XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

Микробиом человека - это неповторимая экосистема микроорганизмов, включающая бактерии, вирусы, грибы и археи, которые обитают в разных частях нашего тела. Особенно значимую роль играет микробиом кишечника, где сосредоточено более 70% всех микроорганизмов. Эти микробы участвуют в важных физиологических процессах: от переваривания пищи и синтеза витаминов до регуляции иммунной системы и защиты от патогенов.

К сожалению, современный образ жизни - стресс, неправильное питание, иррациональное употребление антибиотиков и ухудшение экологической обстановки – оказывает пагубное воздействие на баланс микробиома. Это может приводить к различным нарушениям, включая ожирение, аллергии, аутоиммунные заболевания, и иные расстройства депрессивного характера [9].

Основные типы и роды бактерий, населяющие организм человека, с указанием их функций [8]:

Firmicutes

• род Lactobacillus (семейство Lactobacillaceae) – участвуют в ферментации углеводов и поддержании кислотности.

• род Clostridium – разнообразный род, включающий как полезные, так и патогенные виды.

• род Faecalibacterium (например, вид F.prausnitzii) – играет важную роль в противовоспалительных процессах.

Bacteroidetes

• род Bacteroides – участвуют в расщеплении сложных углеводов и выработке короткоцепочечных жирных кислот.

• род Prevotella – участвуют в расщеплении клетчатки.

Actinobacteria

• род Bifidobacterium – один из первых колонизаторов кишечника младенцев, способствующий усвоению лактозы и укреплению иммунитета.

Proteobacteria

• род Escherichia (например, Escherichia coli) – большинство штаммов безопасны и даже полезны, участвуют в синтезе витаминов.

• род Klebsiella – может быть как условно-патогенным, так и полезным в определённых условиях

Verrucomicrobia

• род Akkermansia (например, Akkermansia muciniphila) – участвует в поддержании целостности кишечного барьера.

В раннем детстве микробиом помогает обучать иммунные клетки распознавать «своё» и «чужое», предотвращая аутоиммунные реакции. Нормальный микробиом стимулирует развитие лимфоидной ткани, связанной с кишечником (гастроинтестинально-ассоциированная лимфоидная ткань – GALT), что важно для иммунной защиты. Продукты метаболизма бактерий, такие как короткоцепочечные жирные кислоты (например, бутират, ацетат), снижают уровень воспалительных реакций и стимулируют активность регуляторных Т-клеток (Treg), которые подавляют аутоиммунные процессы. [3]

Микробиом действует как барьер, конкурируя с патогенными микроорганизмами за питательные вещества и пространство. Бактерии выделяют антимикробные соединения, которые подавляют рост вредных микроорганизмов. [5]

Микробиота влияет не только на локальный кишечный иммунитет, но и на весь организм в целом через выделение метаболитов, которые попадают в кровь и воздействуют на другие органы, включая мозг. Нарушение данного баланса ведёт к негативным последствиям для жизни человека:

Дисбиоз – снижение разнообразия или изменение структуры микробиома – может вызывать хроническое воспаление, ослабление иммунитета и повышенный риск инфекций. Дисбаланс микробиоты связан с такими заболеваниями, как воспалительные болезни кишечника (болезнь Крона, язвенный колит), аутоиммунные заболевания (например, ревматоидный артрит) и метаболические расстройства (диабет, ожирение). [6]

Бактерии микробиома кишечника ферментируют клетчатку, которая недоступна для ферментов человека, и превращают её в короткоцепочечные жирные кислоты (бутират, ацетат, пропионат), обеспечивающие энергию клеткам кишечника. Они участвуют также в синтезе витаминов группы B (B₁₂, B₆, фолиевая кислота) и витамина K, необходимых для метаболизма и свёртываемости крови. [3]

Продукты метаболизма бактерий, такие как короткоцепочечные жирные кислоты, участвуют в регуляции уровня холестерина и в синтезе липидов. Поэтому нарушения в микробиоме могут приводить к накоплению жира и развитию ожирения.

