Микрофло́ра челове́ка (от греч. mikros — малый и flora — совокупность растений; также микробио́та, микробио́м) — это совокупность микроорганизмов (бактерий, архей, грибов, вирусов и простейших), обитающих в симбиозе с организмом человека. Согласно современным представлениям, микробиота рассматривается как самостоятельный «орган», выполняющий ключевые регуляторные и метаболические функции. Количество микробных клеток в теле человека примерно равно количеству собственных клеток хозяина, а их генетический потенциал (метагеном) в сотни раз превосходит возможности человеческого генома .
Микрофлора человека представляет собой одну из самых сложных и важных экосистем, изучение которой кардинально изменило представления о здоровье и болезнях. Это — высокоинтегрированная и динамичная система, без которой невозможно нормальное функционирование организма. Поддержание ее разнообразия и стабильности через рациональное питание, разумное использование лекарств и здоровый образ жизни является важнейшим условием сохранения здоровья и профилактики заболеваний.
Впервые микроорганизмы ротовой полости наблюдал под сконструированным им микроскопом Антони ван Левенгук в XVII веке, однако долгое время их роль оставалась неизвестной. В начале XX века русский биолог Илья Ильич Мечников выдвинул гипотезу о том, что старение организма связано с интоксикацией продуктами гнилостных бактерий кишечника, и предложил обогащать рацион молочнокислыми продуктами для подавления вредной микрофлоры .
Термин «микробиом» в современном понимании ввел нобелевский лауреат Джошуа Ледерберг. На рубеже XX—XXI веков, благодаря развитию методов молекулярной генетики (секвенирования 16S рРНК), стало ясно, что микробиота представляет собой сложнейшее сообщество, а не просто набор отдельных видов . В современной науке термины «микрофлора» и «микробиота» часто используются как синонимы, хотя строго «флора» подразумевает растительное происхождение, что неверно по отношению к бактериям.
Микробиота человека индивидуальна, как отпечатки пальцев, и формируется с момента рождения. Первое заселение происходит при прохождении через родовые пути матери и во время грудного вскармливания, а стабильный состав устанавливается к 2–3 годам жизни . Основная масса микроорганизмов сосредоточена в желудочно-кишечном тракте (ЖКТ), однако они присутствуют во всех органах, контактирующих с внешней средой, и, по последним данным, даже в тканях, ранее считавшихся стерильными .
Современные исследования развеяли долгое время существовавший миф, о том, что бактерий в нашем теле в 10 раз больше, чем собственных клеток. Что же имеется на самом деле:.
- Клетки и бактерии. В теле «эталонного» человека (вес 70 кг) насчитывается примерно 30 триллионов собственных клеток и около 39 триллионов бактерий. Таким образом, соотношение составляет примерно 1,3 : 1, то есть бактерий лишь немногим больше, чем наших клеток, а не в разы .
- Генетическое превосходство. Если по количеству клеток разница невелика, то в генетическом плане микробиота доминирует полностью. В геноме человека около 23 тысяч генов. В микробиоме же содержится более 10 миллионов генов, что дает нам колоссальные метаболические возможности, которых у нас самих нет .
- Масса. Вся эта микроскопическая экосистема имеет вполне ощутимый вес. В кишечнике взрослого человека общая масса микроорганизмов может достигать до 3 кг .
Основные биотопы (места обитания) микробиоты человека включают:
Разные части нашего тела создают уникальные условия для жизни микроорганизмов:.
- Желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) содержит наибольшее количество микроорганизмов.
- Желудок. Ранее считался стерильным из-за кислой среды, однако в нем обнаружена особая микробиота, включая Helicobacter pylori.
- Тонкая кишка. Содержит умеренное количество бактерий (в основном лактобациллы и энтерококки). Их концентрация составляет от 1 тысячи до 100 миллионов на миллилитр .
