог эффективно управлять всеми процессами, происходящими в нем. Это даже не то, что реактор - живой химический завод на ножках.

Микробиоту, проживающую внутри нас, мы рассмотрели. А если исследовать её вне организма человека?

В 2014 году учёные спустились в нью-йоркское метро с довольно интересным экспериментом. Они собирали мазки бактерий на разных станциях. Образцы брали на эскалаторах, ручках и т. д.

Различия в микрофлоре на каждой станции оказались настолько значительны, что можно утверждать: микробы хранят историю метрополитена. Шлейф молочнокислых бактерий поведал о любимых маршрутах разносчиков пиццы. Особые бактерии свидетельствовали о произошедшем несколько лет назад наводнении. По бактериальному «фону» станций можно было безошибочно определить районы, в которых они находятся.

Микробиолог из Принстона Роб Найт утверждает, что состав колоний бактерий коралловых рифов и степей отличается меньше, чем сообществ микроорганизмов в кишечнике у людей. Авторы криминальных сериалов пророчат, что сыщики скоро смогут определять владельца предмета по находящимся на нем бактериям.

Интересно, какова же будет точность такой экспертизы? :)