Невидимая экосистема: 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.