Микробиота кишечника, представляющая собой целую коллекцию бактерий, населяющих толстую кишку человека, долгое время оставалась практически неизученной. Однако недавние открытия ученых расставили все точки над “и”. Сегодня микробиота получила статус “нового” органа, роль которого в организме человека нельзя недооценить.
Загадочные обитатели нашего кишечника: откуда берутся бактерии?
Бактерии, невидимые глазу, сопровождают нас повсюду, идеально адаптируясь к нашим телам. Они наслаждаются теплом и влажностью нашего внутреннего мира. Причем, подавляющее большинство этих микроорганизмов обитает именно во рту и кишечнике. Самое удивительное, что наши “микронные” спутники начинают заселять нас, когда мы еще пребываем в утробе матери.
Да, в прошлом предполагалось, что плацента и околоплодные воды – абсолютно стерильная среда. Однако современные исследования эту версию опровергают. Механизмы, благодаря которым бактерии проникают в плаценту, пока что остаются не до конца понятными. Но уже сейчас ученые предполагают, что на этот процесс влияют микрофлора влагалища, бактерии ротовой полости, попадающие в кровь, а также микробиота кишечника.
Наиболее активное “заселение” кишечника бактериями происходит на рубежах больших изменений в нашей жизни – во время родов, в период грудного вскармливания и когда ребенок переходит на твердую пищу. По мере взросления, к 1,5-3 годам, в нашем организме формируется уникальный профиль микробиоты, включающий более 1000 различных видов бактерий. Кесарево сечение, применение антибиотиков, дисбаланс бактерий в кишечнике матери, преждевременные роды, отказ от грудного вскармливания – все это может оказать негативное влияние на формирование микробиоты. Но несмотря на все трудности, микробиота продолжает свою работу, усиленно участвуя в поддержании нашего здоровья.
Кишечник – неизведанная территория для многих
Почему же так много внимания уделяется именно кишечнику? Ответ прост: его задача – максимально эффективно абсорбировать все полезные вещества из пищи, и для этого он обладает огромной поверхностью. Структура кишечника напоминает плотно сплетенные складки, покрытые тысячами микроскопических отростков, что придает ему схожесть с бархатом.
Сама поверхность кишечника защищена слоем муцина, слизистого вещества, которое предохраняет клетки кишечника от вредоносных микроорганизмов. При этом муцин постоянно обновляется, поскольку его часть уносится вместе с фекальными массами.
Такое сочетание влажной, теплой среды с множеством складок и отростков делает кишечник прекрасным местом для обитания бактерий. Скорее всего, вы слышали утверждение о том, что количество бактерий в организме человека в десять раз превышает число его клеток. В действительности, в организме среднестатистического человека весом 70 кг и ростом 170 см насчитывается около 30 триллионов клеток и 39 триллионов бактерий кишечника. Хотя пропорции не 1:10, эти цифры все равно поражают воображение.
Бактерии и их роль в нашем организме
Пищеварительная система человека организована таким образом, что она разлагает всю пищу на простые молекулы для дальнейшего всасывания клетками и попадания в кровь. Однако, есть вещества, которые человеческий организм переварить не способен – это сложные углеводы.
Эти углеводы состоят из длинных цепей сахара, которые не поддаются расщеплению нашим желудочно-кишечным трактом. В нашем геноме просто нет информации о соединениях, способных разложить эти сложные углеводы. Однако, гены бактерий кишечника содержат коды десятков тысяч ферментов (полисахаридных лиаз), способных сделать это.
Но почему нам нужны эти сложные углеводы, если даже наша ДНК не знает, что с ними делать? Ответ в том, что в процессе разложения сложных углеводов бактерии производят витамины и короткоцепочечные жирные кислоты, которые являются основным источником энергии для клеток кишечника.
Человек и бактерии: симбиотический союз
Сотрудничество между человеком и бактериями несомненно выгодно для обеих сторон: мы предоставляем им питание, а взамен они заботятся о нашем здоровье.
