Другие болезни

Сколько кг бактерий в организме человека. Строение и жизнедеятельность бактерий. Как по микрофлоре кишечника составить представление о человеке

В середине 90-х министр здравоохранения Стивен Доррел стал известен всему миру из-за своего опрометчивого заявления. Желая успокоить общественное мнение по поводу слухов о зараженной коровьим бешенством английской говядине, он сказал, что не существует никакого мыслимого риска передачи губчатой энцефалопатии (коровьего бешенства) от животного человеку.

Беда была в том, что заявление было сделано до проведения научных исследований. Через год было доказано, что энцефалопатия передается, но не вирусом или бактериями, а с помощью белка – приона, который был устойчив к любым формам стерилизации.

Этот случай еще раз подтвердил: человечество очень мало знает о себе. Мир микроорганизмов, бактерий, населяющих Homo sapiens, все еще остается до конца неизученным.

Почти через сто лет после открытия Луи Пастером микроорганизмов во второй половине XIX века американский ученый Теодор Роузбери сделал попытки сосчитать все бактерии, населяющие организм человека. По его данным, только в кишечнике, где зафиксирована их самая большая концентрация, насчитывается 450 разновидностей бактерий. Во рту их 80 видов, а за ушами – всего 15. Триллионы бактерий человек ежедневно выделяет с фекалиями. Если сложить все выведенные Роузбери цифры, то средняя концентрация бактерий будет равна ста миллиардам на каждый квадратный сантиметр организма. Кожу человека, населенную микроорганизмами, ученый сравнивал с городскими улицами в канун Рождества, когда их заполняют толпы людей. Несмотря на столь внушительные цифры, по оценке ученого, все бактерии, обитающие на коже, можно уместить в небольшую горошину, а все, живущие внутри, – в чашку объемом до трехсот милилитров.

Недавно, благодаря уникальной методике анализа ДНК, ученые получили возможность более пристально изучать микроорганизмы, населяющие человеческое тело. Ими даже был проведен пятилетний эксперимент, участниками которого стали 240 взрослых здоровых мужчин и женщин. Регулярно у них брались образцы из носа, рта, половых органов, кишечника, поверхности кожи. Таким образом ученые насчитали 10 000 различных видов микробов и 10 бактериальных клеток в каждой клетке человека. Если взять мужчину или женщину весом от 85 до 90 килограммов, то масса всех содержащихся в них микробов будет составлять от двух до трех кг. Всего ученые насчитали восемь миллионов (!) генов микроорганизмов. Cравните, у человека – их всего двадцать две тысячи.

Ирландский ученый Рой Слитор, который долго время занимался изучением бактерий в организме человека, пришел к выводу, что люди недопонимают их истинную роль. По его словам, взаимодействие человека и бактерий больше похоже на симбиоз. Бактерии питаются за счет человека, но за это помогают ему во многих жизненно важных процессах. Например, при пищеварении или производстве витаминов, а также укреплении иммунной системы. Они первыми встают на защиту, когда необходимо «вступить в схватку» с вредными бактериями, вирусами, микробами. Так, известно, что только во время поцелуя человек получает 42 миллиона бактерий, из которых примерно 37 миллионов – болезнетворные. И если бы не триллионы полезных бактерий, обитающих внутри нас, человек не смог бы пережить и одного поцелуя.

По мнению Роя Слитора, а сегодня его поддерживают многие ученые, организм человека с населяющими его микроорганизмами – это единый сверхорганизм, в котором ни человек без бактерий, ни они без его тела существовать не могут.

Но на этом сенсации не заканчиваются. Как установили совсем недавно исследователи медицинской школы Файнберга Северо-Западного университета США, в геноме возбудителя гонореи есть фрагмент ДНК человека. Это значит, что симбиоз живых организмов возможен не только с полезными бактериями, но и с патогенными микробами. В этом направлении ученых ждет еще много интереснейших открытий.

– это совокупность микроорганизмов, которые обитают в тонкой и толстой кишке, и образуют с организмом человека единую экосистему. В 1861 году нидерландский биолог Левенгук, который изобрел микроскоп, впервые обнаружил бактерии в образцах кала. Прошло более трёхсот лет, а учёные продолжают исследовать взаимодействие человека и одноклеточных живых существ.

