Бактериите ще командват парада: на какво са способни микробите в нашето тяло

Лектор: Валентина Бучнева, ръководител на Евразийския отдел на фармацевтичната компания Bosnalek

Човешкото тяло като екосистема не се свежда до собственото ни тяло. В тандем той работи с цял „ансамбъл от микровълна“ - симбиотични бактерии и други микроорганизми. Разнообразието им е впечатляващо: достатъчно е да се каже, че в съвкупност само „вътрешната популация“ на червата съдържа 150 пъти повече гени от нашия геном.

Нови изследвания показват, че бактериите могат не само да регулират храносмилането, но и да повлияят на нашето поведение и мислене. Самата чревна микробиота - така нареченият набор от микроорганизми в една от системите на човешкото тяло или група органи - е способен на такова, че понякога се съмнявате дали е по-умен от нашия мозък. Нека да видим какво могат да направят бактериите, които съществуват съвместно с нас.

Регулирайте мозъка си

Неразумните бактерии плашещо лесно се отразяват на ума ни. По-точно върху централната нервна система. Освен това, очевидно, без симбиотични микроорганизми бихме имали проблеми не само с храносмилането, но и с мисленето.

Учени от Института Каролинска (Швеция) извършиха експеримент - макар и върху мишки - някои от гризачите бяха отгледани в стерилни контейнери без контакт с бактерии, а други при нормални условия. Когато животните станат възрастни, се оказа, че индивидите от първата група не проявяват обичайната реакция на опасност за мишките и като цяло са по-безразсъдни от представителите на втората група. Освен това, ако мишката, която е била лишена от обичайната микрофлора за своите видове, е била позволена да "вземе" тези бактерии в зряла възраст, нейното поведение не се върна към естествената си норма. Без образуването на цялостна микробиота при опитни животни психиката претърпя необратими промени.

Също така, бактериите ревностно „лобират“ собствените си хранителни интереси, като отново засягат различни системи на нашето тяло: нервна, имунна и т.н. действащ върху вагусовия нерв, свързващ мозъка с вътрешните органи.

Оказва се, че планът за преминаване към здравословен начин на живот заплашва да наруши не само дълбоки психологически причини, но и най-съществените, които са важни за жителите на червата ни. В същото време, подчертават учените, човек с промяна в диетата може да промени състава на микробиотата в червата си. И научно обоснован подход към диетата, съчетан с приемането на комбинация от пробиотици и пребиотици (накратко - лекарства с полезни бактерии и съответно хранителни вещества за такива бактерии) може да формира най-благоприятната за нас микрофлора.

Променете състоянието на ума си

Учени от Копенхагенския университет си поставиха за цел да определят дали бактериалният фон на бозайниците влияе върху тяхната устойчивост на стрес. И установиха: влияе ли и как.

Опитите обикновено се провеждат върху мишки. Учените умишлено са поставили мишки в "стресови условия". Сравнението на проби от миши изхвърляния показа, че броят на бактериите Alistipes се увеличава в червата на експериментални животни по време на излагане на стрес: при хората увеличението на тяхното ниво придружава стомашно разстройство.

Междувременно изследователи от Колумбийския университет в Ню Йорк проучиха чревната микробиота при стотици доброволци, както здрави, така и страдащи от синдром на хронична умора. Както показаха измерванията, представителите на втората група в стомашно-чревния тракт показват повишено съдържание на споменатите по-горе Alistipes и редица представители на рода Bacteroides, докато концентрацията на бактерии от рода Faecalibacterium и Bacteroides vulgatus е намалена. Освен това дисбалансът се проявяваше колкото по-силни, толкова по-изразени са симптомите на разстройството. Очевидно подобно отклонение в състава на чревната микрофлора причинява промени в метаболизма, поради които възниква синдром на хроничната умора.

Както знаете, депресията може да бъде свързана с редица фактори - от стресови събития в живота на човека до генетично предразположение. Редица бактерии в човешките черва помагат в борбата с тази напаст. Установено е, че бактериите Oscillibacter произвеждат вещество, наподобяващо гама-аминомаслена киселина - невротрансмитер, който действа като успокоително и инхибира процесите в централната ни нервна система.

Подгответе ни за раждане

Преди четвърт век преобладаващото мнение в науката беше, че преди раждането плодът се формира при стерилни условия. Както обаче беше доказано по-късно, дори и по време на бременност, тялото на майката предава на бебето част от неговата микрофлора.

