В этой статье расскажем про микробиом и микробиоту: что это такое, чем отличаются и зачем с человеком соседствует столько бактерий.
Спойлер: оказывается, вес, внешний вид, да и здоровье в целом зависят от них.
Содержание
- Микробиом и микробиота: что такое и в чем разница?
- Как бактерии попадают в организм?
- Почему именно кишечник?
- Как кишечная микробиота влияет на здоровье?
- Как помочь кишечной микробиоте?
Микробиом и микробиота: что такое и в чем разница?
Человек, да и все другие живые организмы, — это целые системы, в которые входят не только собственные органы, ткани и клетки, но и многие другие существа: бактерии, грибы, простейшие и даже вирусы. Называется такая система «микробиом».
В понятие микробиом входят также все гены микроорганизмов.
Внутри каждого микробиома есть свои сообщества. Такие микросообщества называют «микробиота». Есть микробиота кишечника, рта, кожи и других органов.
Термины «микробиом» и «микробиота» часто взаимозаменяемы.
Причем каждая мини-экосистема отличается от одной части тела к другой. Так, состав бактерий на пальцах левой и правой ноги будут разными, а численность микроорганизмов на коже лица и, например, в кишечнике отличается в несколько десятков раз.
Микробиота выполняет множество функций: борется с вредными микроорганизмами, помогает перевариванию пищи, производит необходимые организму короткоцепочечные жирные кислоты и витамины.
В зависимости от роли в экосистеме, микроорганизмы, населяющие организм человека, делятся на комменсальных — полезных и условно-патогенных, которые в норме не причиняют вреда, но при определенных условиях (например, при снижении иммунитета) способны привести к заболеваниям.
На слизистой оболочке рта и носа в норме обитает золотистый стафилококк и гемофильная палочка — возбудители опасных инфекций.
Но несмотря на таких разношерстных жителей, вся система находится в балансе: бактерий настолько много и они так хорошо знают свои функции, что мирно сосуществуют вместе друг с другом и человеком в том числе.
Как бактерии попадают в организм?
В каком-то смысле человек получает своих бактерий от родителей. Дело в том, что в утробе матери ребенок находится в практически стерильных условиях, а вот когда проходит родовые пути «цепляет» своих первых микробов.
После ребенок собирает бактерии со всех поверхностей, к которым прикасается: с рук медицинского персонала, постельного белья. Значительную часть бактерий он получает с материнским молоком.
В первые 2—3 года жизни бактерии наиболее интенсивно заселяют тело ребенка, после происходят лишь незначительные изменения.
Состав микробиоты взрослого человека уникален и зависит от комплекса факторов:
- генетика,
- способ родоразрешения,
- пол,
- возраст,
- рост,
- питание,
- сон,
- хронические болезни,
- вредные привычки,
- принимаемые лекарства,
- условия проживания.
Всего тело человека населяют более 10 000 видов микроорганизмов — такова оценка ученых из Проекта «Микробиом человека» (Human Microbiome Project). Совокупный вес микробиоты составляет около 2,5 кг, причём до 2кг находится в кишечнике.
Возможно, вы слышали миф, что количество бактерий в 10 раз превышает количество клеток в теле человека. В организме человека весом 70 килограмм и ростом 170 сантиметров содержится около 30 триллионов клеток и 39 триллионов бактерий кишечника. Хотя отношение не 1:10, число все равно впечатляющее.
Почему именно кишечник?
Влажная, теплая среда кишечника — идеальное место для роста бактерий.
Кроме того, в кишечнике много еды для бактерий, ведь именно туда попадает кашица из полупереваренной пищи.
Микрофлора кишечника здоровых взрослых в основном состоит из шести типов бактерий:
- Firmicutes,
- Proteobacteria,
- Bacteroidetes,
- Actinobacteria,
- Fusobacteria,
- Verrucomicrobia.
Кишечные бактерии составляют важную часть процесса пищеварения. Дело в том, что задача кишечника — впитать максимальное количество полезных веществ из еды. Но некоторые вещества (сложные углеводы) наш организм переварить не может, здесь на помощь и приходят кишечные бактерии.
Сложные углеводы состоят из длинных цепочек молекул сахара, которые ферменты желудочно-кишечного тракта разорвать не в силах. В геноме человека просто нет информации о расщепляющих сложные углеводы соединениях, но гены бактерий кишечника кодируют десятки тысяч таких ферментов (полисахаридных лиаз).
В процессе расщепления сложных углеводов бактерии синтезируют витамины и короткоцепочечные жирные кислоты — главный источник энергии для клеток кишечника.
Как кишечная микробиота влияет на здоровье?
Микробиота кишечника влияет не только на пищеварение, но и на здоровье в целом. Так, уже доказана взаимосвязь между состоянием микробиоты и риском развития сахарного диабета 2 типа, атеросклероза, ожирения, язвенного колита, болезни Крона и многих других патологий.