Учёными описано более 400 видов микроорганизмов, обитающих в кишечнике. Количество их достигает 50 триллионов, что в 1,3 раза превышает число всех клеток человеческого организма. Общая масса всех жителей кишечника достигает 2,5–3 кг. Бактерии составляют до 60% сухого остатка кала. На поддержание жизнедеятельности кишечной микрофлоры ежедневно расходуется до 20% питательных веществ, поступающих в организм с пищей.

Большая часть микроорганизмов сосредоточена в толстой кишке. Количество бактерий в 1 г ее содержимого превышает численность населения нашей планеты. Обсеменению тонкой кишки препятствует антибактериальное действие желчи, двигательная активность кишечника и – заслонка на границе подвздошной и слепой кишки.

Какие функции выполняют микроорганизмы?

Защитная – представители нормальной микрофлоры препятствуют заселению пищеварительного тракта патогенными микробами. Они лучше приспособлены к условиям жизни в кишечнике, легче усваивают питательные вещества, выделяют компоненты, которые подавляют рост возбудителей инфекционных заболеваний.
Пищеварительная – участвуют в расщеплении белков, углеводов и жиров, активизируют работу ферментов.
Детоксикационная – нейтрализуют токсические вещества, которые образуются во время переваривания пищи или поступают извне.
Восстановительная – стимулируют регенерацию клеток кишечника.
Синтетическая – синтезируют витамины группы В, С, К, гормоны и биологически активные вещества.
Регуляторная – бифидо- и лактобактерии регулируют метаболизм холестерина и оксалатов.
Иммунная – образуют вещества, стимулирующие работу иммунной системы (см. подробнее ).

Знаете ли вы, что микробы кишечника имеют свой генетический потенциал?

Влияние микроорганизмов, обитающих в кишечнике, на здоровье человека зависит от наследственной информации, которая закодирована в их ДНК. Все бактерии микробиоценоза кишечника содержат в 150 раз больше генов, чем находится в геноме человека. Именно благодаря генетическому потенциалу бактерии способны выполнять различные функции.

Учёные обнаружили и выделили бактериальный ген, который отвечает за образование из соевого субстрата противоопухолевых веществ. Поэтому люди, в организме которых живут микроорганизмы – носители такого гена, практически не болеют раком костей и предстательной железы.

Может ли человек влиять на состояние микрофлоры своего кишечника?

Ежегодно учёные описывают новые заболевания и состояния, связанные с нарушением биоценоза кишечника. Это не только проблемы желудочно-кишечного тракта, но и аллергия, атеросклероз, артериальная гипертония, мочекаменная болезнь и даже депрессия.

Несбалансированное питание приводит к изменению качественного и количественного . Доказано, что при дефиците в рационе пищевых волокон биоценоз кишечника нарушается в 34,8% случаев, при низком содержании белка – в 18,8%. Кисломолочные продукты наоборот стимулируют рост полезной микрофлоры.

Употребление в пищу продуктов, содержащих красители, стабилизаторы и консерванты, негативно влияет на состояние кишечных бактерий. Поэтому старайтесь готовить пищу из экологически чистых продуктов.

При нарушении правил личной гигиены в пищеварительный тракт могут проникнуть – возбудители кишечных инфекций – и яйца гельминтов. Они размножаются, выделяют токсины и угнетают жизнедеятельность нормальной микрофлоры. В результате развивается постинфекционный дисбактериоз.

Учёными доказана взаимосвязь биоценоза кишечника и образа жизни. Например, при гиподинамии в толстой кишке активизируются протей и кишечная палочка.

Как антибиотики воздействуют на кишечную микрофлору?

Антибиотики – мощное оружие в борьбе с возбудителями опасных инфекционных заболеваний. Однако они уничтожают и . После курса лечения антибиотиками изменяется её качественный и количественный состав. Последствиями приёма антибиотиков являются боли в животе, повышенное газообразование, расстройство стула, снижение иммунитета.

Поэтому бесконтрольный приём препаратов этой группы недопустим. Назначение антибиотиков должно проводиться только по строгим показаниям, а не «на всякий случай».

Как по микрофлоре кишечника составить представление о человеке?

