Где в организме человека живут бактерии и зачем они нужны

Человек — это целая экосистема. Современная наука утверждает, что число бактериальных клеток в нашем теле в десять раз превышает число наших собственных клеток. Более того, общая биомасса бактерий на планете больше биомассы всех животных.

Сообщество микроорганизмов, населяющих определенную среду — или «экологическую нишу» нашего тела, — называют микробиомом. Интерес к этим невидимым сожителям возник не вчера: еще в 1880-х годах Теодор Эшерих открыл кишечную палочку, а сам термин «микробиом человека» был предложен в 2001 году.

Как в организме человека поселяются бактерии

Существующая научная парадигма гласит, что плод стерилен. Первый контакт его с микроорганизмами происходит во время движения по родовым путям. А при кормлении ребенок приобретает первые микроорганизмы у себя в кишечнике.

Исследования показывают, что состав бактерий у детей на грудном вскармливании и искусственном питании различен. У первых в кишечнике преобладают лактобациллы и бифидобактерии, в то время как у «искусственников» микрофлора быстрее приближается к взрослой и содержит больше микроорганизмов, способных вызывать воспалительные процессы.

«Становление тех микробов, которые потом сопровождают нас всю нашу жизнь, происходит примерно годам к четырем–пяти. К этому возрасту сообщество бактерий стабилизируется, чтобы эффективно выполнять свои функции, например, расщеплять клетчатку», — утверждает Андрей Шестаков, руководитель лаборатории микробной биотехнологии биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова.

Однако качество и состав бактерий могут с возрастом меняться, сильно зависят от рациона питания и образа жизни, а также страдают от приема лекарств, особенно антибиотиков. Эти препараты, уничтожая патогенную флору, наносят удар и по полезным симбионтам. Взять новую хорошую, а главное, свою будет уже неоткуда.

Где в организме живут бактерии

Если представить, что клетки человеческого тела исчезнут, а бактерии останутся и их можно будет рассмотреть, то мы увидим, что они покрывают практически все поверхности, контактирующие с внешним миром. Это внешний контур — кожа, весь желудочно-кишечный тракт «от отверстия до отверстия» и начало половых путей у женщин.

Причем тело человека для бактерий — неоднородная среда обитания, поэтому можно говорить об отдельных микробиомах кожи, полости рта и кишечника. Даже в разных отделах кишечника состав бактерий различен из-за различий в кислотности, содержании воды и других факторов. Больше всего бактерий обитает в кишечнике: по последним оценкам, их там около 40 трлн.

Зачем человеку бактерии

Бактерии человеку не просто нужны — они жизненно необходимы. Их функции можно разделить на три ключевые группы: они обогревают, кормят и защищают нас.

Как бактерии согревают нас

Почему греют, а главное — как? Дело в том, что, когда организмы развиваются — в благополучной среде и с большой скоростью, — они выбрасывают большое количество тепла. Для примера: когда мы в колбе выращиваем микробов, если их совсем немного, мы их греем в термостате. А когда начинаем выращивать микроорганизмы в столитровых банках, их приходится регулярно охлаждать, добавляя холодную воду в «рубашку» и поддерживая таким образом нужную температуру.

Вот то же самое происходит и в кишечнике. Микробы там находятся в оптимальном состоянии: им очень хорошо, приятно, много еды. И они в ответ выделяют достаточно много тепла. Именно микробы снабжают нас энергией.

Как бактерии кормят нас

Клетки человеческого организма получают до 70% питательных веществ благодаря работе микробов. Желудок и тонкий кишечник усваивают белки и глюкозу, но сложные углеводы и клетчатка попадают в толстый кишечник почти нетронутыми. Здесь за работу берутся бактерии, преобразуя то, что нам не переварить. 

В результате они производят короткоцепочечные жирные кислоты — важный источник энергии для клеток кишечной стенки и всего организма. Кроме того, микробы являются источником ряда витаминов.

Как бактерии защищают нас

Микробиом формирует первую линию обороны. Полезные бактерии занимают пространство на слизистых оболочках, попросту не оставляя места для поселения и размножения патогенных «чужаков». Более того, они держат нашу иммунную систему в состоянии «постоянной умеренной тренировки», учат ее распознавать врагов и адекватно на них реагировать. 

Именно в первые годы жизни, когда микробиом активно формируется, происходит и «обучение» иммунной системы. Нарушения в этом процессе, например из-за раннего приема антибиотиков, могут в будущем привести к различным заболеваниям.

Влияют ли бактерии на наше поведение

Некоторые бактерии производят биогенные амины — вещества, к которым относятся ключевые нейромедиаторы (например, серотонин, большая часть которого синтезируется в кишечнике). Через блуждающий нерв и кровоток эти сигналы могут передаваться в мозг.

Установлена связь между составом микробиома и развитием депрессивных состояний, тревожности и расстройств аутистического спектра. Однако ученые подчеркивают, что, несмотря на обнаруженные связи, говорить о прямом «управлении» пока рано — эта область требует дальнейшего изучения.

Консультант: Андрей Шестаков, руководитель лаборатории микробной биотехнологии биологического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова.

Материал впервые опубликован в 2020 году, обновлен в 2023 и 2025.