Становится всё более очевидным, что существует взаимная связь между филлобиомом и атмосферным микробиомом, обусловленная атмосферными процессами, происходящими в глобальном масштабе. Филлосфера теоретически огромна: по оценкам, площадь поверхности листьев растений (с адаксиальной и абаксиальной сторон) в глобальном масштабе составляет от 2×108 до 1×109 км2 (50). Для сравнения: это в два раза больше площади всей поверхности Земли. Считается, что на этих листьях, находящихся под прямым воздействием атмосферы, присутствует от 1024 до 1026 микробных клеток (38), а значит, они потенциально доступны для переноса в атмосфере.

Несмотря на высокое содержание сахара и осмотическое давление, в нектаре обнаруживается целый ряд микроорганизмов, таких как дрожжи, дрожжеподобные грибы, мицелиальные грибы и бактерии (93, 96). Было доказано, что этот «нектарный микробиом» функционален: он изменяет содержание сахара и аминокислот (97) и влияет на выделение летучих веществ (98). Это важно, поскольку различные свойства нектара могут влиять на привлекательность цветка для опылителей, а значит, и на успех растения. Действительно, изменение микробиома нектара может повлиять на частоту посещения растения насекомыми (99) и его репродуктивный успех.

Растительные микроорганизмы, в частности эндофиты, являются важнейшим компонентом рациона человека и корма для животных. В рационе человека свежие овощи часто употребляются в сыром виде и содержат различные микробиомы, отражающие вид растения и его происхождение (126). Таким образом, свежие овощи и фрукты являются важным источником микроорганизмов для кишечника (127,–129). Например, Вассерманн и др. (128) подсчитали, что с каждым яблоком в организм попадает около 100 миллионов бактериальных клеток. Однако после сбора урожая количество, виды и типы микроорганизмов, попадающих в организм, могут существенно измениться (128, 130). Даже после обработки (например, сушки на воздухе, кипячения или приготовления пюре) сохраняется примерно треть исходного количества микроорганизмов, но их состав существенно меняется (например, увеличивается количество Pseudomonas spp. и Ralstonia spp. и уменьшается количество Bacillus spp.) (131).

В кишечнике человека обитают разнообразные микробные сообщества, которые подвержены обмену микроорганизмами между людьми. Уже при рождении около 50 % микроорганизмов в кишечнике младенца происходят из кишечника, влагалища или с кожи матери. Всего через 2–5 дней после рождения микробиомы матери и младенца могут иметь до 72 % общих видов (161).

Грудное молоко может содержать более 800 000 бактериальных клеток в день, которые служат первопроходцами в колонизации кишечника младенца (168). Через неделю после рождения микробные сигнатуры грудного молока и стула младенца совпадали на 88 %, а к 12-й неделе этот показатель снизился до 70 % (169).

Люди тысячелетиями делили жилое пространство и пищевые ресурсы с животными-компаньонами. Собаки были одомашнены 30 тысяч лет назад, а кошки — 10 тысяч лет назад. Люди и лошади живут в непосредственной близости друг от друга уже более шести тысяч лет. Такие длительные периоды совместного проживания, скорее всего, способствовали коэволюции микробиомов людей и животных: были одомашнены не только животные, но и их микробиомы.

Краткосрочные исследования показали, что совместное проживание с домашними животными приводит к изменению разнообразия и состава микробиоты кишечника как у людей, так и у животных (188). Эти изменения имеют функциональные последствия. Например, Ду и др. (188) показали, что у владельцев кошек значительно изменяются метаболические пути, например ускоряется метаболизм аминокислот, нуклеотидов, биологическое окисление углеводов, витаминов и липидов. Кроме того, наблюдались интересные взаимодействия в обмене микробиомом между кошками и их владельцами в зависимости от пола и физиологии владельцев

