View message

Про те, хто такі мікроби, де вони живуть, чим харчуються та які функції виконують, в ефірі науково-популярної передачі «Академія наук» радіостанції «Радіо НВ» розповіла засновниця інтернет-платформи «Мікроб і Я», науковий співробітник відділу фізіології промислових мікроорганізмів Інституту мікробіології і вірусології імені Д.К. Заболотного НАН України кандидат біологічних наук Олена Лівінська. Нижче пропонуємо вашій увазі головні тези цієї розмови.

Мікробіолог Олена Лівінська та ведучі програми «Академія наук» Дмитро Сімонов (праворуч) і Юрій Пустовіт (фото – з Facebook-сторінки Дмитра Сімонова: https://www.facebook.com/photo.php?fbid=2163058870476457&set=pb.100003170954526.-2207520000.1572259497.&type=3&theater)

Хто є хто?

«Мікроби, або ж мікроорганізми, – це живі організми, які ми не можемо побачити неозброєним оком. Пересічні люди під цим словом розуміють передусім бактерії. Проте, крім бактерій, до мікробів належать також еукаріотичні мікроорганізми, котрі, як і наші власні клітини та на відміну від бактерій, мають ядро.

Іноді, говорячи про мікроби, можна мати на увазі ще й віруси, однак систематично це дуже далекі групи. Віруси розглядаються майже як проміжна форма між живим і неживим, адже проявляють ознаки як живого (наприклад, здатність до розмноження), так і неживого (відсутність клітин).

Мікробами називають і найпростіших, які, хоч і трохи близькі до бактерій за розмірами, проте у плані клітинної будови (за наявністю органел, комплексу Гольджі тощо) більше подібні до нас. Окрема велика група мікробів — мікроскопічні гриби. Бактерії доволі примітивні порівняно з клітинами нашого організму. Та, з іншого боку, саме це дає їм чимало переваг».

Хто де?

«Дуже мало місць, де мікробів немає, – вони живуть майже всюди. Протягом тривалого часу вважалося, що у дитини з’являється мікробіота аж під час народження. Проте останні дослідження показують, що невелика частина мікроорганізмів присутня ще в навколоплідних водах, і вони також впливають на становлення мікробіоти людського організму.

Не варто розглядати мікроби лише в рамках розуміння слів «добре» чи «погано». Мені здається, стереотип про їхню абсолютну шкідливість багато в чому нав’язаний рекламою мийних засобів. Наявність мікробів у нашому організмі – цілком нормальне явище. Вони там виконують надзвичайно важливі функції, не тільки синтезуючи вітаміни та борючись із патогенною мікробіотою, а й беручи участь у метаболізмі та взаємодіючи з вищою нервовою системою. Завіса таємниці над цими питаннями почала відхилятися лише нещодавно – великою мірою завдяки міжнародному дослідницькому проєкту «Мікробіом».

Найчастіше мікробів вивчають зонально. У цьому плані найбільша увага приділяється мікробіоті нашого кишківника. Мікробами вкрито всю поверхню нашої шкіри, а також верхні дихальні шляхи.

Навіщо мікробам кишківник? Є таке прислів’я: гарне місце порожнім не буває. Так от, кишківник є дуже комфортною для мікроорганізмів еконішею – там стабільна температура і туди постійно надходять різноманітні поживні речовини. Мікробіом кишківника також постійно оновлюється завдяки новоприбулим із їжею бактеріям.

Кишківник є типовим місцем проживання такої відомої грам-негативної бактерії, як кишкова паличка (E. coli). Її присутність у їжі чи воді слід тлумачити як маркер фекального забруднення. Це зовсім не означає, що саме ця бактерія є небезпечною у воді чи їжі. Але це сигнал, наприклад, того, що у такій воді чи продуктах можуть бути інші небезпечні мікроорганізми – збудники кишкових захворювань. А кишкової палички існує багато різних штамів, далеко не всі з яких становлять для нас загрозу: якщо одні здатні продукувати токсини, то інші продукують вітаміни, і навіть є компонентами пробіотичних препаратів.

Якщо говорити про воду, то тривожним сигналом може бути підвищений вміст органіки у ній. Це – передумова для розмноження мікроорганізмів. Вода із високим вмістом органіки може в цілому бути придатною для споживання, проте швидко псується через розмноження мікробів. Норми якості питної води було встановлено недаремно – їх потрібно враховувати і не споживати воду, яка їм не відповідає».

У чому користь?