Ожирение
Ожирение — состояние, при котором количество жировой ткани в теле человека превышает норму. Его оценивают по индексу массы тела или окружности талии.
Признак лишнего веса — ИМТ 25, а ожирения — 30. Проверить свой ИМТ можно с помощью калькулятора. В норме окружность талии у мужчин должна быть не более 94-102см, у женщин — 80-88см.
Главной причиной набора веса и развития ожирения считается избыточное потребление калорий, которые не расходуются организмом, а запасаются в виде жировой ткани.
Есть данные, что диета с высоким содержанием углеводов способствует развитию типа микробиоты, при котором организм получает больше энергии из еды, что повышает риск ожирения и нарушения метаболизма. В этом, вероятно, помогают бактерии Firmicutes.
Firmicutes расщепляют пищевые волокна и добывают из еды больше энергии, чем остальные, что может повышать риск ожирения.
Кроме того, предполагается, что диета с высоким содержанием жира приводит к усиленному распаду микроорганизмов, частицы которых (липополисахариды) попадают в кровь и приводят к хроническому воспалительному процессу, увеличивая таким образом риск ожирения.
Исследование с участием близнецов показало, что менее разнообразный микробиом связан с набором лишнего веса, и наоборот, разнообразный состав бактерий снижает вероятность ожирения.
Ожирение может повышать риск развития метаболического синдрома, атеросклероза, диабета 2 типа, высокого кровяного давления, некоторых видов рака и других заболеваний.
Сахарный диабет 2 типа
Сахарный диабет 2 типа — хроническое заболевание, при котором организм не может справиться с поступающей глюкозой.
В норме, когда глюкоза попадает в кровоток, гормон инсулин переносит ее в клетки, а остатки запасает в виде гликогена. При сахарном диабете 2 типа развивается устойчивость к инсулину: организм перестает на него реагировать и глюкоза не доходит до клеток, а остается в кровотоке.
Избыточное количество глюкозы в крови со временем приводит к повреждению нервов, почек, глаз, высокому кровяному давлению, атеросклерозу и другим болезням сердца и сосудов.
Один из главных факторов развития сахарного диабета 2 типа — ожирение. Предполагается, что клетки брюшного жира высвобождают воспалительные соединения, из-за которых организм становится менее чувствительным к инсулину.
Согласно исследованиям, в микробиоте людей с диабетом 2 типа меньше родов отдела Firmicutes. Этот отдел — главный по переработке клетчатки и производству масляной кислоты. Также в их образцах больше патогенных и условно-патогенных микроорганизмов.
Атеросклероз
Атеросклероз — состояние, при котором в сосудах образуются отложения холестерина, которые препятствуют нормальному поступлению крови к мозгу и сердцу. В результате это может привести к ишемической болезни сердца и инсульту.
Одна из главных причин атеросклероза — диета, богатая насыщенными жирами, из-за которых в крови значительно повышается уровень холестерина и триглицеридов. Микробиота может влиять на уровни этих веществ, а также на содержание метаболита — триметиламин оксида (ТМАО) и таким образом повышать или понижать риск развития атеросклероза.
Два независимых исследования показали связь высоких концентраций ТМАО в плазме крови с развитием сердечной недостаточности, а также сердечно-сосудистых заболеваний в целом.
Исследования на мышах также подтверждают корреляцию высокого уровня ТМАО с развитием патологий сердечно-сосудистой системы.
Отмечается, что микробиота людей с атеросклерозом менее сбалансирована и разнообразна в сравнении со здоровой группой. Еще у них выше представленность патогенных бактерий.
Воспалительные заболевания кишечника
Воспалительные заболевания кишечника (ВЗК) — хронические заболевания желудочно-кишечного тракта, к которым относится болезнь Крона и язвенный колит.
При ВЗК клетки иммунной системы атакуют здоровые ткани кишечника, что приводит к воспалению, кровотечению и образованию язв. Воспалительные заболевания кишечника могут приводить к другим опасным состояниям, например, раку толстой кишки.
Язвенный колит развивается только в кишечнике, а болезнь Крона может проявиться в любом органе желудочно-кишечного тракта.
Бактерии кишечника производят метаболиты, к примеру, короткоцепочечные жирные кислоты, которые участвуют в иммунных реакциях и формировании среды. Согласно исследованиям, образцы кала пациентов с ВЗК содержали меньше масляной кислоты, а микробиота — меньше бактерий, которые ее производят.
Ученые также отмечают, что микробиота людей с ВЗК менее разнообразная в сравнении со здоровой популяцией, а в кишечнике наблюдается избыток желчных кислот, которые участвуют в иммунном ответе организма.
Менее разнообразная микробиота не может производить достаточное количество многих других важных метаболитов. Это одна из причин, почему клетки иммунитета начинают разрушать здоровые ткани организма.
