Микробиом кишечника: постоянные перемены и удивительная стабильность

Обзор в Trends in Microbiology объясняет, как кишечник остаётся здоровым, несмотря на постоянную смену микробных видов.

В кишечнике постоянно происходит обновление: как только одна бактерия покидает его, другая готова разделиться и занять её место. Новый обзор, опубликованный 17 марта, исследует, как кишечник сохраняет здоровье при таком постоянном «плане преемственности». Растущий массив данных указывает, что разные виды микробов выполняют в кишечнике одни и те же функции, обеспечивая стабильность перед лицом постоянных изменений.

Люди и их микробы — часть древних симбиотических отношений. Мы предоставляем кишечным бактериям место для жизни и питательные вещества, а они помогают нам расщеплять пищу и бороться с патогенами. Ежедневные изменения (приём пищи, физические нагрузки) могут привести к гибели части «квартирантов», но эти популяции эволюционировали, чтобы сохранять стабильность, восстанавливаться или заменяться бактериями со схожей функцией.

Однако баланс может нарушаться. С дисбалансом микробиома связывают не менее 50 расстройств. Многие методы лечения (от пробиотиков до трансплантации фекальной микробиоты) основаны на идее, что микробиоту человека можно изменить к лучшему. Проблема в том, что даже при улучшениях от этих терапий эффект часто оказывается недолговечным. Существует некий механизм, возвращающий микробиом организма к базовой точке.

«Вы и я будем иметь разные микробы в наших телах, значит, существуют некие генетические факторы в организме человека-хозяина, которые делают индивидов более восприимчивыми к заселению определёнными бактериями», — говорит соавтор обзора генетик Андрес Мойя (FISABIO-Universitat de València, Испания). — «Мы ещё не понимаем эти различия, и эту область необходимо лучше изучить».

Мойя и его соавтор Мануэль Феррер (Consejo Superior de Investigaciones Científicas, Испания) отмечают, что большая часть исследований сосредоточена на индивидуальных функциях микробов и их разнообразии у разных популяций. Например, известно, что у худых (подвергавшихся лечению антибиотиками) и тучных людей встречаются взаимозаменяемые типы бактерий, связанные с расщеплением сахара или углеводов. Однако мы не знаем, какую роль эти бактерии играют в более крупном микробном сообществе.

Исследователи выступают за изучение человеческой микробиоты как кишечной экосистемы, уделяя больше внимания тому, как различные виды взаимодействуют друг с другом и с нашими собственными клетками. Недавние работы показали масштабный генетический обмен между бактериями кишечника, что указывает на эволюцию у них специализированных ключевых функций. Такой «сверху вниз» подход может помочь понять роль этих бактерий в организме и причины клинических симптомов при дисбиозе.

«Когда мы рождаемся, мы не одиноки. У нас уже есть разные виды бактерий, которые взаимодействуют с нашими человеческими клетками — они не независимы, они не просто пытаются выжить в нашем кишечнике, они формируют нечто вроде сверхорганизма», — говорит Мойя. — «Микробиом, возможно, станет последним изученным органом человека».