https://europepmc.org/article/pmc/pmc10521359

Всё из - www.mdpi.com/2078-1547/9/2/40

Гипотеза о восстановлении микробиома предполагает, что экологическое восстановление городских зелёных зон может превратить городские пространства в благоприятную для здоровья среду, в которой городской образ жизни будет связан с большим биоразнообразием [51]. Важно отметить, что такой взаимосвязанный образ жизни предполагает контакт с разнообразной микробиотой и связанные с этим преимущества для здоровья, характерные для традиционных и сельскохозяйственных сообществ [52]. Городские жители, окружённые большим количеством зелёных насаждений, как правило, здоровее, независимо от социально-экономического статуса [53]. Как мы уже говорили, разнообразная микробиота играет ключевую роль в поддержании здоровья человека. Микробиота влияет на здоровье большинства холобионтов, в том числе многих животных и растений. Именно на этой платформе взаимозависимости основано восстановление микробиома, и сейчас мы рассмотрим этот процесс подробнее.

Если рассматривать этот аргумент с точки зрения клинического здоровья, то перед исследователями микробиома встает важная задача: лучше понять роль микроорганизмов в функционировании человеческого организма. Считается, что микробиом влияет на различные биотические системы и процессы млекопитающих, от аппетита и циркадных ритмов до эмоциональных реакций и иммунной регуляции [32,33,34,35]. Исследователи обнаруживают, что сложные системы человеческого организма частично, если не преимущественно, зависят от микроорганизмов. Например, ось «кишечник — мозг» в настоящее время находится в центре внимания именно по этой причине. Сейчас исследователи считают, что между центральной и энтеральной нервной системами, а также микробиомом в кишечнике человека существует двунаправленная коммуникационная сеть, то есть микробиота, обитающая в кишечнике человека, взаимодействует с мозгом и наоборот [36,37].

Биосфера планеты Земля включает в себя несколько биомов, в каждом из которых находится множество экосистем. В каждой экосистеме обитает множество разнообразных макроорганизмов, которые, в свою очередь, являются средой обитания для множества микроскопических форм жизни — бактерий, вирусов, архей и микроэукариот. Каждого человека можно рассматривать как сложную и динамичную экосистему, в которой обитают миллиарды микробов, выполняющих функции симбиоза [1]. Действительно, людей можно считать голобионтами, где голо — греческое слово, означающее «целый», а бионт — «жизнь». Голобионт — это хозяин и миллиарды стабильных и непостоянных микробных организмов, которые работают в симбиозе, образуя функционирующую экологическую единицу [2].

Неудивительно, что эту концепцию сложно принять: сознание как биологическое явление сопряжено с внутренними сложностями, и, возможно, проще рассматривать себя как представителя вида. Даже на индивидуальном уровне существует фундаментальная асимметрия между тем, как мы воспринимаем себя, и тем, как мы воспринимаем других, отчасти из-за глубокой эмоциональной и когнитивной вовлечённости [3]. Хотя эта концепция может показаться нелогичной по сравнению с нашим привычным восприятием, экологический подход к рассмотрению человека как холобионта может вызвать интерес и любопытство. Важно отметить, что экологический и целостный подход к человеческому организму может внести значительный вклад как в личное, так и в планетарное здоровье. Примером такого подхода могут служить недавние призывы включить принципы экологии в медицинские учебные программы [4] — признание человеческого организма как экологической единицы, открыто взаимодействующей с окружающей средой посредством сложных микроскопических процессов.

По последним оценкам, человеческие клетки (то есть соматические и половые) составляют лишь 43 % от всех клеток, образующих человеческое тело [14]. Благодаря достижениям в области геномных технологий этот показатель изменился по сравнению с более ранними оценками в 10 %, но в любом случае это впечатляюще низкий показатель. Остальные 57 % клеток являются микробными (бактерии, вирусы, археи, микроэукариоты), и поэтому, по крайней мере с точки зрения количества клеток, в человеческом теле больше микробных клеток, чем человеческих. Это утверждение справедливо и в отношении соотношения количества генов: считается, что микробных генов в организме человека в 150–1000 раз больше, чем человеческих [15,16]. Если задуматься, это может привести к череде экзистенциальных вопросов, например: что значит быть человеком?