- Толстая кишка. Основное место обитания микроорганизмов. Подавляющее большинство бактерий живет именно здесь — более 400 видов, преимущественно анаэробов: Bifidobacterium, Bacteroides, Clostridium, Eubacterium, Peptostreptococcus и др. Общая масса микробиоты толстой кишки может достигать 1,5–2 кг, а их концентрация колоссальна — около 100 миллиардов на миллилитр содержимого.
- Тонкая кишка. Содержит умеренное количество бактерий (в основном лактобациллы и энтерококки). Их концентрация составляет от 1 тысячи до 100 миллионов на миллилитр .
- Толстая кишка. Основное место обитания микроорганизмов. Подавляющее большинство бактерий живет именно здесь — более 400 видов, преимущественно анаэробов: Bifidobacterium, Bacteroides, Clostridium, Eubacterium, Peptostreptococcus и др. Общая масса микробиоты толстой кишки может достигать 1,5–2 кг, а их концентрация колоссальна — около 100 миллиардов на миллилитр содержимого.
- Ротовая полость. Вторая по разнообразию экосистема после кишечника. Содержит сотни видов бактерий (Streptococcus, Actinomyces, Veillonella, Lactobacillus), грибы рода Candida, а также вирусы и простейшие. Концентрация бактерий в слюне может достигать 100 миллиардов на миллилитр, а зубной налет — один из самых густонаселенных уголков. Состав слюны и микрофлоры определяет здоровье зубов и слизистых оболочек.
- Кожа. Микроорганизмы заселяют эпидермис, сальные и потовые железы. Состав варьируется в зависимости от участка тела (влажные или сухие зоны). Доминируют стафилококки, коринебактерии, пропионибактерии и грибы. На каждом квадратном сантиметре кожи живет в среднем менее 10 миллионов бактерий. Микробиота кожи защищает от патогенов и участвует в формировании местного иммунитета.
- Мочеполовая система. Влагалище женщин имеет уникальную микрофлору, основу которой составляют лактобациллы, поддерживающие кислую среду. В норме внутренние отделы матки и мочевой пузырь могут содержать небольшое количество микроорганизмов, хотя долгое время считались стерильными.
Ученые выяснили, что микробиота — это не только бактерии, но и другие формы жизни, и их невероятно много.
По последним данным, микробиота человека включает более 10 000 различных видов микроорганизмов. Основная масса представлена бактериями, но также в кишечнике обитает около 1 200 видов вирусов (бактериофагов), роль которых только начинает изучаться .
Что касается бактериального разнообразия, то на видовом и штаммовом уровне разброс огромен. Количество видов бактерий у разных людей может колебаться от 2,5 до 10 тысяч, а количество штаммов — до 70 тысяч .
Науке пока известно далеко не всё о разнообразии бактерий, живущих в организме человека. Около 700-1000 видов бактерий, живущих в нас, ученые могут культивировать в лаборатории. Огромное количество микроорганизмов пока не поддается выращиванию вне организма человека, что затрудняет их изучение .
Недавние масштабные исследования, объединившие данные из разных стран, позволили обнаружить около 46 миллионов бактериальных генов (24 млн — в полости рта, 22 млн — в кишечнике). Примерно половина обнаруженных микроорганизмов ранее была неизвестна науке.
Нормальная микробиота выполняет широкий спектр функций, жизненно важных для макроорганизма:
- Колонизационная резистентность. Защита от патогенных микроорганизмов. Нормофлора конкурирует с «чужаками» за питательные вещества и рецепторы для прикрепления, а также вырабатывает антибиотикоподобные вещества (микроцины), органические кислоты и перекись водорода, подавляющие рост патогенов.
- Пищеварительная функция. Участие в расщеплении клетчатки, белков, жиров и углеводов, которые не перевариваются ферментами человека. В результате ферментации образуются короткоцепочечные жирные кислоты (бутират, пропионат), служащие источником энергии для клеток кишечника.
- Метаболическая и синтетическая функция. Микроорганизмы синтезируют витамины (группы В, К, никотиновую, фолиевую кислоты), аминокислоты, ферменты и гормоноподобные вещества.
