Как поставить микробы на службу человечеству

14.04.2021 19:20 «Агро Перспектива» (г. Киев) — Эксперты ФАО помогают внедрять микробиомный подход для решения целого спектра вопросов, от питания до экосистем.

Микробиом — это геном всех микроорганизмов, обитающих на поверхности и внутри всех позвоночных. Хотя это новая наука, она уже помогает нам лучше понять взаимосвязь между пищей и неинфекционными заболеваниями. ©Kateryna Kon/shutterstock.com

В 1826 году гениальный французский гастроном Брилья-Саварен написал: «Скажи мне, что ты ешь, и я скажу тебе, кто ты».

Двести лет спустя новаторские исследования показывают, что потребляемая нами еда — это не только источник энергии и источник одного из главных удовольствий в жизни, но и пища для триллионов микробов в микробиоме нашего кишечника и, таким образом, представляет собой один из наиболее важных способов воздействия на наш организм изнутри.

Наука, лежащая в основе микробиома — термин, используемый для описания генома всех микроорганизмов, обитающих внутри и на поверхности всех позвоночных, — все еще находится в зачаточном состоянии, но уже помогает раскрыть загадки, связанные с неинфекционными заболеваниями, обусловленными питанием, такими как рак и диабет, и даже лучше понять наше настроение. Согласно этой науке, метаболизм лучше всего рассматривать не просто как преобразование пищи в энергию, а как сложный регуляторный процесс с участием микроорганизмов, который играет в поддержании жизни человека такую важную роль, как сердце или печень.

«Дело не только в нас самих», — говорит микробиолог Фанетт Фонтейн, которая занимается подготовкой для ФАО нескольких докладов о соответствующих контрольных показателях. «Мы представляем собой ходячие экосистемы».

Микробиом кишечника весит столько же, сколько наш мозг, и содержит порядка 1000 различных видов бактерий, состав которых крайне индивидуален: обычно у большинства людей совпадает лишь одна шестая часть таких бактерий.

Благодаря развитию доступных технологий быстрого геномного секвенирования теперь мы можем определить наличие и функцию огромного множества бактерий, вирусов, простейших и грибов, а также их среду обитания. Оказывается, многие из этих живых организмов, которых когда-то боялись и считали потенциально опасными инвазивными микробами, помогают тренировать нашу иммунную систему и влияют на различные функции мозга и тела, исключительно важные для поддержания здоровья.

Теперь ясно, что некоторые микробиомы кишечника способствуют ожирению — даже в случаях, когда потребляемое количество калорий не дает оснований поставить такой диагноз, — в то время как другие тесно взаимосвязаны с развитием диабета второго типа, сердечно-сосудистых заболеваний, астмы, аллергии и отставания в росте у детей.

Расширение представления о том, что является съедобным

Полученные к настоящему времени данные позволяют довольно уверенно сделать один практический вывод: мы должны употреблять в пищу больше ферментируемой клетчатки.

Люди технически неспособны переваривать большинство видов клетчатки, однако это под силу кишечным микробам, которые при этом питаются сами и производят небольшие полезные молекулы (короткоцепочечные жирные кислоты), являющиеся важным источником энергии для человека.

Например, в продуктах с высокой степенью обработки могут отсутствовать элементы, которые в конечном итоге влияют на выживание определенных видов бактерий в нашем кишечнике. «В кишечнике всегда присутствуют микроорганизмы, поэтому, если вы накормите тех из них, которые полезны, вы и сами получите пользу», — утверждает Фонтейн.

Каждый из нас получает свой первый набор микробиомов от матери при рождении. При грудном вскармливании ребенку также передаются определенные молекулы сахара, которые не обладают питательной ценностью для младенца, но способствуют развитию видов Bifidobacterium (которые впоследствии помогают наладить метаболизм, поддерживать оптимальный вес и способствуют уменьшению воспалительных процессов) в кишечнике ребенка.

При нарушении микробного баланса в кишечнике менее полезные виды микроорганизмов с большей вероятностью расширят свой рацион питания ради собственного выживания, например начнут потреблять белки и жиры вместо сложных углеводов, а это может повлиять на развитие резистентности к инсулину, способствовать появлению нежелательных жировых клеток и даже развитию канцерогенных процессов. Некоторые виды микробов даже разрушают слизистый барьер в нашем кишечнике — наш главный оплот защиты от неспецифического воспаления, характерного для некоторых хронических заболеваний.

