Микробиом – это сообщество микроорганизмов, таких как бактерии, археи, грибки и вирусы, которые обитают в определенной экосистеме или организме. Микроорганизмы есть повсюду, включая человеческое тело, почву, залежи земли, моря, пресные водоемы, атмосферу. Ученые находят их даже в экстремальных условиях, например, в гидротермальных жерлах и подледниковых озерах. Кстати, часто вместо термина «микробиом» употребляют слово «микробиота». Как правило, оба термина используют как взаимозаменяемые, хотя специалисты говорят, что определенная разница в значении слов все же есть. Микробиота – это динамическое сообщество триллионов микробов, которые живут в гармонии с человеческими клетками. А вот микробиом – это собирательное название генов, живущих внутри этих микробов. Кстати, количество генов всех микробов, живущих в микробиоме одного человека, примерно в 150 раз превышает количество генов в геноме самого человека. Все микробиомы имеют несколько общих черт. Их «жители» всегда очень многочисленны и разнообразны, хотя их качественный состав всегда отличается. Микробиом – очень динамичное сообщество, которое способно меняться в зависимости от разных факторов, будь-то изменения климата, если говорить о группах, населяющих планету, или изменения диеты, если говорить о микробиоме человека.
МИКРОБИОМ ОКЕАНОВ Океаны покрывают почти 70% нашей планеты, но о микроорганизмах, населяющих воды Земли, ученые только начинают узнавать. Эти крошечные жители вод являются «строительным материалом» для более крупных форм жизни на планете, они производят почти половину кислорода, которым мы дышим, перерабатывают примерно такой же процент углекислого газа, и удаляют больше чем половину метана в мировых океанах.
МИКРОБИОМ ЗЕМЛИ Почва и залежи земли содержат огромное количество микробных сообществ. По приблизительным подсчетам в каждом грамме почвы содержится около 40 тысяч видов микроскопических обитателей. Они необходимы для поддержания сотен процессов, без которых на такой почве не сможет произрастать ни одно растение. Также микробиом земли отвечает за расщепление загрязняющих среду веществ, а также за круговорот азота и углерода.
МИКРОБИОМ АТМОСФЕРЫ Он также трудно поддается исследованиям. Пока ученым известно, что микробы в атмосфере присутствуют повсюду. Их набор может варьировать от места к месту, а также с течением времени. Микробы свободно передвигаются по атмосфере вокруг всего земного шара, цепляясь за частички пыли. Микробиом атмосферы может влиять на распространение инфекционных заболеваний, общее здоровье людей, сельское хозяйство, облака и осадки.
МИКРОБИОМ ЧЕЛОВЕКА Микробиом человека – это совокупность триллионов микробов, живущих на теле и внутри людей. Он состоит из около тысячи разновидностей бактерий, живущих на коже человека, во рту, в его кишечнике и влагалище. Эти микробы и их гены, по сути, делают нас эдаким суперорганизмом, состоящим из симбиоза человеческих клеток и микробов. Ученые предполагают, что микробиом одного человека может состоять из около 8 миллионов дополнительных генов (для сравнения: собственно в нашем геноме есть примерно 20-25 тысяч генов). На разных участках тела колонии микробов сильно отличаются друг от друга. Различия между микробиомом кишечника и ротовой полости сравнимы с различием колоний бактерий, обнаруженных на почве и в океанах. Особенность микробиома в том, что на теле каждого человека он уникален. Ученые пока не могут точно объяснить, как создается микробное разнообразие. Предположительно, на формирование микробиома влияют такие факторы как особенности питания, окружающая среда, генетические факторы и воздействие микробов на человека в самом раннем возрасте. Но есть интересный момент. Ученые пока не могут объяснить почему так происходит, но у людей с серьезными хроническими заболеваниями, например, с диабетом, разнообразие микробиома упрощается. Также снижение разнообразия микробов наблюдается в организмах людей с дисфункцией кишечника, при аутоиммунных болезнях, ожирении, заболеваниях сердца, а также у пожилых.
ГДЕ НА ЧЕЛОВЕКЕ ИСКАТЬ МИКРОБИОМ Микробы живут на человеческом теле повсюду. Хотя есть участки, на которые их концентрация выше. Подавляющее большинства микробов содержится в желудочно-кишечном тракте человека. Раньше их называли кишечной микрофлорой, теперь – кишечной микробиотой. Здесь обитает до тысячи видов микроорганизмов. Кишечные микробиомы разных людей могут содержать похожие виды микробов, но в большинстве случаев они будут отличаться по своему штамму. Помимо кишечника, другие наиболее изученные участки микробиома – это рот, носовая полость, глаза, легкие, кожа и влагалище.
КАК ФОРМИРУЕТСЯ ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ МИКРОБИОМ Человек начинает собирать в себя и на себе микробы с момента рождения. Младенцы впервые подвергаются воздействию микробиоты в родовых путях. И эти микробы затем помогают малышу формировать собственную кишечную микробиоту. Кстати, у младенцев, появившихся на свет с помощью кесарева сечения, микрофлора кишечника формируется намного хуже. Только после 6-месячного возраста по этим показателям они догоняют детей, родившихся естественным способом. Кроме того, хоть эту теорию еще предстоит доказать, но некоторые ученые предполагают, что первому воздействию микробов человек подвергается еще в утробе матери. Если это так, то теория о стерильности среды женской матки также будет разрушена. В 2013 году ученые из Медицинской школы Вашингтонского университета исследовали плаценту, взятую от 195 женщин. Оказалось, что треть плаценты содержит на себе бактерии, которые очень напоминают микрофлору полости рта. Кроме того, ученые обнаружили, что микробы содержатся и в околоплодных водах. В ходе другого исследования выяснилось, что почти 30% малышей получают бактерии, которые необходимы для формирования кишечного микробиома, вместе с материнским грудным молоком. Процесс формирования микробиома продолжается в течение первых 3 лет жизни человека. За это время состав микробиома часто меняется, но к 3 годам формируется зрелый микробиом конкретного человека. К этому времени он становится довольно стабильным, хотя и не статичным. То есть состав микробного сообщества на протяжении всей жизни остается довольно пластичным и вариативным. Как формируется микробиом в каждом конкретном случае, исследователям пока не совсем понятно. Но специалисты предполагают, что этот процесс зависит от множества факторов, таких как пищевые привычки, место обитания, возраст, раса, пол, гормональные изменения и даже прием лекарств. К примеру, доказано, что в период полового созревания происходят изменения в микробиоме кожи. У женщин состав и структура вагинального микробиома меняется, как минимум, трижды: во время беременности, после родов и в период менопаузы.