Рассеянный склероз
Рассеянный склероз поражает нервную систему: миелиновая оболочка нейронов головного и спинного мозга разрушается, и они начинают работать неправильно.
Согласно одному исследованию, у пациентов, страдающих рассеянным склерозом, снижено количество бактерий, принадлежащих к родам Bacteroides (B. stercoris, B. coprocola, B. coprophilus), Prevotella, Faecalibacterium, Anaerostipes и Clostridium. А вот роды Bifidobacterium и Streptococcus у таких больных преобладают.
Также известно, что бактерии Clostridium perfringens играют роль в разрушении миелиновой оболочки нейронов. Эти бактерии производят токсины, которые провоцируют микрососудистые осложнения, приводящие к повреждению клеток мозга.
Стресс, микробиота и депрессия
Стресс вызывает выброс гормона кортизола и увеличивает проницаемость кишечника. Из-за этого эндотоксины, которые образуются при распаде бактерий, могут попасть в кровь и вызвать иммунную реакцию. Начинается воспаление, а нервная система реагирует на него в том числе изменением настроения. Так могут появиться симптомы депрессии и тревожности.
Ученые обнаружили, что постоянное воспаление часто сопутствует депрессии и тревожности, а прием противовоспалительных снимает эти симптомы.
Кроме того, психическое состояние влияет на состав микробиоты и может вызвать дисбактериоз. Например, исследования показывают, что у пациентов с депрессией становится значительно больше бактерий типов Bacteroidetes, Proteobacteria и Actinobacteria, а вот представителей рода Faecalibacterium у них наоборот мало, и чем меньше, тем серьезнее симптомы.
Дисбактериоз в свою очередь, ослабляет защитную функцию слизистой кишечника и провоцирует воспаление. А это только усугубляет психическое состояние.
Как помочь кишечной микробиоте?
Для того чтобы микробиота помогала нам, а не усложняла жизнь, важно обеспечить баланс микроорганизмов и их разнообразный видовой состав.
Исследование микробиоты близнецов в возрасте 65 лет и старше показало, что ее состав у близнецов с нормальным и плохим аппетитом различается: чаще всего у людей, чей аппетит хуже, видовое разнообразие микробиоты ниже.
Изменить состав микробиома можно с помощью диеты. Но не всякая диета будет хороша: мы все разные, и желательно подбирать диету с учетом особенностей организма и микробиоты. Для того чтобы определить, какие бактерии преобладают в вашем кишечнике, и какая диета подойдет вам, можно пройти Тест микробиоты.
Исследование долгожителей Китая показало, что у тех, кто прожил дольше 90 лет, было больше полезных микробов, которые перерабатывают клетчатку и задействованы в производстве вторичных желчных кислот, а патогенной микрофлоры — меньше.
Делимся информацией, как заботиться о микробиоте, чтобы оставаться здоровым:
Добавьте клетчатки
Клетчаткой называют сложные углеводы или пищевые волокна, которые не перевариваются организмом, но ферментируются бактериями кишечника.
Согласно результатам крупного мета-анализа, опубликованного в журнале Lancet, диета, богатая волокнами, снижает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, диабета 2 типа, колоректального рака и смертность от разных причин на 13–33%.
Достаточное употребление клетчатки помогает улучшить профиль микробиоты и самочувствие. А если вы хотите получить персональные рекомендации по вашему составу бактерий кишечника — сделать это можно с помощью Теста микробиоты.
Мы анализируем, как много в вашей микробиоте бактерий, которые расщепляют клетчатку. На основе этого и многих других признаков мы составляем отчет и персональные рекомендации по питанию. Все данные пользователя автоматически загружаются в удобный личный кабинет и мобильное приложение.
Также отмечается положительное влияние потребления клетчатки на уровень холестерина и глюкозы в крови. При этом низкогликемическая диета имела более скромные результаты, чем диета богатая клетчаткой.
Британский институт питания рекомендует всем взрослым потреблять не менее 30 грамм клетчатки ежедневно. За раз съесть всю норму практически нереально, а вот разбить её на каждый из приёмов пищи — отличная идея. Так, если вы питаетесь 3 раза в день, то в каждый приём следует добавить 10 грамм клетчатки.
Мы понимаем, что совет употреблять 10 грамм клетчатки выглядит непонятно, поэтому 10 грамм клетчатки — это примерно:
- средний картофель в мундире,
- горсть орехов,
- 10шт кураги,
- стакан (250г) овощных палочек.
ВАЖНО! Добавлять клетчатку в рацион следует постепенно. Если до этого вы не ели овощи и зелень, а теперь решили съесть тазик салата и чечевичный суп, рискуете получить вздутие, боль в животе и повышенное газообразование. Не геройствуйте, лучше добавляйте в каждый приём пищи по одному овощу или фрукту, который вам больше нравится, а со временем увеличивайте «дозу».
