Факты свидетельствуют о том, что в целом микробное разнообразие благотворно сказывается на состоянии нашего здоровья и должно быть одной из главных целей воздействий на микробиом. Иными словами, нам идет на пользу достаточное многообразие присутствующих в нем видов и штаммов бактерий и архей: они обеспечивают наше тело важными метаболическими путями, нейроактивными соединениями и иммунными сигналами, которые необходимы организму для нормального функционирования и поддержания внутреннего равновесия. Недостаточное разнообразие микробиома обычно является признаком надвигающейся или уже существующей болезни. На это указывают два важных обстоятельства. Во-первых, множество различных категорий болезней (например, аллергических, аутоиммунных, воспалительных и метаболических) ассоциированы с микробиомными профилями, в которых отсутствуют некоторые виды бактерий или количество ключевых бактерий настолько невелико, что они не в состоянии выполнять жизненно важные функции. Хотя высокое разнообразие микробиома далеко не всегда гарантирует хорошее здоровье, снижение его видового разнообразия нередко представляет значительный риск для здоровья.
Во-вторых, об этом свидетельствуют результаты недавнего исследования международной группы ученых, которые провели анализ фекального, орального и кожного микробиома южноамериканских индейцев из племени яномами, живущих в амазонских джунглях района Альто Ориноко (Венесуэла). Прежде эти люди никогда не контактировали с представителями европеоидной расы. Выяснилось, что этим коренным обитателям дремучих амазонских лесов Венесуэлы и Бразилии присуще самое высокое бактериальное разнообразие, когда-либо обнаруживавшееся в группе людей. Как показал генетический анализ, они обладали, соответственно, и более высоким разнообразием генов. Значит ли это, что яномами совсем не знают, что такое болезни? Конечно нет. Как и все люди, они умирают — но, как правило, от инфекционных болезней. Смертность от инфекционных болезней отчасти обусловлена местными патогенами, но в гораздо большей степени она связана с новыми патогенами, распространившимися вследствие контакта с иноземными пришельцами. Можно сказать, что сегодня профиль смертности яномами напоминает профиль смертности жителей Европы много столетий тому назад.
Главное, впрочем, в том, отчего яномами не умирают: современная глобальная эпидемия НИЗ обошла их стороной. Ни у одного из обследованных за последнее десятилетие представителей племени не было выявлено ни ожирения, ни гипертонии. Но в 2014 г. ученые провели сравнение показателей ожирения среди яномами, обитающих в джунглях и живущих в двух деревнях с прозападным стилем жизни. Среди «лесных» яномами, как и прежде, ожирения выявлено не было. Зато среди взрослого населения деревень, в разной степени придерживающихся западного образа жизни, ожирение отмечалось у 44–89 % жителей. Таким образом, существует стиль жизни, исключающий возможность развития эпидемии НИЗ, и, похоже, главная особенность этого стиля — пищевой рацион, поддерживающий значительное разнообразие микробиома. Наша цель — найти способы изменить свою жизнь так, чтобы стать ближе к природе, не лишаясь при этом возможности пользоваться благами цивилизации и прогресса.
Исследователи выдвинули предложение использовать пробиотики в качестве инструмента для «переключения» нашей физиологии из состояния, способствующего росту злокачественных опухолей, в состояние, противодействующее этому росту (особенно в случаях рака желудочно-кишечного тракта). Исследователи из Шанхая (Китай) показали, что пробиотики способны изменять профиль кишечного микробиома у больных раком толстой кишки и что микробное разнообразие в тканях раковых больных было существенно ниже, чем у здоровых контрольных испытуемых. Кроме того, было обнаружено, что в раковых тканях доминировали бактерии, относящиеся к роду Fusobacterium. Поскольку высокая численность этих бактерий при этой форме рака связана с ослаблением иммунного ответа против рака и меньшими сроками выживаемости пациентов, было сделано предположение, что количество Fusobacterium может служить полезным показателем прогноза заболевания. Прием пробиотиков не только снижал количество Fusobacterium, но и увеличивал общее разнообразие и плотность кишечного микробиома. Для выяснения вопроса, способны ли пробиотики в самом деле продлевать жизнь больных раком толстой и прямой кишки, требуются дополнительные исследования. Но данные, полученные шанхайскими учеными, свидетельствуют о том, что с помощью пробиотиков можно изменять состав микробных смесей, которые, возможно, способствуют опухолевому росту и подавляют противоопухолевые иммунные реакции.