«Наука о микробиоме позволяет переосмыслить концепцию питания и показывает, что она включает в себя больше, чем просто состав питательных веществ в продуктах питания», — заявляет эксперт ФАО по вопросам продовольственной безопасности Карел Калленс, создавший в рамках Организации неформальную междисциплинарную группу по микробиому. Он отмечает, что некоторые ключевые витамины, аминокислоты и даже нейромедиаторы являются важными побочными продуктами микробной деятельности в нашем кишечнике.

«За последние десятилетия наш образ жизни менялся как никогда стремительно, на что наш микробиом отреагировал гораздо быстрее, чем наш геном», — добавляет Фонтейн. «Разница в темпах изменений, возможно, нарушила наши симбиотические отношения с микробиомом, что сказывается на нашем здоровье».

По ее мнению, поскольку наш геном эволюционировал на протяжении тысячелетий вместе с изменением нашего рациона питания, восполнить существующий разрыв может увеличение разнообразия потребляемой растительной пищи.

Новые границы

«У микробиомов нет тех ограничений, которые, как нам кажется, должны существовать», — заявляет Калленс.

По его мнению, именно поэтому подход ФАО, построенный вокруг концепции агропродовольственных систем, хорошо подходит для оценки функционирования микробных сообществ и их влияния на процессы загрязнения окружающей среды и изменения климата.

«Исследования в этой области помогают нам лучше понять, что значит быть здоровым», — говорит эколог ФАО Энн Богдански, которая занимается вопросами изменения климата, биоразнообразия и окружающей среды. «Мы тоже являемся симбиотическими организмами — без этих маленьких существ мы бы не выжили».

Она добавила, что рассмотрение вопросов, связанных с микробиомом, также способствует реализации подхода «Единое здоровье», в рамках которого признаются важнейшие и взаимосвязанные отношения между здоровьем людей, животных, растений и окружающей среды.

В настоящее время нами не изучено даже одного процента различных видов микробов в мире, при том, что о бактериях мы знаем больше, чем о других типах микроорганизмов. Вместе с тем многое еще предстоит узнать о том, как они выполняют многочисленные и часто взаимосвязанные экосистемные функции.

Так, ученые из Северной Америки недавно обнаружили источник болезни, от которой погибают белоголовые орланы. Ранее неизвестные цианобактерии росли на инвазивных видах водных сорняков. Используемое для борьбы с этими сорняками вещество под названием гербицид взаимодействовало с цианобактериями, в результате чего вырабатывался смертельно опасный жирорастворимый нейротоксин, убивавший белоголовых орланов, которые ели эти растения.

Такие комбинации показывают незаметное и при этом очень существенное воздействие, которое микробиом может оказывать на сельскохозяйственное производство, лесное и рыбное хозяйство. Между бактериями и грибами существуют взаимовыгодные отношения, обеспечивающие эффективное усвоение питательных веществ и здоровье растений. Восемьдесят процентов органического вещества в почве имеет микробное происхождение, что открывает широкие возможности для поиска способов восстановления углерода в почве и обеспечения здоровья экосистем.

Больше, чем зеленая революция

«Существует множество возможностей для применения знаний в области микробиологии в рамках устойчивой биоэкономики», — добавляет Богдански. Понимание микробиома может помочь в создании новых видов удобрений, биостимуляторов или биопестицидов для защиты от определенных вредителей. «Речь идет о применении решений, основанных в большей степени на природных, а не на технологических процессах», — заметила она.

Микробиом — это не блюдо для смешивания, в которое вы добавляете ингредиенты, а своего рода «тропический лес» или отдельная интерактивная среда.

Калленс подчеркнул, что важная роль ФАО заключается в том, что она позволяет поднимать научные вопросы о микробиоме в контексте проводимых на политическом уровне дискуссий и следить за тем, чтобы развивающиеся страны не оставались в стороне от этого процесса. «Это гораздо больше, чем зеленая революция».

