Быстрый глоток материнских микроорганизмов при появлении на свет дарует нам такие преимущества, в которые даже трудно поверить. Бактериальная «прививка» в самый первый момент нашего бытия оказывается важнейшим шагом в становлении иммунной системы. В результате кесарева сечения этот шаг выпадает, поэтому операция нередко связана с возникновением у ребенка астмы, аллергии, излишнего веса, диабета первого типа и других аутоиммунных заболеваний. В главе 3 мы более подробно рассмотрим значение бактерий для организма новорожденного в первые секунды жизни, а также современные напасти, вызванные отсутствием такого воздействия или его недостаточностью.
Олигосахариды – это треть состава грудного молока, несмотря на то что новорожденный абсолютно не способен их переваривать. Их задача не в том, чтобы накормить младенца, а в том, чтобы предоставить питательные вещества бактериям, уже присутствующим в его организме. Особенно бифидобактериям, которые подавляют стафилококки и другие болезнетворные микробы, присутствующие на сосках матери, так что они входят в микробиомный арсенал ребенка на правах главного действующего лица. И пока бифидобактерии активно поглощают олигосахариды, лактобактерии кишечного тракта новорожденного участвуют в расщеплении других углеводов, а также прочих усваиваемых компонентов грудного молока, – это превосходный пример симбиоза человека и микроорганизмов.
По статистике, в США у грудничков на 20 % больше шансов выжить по сравнению с искусственниками. В главе 7 мы обсудим тревожную тенденцию к увеличению числа искусственников и рассмотрим, как некоторые современные медицинские (и не только) практики сказываются на микробиоме человека.
Практически все, с чем взаимодействует младенец, завершает свой путь у него во рту. На данном этапе его жизни это один из главных способов познания внешнего мира. Таким же образом внешний мир взаимодействует с микробиомом ребенка, в результате чего бактерии, присутствующие в доме, в организме брата, сестры или домашнего питомца, получают доступ к его желудочно-кишечному тракту. Подобное внешнее воздействие тренирует его иммунную систему, учит ее отличать друзей от врагов. И факторы вроде размера семьи, качества питания и воды оказывают огромное влияние на правильное развитие микробиома ребенка.
Неудивительно, что микробиом младенца наиболее близок к микробиомам его родственников, особенно к материнскому. Однако эта система очень подвижна, постоянно перестраивается и эволюционирует, разнообразие видов микроорганизмов непрерывно растет, и изменение привычек в питании, высокая температура или курс антибиотиков могут иметь серьезные последствия для нее. Через несколько недель после рождения бактерии в организме младенца обретают все большую специализацию, а в течение нескольких месяцев число видов населяющих его микроорганизмов начинает возрастать – примерно от сотни в грудном возрасте до тысячи и более к моменту взросления.
От детства ко взрослой жизни
К трем годам микробиом формируется почти полностью и уже напоминает микробиом взрослого человека, хотя важнейшие возрастные изменения (половое созревание, начало менструации, беременность и менопауза) всегда вызывают серьезные подвижки в его составе. Ряд физиологических процессов, связанных с половым созреванием (увеличение секреции сальных желез – распространенная причина образования прыщей или более резкий запах пота), на самом деле является результатом изменений бактериального фона организма в зависимости от того, какие виды микроорганизмов доминируют.
К старости мы утрачиваем это разнообразие бактерий, поэтому микробиом становится все менее индивидуальным и все более походит на микробиомы наших сверстников. Изменения в микробиотическом составе продолжаются, но по мере нашего старения микробиом стабилизируется и приобретает тенденцию к восстановлению прежнего состояния после атак вроде инфекции и курса антибиотиков.
Наша жизнь начинается в утробе матери, там мы абсолютно свободны от каких-либо микроорганизмов, но в конце концов мы получаем их триллионы. А что происходит с ними после нашей смерти? Интересно заметить, что нет никакого круговорота микробиома, он умирает вместе с нами. И каждое последующее поколение микробов проходит свой жизненный цикл с нуля до многочисленного царства внутри нашего организма и хорошо (будем надеяться) адаптируется к условиям конкретного поколения.