Кроме того, микроорганизмы влияют на чувствительность клеток к инсулину, играя важную роль в профилактике или развитии сахарного диабета 2 типа. [6]

Микробы участвуют также в расщеплении токсинов, поступающих с пищей, преобразуя их в безопасные соединения.

Таким образом, структура микробиома напрямую влияет на эффективность процессов пищеварения и обмена веществ. Здоровая микробиота обеспечивает правильное усвоение питательных веществ, регулирует липидный и углеводный обмен, а также предотвращает развитие метаболических нарушений. Важно поддерживать здоровый микробиом через питание: употребление клетчатки, продукты с пробиотиками и пребиотиками.

Литература

1. Карелин, А. О.  Гигиена : учебник для среднего профессионального образования / А. О. Карелин, Г. А. Александрова. — Москва : Издательство Юрайт, 2024. — 472 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-14973-9. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://www.urait.ru/bcode/543515 (дата обращения: 9.12.2024).

2. Комов, В. П.  Биохимия : учебник для вузов / В. П. Комов, В. Н. Шведова ; под общей редакцией В. П. Комова. — 4-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2024. — 684 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-13939-6. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://www.urait.ru/bcode/543995 (дата обращения: 14.12.2024).Т. Харман: Эффект микробиома / Т. Харман, А. Уэйкфорд. Ресурс, 2017.- 227c. ISBN: 978-5-9909578-0-0.

3. Коротько, Г. Ф.  Физиология органов системы пищеварения : учебное пособие для вузов / Г. Ф. Коротько. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2024. — 297 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-17242-3. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://www.urait.ru/bcode/543304 (дата обращения: 14.12.2024)..

4. Коротько, Г. Ф.  Физиология органов системы пищеварения : учебное пособие для среднего профессионального образования / Г. Ф. Коротько. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2024. — 297 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-17242-3. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://www.urait.ru/bcode/543304 (дата обращения: 11.12.2024).

5. Нетрусов, А. И.  Микробиология: теория и практика : учебник для вузов / А. И. Нетрусов, И. Б. Котова. — Москва : Издательство Юрайт, 2025. — 676 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-20341-7. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://www.urait.ru/bcode/557981 (дата обращения: 14.12.2024). Ершов, Ю. А. Биохимия человека : учебник для вузов / Ю. А. Ершов. — 2-е изд., перераб. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2024. — 466 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-07769-8. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/537214 (дата обращения: 07.12.2024).

6. Хармсен Х., де Гоффау М. Микробиота кишечника человека. Adv Exp Med Biol. 2016; 902:95-108.

7. Цинь Дж., Ли Р., Раэс Дж., Арумугам М., Бургдорф К.С., Манихан К. и др. Каталог микробных генов кишечника человека, созданный методом метагеномного секвенирования. Природа. 2010;464:59–65. (дата обращения: 3.12.2024)

8. Чаплин, А. В., Ребриков, Д. В., Болдырева, М. Н. Микробиом человека // Вестник РГМУ. 2017. №2. С. 5–13. DOI: 10.24075/brsmu.2017-02-01:

9. Шергина, Н. Н.  Биохимия микроорганизмов. Практический курс : практическое пособие для вузов / Н. Н. Шергина. — Москва : Издательство Юрайт, 2024 ; Сыктывкар Издательство СГУ им. Питирима Сорокина : Издательство СГУ им. Питирима Сорокина Издательство СГУ им. Питирима Сорокина. — 104 с. — (Высшее образование). — ISBN 978-5-534-19673-3 (Издательство Юрайт). — ISBN 978-5-87661-799-6 (Издательство СГУ им. Питирима Сорокина Издательство СГУ им. Питирима Сорокина). — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://www.urait.ru/bcode/556884 (дата обращения: 10.12.2024)..

10. Экбург П.Б., Бик Э.М., Бернштейн К.Н., Пардом Э., Детлефсен Л., Сарджент М. и др. Разнообразие микробной флоры кишечника человека. Наука. 2005;308:1635–8.