В четырех новых докладах говорится о важности микробиома для безопасности пищевых продуктов, почв и питания

В четырех новых докладах говорится о важности микробиома для безопасности пищевых продуктов, почв и питания

Эксперты ФАО призывают повысить систематизированность научных исследований динамичных экосистем, влияющих на здоровье человека, безопасность пищевых продуктов и здоровье планеты

29/06/2023

Все фактологические данные говорят о том, что микробиом – новое понятие, под которым понимают сложные экосистемы, состоящие из бактерий и других микроорганизмов и созданные ими, – может стать ключом к разгадке многих тайн о здоровье человека, растений и планеты.

Стремясь внести свой вклад в научные дискуссии, дать им толчок и задать определенный вектор, эксперты Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО) подготовили четыре новые публикации: одна из них посвящена здоровью почв, а три оставшиеся представляют собой научные обзоры влияния микропластика, остатков пестицидов и ветеринарных препаратов на безопасность продуктов питания.

"Обзоры научных публикаций о пестицидах и ветеринарных препаратах, как и о микропластике, показывают, что с методологической точки зрения нам предстоит проделать большую работу над улучшением и систематизацией методов построения структуры научных исследований, чтобы эта многообещающая отрасль знаний действительно повлияла на формирование стандартов на пищевые продукты", – отметила старший специалист ФАО по стандартам на пищевые продукты Катрин Бесси.

В широком смысле микробиом представляет собой сообщество бактерий, грибов, архей и других микроорганизмов плюс совокупность всех аспектов их жизнедеятельности, включая взаимодействие между собой и со средой обитания. Собственным микробиомом обладают все экосистемы, растения, животные, почвы, леса, океаны и, что важно, человек. Состав и функции каждого отдельно взятого микробиома, как и одного и того же микробиома в разных точках в пространстве и времени, разительно отличаются, но благодаря научным исследованиям и развитию технологий геномного секвенирования нам известно, что существуют определенные закономерности, которые могут быть связаны с влиянием микробиома на здоровье организмов и состояние экосистем, которые он населяет. Появляется все больше данных, которые позволяют предположить, что микробиом кишечника может влиять на целый ряд показателей здоровья и питания, включая отставание в росте у детей, ожирение и избыточную массу тела, когнитивные функции, работу иммунной системы и многое другое.

Установить причинно-следственные связи непросто, не в последнюю очередь потому, что многие аспекты и функции микробиоты определенной среды обитания и желудочно-кишечного тракта до сих пор не изучены. Все новые доклады ФАО объединяет одна общая мысль – научные исследования микробиома должны быть стандартизированы.

Как отметила специалист ФАО по безопасности пищевых продуктов Кармен Диас-Амиго, которая участвовала в составлении докладов, в обзорах рекомендуется провести серию совещаний с участием специалистов по оценке рисков и междисциплинарных экспертов, изучающих микробиом, для согласования понятийно‑терминологического аппарата и выработки стандартов проведения научных исследований, а также выявления пробелов в знаниях.

Остатки пестицидов

За последние 60 лет ФАО совместно со Всемирной организацией здравоохранения составили внушительную базу нормативных документов, касающихся рисков, которые представляют для здоровья человека и сельскохозяйственных культур остатки пестицидов, но о долгосрочных последствиях воздействия малых доз пестицидов на микробиом кишечника и здоровье известно не так много.

Эксперты ФАО подготовили доклад "Влияние остатков пестицидов на микробиом кишечника и здоровье человека", который представляет собой систематический обзор недавних научных публикаций на эту тему.

На сегодняшний день в исследованиях микробиома оценено влияние лишь некоторых пестицидов, и в основном изучены спорные вещества, такие как глифосат и хлорпирифос – обоим посвящены обширные разделы в докладе ФАО.

В подавляющем большинстве случаев воздействие пестицидов на подопытных грызунов привело к изменению микробиома и гомеостаза животных, но на данный момент причинно-следственная связь убедительно не показана, зачастую из-за дизайна исследования. Одной из причин является и то, что не все существенные аспекты микробиома изучены, а о некоторых мы до сих пор даже не знаем: тысячам найденных новых видов микроорганизмов только предстоит присвоить наименование, а метаболические пути большинства соединений, обнаруживаемых в фекальных метагеномах – основном материале эмпирических исследований, – остаются неизученными. Кроме того, до сих пор почти не уделялось внимания ни тому, какое влияние оказывают пестициды на небактериальные микроорганизмы, например вирусы, ни тому, какой вклад эти виды микроорганизмов вносят во взаимодействие микробиома и организма.

