Автор: Силвия Маринова, докторант в лаборатория „Геномна стабилност“ към БАН

Точно както хората обитаваме планетата Земя, така и ние не сме сами в нашето тяло. То е дом на различни микроорганизми, които живеят в мир помежду си - бактерии, вируси и гъбички, известни под общото име микробиом (или микрофлора).

Тези “буби” населяват някои наши органи, например:

  • кожната повърхност (кожен микробиом),
  • вагината (вагинален микробиом),
  • червата (чревен микробиом).

За последния (чревния) четем и чуваме все по-често и логичният въпрос, който можем да си зададем, е “защо”. По-надолу в текста ще отговорим на въпроса защо той е толкова специален и какво е неговото развитие от нашето раждане до зряла възраст.

Преди да продължим нататък е добре да изясним още няколко основни термина, които ще срещаме често:

  • дисбиоза - в състава на микробиома влизат както полезни, така и потенциално патогенни (водещи до болести) микроорганизми. Нормално те съществуват заедно без проблем, но ако естественият баланс между “добрите” и “лошите” микроорганизми се наруши в полза на последните, то тогава възниква състояние на дисбиоза. В резултат организмът става по-уязвим на заболявания;
  • метагеном - съвкупността от геномите на микроорганизмите в микробиома.

Защо чревният микробиом е толкова важен

Интересен факт е, че само в един грам фецес (изпражнения) има повече бактерии, отколкото хора на Земята, тъй като червата ни се населяват от огромен брой микроорганизми с общо тегло около 2 килограма. Сред тях са между 500 и 1000 различни вида бактерии. Нормално те не ни вредят, а дори са необходими за поддържане на добро здраве.

Стрептококи, Streptococcus pyogenes, бактерии върху имунна клетка

Техният точен състав не е съвсем изяснен, но въпреки това, едно е сигурно - той има пряко отношение към нашето здравословно състояние и нарушаването на естествения му състав се свързва с различни заболявания, сред които са автоимунни болести, инфекции и рак. Ето защо учени от цял свят полагат усилия да идентифицират точните видове в нашия чревен микробиом и новите технологии и научни методи, като метагеномиката, позволяват все по-голям напредък в последните години. “Започваме да разбираме кои са ключовите играчи, но все още има много 'тъмна материя'”, казва изследователят от Института по природни науки в Гент, Джероен Раес, пред реномираното научно списание Nature [ref. 1]

Въпреки този напредък обаче, е много трудно да се разграничи “добрият” от “лошия” микробиом. Това е така, тъй като само около ⅓-та от обитателите на нашите черва са идентични между повечето хора. По-голямата част от тях са специфични за всеки човек и причината за тези разлики се крие в сложния комплекс от фактори на околната среда, генетиката и начина ни на живот. Този факт означава нещо изключително интересно -  всеки един от нас съжителства със специфичен за него “микс” от бактерии и това определено е нещо, което ни прави уникални

Чревният микробиом започва своето развитие при раждането

Преди раждането си ние живеем в много изолирана среда - майчината ни матка, която при нормални условия е стерилна. Тя ни осигурява защитени условия за нашето ранно развитие, но те също така са и много необичайни - никога повече в нашия живот няма да бъдем в такава среда след появата си във външния свят. Още с процеса на раждането, нашето тяло започва да се колонизира от трилиони бактерии, идващи от нашата майка и околната среда.  Тази ранна колонизация поставя началото на нашата микробиота и оформя дългосрочния ѝ състав и функциониране.

Събития в ранното детство като раждане чрез цезарово сечение (секцио), липса на кърмачески период и прием на антибиотици могат да променят състава на чревната микрофлора и се свързват със заболявания като детска астма [ref. 2] и други.

Цезаровото сечение и бебешкият микробиом

Въпреки че ефектите от начина на раждане върху развитието на чревната микробиота до този момент са по-скоро противоречиви, скорошно проучване, водено от Тревор Лоули (Welcome Sanger Institute [ref. 3]) и Нигел Фиелд  (University College London [ref.4]) и публикувано в списанието Nature, показва, че раждането чрез цезарово сечение [ref.5] има сериозни последици за бебешкия микробиом и често води до колонизиране с патогенни микроорганизми. Научната група взима проби от 596 здрави и доносени бебета скоро след раждането, като 314 от тях са родени вагинално и 282 - чрез цезарово сечение. Основната цел на проучването е да сравни микробиома на двете групи бебета и наистина изследователите откриват значителни разлики. При тези, родени чрез секцио, се наблюдава понижено количество от бактериите от род Bacteroides. Интересното е, че има сходен резултат и при вагинално родени бебета, чиито майки са били на антибиотична профилактика по време на бременността. Както за приема на антибиотици, така и за раждането чрез цезарово сечение е показана връзка с развиването на  детски алергии

Макар това проучване да не показва пряко механизма, по който нарушената микрофлора в детска възраст може да доведе до заболявания, то подчертава критичната роля на събитията по време на и след раждането за формирането на състава на чревната микрофлора и евентуалните дългосрочни последици.

Друго проучване се фокусира върху детските хранителни алергии [ref.6]. То е проведено в Университета на Чикаго и се състои в трансплантиране на чревни бактерии от здрави бебета и такива с алергия към мляко в стерилни мишки. Впоследствие мишките, получили бактерии от алергични бебета, също развиват алергия към мляко за разлика от другата група. Основният извод е, че съставът на чревния микробиом е ключов за регулацията на организма към хранителни алергени. 

Чревният микробиом спира да се изменя

Известно е, че в определен момент от детството ни, чревният микробиом спира да се изменя съществено. Микробиомът ни достига до своеобразно равновесие около 3-годишна възраст [ref.7] и оттам нататък трудно можем да различим дете от възрастен човек по този фактор. Промените, които могат да настъпят след това, се дължат основно на начина ни на живот, на приема на лекарства и на околната среда, и въпреки това цялостно микробиомът ни остава много стабилен.

 

Четете още: Каква е разликата между бактерия и вирус и какво точно е клетката

 

Източници:

1. The hunt for a healthy microbiome, Nature
2. Early infancy microbial and metabolic alterations affect risk of childhood asthma. Science translational medicine,.2016
3. Dr Trevor Lawley
4. Dr Nigel Field
5. Stunted microbiota and opportunistic pathogen colonization in caesarean-section birth. Nature. 2019
6. Healthy infants harbor intestinal bacteria that protect against food allergy. Nature Medicine. 2019
7. Human gut microbiome viewed across age and geography. Nature. 2012

 

За автора:

👩‍🔬Силвия Маринова завършва бакалавър Молекулярна биология в СУ, а след това заминава за Гренобъл, Франция, където учи и завършва магистратура по Структурна биология. Прибира се в България и в момента е докторант към лабораторията по Геномна стабилност в ИМБ, БАН. Научните ѝ интереси са в областта на поправката на ДНК, микроскопията и биофизиката. В свободното си време се занимава с фотография, рисуване и спорт.