Кишечный микробиом: что важнее – отбор или действие среды?

Когда мы едим, мы кормим еще и пару килограммов микроорганизмов, обитающих в нашем желудочно-кишечном тракте. Такие микробные сообщества отличаются огромным разнообразием, и они совершенно необходимы нашему организму для нормальной жизнедеятельности, включая обмен веществ и иммунитет. Недавно ученые исследовали, меняется ли кишечная микрофлора животных при их одомашнивании. И меняется ли кишечная микрофлора людей при их «индустриализации»

Сообщество кишечных микроорганизмов (кишечный микробиом) отличается не только межвидовой, но и внутривидовой изменчивостью, особенно если особи обитают в разных условиях.

Как и люди, живущие в крупных городах, в промышленно развитых странах сильно отличаются от тех, что живут в провинции или, например, в общинах охотников-собирателей. Различия эти формируются за счет разного рациона, уровня физической активности, характера социальных взаимодействий, патогенной нагрузки, медицинской помощи и т.п.

При одомашнивании у диких животных меняется образ жизни, «диета», увеличивается «плотность населения», становится доступной «медицина», включая родовспоможение. Одновременно среди них идет отбор по признакам, полезным с точки зрения человека. В результате у животных формируется комплекс морфологических и физиологических особенностей – так называемый «синдром одомашнивания»: белые пятна на разных участках туловища, висячие уши, укороченные морды, «детское» поведение во взрослом возрасте, снижение агрессивности, другой гормональный фон…

Недавно американские исследователи решили выяснить, как влияет одомашнивание на кишечный микробиом: похоже ли его действие на эффект индустриализации, и какой вклад вносит закрепление определенных генов в результате отбора?

Чтобы ответить на эти вопросы, ученые сравнили микрофлору кишечника 9 диких видов млекопитающих (парнокопытных, хищных, зайцеобразных и грызунов) и родственных им домашних млекопитающих, а также диких шимпанзе и людей из обществ с разным уровнем индустриализации. Для оценки структуры микробиома из образцов фекалий секвенировали микробную ДНК.

Оказалось, что у разных млекопитающих одомашнивание действительно приводит к схожим изменениям в кишечном микробиоме, несмотря на сохранение существенных межвидовых различий. Что до человека, то в этом смысле современные люди (и в первую очередь из высокоиндустриальных сообществ) примерно также отличаются от шимпанзе, как одомашненные животные – от их диких предков

Свои результаты ученые решили проверить экспериментом. Они поменяли местами рацион у лабораторных и диких мышей, а также собак и волков, и буквально увидели, как вместе с изменением питания менялся и состав кишечных бактерий. А когда они колонизировали кишечник таких «домашних» мышей бактериями, взятых от диких сородичей, то им удалось сформировать у них вполне типичную «дикую» микрофлору.

Ученые делают вывод, что кишечный микробиом формируется как под действием эволюционных факторов, таких как естественный отбор, так и непосредственным влиянием условий среды, причем именно последние играют преобладающую роль. И пластичность состава кишечной микробиоты позволяет ей оперативно реагировать на все внешнесредовые изменения. Но эта же гибкость может сослужить и плохую службу, породив «конфликт» между возможностями реальной кишечной микробиоты и отточенными эволюцией требованиями организма, необходимыми для его нормальной работы.

Поэтому следующая задача – понять, при каких условиях такая пластичность кишечного микробиома будет полезной, и каким образом направить ее на улучшение здоровья человека и домашних животных.

Фото: https://pixabay.com

: 05.04.2021