«Мікроби дуже нам потрібні, оскільки виконують надзвичайно велику кількість важливих функцій, про які науці наразі відомо ще далеко не все. Перша і головна функція – захисна – здійснюється завдяки так званій колонізаційній резистентності: якщо певні мікроорганізми вже живуть у вашому тілі, іншим (зокрема, і патогенним) важче там прижитися. Присутні в нашому тілі мікроорганізми задіюють і активну складову захисту, продукцію протимікробних речовин. Вони можуть робити це самі або стимулювати до відповідної діяльності наші власні клітини. На людській шкірі, наприклад, живе така бактерія, як епідермальний стафілокок. Багато кого це лякає, проте саме він впливає на розташовані близько до поверхні нашого тіла імунні клітини, стимулюючи їх виробляти протимікробні пептиди, які захищають нас уже від золотистого стафілокока.

Крім того, мікроорганізми беруть участь у нашому метаболізмі. Їхня роль у цьому процесі активно досліджується. Сьогодні достеменно відомо, що вони задіяні у метаболізмі жовчних кислот та обігу гормонів. Мікроорганізми допомагають нам перетравлювати їжу, тому що й самі здатні продукувати ферменти. Іншими словами, якщо наш власний організм не зможе повністю перетравити спожиті харчі, з цим частково упораються мікроби.

Зараз стало «модним» досліджувати вплив мікроорганізмів на мозок. Останнім часом з’явилося чимало наукових публікацій, які показують, що мікроби, наприклад, вивільнюють серотонін і допомагають робити це клітинам нашого тіла. Проте, крім серотоніну, в головному мозку й, загалом, нервовій системі людини задіяні тисячі сполук, на синтез та метаболізм яких може впливати наша мікробіота. Вивчення цих процесів потребуватиме не одного десятиліття роботи».

Чим «підгодовувати»?

«Аби мікроорганізми, які живуть у нашому тілі, почувалися комфортно і продовжували виконувати свої корисні функції, ми повинні належним чином харчуватися. Наблизитись до своєрідного «мікробного дзену» допоможе споживання клітковини – найкращої їжі для бактерій. Вони продукують із неї коротколанцюгові жирні кислоти й завдяки цьому підтримують свою популяцію. Велику кількість клітковини містять овочі (капуста, броколі, морква, буряк), цільнозернові продукти, каші. Водночас, клітковина як харчова добавка – це свого роду приклад рафінованої та незбалансованої їжі. Коли ми споживаємо продукти, що містять клітковину, то отримуємо також і інші цінні нутрієнти: білки, жири, вуглеводи, вітаміни, мінерали. Споживання цих продуктів у цілісному вигляді, а не частинами, значно корисніше та дешевше.

На стан нашої мікробіоти позитивно впливає і споживання кисломолочних продуктів. Вони є гарним джерелом білку, вітаміну D і добре засвоюваного кальцію, а також містять молочнокислі бактерії, котрі поповнюють лави корисної мікробіоти нашого кишківника.

Чудова складова раціону – квашена капуста й інші ферментовані овочі (але важливо відрізняти саме квашені продукти від просто маринованих сіллю та оцтом). При ферментації бактерії вивільнюють із рослинного субстрату фенольні речовини, що мають антиоксидантні властивості.

Загалом раціон впливає на склад нашої мікробіоти – мікроби селекціонуються за тими харчовими продуктами, які ми споживаємо найбільше. Наприклад, у м’ясоїдів зростає протеолітична мікробіота, тобто бактерії, які їдять білок. І це не завжди добре, бо за певних умов вони можуть «під’їдати» і нас самих».

Хто кого?

«Незбалансований раціон, антибіотики й антибактеріальні засоби трохи таки підпсували наші стосунки з мікробами. Нам необхідно вчитися приятелювати з ними, тому що проти них у нас немає шансів. Ми ніколи не зможемо винайти суперантибіотик, який вибірково знищить усі мікроорганізми, які ми вважаємо шкідливими для себе. На якомусь етапі він нас, звичайно, порятує, проте мікроби завжди будуть на крок, навіть десятки, сотні кроків попереду, бо існують на цій планеті вже мільярди років (тоді як наш вид – Homo sapiens – якусь сотню тисяч років) і за цей час вони бачили все. Їх нічим не здивуєш – ні пеніциліном, який ми виділили з мікроскопічних грибів, ні антибіотиками, які ми створили штучно, адже за цей тривалий час еволюції у мікробів була нагода пристосуватися практично до всього.