Бактериите започват да ни влияят много преди да се родим. И така, международен екип от учени, ръководен от Рут Лей от Университета Корнел (САЩ), проучи как се променя състава на чревната микробиота при бременни жени. Според данните, получени от изследователския екип, бактериалният фон в тялото на майката се регулира по такъв начин, че чувствителността към инсулин намалява и в резултат на това натрупването на мазнини е по-лесно за късните етапи на гестацията на детето. При нормални условия подобна динамика би била причина за тревога, но по време на бременност, напротив, увеличава шансовете за успешно развитие на плода.

Няколко години по-късно екипът на Kierstey Ogord от медицинския колеж Baylor в Хюстън, САЩ, откри, че в плацентата живее цяла общност от бактерии. Включително и тези, които служат за усвояване на хранителни вещества. Това, което е изненадващо, по състав микроорганизмите са близки до тези, които обитават устната кухина на възрастен.

В същото време отделните микроорганизми също могат да нарушат носенето на детето. Според резултатите от няколко проучвания бактериите, които причиняват възпаление на венците при пародонтит, увеличават вероятността от преждевременно раждане. При бременна жена, страдаща от това зъбно заболяване, патогенната микрофлора с притока на кръв може да попадне в плацентата - с риск от започване на раждането преди датата на раждане.

Преподава се за мирни цели

Човек създава впечатлението, че бактериите въздействат на тялото ни почти по-осезаемо от мозъка (между другото, човешката чревна микробиота е сравнима по тегло с него). И тъй като микробиотата няма причина, тогава е невъзможно да се „договори“ с нея - действайте само върху нея химически, например, да приемате пробиотици. Учените обаче опипват начини за безпроблемно управление на конгломератите от микроорганизми.

Съвсем наскоро екип от специалисти от Римския университет Ла Сапиенца и Италианския институт по нанотехнологии успяха да нарисуват мини копие на Мона Лиза - и не просто всичко, а бактерии.

Вместо боя се използва популацията на Escherichia coli, тя е и Escherichia coli. Противно на общоприетото схващане, повечето му щамове, между другото, не са вредни за хората. Учените са избрали тази бактерия за експерименти поради причината, че тя е в състояние да се движи изключително бързо, като покрива разстояние от десет пъти по-голяма от дължината си за секунда. Те също модифицират Е. coli, като включват в своя геном специален фоточувствителен протеин.

Изследователите поставиха на екрана колония от E. coli и проектираха върху нея снимка - в черно и бяло. Под влияние на изкуственото осветление микроорганизмите върху субстрата започнаха да се движат и колкото по-бърз, толкова по-силен е светлинният поток. В областта, където интензитетът на светлината е по-нисък, бактериите се движат по-бавно, поради което те се натрупват в по-голяма концентрация - и по този начин плътността на „жива боя“ в определена точка на „платното“ съответства на това колко тъмен е цветът на същото място на оригиналния портрет.

Изобретението изглежда чисто забавно само на пръв поглед: подобни технологии могат да се прилагат например за целенасочено доставяне на лекарства, използващи бактерии за огнища на инфекция в тялото или дори за отделни групи клетки.

Между другото, подобно "спокойно обучение" вече води до осезаеми резултати: именно този принцип е в основата на технологиите за спестяване на биоценоза. Технологиите за спестяване на биоценоза са противоположни на антибиотиците. Основният им принцип на работа е създаването на лекарства, които се грижат за естествената микробиота и избирателно действат само върху патогенните бактерии. Според този принцип, нашето лекарство "Лизобакт" действа, за да помогне за компенсиране на липсата на лизозим - ензим, който се намира в човешката слюнка и убива патогенните бактерии - например патогени на SARS.

Понастоящем много фармацевтични компании вече се занимават с проекти в областта на технологиите, спестяващи биоценоза. Тези технологии предлагат не само най-безопасния подход за лечение на заболявания, но и нови направления в развитието на фармакологията като цяло. Разнообразието от микробиота и гъвкавостта, с която тя може да бъде регулирана, отваря огромно пространство за подобряване на тялото и подобряване на състоянието ни без механично инвазивна намеса. А с бактериите в края на краищата ние сме заедно през цялата си история.

Препоръчано

Еволюция на бактерии в реално време
2019
Легендарният съветски атакуващ самолет Су-25
2019
11 най-смешни и нелепи конспиративни теории: свят на влечуги
2019