МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное

образовательное учреждение высшего образования

«Челябинский государственный университет»

(ФГБОУ ВО «ЧелГУ»)

Биологический факультет

Кафедра микробиологии, иммунологии и общей биологии

РЕФЕРАТ

По дисциплине «Спецглавы микробиологии»

«Значение нормальной микробиоты в жизнедеятельности организма человека»

Выполнил студент: Кузина Валерия Александровна

Группы ББ-204/1

очной формы обучения

направления подготовки 06.03.01 Биология

____________________________________

(подпись)

«14» Мая 2025 г.

Научный руководитель Русакова Ксения Андреевна Должность____________________________ Ученая степень ________________________ Ученое звание _________________________ ______________________________________ (подпись) «14» Мая 2025 г.

Челябинск

2025

Оглавление Введение

Согласно современным представлениям, «микробиом» включает в себя единый микробнотканевый комплекс, который образуют микроколонии бактерий , грибы, вирусы, простейшие и продуцируемые ими метаболиты.

До последнего времени изучение состава и функциональной активности микробиоты человека было крайне ограничено в связи с невозможностью культивирования подавляющего большинства микроорганизмов на питательных средах. Однако развитие технологий позволило получить колоссальную по своим масштабам и значению информацию о составе и значении микробиоты.

Нормальная микрофлора играет важную роль в защите организма от патогенных микробов, например стимулируя иммунную систему, принимая участие в реакциях метаболизма. В то же время эта флора способна привести к развитию инфекционных заболеваний.

Изучение нормальной микробиоты человека является одним из наиболее быстро развивающихся направлений современной микробиологии и медицины.

Актуальность: понимание механизмов взаимодействия микробиоты и организма человека открывает новые перспективы для профилактики и лечения широкого спектра заболеваний.

Цель: на основе анализа современных литературных данных обобщить информацию о роли и значении нормальной микробиоты в жизнедеятельности организма человека.

Задачи:

1. Определить понятие "микробиота" и рассмотреть основные этапы изучения микробиоты человека.

2. Описать причины, классификацию, симптомы и методы лечения дисбактериоза (дисбиоза).

3. Изучить основные функции нормальной микрофлоры.

4. Рассмотреть роль нормальной микробиоты в развитии и течении хронических заболеваний.

Глава 1. Микробиота

Сформировавшийся в процессе эволюционного (филогенез) и индивидуального (онтогенез) развития симбиоз организма человека и его микробной экологической системы – это норма и форма жизни. И хотя изучение микробиоты человека стало возможным только за последние 20 лет благодаря развитию геномных исследований, термин «микробиота» был использован еще в середине 40-х годов прошлого века при описании микробной контаминации бактериями полости рта, а «микробиомом» обозначили коллекцию микробных генов в конкретной экосистеме.

1. Определение микробиоты

Микробиота — это термин, который используется для характеристики микробиоценоза отдельных органов и систем, генетического материала и взаимоотношений внутри экологической ниши в определенный период времени на определенной географической территории.

Понятие «микробиом» было впервые внедрено в 2001 г. Джошуа Ледербергом для обозначения коллективных геномов микробных популяций человека. Микробиом человека состоит не только из бактерий, но также из археев и эукариот, грибов, нематод и вирусов, коллективно называемых virome. Также было установлено, что связанная с человеком микробиота состоит из не менее чем 40 000 бактериальных штаммов в 1800 родах, которые содержат до 10 млн отличающихся от человека генов.

2. Изучение микробиоты

Изучение микробиоты различных сообществ имеет фундаментальное значение. Медицинские и клинические аспекты изучения микробиоты затрагивают, прежде всего, уточнение взаимосвязи вариативности микроорганизмов с риском развития заболеваний — сердечно-сосудистых, аллергических, онкологических и т. д. Предметом наибольшего числа работ является микробиота кишечника человека как наиболее многочисленная и разнообразная по сравнению с другими локусами организма.

Для изучения микробиоты применяется несколько методик:

1. Анализ по Осипову методом хромато-масс-спектрометрии.

Является самым известным из всех, определяет в крови вещества, которые вырабатывает микрофлора ЖКТ. Его часто применяют для диагностики дисбиоза, или нарушения состава микробиоты, и выявления кишечных инфекций. Хоть анализ и выявляет до нескольких сотен бактерий, у него есть очень много критичных минусов. Тест по Осипову обнаруживает не собственно микробы, а жирные кислоты, которые входят в состав их оболочек и всасываются в кровь при разрушении микроорганизмов. При этом состав кислот отличается у разных штаммов бактерий и может меняться в разных условиях.

1. Посев.

Один из самых доступных методов изучения микрофлоры. Он предполагает размещение биоматериала пациента в питательной среде на протяжении нескольких дней и последующую идентификацию обнаруженных микроорганизмов. Исследование назначается в составе профилактического обследования, а также для определения причин острых инфекционных заболеваний и выбора антибактериальной терапии — подбора антибиотиков, наиболее эффективных против конкретных микробов.

Информативность анализа не очень высока. Он дает возможность специалистам выявлять не все виды микроорганизмов и не позволяет определять их количество в ЖКТ.

2. ПЦР–анализ микрофлоры

Часто при необходимости быстрого выявления причин кишечных инфекций назначается ПЦР–анализ микрофлоры — молекулярно-генетическое исследование кала. Тест с очень высокой точностью выявляет возбудителя и позволяет устанавливать или исключать инфекционную природу симптомов проблем с ЖКТ.

3. Геномный анализ (Метод секвенирования 16S рРНК)

Самый современный метод исследования состава микрофлоры, который применяется научным сообществом во всем мире. Он произвёл революция в области микробиологических исследований. Обнаруживает тысячи известных науке видов бактерий в биоматериале по их ДНК — молекуле, содержащей полную информацию об организме. Анализ безошибочно предоставляет полные данные о количественном и качественном составе микроорганизмов.

Метод секвенирования генов 16S рРНК включает несколько этапов:

1. Выделение ДНК. Раствор ДНК пропускают через фильтр, на котором оседают белки, липиды, полисахариды и клеточные стенки бактерий. Затем ДНК наносят на специальную колонку, где происходит связывание ДНК с силикатной мембраной

2. Пробоподготовка. Включает амплификацию 16S-генов и баркодирование.

3. Нанопоровое секвенирование. Одноцепочечная геномная ДНК или РНК проходит через нанопоры, и каждое отдельное нуклеотидное основание физически блокирует ток, который можно измерить с помощью стандартных электрофизиологических методов.

4. Биоинформатический анализ. Позволяет определить род микроорганизмов.

Микробиота стала предметом интенсивного изучения в областях современной биомедицины, связанных с расшифровкой нарушений синтеза и структуры белков, липидов, активности ферментов. Это создает перспективы для индивидуального подбора лекарственной терапии и раннего прогнозирования развития заболеваний.