Учёные установили, что по составу кишечной микрофлоры можно определить:

Примерный возраст – у пожилых уменьшается число бактерий, помогающих противостоять стрессу.
Тип конституции – у людей, склонных к избыточному весу, в кишечнике больше бактерий, участвующих в переваривании углеводов.
Рацион – увлечение мясом приводит к росту микроорганизмов, расщепляющих белки. У людей, предпочитающих жирную пищу, увеличивается число бактероидов и энтерококков. У любителей углеводов активизируются аэробные условно-патогенные бактерии.
Место жительства – у японцев в кишечнике обнаружены микроскопические организмы, расщепляющие морские водоросли.

Из-за многообразия функций и роли в поддержании гомеостаза учёные предложили выделить кишечную микрофлору в самостоятельный орган . Изменение микробиоценоза кишечника нарушает согласованную работу организма и приводит к развитию заболеваний.

Человек нередко относится к своему организму сравнительно легкомысленно. Да, многие знают, где находится сердце, почки, кишечник и т.д. Некоторые имеют более глубокие познания о строении человеческого организма. Но мало кто решается взглянуть на себя не только как на личность, а как на биологический механизм, который работает по определенным законам и живет своей сложной и многомерной биологической жизнью. Так, например, далеко не все ясно себе представляют, какую важную роль играют бактерии в организме человека, насколько ценно наше биологическое сожительство с простейшими и насколько страшна бактериальная угроза.

Бактерии, без которых человеку не выжить

Организм человека населяет огромное количество бактерий, без которых человеку не выжить. Общий вес бактерий в теле человека – от 1,5 до 2,5 кг. Такой полезный устойчивый симбиоз образовался:

в желудочно-кишечном тракте;
на коже;
в носоглотке и ротовой полости.

Без полезных бактерий – мутуалистов (мутуализм – форма взаимодействия, при которой каждый организм извлекает определенную пользу) – перечисленные органы моментально подверглись бы атаке болезнетворных микробов.

Разумеется, это не была бы атака в прямом смысле этого слова. Просто ничто не мешало бы болезнетворным микроорганизмам поселиться на тканях организма, размножиться на них и отравить токсичными продуктами своей жизнедеятельности.

Основной принцип работы бактерий в организме – создание такой среды на тканях органов, в условиях которой вредные микробы не могут выживать. Соответственно, попадая на кожу, в носоглотку или в желудочно-кишечный тракт, болезнетворные микробы просто погибают, поскольку среда, уже сформированная полезными микробами на тканях этих органов, является для вирулентных (опасных) прокариотов смертельной.

Это общая картина влияния полезных бактерий, локальное же воздействие микробов имеет особенности в зависимости от органа, в котором происходит такое симбиотическое взаимодействие.

Желудочно-кишечный тракт

Бактерии, населяющие желудочно-кишечный тракт человека, выполняют сразу несколько функций, благодаря которым человек имеет возможность выживать как биологический организм:

Микробы создают в кишечнике антагонистическую для болезнетворных микробов среду. Эта роль полезных микроорганизмов сводится к тому, что они создают в кишечнике кислую среду, а болезнетворные микробы плохо живут в кислой среде.
Те же полезные бактерии переваривают растительную пищу, попадающую в кишечник. Ферменты, синтезируемые организмом человека, не в состоянии переваривать клетки растений, содержащие целлюлозу, а бактерии питаются такими клетками беспрепятственно, играя тем самым еще одну важную роль.
Также полезные бактерии синтезируют необходимые человеку витамины групп В и К. Роль витаминов группы К – обеспечение обмена веществ в костях и соединительных тканях. Роль витаминов группы В глобальна. Эти низкомолекулярные органические соединения участвуют в огромном количестве процессов: от высвобождения энергии из углеводов до синтеза антител и регулировки нервной системы. Несмотря на то что витамины группы В присутствуют во многих продуктах, именно благодаря синтезу их кишечной микрофлорой организм получает то количество этих витаминов, которое необходимо для нормальной жизнедеятельности человека.

Основная часть полезной кишечной микрофлоры – молочнокислые бактерии. Несмотря на то что у этих бактерий могут быть разные названия, тип воздействия на организм у них один и тот же. Молочнокислые бактерии сбраживают природные сахара, в результате чего образуется такой продукт, как молочная кислота.

Наиболее популярные сегодня молочнокислые микроорганизмы – лактобактерии и бифидобактерии, именно их рекламируют как основное пробиотическое средство в составе полезных продуктов.