Исследование показало, что на средней площади ладони человека может обитать более 150 филогенетических типов бактерий [17]. Для сравнения: это больше, чем общее количество всех видов млекопитающих, обитающих во всех экосистемах Великобритании. Однако это ничтожно мало по сравнению с микробной экосистемой в полости рта, где около 700 видов бактерий образуют плотные интерактивные сети конъюгированных биоплёнок [18]. Человеческий кишечник — одна из самых насыщенных микроорганизмами сред на Земле [19], в которой обитает около 1000 видов бактерий (в «здоровом» кишечнике), а совокупный вес микроорганизмов составляет 2 кг [20,21]. Как и их макроаналоги, микробиологи-экологи играют важную роль в изучении взаимоотношений микроорганизмов друг с другом и с окружающей средой — сетью сред обитания и биотических процессов, которые поддерживаются симбиотическим конгломератом, сложной системой, которую мы называем человеческим телом.

Представление о человеческом теле как об экосистеме выходит далеко за рамки уместных, но причудливых аналогий вроде «тропических лесов в нашем кишечнике», «саванн на нашей коже» и «коралловых рифов в нашем рту». Существует множество макроэкологических параллелей. Например, точно так же, как растения преобразуют энергию солнца, получают питательные вещества из почвы и впоследствии обеспечивают организмы, находящиеся выше в пищевой цепочке, полезными для здоровья питательными веществами и биоактивными фитохимическими веществами, микробы, живущие в кишечнике человека, потребляют пищу, которую мы едим, и выделяют важные метаболиты.

Человеческое тело — это голобиотический организм, ходячая экосистема, которая объединяет макро- и микроэкосистемы в биосфере Земли. Как сказал Прескотт из компании inVIVO Planetary Health, «естественные законы взаимозависимости, мутуализма и взаимосвязанности лежат в основе жизни во всех её формах», включая видимые и невидимые [108].

Голобиом — это взаимосвязанная сеть микробных экосистем, охватывающая почву, растения, животных, людей и окружающую среду. Взаимодействие микроорганизмов обеспечивает круговорот питательных веществ, подавление патогенов и регулирование климата. Почвенные микробиомы способствуют связыванию углерода и повышению плодородия почвы, а морские микробиомы — улавливанию углерода и поддержанию стабильности климата.

https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/03014223.2023.2...

Микроорганизмы, к которым относятся бактерии, археи, грибы и вирусы, играют фундаментальную роль в жизни на Земле, участвуя в важнейших процессах, таких как круговорот питательных веществ, разложение органических веществ и регулирование биогеохимических циклов [4,5]. Концепция холобиома отражает эту взаимосвязь, показывая, как микробные экосистемы взаимодействуют для поддержания глобальной стабильности и здоровья.

В настоящее время существует множество доказательств, подтверждающих концепцию гологенома, согласно которой голобионт с его гологеномом является уровнем отбора в процессе эволюции. Однако сложность и динамика голобионтов только начинают изучаться. Ясно одно: большинство элементов окружающей среды, влияющих на голобионт, например вещества, попадающие в пищеварительный тракт, могут изменять микробиом и приводить к адаптации и эволюции, а также к дисбактериозу и болезням. Многие заболевания можно понять, только рассматривая пациента как холобионта — сложную систему, состоящую из взаимодействующих микробов и хозяина. Более того, микробиом взаимодействует с хозяином так же, как органы и части тела. В большинстве случаев это взаимодействие приносит пользу хозяину, но иногда оно может причинять вред. На практике одна из задач современной медицины — воздействовать на микробиом, чтобы предотвратить или вылечить определённые заболевания.