Продвинуться в изучении микробиома поможет установление критериев его здоровья, но в силу многообразия влияющих на микробиом факторов, среди которых структура питания и окружающая среда, решить эту задачу будет непросто.

Изучение микробиома предполагает расширение поля исследований и включение в него не только действующих, но и вспомогательных веществ коммерческих пестицидных препаратов, а также анализ их накопительного эффекта и комбинированного действия с учетом специфики практического применения, например широко распространенной практики обработки одной и той же сельскохозяйственной культуры разными видами пестицидов.

Микропластик

Микропластик, то есть мелкие частицы пластика – это повсеместно распространенный загрязнитель, чье потенциальное влияние на микробиом кишечника на сегодняшний день всесторонне не изучено, хотя и были проведены некоторые исследования водных животных, а также было показано, что воздействие микропластика на сообщества почвенных микроорганизмов в конечном счете отражается на всей пищевой сети. Еще одна угроза микропластика связана с тем, что его мельчайшие частицы поглощают другие загрязнители, собирая их на своей поверхности, и переносят биопленки, содержащие патогенные микроорганизмы и штаммы устойчивых к антибиотикам бактерий.

В докладе "Влияние микропластика на микробиом кишечника и здоровье в разрезе безопасности пищевых продуктов" эксперты ФАО отмечают, что наука в этой области только зарождается, выделяют неизученные сферы и обращают внимание на то, какие исследования должны быть проведены для повышения надежности оценки рисков и обоснованности мер регулирования.

Остатки ветеринарных препаратов

Исследователями было обнаружено, что около двух третей фармацевтических препаратов для перорального приема человеком метаболизируются как минимум одним штаммом бактерий кишечника, а показатели переноса генов в микробиоте желудочно-кишечного тракта в 25 раз выше, чем в любой другой среде.

Поэтому влияние лекарственных препаратов на микробиом вызывает особый интерес. В то же время большинство исследований такого рода проводятся в клинических условиях, что не позволяет оценить последствия влияния остаточного содержания ветеринарных препаратов, которые при постоянном воздействии в существенно меньших дозах, чем предназначенные для профилактики и лечения, способны накапливаться в организме.

В докладе "Влияние остаточного содержания ветеринарных препаратов на микробиом кишечника и здоровье человека" эксперты ФАО наметили пути систематизации будущих научных исследований, среди прочего обратив внимание на то, что необходимо проводить более долговременные исследования, определить и проверить связанные с микробиомом биомаркеры и сосредоточиться на установлении причинно-следственной связи.

Почвы

Еще в одном докладе, опубликованном в научном журнале Nature Communications, эксперт ФАО по почвам и секретарь Глобального почвенного партнерства Рональд Варгас призывает ясно признать, что достижение целей подхода "Единое здоровье" требует учета вопросов, связанных с почвенными микробиомами.

Здоровый микробиом почвы является важным фактором глобальной продовольственной безопасности. И в то же время почвенные микробиомы с низким видовым разнообразием связывают с переносом возбудителей тифа растениям, съедобным фруктам и семенам.

Исследовать почвенные микробиомы непросто: если кишечный микробиом населяет отдельно взятый биологический организм, например человека, чьи показатели здоровья поддаются мониторингу, то почва представляет собой среду обитания для множества сообществ микроорганизмов, существующих в непрерывном взаимодействии их функций, реакций и сопротивляемости внешним факторам.

Варгас вместе с соавторами предложили пятиступенчатый план включения вопросов почвенных микробиомов в подход "Единое здоровье". Прежде всего, для сбора, хранения и обобщения данных о почвенных микробиомах, включая сведения о возбудителях болезней человека, загрязнителях и устойчивости к противомикробным препаратам, необходимо создать сеть центров знаний. Основой этой сети может служить Глобальное почвенное партнерство ФАО, которое наряду с другими задачами поможет объединить разобщенные массивы данных, полученные за последнее десятилетие в результате резкого роста интереса к этой теме.