Разнообразие видов необходимо для баланса экосистемы во внешнем мире, но это также справедливо и для микроскопической среды внутри нас. К сожалению, современность делает обеднение мира микробов частью общего наследия цивилизации; уменьшение разнообразия этого мира из поколения в поколение – результат медикаментозного лечения, чрезмерно переработанных продуктов питания и нашего сверхобеззараженного образа жизни. Организм современного человека служит домом примерно лишь для двух третей от того количества видов микроорганизмов, которые обитают в теле индейца из дебрей Амазонки, ни разу не испытавшего воздействия антибиотиков. Как мы увидим во второй части книги, восстановление этой недостающей трети микробов – серьезная задача, требующая усилий и настойчивости.
Не существует идеальных микробиомов, но некоторые их типы очевидно являются более здоровыми по сравнению с другими, несмотря на колоссальные различия. Цель The Human Microbiome Project («Проекта по исследованию человеческого микробиома») и других подобных исследований – понять, что можно считать «нормальным» микробиомом современного человека. Это смелое предприятие, учитывая скорость, с какой меняется микробиотический ландшафт. Компании вроде uBiome позволяют каждому вести «научный» журнал поведения своей микрофлоры, сравнивать эти данные с данными других людей, а также отслеживать реакцию своих микроорганизмов на изменение привычек и режима питания.
Изучение человеческого микробиома способно стать новым передовым направлением в медицине. В результате, возможно, появятся ответы на вопрос, почему мы болеем, и обнаружатся новые способы самолечения. В следующей главе мы узнаем, чем же на самом деле занимаются кишечные бактерии помимо производства газов и почему они так важны для нашего здоровья и хорошего самочувствия.
Глава 2. Микробы: ваши рабочие пчелы
Представьте, что ваше тело – это фабрика. Легкие, печень, почки – это станки, которые обеспечивают работу всего производства: извлечение кислорода, фильтрацию крови, удаление токсинов, синтез гормонов и еще много чего сложного, что делает нас живыми существами. Некоторые процессы на этой фабрике реализуются на автомате, но в большинстве своем эти «сборочные конвейеры» требуют постоянного контроля, наблюдения, обслуживания и настройки.
Наш организм является вместилищем для всех этих станков и механизмов, но кто работает на них? Как происходят сложнейшие процессы, например пищеварение? Кто помогает расщеплять пищу и кто определяет, что подлежит поглощению, а от чего необходимо избавиться? Каким образом организм распознает грозную инфекцию и отличает ее от колонии безобидных бактерий? Кто посылает сигнал иммунной системе: мобилизовать войска и дать отпор врагу или проигнорировать безвредного нарушителя, который не представляет никакой опасности?
Это все делают наши микробы! За миллионы лет эволюции мы стали домом для многочисленной армии микроскопических рабочих, которые сами подрядились помогать нашему телу выполнять его функции. Они производят нужные организму вещества, которые по тем или иным причинам он сам производить не может. В войне с нашими врагами они занимают нашу сторону. Они активируют те из наших генов, которые нам нужны, и деактивируют те, в которых мы не заинтересованы. Взамен мы предоставляем всему этому войску стол и кров.
Будучи их хозяевами, мы жизненно необходимы им, поэтому наше благополучие для них приоритетно. Однако при определенных обстоятельствах они способны ополчиться против нас и спровоцировать большую беду: инфекцию и даже рак. Наших микроскопических сожителей можно классифицировать на три основные группы:
1) бактерии-комменсалы, которые извлекают пользу из взаимоотношения с хозяином, а хозяин при этом не получает ни пользы, ни вреда;
2) симбиотические организмы (еще их называют мутуалистами), которые помогают поддерживать нам свое здоровье;
3) патогенные микроорганизмы (известные как «оппортунистическая флора»), которые способны причинить нам вред.
Большинство человеческих бактерий можно отнести к четырем типам – актинобактерии, фирмикуты, протеобактерии и бактероиды, – каждый из которых состоит из множества видов. В разных отделах нашего организма присутствуют бактериальные общины, различные в зависимости от условий обитания (кислород, мокро́та, кровоток).