Бифидобактерии – нитчатые молочнокислые микроорганизмы, которые устилают поверхность кишечника и не дают вредным микробам закрепиться и размножиться на его стенках. Общий вес молочнокислых бифидобактерий в соотношении с другими бактериями-симбионтами составляет около 80%.
Лактобактерии – грамположительные молочнокислые палочки, основная роль которых – не только переваривание растительной пищи и создание антагонистической среды, а еще и стимуляция синтеза антител. Это микроорганизмы, оказывающие огромное влияние на иммунную систему человека.

Data-lazy-type="image" data-src="https://probakterii.ru/wp-content/uploads/2015/08/bakterii-v-produktah.png" alt="молочнокислые бактерии" width="400" height="250" srcset="" data-srcset="https://probakterii.ru/wp-content/uploads/2015/08/bakterii-v-produktah..png 300w" sizes="(max-width: 400px) 100vw, 400px">

Кроме полезных молочнокислых прокариотов, в ЖКТ есть и условно вредные – бактерии группы кишечной палочки. Несмотря на то что они тоже могут оказывать благотворное воздействие, например, бактерии группы кишечной палочки также синтезируют витамины группы К, при увеличении их количества в ЖКТ влияние становится вредным: кишечные палочки отравляют организм токсинами.

Общий вес кишечных палочек, которые присутствуют в организме человека, очень незначительный в сравнении с двумя килограммами полезных микроорганизмов.

Бактерии на коже, во рту и в носоглотке

Микроорганизмы, которые населяют кожные покровы человека, играют роль естественного биологического щита, они также не дают возможность вредным бактериям развить активную деятельность на коже и тем самым оказывать отравляющее влияние на весь организм.

Основными бактериями, которые контролируют безопасность кожи, рта и носоглотки, являются:

микрококки;
стрептококки;
стафилококки.

Стрептококки и стафилококки имеют в своем роду вредных (патогенных) представителей, которые могут отравлять организм.

Причины заболеваний

Возникает логичный вопрос: если человек со всех сторон защищен биологическим щитом, тогда почему же люди все-таки болеют, почему этот щит не срабатывает?

Сопротивляемость организма патогенным агентам во многом зависит от иммунитета. Поэтому важным является то, сколько бактерий в ЖКТ трудятся над тем, чтобы иммунная система была достаточно активной.

Вторым важным обстоятельством являются характеристики самого вредного агента и способы его влияния на организм.

Так, долгое время смертельной угрозой для человека был тиф.

Тиф – сборное название нескольких смертельных болезней, которые унесли массу жизней, пока не были найдены способы их лечения.

Общие черты, характерные для всех видов тифа:

человек быстро теряет вес;
на фоне интоксикации и потери веса начинается сильная лихорадка;
все указанные болезненные проявления вызывают сильнейшее нервное расстройство и человек погибает.

Несмотря на общие симптомы, причины, вызывающие тиф, каждый раз разные.

Бактерии-возбудители болезней

В кишечниках вшей большое количество риккетсий. Однако вероятность инфицирования зависит не от того, сколько вшей находится в непосредственной близости к человеку, а от того, как активно человек начинает бороться с вшами. Расчесывание вшей на себе – основная причина заражения сыпным тифом. Именно из раздавленного кишечника вши риккетсии попадают в ранки на коже и далее в кровоток человека.

Основные симптомы сыпного тифа:

лихорадка (температура тела выше 40ºС);
боль в спине;
розовая сыпь в области живота;
сознание больного заторможено почти до состояния комы.

Лечение сыпного тифа, так же как и лечение любых бактериальных инфекций, основано на антибиотиках. Для лечения этого вида тифа используются антибиотики тетрациклиновой группы.

Еще один страшный вид тифа – возвратный. Его переносят клещи и вши. Но именно возбудителями являются бактерии спирохеты боррелии. Заражение происходит во время укуса клеща.

Основные симптомы при заражении:

рвота;
увеличивается селезенка и печень;
начинается психическое расстройство и галлюцинации.

Те же симптомы возникают, если переносчиками были вши.

Лечение – антибиотики пенициллиновой и левомицетиновой группы, а также мышьяковистые препараты.

