Введение
Актуальность данного обзора обусловлена появлением в настоящее время новых сообщений, касающихся взаимосвязи кишечной микробиоты и заболеваний человека, а также распространением более точных методов диагностики и формированием открытых баз данных, в которых регистрируется информация о генетическом составе и функциях микробиоты. Возрастающий интерес к обитателям кишечника находит отражение в динамике числа публикаций на информационном ресурсе PubMed: по запросу «gut microbiota» можно найти всего 8 статей, датированных 2000 годом, 531 статью – 2011-м, и уже 3189 статей – 2016-м. Открываются новые перспективы использования микрофлоры в клинической практике в качестве точки приложения терапевтического вмешательства. Принимая во внимание тот факт, что состав микробиоты является индивидуальным для каждого человека, ее исследование как нельзя лучше вписывается в набирающую силу концепцию точного медицинского подхода. Данная статья – первая из цикла обзоров, посвященных наиболее актуальным особенностям микрофлоры кишечника – знакомит читателей с составом микробиоты, ее основными функциями, а также представляет традиционные и инновационные методы исследования.Кишечная микробиота (далее – микробиота) представляет собой множество различных видов микроорганизмов, населяющих кишечник человека. Это более 50 родов и более 500 видов бактерий, количество которых в ЖКТ человека превышает 1014, что на один порядок больше числа клеток человеческого организма [1]. Данные некоторых молекулярно-филогенетических исследований свидетельствуют о наличии в человеческом кишечнике от 15 до 36 (!) тысяч видов бактерий [2]. Тем не менее дискуссии о количестве микробов в организме человека не утихают до сих пор. В 2016 г. были опубликованы результаты исследования израильских и канадских ученых, согласно которым микроорганизмов в человеческом теле примерно столько же, сколько и клеток (3,9×1013 и 3,0×1013 соответственно) [3].
Численность микробиоты постепенно увеличивается по ходу кишечника, составляя в тонкой кишке 102–107 КОЕ/г [4] и достигая максимального значения в толстой кишке – до 1011 КОЕ/г [5]. Такая разница может объясняться наличием в верхних отделах кишечника более агрессивной среды из-за поступающего кислого содержимого желудка, действия пищеварительных ферментов, быстрого продвижения химуса. Преобладающих в тонкой кишке аэробов по мере движения вниз по ЖКТ сменяют факультативные, а затем облигатные анаэробы. Это связано со снижением парциального давления кислорода в дистальных отделах ЖКТ.
Микробиота включает облигатных представителей (постоянно присутствующих в организме хозяина) и транзиторных (поступающих из внешней среды и неспособных к длительному существованию в здоровом организме). Находиться микробы могут в просвете кишечника (полостная микрофлора) и в пристеночной слизи (пристеночная, мукозная микрофлора).
По типу метаболизма различают протеолитические бактерии, осуществляющие гидролиз белков (кишечная палочка, бактероиды, протей, клостридии), и сахаролитические (бифидобактерии, лактобактерии, энтерококки), получающие энергию из углеводов [6].
Считается, что бактерии начинают заселять кишечник человека сразу после рождения. В основном это обитатели вагинального тракта матери [7]. Тем не менее имеются данные о возможности более раннего попадания микробов в ЖКТ человека: исследование М. Mshvildadze показало наличие бактериальной ДНК в меконии здоровых новорожденных [8]. По мере развития ребенка увеличивается разнообразие и стабильность его микробиоты: если с первых дней жизни преобладают B. bifidum и Lactobacillus, то затем наблюдается относительное снижение представительства молочнокислой флоры, а среди Bifidobacterium начинают преобладать longum, breve, adolescentis [9]. Ко второму году жизни ребенка его микробиота напоминает микробиоту взрослого организма [10].
Рождение путем кесарева сечения негативно влияет на состав кишечной микробиоты у младенцев: ее разнообразие снижено, редуцировано представительство Bacteroidetes, а также ослаблен иммунный ответ, связанный с T-хелперами 1-го типа [11]. Эти изменения сохраняются на протяжении первых двух лет жизни.
По данным исследования американской Human Microbiome Project (HMP) и европейской Metagenomics of human intestinal tract (MetaHIT) популяции, у взрослых кишечная микрофлора представлена двумя преобладающими типами бактерий: Bacteroidetes и Firmicutes (рис. 1) [12]. При этом был введен термин «энтеротипы» – это устойчивые кластеры на основе микробного состава в образцах из кишечника человека, которые определяются преобладанием тех или иных ключевых родов бактерий [13] и не являются популяционно- и континент-специфичными [14]. В энтеротипе-1 доминируют представители рода Bacteroides, в энтеротипе-2 – Prevotella, в энтеротипе-3 – Ruminococcus (рис. 2). Однако четкие критерии определения энтеротипов отсутствуют; кроме того, результаты ряда исследований указывают на незначительное преобладание в биотопах организма ключевых бактериальных родов, а не отдельных кластеров, в связи с чем требуется проведение дальнейших наблюдений, касающихся данного феномена [13]. Наличие четко определенных энтеротипов не было доказано и при метагеномном исследовании кишечной микробиоты добровольцев из городской и сельской местности России: в основном в микробных сообществах не отмечалось доминирования Prevotella или Bacteroides, а в 50% случаев наблюдалось преобладание большого набора троек микроорганизмов (в основном Firmicutes, компанию которым составляли Bacteroidetes, Verrucomicrobia, Actinobacteria, Proteobacteria, Tenericutes и Archaea) [15].
![Рис. 1. Сравнение качественного состава кишечной микробиоты по данным проектов исследования микробиоты здоровой американской (HMP) и европейской (MetaHIT) популяции. По Arora T. & BКckhed F. [12]](/upload/medialibrary/548/1244-1.png "Рис. 1. Сравнение качественного состава кишечной микробиоты по данным проектов исследования микробиоты здоровой американской (HMP) и европейской (MetaHIT) популяции. По Arora T. & BКckhed F. [12]")
В таблице 1 представлены функции кишечной микробиоты, в таблице 2 – методы ее исследования.