- Иммуномодулирующая функция. Микробиота является ключевым стимулятором развития и функционирования иммунной системы. Она тренирует иммунные клетки, способствуя различению «своего» и «чужого». Нарушение микробиоценоза ведет к сбоям в иммунном ответе и развитию аллергий.
- Детоксикационная и антиканцерогенная функция. Микроорганизмы способны нейтрализовывать токсины, канцерогены и аллергены, поступающие с пищей или образующиеся в организме.
Изменение качественного и/или количественного состава микробиоты называется дисбиозом (или дисбактериозом). Это состояние не является самостоятельной болезнью, но рассматривается как синдром, сопровождающий различные заболевания и провоцирующий их развитие.
Причины дисбиоза:
- Прием антибиотиков и других антибактериальных препаратов.
- Погрешности в диете (дефицит клетчатки, избыток сахара и рафинированных продуктов) .
- Стресс и неблагоприятная экология.
- Хронические заболевания ЖКТ, иммунодефициты.
Последствия дисбиоза:
Дисбиоз ассоциирован с широким спектром патологий: воспалительными заболеваниями кишечника, ожирением, сахарным диабетом 2 типа, аллергическими и аутоиммунными болезнями, патологиями сердечно-сосудистой системы и даже некоторыми нейродегенеративными расстройствами . Например, нарушение микрофлоры кишечника может проявляться на коже в виде акне, экземы или розацеа, так как кожа является «зеркалом» внутренних процессов.
Дисбиоз ассоциирован с широким спектром патологий: воспалительными заболеваниями кишечника, ожирением, сахарным диабетом 2 типа, аллергическими и аутоиммунными болезнями, патологиями сердечно-сосудистой системы и даже некоторыми нейродегенеративными расстройствами . Например, нарушение микрофлоры кишечника может проявляться на коже в виде акне, экземы или розацеа, так как кожа является «зеркалом» внутренних процессов.
Методы коррекции
Для восстановления здорового баланса микробиоты применяются:
Для восстановления здорового баланса микробиоты применяются:
- Пробиотики — живые микроорганизмы (например, Lactobacillus, Bifidobacterium), полезные для человека.
- Пребиотики — вещества (клетчатка, олигосахариды), служащие пищей для полезных бактерий и стимулирующие их рост.
- Синбиотики — комбинированные препараты, содержащие как пробиотики, так и пребиотики.
- Трансплантация фекальной микробиоты — метод пересадки донорского микробиома для восстановления нарушенной экосистемы кишечника, применяемый при тяжелых формах дисбиоза.
- Каштанова Д. Микробиота – организм в организме //«Возраст Онлайн» Портал о том, как не бояться старости
- Все о микрофлоре //Bifiform.
- Бондаренко В.М., Грачева Н.М. Пробиотики, пребиотики и синбиотики в терапии и профилактике кишечных дисбактериозов // Фарматека. — 2003. — №7.
- Ложкина А.Н., Примак Т.Д., Соловьева Т.Л. Микрофлора тела человека: учебное пособие / Под ред. Т.Д. Примак. — Чита: РИЦ ЧГМА, 2022.
- Богадельников И. В., Мужецкая Н. И., Вяльцева Ю. В. Микробиота — невидимый орган человеческого организма //Здоровье ребёнка. — 2011. — № 8.
- Клабуков И.Д., Люндуп А.В., Дюжева Т.Г., Тяхт А.В. Билиарная микробиота и заболевания желчных путей //Вестник Российской академии медицинских наук. — 2017. — Т. 72, № 3
- Степанова Т.Ю., Тимофеева А.В. Микробиом ротовой полости человека //Современные проблемы науки и образования. — 2016. — № 5
- Джуан, С. Странности нашего тела. Занимательная анатомия: Пер. с англ. А. А. Давыдовой = Dr. Stephen Juan. The Essential Odd Body. — М.: РИПОЛ классик, 2008.
- Кирилл Стасевич. Микробы для здоровья // Наука и жизнь. — 2018. — № 9.