Невидимая экосистема: в Пермском Политехе рассказали, как полезные бактерии управляют нашим здоровьем

Наше тело — дом для миллионов бактерий, и вопреки распространенному мнению, большинство из них не вредители, а верные союзники. Лариса Волкова, профессор кафедры окружающей среды Пермского Политеха, доктор медицинских наук раскрыла суть микробиома и его защитные функции, рассказала о влиянии бактерий на здоровье полости рта и кишечника, объяснила, какие микроорганизмы помогают коже бороться с акне, а также поделилась информацией о диете, способствующей долголетию.

Космос внутри: что такое микробиом и зачем нам триллионы бактерий

Микробиом — это обширное сообщество микроорганизмов, которые, заселяют как
внутренние, так и внешние поверхности человеческого тела. Их можно обнаружить
повсюду: в ротовой полости, кишечнике, на коже и даже на глазах. Этот сложный
мир включает в себя грибы, эубактерии, археи и вирусы. Поразительно, но общее
количество клеток, составляющих микробиоту, превышает десять триллионов, что
более чем в сто раз превышает количество собственных клеток организма.

— Это невидимый мир триллионов микроорганизмов, без которого наше тело просто
не смогло бы функционировать. Он защищает нас от опасных бактерий, помогает
переваривать пищу и получать из нее витамины, регулирует обмен веществ и даже
влияет на вес. Микробиом «обучает» нашу иммунную систему, снижая риск аллергий,
а также производит вещества, которые воздействуют на мозг, например, серотонин,
отвечающий за хорошее настроение, — рассказывает Лариса Волкова, профессор
кафедры окружающей среды Пермского Политеха, доктор медицинских наук.

Фактически, это наш второй геном — сложная экосистема, от которой зависит и
физическое, и даже психическое здоровье.

Состав и разнообразие микробиома меняются на протяжении всей жизни. У
младенцев, находящихся на грудном вскармливании, преобладают бифидобактерии,
которые выполняют защитную функцию. Во взрослом возрасте наблюдается
максимальное микробное разнообразие. Однако с возрастом количество полезных
бактерий (бифидобактерий) снижается, а количество протеобактерий растет, что
приводит к возрастному дисбиозу, который, в свою очередь, вызывает общее
ослабление иммунитета.

Интересно отметить, что у долгожителей (старше 100 лет) часто сохраняется
более разнообразный микробиом, подобный микрофлоре молодых людей.

Как бактерии общаются и завоевывают пространство

Эти микроскопические одноклеточные организмы — настоящие мастера выживания.
Они процветают в кипящих источниках и полярных льдах, в глубинах океанов и в
каждой горсти почвы, на поверхности и внутри всех живых существ.

— Бактерии используют для общения друг с другом разнообразные химические
сигналы. Удивительно, но последние исследования обнаружили, что микроорганизмы
также используют электрические сигналы, которые очень похожи на импульсы в
нервных клетках, распространяющиеся в мозге человека и животных, — говорит
ученая.

Размножаются эти невидимые труженики простым бинарным делением. Одна клетка
делится на две абсолютно идентичные, запуская экспоненциальный рост колоний. Эта
природная «технология» позволяет бактериям осваивать новые территории с
поразительной скоростью.

Микробиом рта: как бактерии влияют на зубы

В ротовой полости обитает сложный и разнообразный микробиом — целая
экосистема, включающая сотни видов бактерий, грибов, вирусов и простейших.

— Среди наиболее часто встречающихся бактерий: актиномицеты, способные
провоцировать кариес; стрептококки, некоторые виды которых участвуют в
образовании зубного налета; фузобактерии, ассоциированные с заболеваниями десен;
и порфиромонас джингивалис — патоген, связанный с пародонтитом. Микробиом влияет
на здоровье полости рта следующим образом: некоторые бактерии, перерабатывая
сахар, вырабатывают кислоты, разрушающие эмаль и вызывающие кариес. Другие
способствуют отложению зубного налета и камня. Патогенные микроорганизмы могут
вызывать гингивит и пародонтит, приводя к повреждению тканей, удерживающих зубы.
В то же время сбалансированная экосистема конкурирует с вредными патогенами,
предотвращая их размножение и возникновение инфекций, — говорит эксперт
Пермского Политеха.

Для защиты зубов и десен важно поддерживать гигиену полости рта и избегать
злоупотребления антибиотиками и агрессивными ополаскивателями.