Крім того, що мікроби значно довше існують на нашій планеті, у них колосальна швидкість еволюціонування: наприклад, поки чиясь дитина піде до школи, у бактерій зміниться більше поколінь, ніж у людей за весь час існування нашого виду.

До речі, мікроби володіють ще й такою надзвичайною властивістю, як здатність передавати генетичну інформацію навіть без процесу розмноження (тобто передача генів у них може бути не тільки вертикальна, а й горизонтальна). Наприклад, одна бактерія, підбираючи нуклеїнову кислоту, котру викинула інша (навіть іншого виду), набуває тих же характеристик, що й джерело генетичної інформації. Так відбувається, наприклад, із набуттям стійкості до деяких антибіотиків. Це приблизно те саме, якби людина навчилася стрибати, як кенгуру, просто з’ївши шерсті цієї тварини.

Отже, потрібно працювати над тим, як зменшити застосування антибіотиків (передусім самовільне) та засобів дезінфекції. Адже у відповідь на наші «недружні» дії мікроби щоразу стають стійкішими. Це надзвичайно важливе питання – важливе, в першу чергу, для нашого ж добробуту.

Цікавий спосіб боротьби з мікробами – застосування бактеріофагів, тобто вірусів, які вбивають бактерій. Уже зараз створені та використовуються препарати, що містять бактеріофаги і є дуже специфічними (діють лише проти певного виду бактерій). У разі, якщо невідомо, з яким збудником ми маємо справу, це може бути суттєвим недоліком, однак такі препарати, особливо багатокомпонентні, можуть справді допомогти знизити надмірне вживання антибіотиків. Це може бути актуально також для маленьких дітей чи людей з алергічними реакціями. Це – досить ефективна біологічна зброя проти інфекцій.

Що ж стосується пробіотиків – препаратів для відновлення мікробіоти, то їх застосування справді цілком обґрунтоване, проте часом з цього приводу можуть виникати дискусії. Наша мікробіота доволі індивідуальна, іноді важко гарантувати, що конкретний пробіотичний штам точно приживеться в організмі конкретної людини. Іноді можна зустріти думку про те, що пробіотики начебто не мають доведеної дії. Таке уявлення може існувати тому, що корисний ефект одних штамів бактерій доведено, інших – ні. Якщо ви прискіпливо ставитеся до всього, що пов’язано зі здоров’ям, то перед вживанням препарату уважно вивчіть етикетку й інструкцію до нього. Відповідальні виробники вказують точні дані про вміст (скажімо, назву не тільки виду, а й штаму бактерій) – варто пошукати інформацію про те, чи досліджувалися ці мікроорганізми науковцями і чи доведено їхній корисний ефект (і який). Це допоможе зрозуміти, що саме вам потрібно».

Чи мити, чи не мити – ось питання!

«Надмірна чистота зовсім не корисна. Все, що можна помити без мийних засобів, слід мити без мийних засобів. І без дезінфектантів. Коли ми намагаємося максимально позбутися мікроорганізмів на поверхні свого тіла та у своїх оселях – їхнє місце займають інші мікроорганізми, стійкіші до засобів, якими ми користуємося під час прибирання.

Те, чим і як довго митись у душі, залежить, ясна річ, від способу життя конкретної людини та від рівня забрудненості її тіла. Зовсім не одне й те ж – весь день просидіти в офісі чи 20 км продиратися крізь хащі й болота. Напевно, офісному працівникові недоцільно щодня по півгодини митися під душем, тим більше використовуючи спеціальні гелі. До речі, на сьогодні вже відомо: що більше людина користується антиперспірантами, то частіше стикається з проблемою неприємного запаху, адже постійно порушує бактеріальну рівновагу на поверхні своєї шкіри.

Питання дотримання помірної чистоти особливо актуальне для осель, де мешкають маленькі діти, у яких своя мікробіота якраз формується. У перші роки життя відбувається своєрідне «калібрування» імунної системи людини, успішність якого великою мірою забезпечує контакт із непатогенними мікроорганізмами. Зрозуміло, що на підлозі, вимитій потужним дезінфектантом, їх може не бути. І якщо вони постійно відсутні – в подальшому у дитини можуть розвиватися різноманітні алергії, імунні порушення тощо. Узагалі періоди формування й трансформації патерну мікробіоти (у дорослому віці вона може змінюватися під впливом звичок, способу життя, гормонального фону й інших чинників) – цікава для науковців тема, яка зараз активно досліджується».