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».

03.05.2024
	20:45	РИНОК ЦУКРУ ВІД SESVANDERHAVE
	16:31	USAID Harvest передбачає 250 млн USD підтримки виробникам зерна в Україні найближчі 5 років
	15:54	Україна та Британія почали переговори про 100-річне партнерство
	14:15	Британія переводить у «жовту зону» ще чотири області України для спрощення роботи інвесторів
	14:05	В Україні цьогоріч економічне зростання сповільниться до 3% - Нацбанк
	14:03	Аграрії посіяли 3,4 млн га зернових
	13:58	Дефіцит бюджету цьогоріч очікується на рівні 20,7% ВВП - Нацбанк
	13:55	Бюро економічної безпеки на Волині передало прикордонникам 4 безпілотники
	11:49	БЕБ на Львівщині вилучило лінію для незаконного виготовлення алкогольних напоїв
	09:48	За рекомендацією аналітиків БЕБ у Сумах зменшено вартість ремонту каналізаційного колектора майже на 58 млн грн
	07:31	Туреччина підтвердила припинення всієї торгівлі з Ізраїлем через війну в Секторі Гази
	07:25	3 травня 2024. День. Свято
02.05.2024
	22:32	Вінницькі аграрії в 2024 реалізують 31 інвестиційний проєкт загальною вартістю майже 742 млн грн
	22:10	Оптові ціни на свинину перед Великоднем знизилися до 60 грн/кг
	20:28	Україна має конкретні інвестиційні проекти, цікаві приватним інвесторам - Мінекономіки
	17:41	Заволодіння 1,1 млн грн бюджетних коштів: у Львові БЕБ оголосило про підозру керівнику будівельної компанії
	16:32	Уряд майже вдвічі збільшив ліміт на кредити для виробників тваринницької галузі
	16:28	Експортні ціни на кукурудзу продовжили зростання протягом тритижневого ралі і досягли одинадцятимісячного максимуму
	14:15	РИНОК ЦУКРУ ВІД SESVANDERHAVE
	14:07	Мінагро домовилося з «Сингента» і «Н.С.Т. Україна» щодо розвитку цифрового агросервісу
	14:05	Уряд продовжив кредитування для аграріїв з прифронтових і тимчасово окупованих територій
	13:58	Пшеничні котирування на Чиказькій біржі знизилися на тлі зміцнення долара США та новин про дощі
	12:19	Бюро економічної безпеки на Волині вилучило контрабандні електронні сигарети вартістю 3,2 млн грн
	10:38	БЕБ на Київщині забезпечило відшкодування 4,3 млн грн несплачених податків відомим імпортером автозапчастин
	08:05	Мінекономіки прогнозує цьогорічне зростання ВВП на 4,6%
01.05.2024
	17:36	За матеріалами БЕБ на Київщині судитимуть місцевого жителя за незаконну торгівлю тютюновими виробами
	17:25	Уряд переорієнтовує програму «Доступні кредити 5-7-9%» на інвестиційні цілі - Мінекономіки
	17:02	McDonald's планує розширення партнерських проєктів із АЗС
	16:54	Україна вийшла на довоєнні показники експорту - Мінекономіки
	16:39	БЕБ на Закарпатті упередило розтрату 3 млн грн бюджетних коштів на ремонті дитячого садочку та будівництві укриття
	15:27	Елітне казино під виглядом спортивного покер-клубу: БЕБ у Києві викрило ще один нелегальний гральний заклад
	13:20	В Україні - 10 000 гривневих мільйонерів: скільки доходів задекларували за минулий рік
	13:10	В Україні коштом ЄС запускається новий проєкт з охорони довкілля
	11:42	В Україні зростає кількість господарств, що вирощують цукрові буряки
	11:15	РИНОК ЦУКРУ ВІД SESVANDERHAVE
	10:35	Пшениця в Чикаго подешевшала на тлі слабкого попиту, невизначеності ринку, великих поставок за травневим контрактом
	10:08	Україна готова збільшити поставки сухого молока до Болгарії вдвічі
	09:57	Доходи загального фонду держбюджету у квітні знизилися до 153,6 млрд грн
	09:55	ЄБРР планує покрити до 50% ризику за новими сублізинговими договорами "ОТП Лізинг" на EUR80 млн
	09:44	Сенат США ухвалив закон про заборону на імпорт російського урану
	09:35	Збитки аграріїв Донеччини від повномасштабної війни перевищили ₴5 мільярдів
	09:34	У світі зростає кількість людей, що зіткнулися з високими рівнями гострого голоду
	08:05	Бразильська MP AGRO з виробництва розподільників добрив стає частиною AMAZONE Group
30.04.2024
	20:35	Уряд спростив видачу ветеринарних документів для переміщення пасік на місця медозбору
	19:43	Держбюджет у квітні отримав ₴153,6 мільярда податків та зборів
	19:16	Бюро економічної безпеки викрило підпільні фабрики з виробництва підробок брендового одягу та взуття
	15:49	НБУ завершує розробку законопроєкту про систему страхування воєнних ризиків в Україні
	15:45	РИНОК ЦУКРУ ВІД SESVANDERHAVE
	15:43	Переговори про вступ до ЄС можуть розпочатися у червні - Зеленський
	15:38	Пшеничні котирування на біржі Чикаго знизилися після семи сесій зростання