Полезные бактерии кожи: естественный барьер против патогенов

Бактерии, живущие на нашей коже, играют важную роль в защите от инфекций. Они
формируют так называемый кожный микробиом, который действует как первая линия
обороны против патогенных микроорганизмов.
— Защитные клетки кожи активно препятствуют колонизации и размножению
вредоносных микроорганизмов. Так, эпидермальный стафилококк, один из самых
распространенных обитателей покрова, вносит существенный вклад в поддержание
здоровья и предотвращение инфекций. Некоторые бактерии даже участвуют в
преобразовании кожного сала в свободные жирные кислоты, которые эффективно
подавляют рост грибков и бактерий, — сообщает Лариса Волкова, профессор кафедры
окружающей среды Пермского Политеха, доктор медицинских наук.

Этот хрупкий баланс легко нарушить. Чрезмерное увлечение агрессивными моющими
средствами и антисептиками, применение антибиотиков (как перорально, так и
местно), кожные заболевания, такие как экзема, а также стресс могут ослабить
кожный микробиом, снижая его способность защищать нас.

Частота мытья волос индивидуальна. Сухие волосы лучше мыть не чаще двух раз в
неделю, чтобы избежать пересушивания. Жирные волосы требуют более частого
очищения — минимум три раза в неделю. Важно помнить, что неподходящее средство,
используемое регулярно, может повредить защитный барьер кожи головы, нарушить
микробиом, спровоцировать активацию грибков Malassezia и вызвать перхоть.

Кишечная микрофлора: невидимые защитники вашего организма

В кишечнике происходит настоящий «бум» микроорганизмов. В норме в верхних
отделах тонкой кишки преобладают грамположительные аэробные бактерии (примерно
10 000 — 100 000 штук в одном грамме). По мере продвижения к толстому кишечнику
их численность резко возрастает до 10–100 миллионов в грамме, а состав меняется
на грамотрицательные энтеробактерии и анаэробы. В толстой кишке обитает до 10
триллионов бактерий на грамм содержимого.

— Кишечный микробиом (например, кишечная палочка и бифидобактерии) выполняет
несколько жизненно важных функций: сдерживает рост патогенных микроорганизмов,
укрепляет барьерную реакцию кишечника, улучшает всасывание полезных веществ и
оптимизирует обмен веществ. Новейшие исследования также демонстрируют его
влияние на развитие и функционирование иммунной системы. Микробиом генерирует
каскад сигналов, направляя их либо на борьбу с угрозами, либо для поддержания
общего баланса иммунной системы, — объясняет Лариса Волкова.

Нерациональное использование антибиотиков приводит к гибели полезной
микрофлоры, что отрицательно сказывается на общем состоянии здоровья. По словам
ученой, многие хронические заболевания, например, ожирение, воспалительные
заболевания кишечника, сахарный диабет, метаболический синдром, атеросклероз,
неалкогольная болезнь печени и даже цирроз и гепатоцеллюлярная карцинома,
ассоциированы с развитием дисбаланса в составе микробиоты ЖКТ.

Еда для микробов: как ваш рацион меняет население кишечника

Состав микробиома кишечника тесно связан с диетой. Продукты, которые мы едим,
служат питательной средой для различных видов бактерий, определяя их рост и
преобладание.

Примером значительного влияния диеты на микрофлору служит «западная диета»,
типичная для экономически развитых стран Европы и Северной Америки. Ее
отличительные черты — избыток жиров, рафинированных углеводов и животных белков,
а также крайне низкое содержание растительных волокон. Этот тип питания
ассоциируется с уменьшением разнообразия микробиоты, увеличением популяции
бактерий рода Bacteroides и сокращением Prevotella, что может привести к частым
аллергиям, склонности к хроническим воспалениям.

— В то же время в развивающихся странах с низким уровнем жизни, особенно в
сельской местности, рацион питания, напротив, богат растительными волокнами и
сложными углеводами за счет обилия свежих овощей, фруктов и цельнозерновых
продуктов. Микробиота толстой кишки жителей этих регионов характеризуется
большим разнообразием бактерий (Prevotella, Succinivibrio, Treponema), способных
ферментировать полисахариды и вырабатывать короткоцепочечные жирные кислоты,
полезные для здоровья кишечника, — сообщает Лариса Волкова, профессор кафедры
окружающей среды Пермского Политеха, доктор медицинских наук.

Питание, богатое клетчаткой (овощи, фрукты, цельнозерновые продукты,
бобовые), способствует росту полезных бактерий, таких как бифидобактерии и
лактобактерии. Клетчатка ферментируется этими бактериями с образованием
короткоцепочечных жирных кислот, например, бутирата, ацетата и пропионата,
которые оказывают противовоспалительное действие, укрепляют кишечный барьер и
служат источником энергии для клеток кишечника. Продукты, содержащие пребиотики
(лук, чеснок, артишоки), также стимулируют рост полезных бактерий.