Еще одно преимущество этого союза в том, что генетический материал бактерий намного более гибкий. Благодаря этому, эти микроорганизмы способны быстро адаптироваться к изменениям в окружающей среде, в отличие от человека. Живой пример этого, хотя и нежелательный для нас, – растущая устойчивость бактерий к антибиотикам, что становится все более распространенным явлением.
Взаимодействие микробиоты
Мы уже отмечали, что бактерии кишечника помогают нам усваивать клетчатку, а также производят короткоцепочечные жирные кислоты и витамины. Возможно, кажется, что все эти функции выполняет каждая бактерия, но это не так.
Микробиота – это целая экосистема со своими законами и правилами, которую можно сравнить с городом, где каждый житель выполняет свою роль. Некоторые бактерии работают на благо всего “города”, контролируя патогенные микроорганизмы, чтобы предотвратить нарушения и беспорядки. Другие бактерии – “нейтральные граждане”: они не приносят прямой пользы, но и не создают проблем. Наконец, третья группа бактерий постоянно “замышляет переворот”, стремясь захватить контроль над “городом”. Какой из этих трех типов будет преобладать, во многом зависит от нашего рациона.
Сложные углеводы служат питанием для “законопослушных” бактерий, которые заботятся о “городе”. Впрочем, эти углеводы не являются готовыми для употребления продуктами. Для микроорганизмов они напоминают огромное дерево, которое требуется обработать – снять ветви, подготовить бревно, распилить его и т.д. В этом процессе участвуют различные виды бактерий.
Если некоторых видов бактерий недостаточно, процесс расщепления углеводов, синтеза короткоцепочечных жирных кислот и витаминов становится менее эффективным. Поэтому, чем больше разнообразных продуктов с клетчаткой мы употребляем, тем разнообразнее состав полезных бактерий, что делает ситуацию в “городе” более стабильной, несмотря на периодические “проявления агрессии” со стороны патогенных микроорганизмов.
Часто задаваемые вопросы:
1. Вопрос: Почему кишечник часто сравнивают с бархатной тканью?
Ответ: Кишечник обладает сложной структурой с плотно расположенными складками, ворсинками и микроворсинками, что обеспечивает большую поверхность для всасывания полезных веществ. Это схоже с бархатной тканью, имеющей множество нитей, выступающих на поверхность.
2. Вопрос: Правда ли, что количество бактерий в организме человека в 10 раз превышает количество его клеток?
Ответ: Нет, это распространенный миф. В реальности, в организме человека весом 70 кг и ростом 170 см содержится около 30 триллионов клеток и примерно 39 триллионов бактерий кишечника. Хотя отношение не составляет 1:10, число все равно впечатляющее.
3. Вопрос: Зачем человеку нужны бактерии в кишечнике, если они могут стать причиной болезней?
Ответ: Несмотря на потенциальную опасность некоторых видов бактерий, большинство из них играют жизненно важную роль в нашем организме. Они помогают нам переваривать сложные углеводы, которые наш организм не может переварить сам, и производят витамины и короткоцепочечные жирные кислоты, которые служат основным источником энергии для клеток кишечника.
4. Вопрос: Как бактерии в кишечнике помогают усваивать сложные углеводы?
Ответ: Сложные углеводы представляют собой длинные цепочки молекул сахара, которые ферменты нашего организма не могут разорвать. Однако гены бактерий кишечника кодируют тысячи ферментов, способных расщеплять эти сложные углеводы. В результате этого процесса бактерии синтезируют витамины и короткоцепочечные жирные кислоты, которые обеспечивают энергией клетки кишечника.
5. Вопрос: Может ли питание человека влиять на состав бактерий в кишечнике?
Ответ: Да, питание играет ключевую роль в формировании микробиоты кишечника. Скажем, употребление большого количества продуктов, богатых клетчаткой, способствует увеличению разнообразия полезных бактерий и поддержанию стабильной среды в кишечнике, что помогает противостоять патогенным микроорганизмам.