Ниже на примере двух рационов показываем, как можно обогатить привычный рацион клетчаткой и таким образом разнообразить питание:
Так, немного изменив привычные рецепты, можно даже превысить норму клетчатки. Это кстати не страшно, если вам комфортно, можете съедать и 50г в день.
Приятный факт: диета с высоким содержанием клетчатки насыщает, так как бактерии стимулируют выработку «гормонов сытости», которые снижают аппетит.
Ешьте ферментированные продукты и пробиотики
Пробиотики — это живые бактерии, которые можно найти в ферментированных продуктах, таких, как кефир. Исследования предполагают, что прием пробиотиков способствует здоровью кишечной флоры и сокращению воспалительных процессов.
Примеры продуктов, содержащих пробиотики:
- йогурт или кефир;
- квашеная капуста и ферментированные овощи;
- мисо, комбуча и темпе (ферментированная соя).
В день рекомендуется съедать хотя бы 1 продукт с пробиотиками.
Спите 7—9 часов
Недостаток сна вреден для здоровья и негативно сказывается на разнообразии кишечных бактерий, правда точные причины такой взаимосвязи пока не найдены. Но, достоверно известно, что недостаток сна увеличивает риск развития ожирения, диабета, сердечно-сосудистых и раковых заболеваний, влияет на психическое состояние, снижает продолжительность жизни.
Сон необходим для восстановления организма и его нормальной работы. Когда мы плохо спим, снижается наша продуктивность, способность к концентрации и обучению, ухудшается память и настроение.
Чтобы улучшить сон, следует:
- отказаться от гаджетов за 1—2 часа до сна,
- поддерживать в спальне температура 18—24С,
- ложиться спать и просыпаться в одно и то же время каждый день,
- снизить количество алкоголя и никотина перед сном, а также отказаться от плотного ужина за пару часов до сна.
Попробуйте полифенолы
Полифенолы входят в состав ряда растений и считаются полезными для здоровья соединениями. А еще они не всегда полностью усваиваются в тонком кишечнике, а значит, поступают в толстый, где служат пищей для микроорганизмов, стимулируя их активность.
Продукты с полифенолами: горький шоколад, черный и зеленый чай, виноград, черника, брокколи.
Сократите употребление сахара и искусственных подсластителей
Сахар снижает разнообразие бактерий в кишечнике и стимулирует рост так называемых «плохих» видов.
Фруктоза и искусственные подсластители ничем не лучше: они увеличивают риск развития метаболических нарушений.
Не увлекайтесь излишней гигиеной
Антибактериальные средства часто содержат триклозан, который негативно влияет на состав микробиоты.
Разницы в эффективности между обычным и антибактериальным мылом — нет. Оба хорошо удаляют загрязнения, и одинаково сокращают риски заболеваний.
Выбирайте мягкое очищающее средство, которое не будет смывать естественную жировую пленку с поверхности кожи.
Учитесь справляться со стрессом
Даже кратковременный стресс негативно отражается на кишечной микробиоте, способствует прогрессированию воспалительных процессов, снижает сопротивляемость организма инфекциям.
Универсального метода борьбы со стрессом нет — ведь каждый организм и мозг уникальны. Но хороший сон, правильное питание и регулярные физические нагрузки — база для сохранения здоровья, которая поможет легче справляться с жизненными трудностями.
Не пейте антибиотики без необходимости
Многие исследователи сравнивают антибиотики с химическим оружием, потому что такие лекарства уничтожают всех живых микроорганизмов, не разбирая их на плохих и хороших. В результате снижается разнообразие микробиоты.
Так, после приема некоторых антибиотиков отдельные виды полезных бактерий не могут восстановиться даже спустя 6 месяцев.
Поэтому не следует принимать антибиотики «на всякий случай» и назначать их себе самостоятельно. Принимать решение о необходимости антибактериальной терапии должен только врач.
Откажитесь от курения
Курение негативно влияет не только на разнообразие кишечной микробиоты, но и в целом подрывает здоровье.
В одной сигарете содержится около 7 тысяч химических соединений. Доказано, что 93 из них несут опасность для здоровья человека. При каждой затяжке твердые частички, которые содержатся в дыме, попадают на поверхность эпителия рта, горла и легких. Организм не может их вывести, поэтому чем больше человек курит, тем больше канцерогенов оседает в тканях.
Исследования показывают, что отказ от курения увеличивает разнообразие в микробном сообществе и ассоциируется с нормализацией сердечного ритма, артериального давления и уровня основного маркера воспаления — С-реактивного белка.
Больше статей о микробиоте в блоге Атласа:
- Как микробиота меняется с возрастом
- Вздутие после еды: в чем причина и что делать
- Что такое дисбактериоз и что с ним делать
