Большинство клеток в нашем организме не человеческие, а микробные.
Роль микроорганизмов в жизни человека огромно, так как соотношение количества «микроорганизмы» и «клетки человека» составляет около 10:1.
В дополнение к многочисленности, микроорганизмы также чрезвычайно разнообразны — более 1000 бактериальных видов изобилуют в различных нишах организма человека. Это сразу ставит вопрос о том, кто мы такие.
Новорожденные дети, по сути, стерильны при рождении однако, с момента, когда они проходят через родовые пути и делают свой первый вдох, они колонизируют сукцессий микроорганизмов, которые образуют сообщества встречающихся у взрослых. Наиболее многочисленны бактериальные популяции в желудочно-кишечном тракте, на коже, в верхних дыхательных путях и во влагалище. Хотя эти группы микроорганизмов являются весьма стабильными роль микроорганизмов в жизни человека важна для всех наших функций и, следовательно, для нашего здоровья.
Человеческое тело состоит из 10 миллионов клеток, количество нормальных бактериальных клеток, которые живут на теле в районе 100 миллионов.
Таким образом, большинство клеток в нашем организме не человеческие, а микробные: соотношение «они» к «нам » составляет 10:1.
Существование микробиоты человека
Существование коренной или жилой микробиоты человека является древним.
Микробиота человека – сообщества микробов живущих в организме.
Такие микробы встречаются у всех животных, которые, по крайней мере, столь же сложны, как аннелиды (дождевые черви). Это свидетельствует о совместной эволюции животных и бактерий в течение более 800 миллионов лет. Микробиота человека на конкретных участках нашего тела и на участках наших родных млекопитающих имеет много сходства по составу и организации, что согласуется с их общим происхождением и/или конвергентной эволюцией. Аналогично, структуры человеческих популяций (под влиянием миграции и спаривания в течение тысячелетий) и популяций аборигенных микробов показывают что они живут уже более 50 000 лет.
Экология микроорганизмов в теле человека
Экология микроорганизмов или места их обитания изучается микробиологами. С начала клинической микробиологии стало известно, что сохранение микробов или микробных семей сохраняется путем колонизации определенных ниш в теле. Например, стафилококки колонизируют кожу, кишечная палочка заселяет толстый кишечник, лактобактерии колонизируют влагалище.
Молекулярные и геномные методы подтвердили и развили идею, что свидетельствуют об огромных подобиях, что типы, роды и виды микробов встречаются на каждом месте. Хотя есть и существенные, но плохо определенные различия между людьми, есть также сохранение определенных мест, микробиом, то есть всех геномов микробиоты в каждом. Они определяют экологическую нишу в наших телах.
Как меняется экология микроорганизмов, так и микробиота человека. В прошлом веке состояние человека, особенно в развитых странах, претерпело кардинальные изменения, влияющие на передачу и содержание микробиоты народов:
- кесарево сечение ограничивает перинатальную передачу материнской флоры из влагалища новорожденным.
- замена грудного молока детским питанием изменяет выбор лактобактерий желудка.
- очиститель воды уменьшает влияние фекальных организмов, хотя и с множеством полезных эффектов.
- демографические изменения в целом населения, включая тенденцию к сокращению числа семей с меньшим числом детей, уменьшают внутрисемейную передачу и отбор микробов, предварительно адаптированных к конкретным фенотипам в семье.
- самое главное, мы живем более чем 75 лет в эру антибиотиков. Открытие пенициллина является важным изобретением 20 века. Данные свидетельствуют о том, что к 15-летнему возрасту дети получают в среднем несколько курсов антибиотиков. Имеются существенные доказательства того, что такое кратковременное воздействие антибиотиков отбирает устойчивые микроорганизмы. Эта тенденция оказывает долгосрочное воздействие на состав и стабильность эндогенных микробных популяций.
Генетика микроорганизмов человека
Изучение генетики микроорганизмов или их изменчивость и наследственность выявила их биологическую пластичность, позволяющую принимать различные биологические и физиологические функции. История развития генетики связана с изучением микроорганизмов.
Важное значение и роль микроорганизмов в жизни человека не является случайной, а является результатом генетики как постоянного отбора совместно развивающихся организмов.
По мере того как большая часть из видов найденных в человеке способствует его жизни, то смерть их хозяина подразумевает собственную кончину, если они не могут колонизировать новый организм. Это строгое требование отбирает вирусозависимость с коротким периодом интенсивной передачи.
Короче говоря, любой микроб, который ослабляет или убивает своего «хозяина-человека» должен быстро найти нового, чтобы гарантировать свой собственный репродуктивный успех.
Генетика микроорганизмов основана на сложной территориальной эволюции. Когда люди жили в небольших изолированных группах — как это было в большинстве случаев в нашей истории, вымирание группы также вызывало потерю всех ее микробных генов. Следовательно, эволюция выбрала те микробные популяции, которые поддерживают и повышают пригодность как отдельных хозяев, так и группы в целом. Эта концепция группового отбора в которой главной целью является ген, индивидуум или группа, в зависимости от контекста является расширение дарвиновских принципов.
Доказательств коэволюции (совместная эволюция биологических видов) много: микробы производят необходимые метаболиты, такие как менахинон (витамин К2), они помогают органам развития и обмена веществ, например, путем воздействия на жировые отложения, они защищают от вторжений внешних патогенов.
В целом их полезная деятельность влияет на многие метаболические, физиологические и иммунологические функции нашего организма.
Такой изменяющийся отбор эндогенных микробных популяций говорит о полезности многих микроорганизмов и отвечает за некоторые из формирующихся моделей в области здравоохранения и болезней человека. Если наша микробиота влияет на физиологию человека и ее состав меняется, то неудивительно, что это может изменить гомеостаз хозяина и, следовательно, риск заболевания.