https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC6363370/

Трансплантация фекальной микробиоты (FMT) нормализует состав и функциональность кишечной микробиоты уже через 24 часа после лечения.98,99 Были предложены четыре механизма для объяснения того, как FMT восстанавливает нормальную структуру и функциональность кишечного микробного сообщества:100 (1) Прямая конкуренция здоровой симменсальной микробиоты, доставляемой FMT, с C. трудно с пространством и питательными веществами; (2) восстановление метаболизма вторичных желчных кислот в толстой кишке; (3) восстановление кишечного барьера за счёт стимуляции иммунной системы слизистой оболочки; (4) выработка бактериями бактериоцинов, таких как турицин и низин, которые представляют собой антимикробные пептиды с бактерицидной активностью против C. difficile.101,102

https://en.wikipedia.org/wiki/Holobiont

Состав микробиоты кишечника динамичен и различается у разных людей и даже у одного и того же человека в разное время. На эти различия влияют различные факторы, в том числе генетика, способ родоразрешения, возраст, гигиена, состояние здоровья, гормональный статус, питание, образ жизни и циркадные ритмы [46],[59]–[61] (рис. 1).

https://ru.wikipedia.org/wiki/Микробиом_человека

Например, в исследовании с участием ~6000 европейцев было установлено, что вариации гена LCT, отвечающего за выработку лактазы, тесно связаны с популяциями бифидобактерий. Таким образом, у людей с непереносимостью лактозы в микробиоте кишечника, как правило, больше бифидобактерий [62].

Влияние микробиоты кишечника на организм-хозяин распространяется на поведение, связанное со стрессом, при этом ключевую роль в оси BGM играет гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система (рис. 1). Нарушение регуляции оси BGM может приводить к стрессу, тревожности, грусти и другим психическим расстройствам. Физические упражнения также способствуют увеличению биоразнообразия кишечника [65],[66], в то время как чрезмерное употребление алкоголя значительно снижает биоразнообразие микробиоты кишечника [46],[67].

Гипотеза поведенческих манипуляций предполагает, что микробы выработали стратегии, позволяющие изменять поведение своих хозяев, что в конечном счёте способствует их выживанию и распространению [39]. Это явление наблюдается в различных контекстах, в том числе при взаимодействии комменсальных бактерий Providencia и C. elegans, когда бактерии влияют на предпочтения хозяина в выборе пищи [38]. Аналогичным образом при паразитарных инфекциях, таких как бешенство, вызванное инфекцией воспаление центральной нервной системы приводит к повышенной агрессии у носителя (собаки или человека), что способствует распространению паразита [9]. Эти примеры демонстрируют способность кишечных микробов манипулировать поведением хозяина, что может быть обусловлено эволюционными адаптациями, направленными на повышение собственной приспособленности.

Кишечник и центральная нервная система связаны блуждающим нервом. Нерв может улавливать механические и химические раздражители в кишечнике и затем передавать сигнал в мозг для обработки и реагирования. Эти реакции могут проявляться в виде изменений в поведении, таких как контроль аппетита или регуляция эмоций, или в виде прямой обратной связи с кишечником, например в виде изменения микробных сообществ кишечника [42]–[44]. Действительно, блокирование блуждающего нерва с помощью субдиафрагмальной ваготомии (СДВ) изменило состояние мышей, колонизированных микробиомом, вызывающим стресс, и привело к развитию у них депрессивных состояний, вызванных микробиотой кишечника [43],[44]. Это говорит о том, что блуждающий нерв играет ключевую роль в воздействии микробиоты кишечника на мозг (рис. 1).

Частое применение антибиотиков тесно связано с профилем микробиоты кишечника. Например, у детей, страдающих аутизмом с поздним началом, наблюдается корреляция между противомикробной терапией, желудочно-кишечными расстройствами и значительным присутствием определённых видов бактерий [63]. У пожилых людей, находящихся на стационарном лечении, часто наблюдаются хронические изменения в микробиоте кишечника из-за полипрагмазии (приёма нескольких лекарств одновременно) [64].

Наконец, микробиота присутствует не только в кишечнике. Сообщалось, что микробы колонизируют вспомогательные органы желудочно-кишечного тракта, такие как ротовая полость и мочевой пузырь, а также отдалённые органы, например лёгкие и влагалище. Появляются доказательства взаимодействия между различными сообществами микробиоты [70], что указывает на то, что дисбаланс микробиоты одного органа может повлиять на баланс микробиоты кишечника и, в свою очередь, на поведение хозяина.

https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC11007408/