Вернемся к нашему сравнению человеческого микробиома с садом и огородом. Окружив его заботой, мы сможем не только получать более высокие урожаи всех фруктов и овощей (микробов), но и добиться более высокого их разнообразия.
Кроме того, ухаживая за своим «микробным садом», не следует забывать и о типе находящейся в нем почвы и климатических особенностях местности: это значит, что, занимаясь оздоровлением микробного баланса, мы должны изменять его в соответствии со своим энтеротипом, а не наперекор ему. Добиться изменения микробиома в рамках данного энтеротипа гораздо легче, чем добиться изменения самого энтеротипа, просто потому, что энтеротип — это часть нашей родословной и формировался он на протяжении долгого времени в длинной череде поколений наших предков. Хорошая новость состоит в том, что здоровый микробиом может быть присущ всем изученным на сегодняшний день человеческим энтеротипам.
В качестве наглядного примера, иллюстрирующего эффективность изменения микробиома в рамках существующего энтеротипа, можно привести недавнее исследование кишечной микрофлоры 303 детей школьного возраста, проживающих в сельских и городских областях пяти азиатских стран. Микробные профили этих детей соответствовали двум основным энтеротипам: в первом доминировали бактерии, относящиеся к роду Prevotella (Р-бактерии), а во втором — Bifidobacterium или Bacteroides (В-бактерии). Большинство детей из Китая, Японии и Тайваня обладали энтеротипом с преобладанием В-бактерий, а большинство детей из Индонезии и таиландской провинции Кхонкэн — энтеротипом с доминированием Р-бактерий. Примечательно, что каждый из двух основных энтеротипов был присущ детям как с нормальным индексом массы тела, так и страдавшим ожирением. Так что, улучшая свой микробиом, мы можем переходить от менее здорового к более здоровому состоянию, сохраняя изначальный основной энтеротип.
Микробиомы обследованных детей из разных стран различались и некоторыми другими характеристиками. Так, например, бактерия Dialister invisus была обнаружена у 67 % японских детей и лишь у 18 % детей, проживавших в городах других стран. Некоторые другие из выявленных различий могли быть связаны с типом потребляемого риса и содержанием в нем крахмала (японский и индонезийский рис сильно различаются этим показателем). Кроме того, исследование выявило различия в преобладающих типах кишечного микробиома у таиландских детей в зависимости от местожительства. Большинству из них, проживающих в сельской местности, присущ энтеротип с преобладанием Р-бактерий, а большинству детей из Бангкока — энтеротип с доминированием В-бактерий. Но отдельное исследование жителей Бангкока, склонных к вегетарианству, показало, что их кишечный микробиом обладал значительным сходством с микробиомом сельских жителей (которые тоже потребляли больше овощей, чем среднестатистические жители Бангкока). Эти данные наводят на мысль, что город оказывает на наш микробиом далеко не самое благотворное влияние — если, конечно, горожане не изыскивают каких-то способов вести здесь более здоровый образ жизни (например, обустроить в черте города небольшую личную ферму).
В недавнем исследовании был проведен анализ состава кишечной микрофлоры двух групп здоровых детей, проживающих в двух географически отдаленных друг от друга областях Таиланда. Жители северо-восточной части страны потребляют различные сорта мяса, углеводные продукты (включая ферментированный рис) и самые разнообразные фрукты и овощи. Напротив, в диете жителей центральной части Таиланда преобладают рис, блюда из других зерновых культур и коровье молоко. Ученые выявили четкую связь между региональными особенностями диеты и составом микробиома. Так, у детей из северо-восточной части страны в кишечной микрофлоре чаще преобладали лактобациллы и Bacteroides fragilis.
Другие сравнения кишечных микробиомов детей, проживающих на двух континентах и в четырех регионах, показали, что у детей из разных географических областей кишечная микрофлора может различаться столь же сильно, что и у детей, живущих на разных континентах. В этом случае истинную причину региональных особенностей микробиома (пищевой рацион, географическая широта, другие факторы) выявить не удалось.