Брюшной тиф. Возбудитель – патогенная бактериальная палочка из рода Сальмонелл. Этот вид тифа опасен только для человека, животные брюшным тифом не болеют. Возбудители проникают в желудок с едой. Основные симптомы:

появление бактерий в моче (бактериемия);
общие симптомы интоксикации (бледность, головная боль, нарушение сердечных ритмов);
вздутый живот;
бред, галлюцинации и прочие психические нарушения.

Лечение осуществляется также антибиотиками левомицетиновой и пенициллиновой групп и сопровождается общеукрепляющей терапией.

Кроме возбудителей тифа, человеку угрожает масса других патогенных микробов, своевременное выявление которых, а также определение симптомов инфекции, ее идентификация и лечение могут стоить человеку жизни.

Та же чума – заболевание с высокой летальностью, причиной которого является чумная палочка. Симптомы – потеря веса, лихорадка и обезвоживание организма. Человек погибает именно от обезвоживания.

Переносчиками чумной палочки могут быть грызуны, домашние животные, насекомые.

Лечение чумы осуществляется при помощи антибиотиков стрептомициновой группы. Важную роль играет профилактика и общее укрепление организма.

Человеческое тело, оказывается, почти целиком состоит из микроорганизмов. Однако пугаться прежде времени не стоит, пишет Daily Mail : эти существа – не чужеродные формы жизни. Для триллионов микроскопических жизненных форм человеческий организм является родным домом.

"Мы, по сути, лишь на 10% люди, а все остальное – микробы", – уверяет доктор Рой Д. Слитор из ирландского Института Корка. За четыре года основательного изучения предмета он пришел к выводу о том, что истинная роль бактериальных популяций, проживающих в человеческом организме, незаслуженно умаляется.

Наши взаимосвязи с одноклеточными существами оказались настолько тесными, что прогрессивные ученые теперь рассматривают человека и населяющих его бактерий в качестве единого сверхорганизма. "На сегодняшний день бактерии рассматриваются в качестве виртуального органа, продукты жизнедеятельности которого значительно выше, чем у печени", – объясняет доктор Слитор.

По его данным, в человеческом теле содержится порядка 500 различных видов бактерий. Благодаря их непрестанному размножению в организме взрослого человека проживает около 100 трлн одноклеточных существ – почти в десять раз больше, чем те несколько триллионов клеток, из которых состоит собственно организм человека. К примеру, только в кишечнике содержится почти 2 кг бактерий.

По словам доктора Слитора, бактерии не только наши спутники, но и незаменимые помощники. "Это бактериально-человеческое взаимодействие по большей части носит характер симбиоза, – рассказывает ученый. – Это означает, что в обмен на продовольствие бактерии участвуют в процессах пищеварения, производства витаминов и укрепления нашей иммунной системы". Кроме того, дружественные микроорганизмы защищают хозяина от возбудителей инфекционных заболеваний, сражаясь с "враждебными" бактериями.

Для любителей йогуртов и других "живых" кисломолочных продуктов эта новость, безусловно, хорошая. Однако доктор Слитор предупреждает, что укрепляющие способности "пробиотических" продуктов весьма недолговечны. "Большая часть этих бактерий не задерживаются в нашем организме. Они проходят сквозь тело, не сумев организовать колонию", – с грустью констатирует он. С другой стороны, постоянное употребление такого рода продуктов может способствовать укреплению колоний полезных бактерий. Особенно это касается случаев, когда организм ослаблен приемом антибиотиков.

Однако симбиоз живых организмов, напомним, возможен не только с полезными бактериями, но и с патогенными микробами. Не так давно исследовательская группа из медицинской школы Файнберга при Северо-Западном университете установила, что в геноме возбудителя гонореи, бактерии Neisseria gonorrhoeae .

А еще раньше ученые выяснили, что бактерии водорода, который можно использовать для экологически чистых и при этом мощных двигателей. Обнаруженный в 1993 г. на побережье Тихого океана в Техасе микроб грозит превратиться в топливо будущего.

Между прочим, некоторые ученые полагают, что самой , занесенным из космоса. Ведь даже самая примитивная бактерия несет в своей ДНК около 6 млн бит информации, которые могут быть скопированы в новые организмы. Не исключено, что этот довод учитывали исследователи NASA, год назад решившие снарядить космическую экспедицию, а, опять же, бактерии.