28.11.2024
	16:53	За рекомендацією БЕБ на Волині скасовано ризиковий тендер на реконструкцію освітнього закладу вартістю 68,5 млн грн
	15:12	Бюро економічної безпеки викрило підпільне виробництво батарейок
	12:47	Бюро економічної безпеки у Києві припинило діяльність незаконних АЗС
	11:26	Бюро економічної безпеки на Львівщині зупинило контрабанду металопрофілю
27.11.2024
	16:43	Пункти пропуску є критичною інфраструктурою і не повинні блокуватися - Сікорський
	15:47	41,4 мільярдів гривень отримали майже 8 тисяч агрогосподарств цьогоріч за програмою «Доступні кредити 5-7-9»
	14:45	Уряд затвердив новий порядок повернення споживачами непридатних харчових продуктів
	13:21	За час повномасштабної війни структура експортерів українського родовольства змінилася
	12:25	РИНОК ЦУКРУ ВІД SESVANDERHAVE
	12:17	За матеріалами БЕБ на Одещині судитимуть фіндиректора компанії-експортера зерна за несплату 8 млн грн податків
	11:49	Кілійське МУВГ завершило поливний сезон: загальна площа зрошення склала 9 671 га
	11:27	Україна отримала $4,8 мільярда від Світового банку - Шмигаль
	11:23	Україна та Данія домовились про механізм fast-track для інвестицій
	11:13	Ввезення готівкової валюти в Україну за 10 міс.-2024 зросло на 81,4% - НБУ
	11:11	Пшеничні котирування на біржі Чикаго виросли на тлі технічних покупок і раунду покриття коротких позицій трейдерами
	11:07	Бюро економічної безпеки на Львівщині припинило діяльність двох підпільних гральних закладів
	09:14	Ціни на какао знову почали зростати
26.11.2024
	22:23	Єврокомісія наполягає на гармонізації Україною акцизів на тютюнові вироби
	19:27	Норвегія планує у 2025 спрямувати на допомогу Україні $2,7 мільярда
	17:21	Норвегія надає $4,5 мільйона у межах ініціативи Grain from Ukraine
	15:10	БЕБ на Волині вилучило контрабандну техніку вартістю майже 11 млн грн
	14:46	Виробник макаронів та яблучного повидла застрахувався від воєнних ризиків
	14:37	Червона ікра – бажаний делікатес, переконана Держспоживслужба та радить обирати ікру уважно
	14:13	Господарства почали обробляти посіви проти мишовидних гризунів
	14:06	Кава у світі зросла в ціні до найвищого рівня, починаючи з 1997
	11:35	РИНОК ЦУКРУ ВІД SESVANDERHAVE
	11:07	Пшеничні котирування на біржі Чикаго знизилися на тлі поліпшення стану посівів озимої пшениці в США
	10:15	За матеріалами Бюро економічної безпеки судитимуть експортера за контрабанду лісоматеріалів
	08:24	Польські аграрії погрожують після 10 грудня заблокувати всі пункти пропуску на кордоні з Україною
	08:21	Естонія виділила мільйон євро на кліматичні та екологічні проєкти України
	08:15	Трамп обіцяє в перший день президентства підняти тарифи на товари з Китаю, Мексики й Канади
25.11.2024
	20:25	У жовтні після 4 місяців спаду Україна наростила експорт цукру до 74 тис тонн
	19:43	Темпи експорту пшениці в листопаді повільніші за жовтневі
	16:21	БЕБ на Київщині вилучило спирт вартістю майже 20 млн грн
	15:44	АПК України для відновлення та подальшого розвитку потребує 56 млрд USD інвестицій в найближчі 10 років
	15:35	Україна може заповнити ніші на ринку ЄС, провівши реструктуризацію агровиробництва - єврокомісар
	15:33	Цукрові заводи України виробили 1,165 млн тонн цукру
	13:45	РИНОК ЦУКРУ ВІД SESVANDERHAVE
	13:33	Прогноз українського експорту на 2025 залишається позитивним - торговий представник
	12:44	БЕБ на Львівщині викрило три благодійні фонди, які незаконно завезли понад 700 автомобілів
	12:43	З початку року детективи Бюро економічної безпеки України вилучили на 400 млн грн контрафактної продукції
	11:11	Пшеничні котирування на біржі Чикаго знизилися на технічних продажах контрактів
	11:02	Гречка. Аграрії зібрали 131,7 тис. тонн
	10:24	Стартує перший етап запуску Єдиного державного реєстру домашніх тварин: відкрито авторизацію для ветлікарів
24.11.2024
	23:42	Польські протестувальники розблокували пункт пропуску «Шегині - Медика»
	19:47	Міністр сільського господарства Польщі Секерський зустрівся з протестувальниками, що блокують польсько-український кордон
	19:44	Астарта скоротила площі під озимою пшеницею та збільшила під ріпаком майже на 50%
	15:37	Польсько-українська господарча палата закликала фермерів припинити блокаду кордону
	11:31	У межах нової кліматичної угоди до 2035 року бідним країнам щорічно виділятимуть $300 млрд
	04:22	Grain from Ukraine: 280 тис тонн агропродукції, 290 млн USD донорських коштів, 12 країн