Микробиом: характеристика понятия и значение для организма

Микробиом — наиболее обсуждаемых тем в современной науке о здоровье человека. В статье рассмотрено, что такое микробиом, где обитают микроорганизмы, почему они важны для здоровья и какие факторы влияют на состояние этой сложной экосистемы.

Микробиом (micro — «маленький», bios — «жизнь») — это совокупность микробных сообществ, их генетического материала и среды, в которой они обитают и взаимодействуют¹.

Термин «микробиом» нередко используют как синоним слова «микробиота», хотя в научной литературе эти понятия разграничивают. Термин впервые был употреблён в статье 1952 года, посвящённой загрязнению воды стоками из канализации.

Микробиомы сред обитания:

• Микробиомы почв.
• Микробиомы водных экосистем (океанов, морей и рек).

Микробиомы живых организмов:

• Микробиомы растений.
• Микробиомы животных (от морских многоклеточных до людей).

Микробиом человека охватывает микробные сообщества, населяющие различные участки тела: кожу, слизистые оболочки, желудочно-кишечный тракт, дыхательные пути и мочеполовую систему. Микробиом человека разнообразен, и на разных участках тела формируются различные микробные сообщества². По современным оценкам, количество бактериальных клеток в организме человека примерно сопоставимо с количеством его собственных клеток³.

При изучении микробиома особое внимание часто уделяют бактериям, хотя его экосистема включает также грибы, археи и вирусы. Что интересно, не все вирусы вызывают заболевания: некоторые входят в состав нормального вирома человека и взаимодействуют с другими компонентами микробиома. Это подтверждается исследованиями вирома здорового человека⁴. Среди микроорганизмов встречаются симбионты, условно-патогенные и патогенные представители. Многие симбиотические микроорганизмы приносят пользу организму, тогда как условно-патогенные могут не вызывать заболеваний, но при изменении условий способны становиться причиной патологических процессов. Изменения микробиома могут сопровождаться различными нарушениями здоровья, однако не всегда приводят к появлению симптомов. На состав и функции микробиоты можно воздействовать, в частности, с помощью изменений питания и образа жизни.

Несмотря на то что такие понятия, как флора или микрофлора часто используются в литературе, с научной точки зрения употребление этих терминов не вполне корректно, поскольку корень слова «флора» относится к растениям, а «биота» обозначает совокупность организмов, населяющих определённую экосистему». Поэтому, в зависимости от контекста, более точным является «микробиом» или «микробиота».

Чтобы увидеть микроорганизмы, необходим микроскоп. Тем не менее эти невидимые невооружённым глазом обитатели тела играют важную роль в поддержании здоровья.

Роль бактерий в поддержании здоровья:

• участвуют в поддержании защитных функций кожи;
• участвуют в расщеплении пищевых компонентов, в том числе пищевых волокон;
• синтезируют полезные вещества;
• обучают и поддерживают иммунную систему;
• взаимодействуют с нервной системой и могут влиять на риск развития некоторых заболеваний.

Современная микробиология показывает, что бактерии бессмысленно просто делить на «хорошие» и «плохие». Многие микроорганизмы живут в теле годами и становятся проблемой только при нарушении баланса экосистемы, например, после приёма антибиотиков, на фоне стресса, воспаления или изменения рациона. Значение имеет не только то, какие бактерии присутствуют, но и в каком количестве, в каких условиях и как они взаимодействуют друг с другом. Здоровый микробиом сегодня всё чаще рассматривают не как набор «правильных» бактерий, а как устойчивую экосистему, способную сохранять баланс и сдерживать чрезмерный рост отдельных видов.

Микробиом всё чаще сравнивают с экосистемой — лесом, рифом или большим городом, где множество микроорганизмов постоянно взаимодействуют и конкурируют друг с другом. Одной из важных характеристик такой системы считается разнообразие: чем больше видов и связей внутри сообщества, тем устойчивее оно переносит стресс, инфекции, изменения питания и другие внешние воздействия. Однако это не универсальное правило, так как многое зависит от биотопа. Например, для здоровой вагинальной микробиоты часто характерно преобладание лактобактерий и сравнительно низкое видовое разнообразие.

На микробиом влияет множество факторов:

• качество питания;
• количество клетчатки;
• количество простых углеводов;
• баланс сна и бодрствования;
• стресс-факторы;
• физическая активность;
• инфекционные заболевания;
• острые воспалительные процессы;
• вялотекущие воспалительные процессы (в том числе связанные с ожирением);
• лекарственные препараты, особенно антибиотики;
• воздействие токсичных веществ, включая алкоголь;
• изменения окружающей среды и адаптация к новым условиям;
• состояние желудочно-кишечного тракта и общее состояние здоровья.

При этом микробиом не является чем-то статичным: его состав постоянно меняется под воздействием различных факторов образа жизни. Одним из способов поддержания разнообразия кишечной микробиоты является включение в рацион ферментированных продуктов. Однако их влияние зависит от состава продукта и особенностей питания человека.

За последние годы исследования микробиома показали его связь с пищеварением, иммунитетом, обменом веществ и даже работой нервной системы. Однако эта область всё ещё остаётся молодой и сложной: учёные пока не могут точно определить, каким должен быть оптимальный состав здорового микробиома и какие изменения являются причиной заболеваний, а какие — их следствием. При этом учёные продолжают изучать отдельные виды и штаммы бактерий, а также их влияние на организм человека.

Проводятся многочисленные исследования, направленные на преодоление устойчивости бактерий к антибиотикам и разработку методов воздействия на бактериальные биоплёнки. Вокруг микробиома существует не только много перспективных открытий, но и немало преувеличений. Особенно это касается пробиотиков и необоснованных обещаний быстро восстановить кишечную микробиоту с помощью таких добавок. Пробиотики могут быть лишь частью комплексного подхода в оздоровлении, и применять их необходимо грамотно.