Чтобы понять, как позаботиться о нашем микробиоме, прежде всего нужно разобраться, что он собой представляет и как мы, вольно или невольно, меняем его на протяжении жизни. Приглядимся к нашим микросожителям и постараемся понять, как они поселяются в нашем теле и как влияет на них наш образ жизни.
Большинство наших микробов обитает в кишечнике[8]. Кто-то живет там постоянно, другие просто проходят сквозь него. Сам факт, что эти микробы существуют, стал относительно недавним открытием для ученых. А их исключительную ценность для нашего физического и психологического благополучия нам только предстоит осознать.
Прежде чем порассуждать о взаимосвязи между микробиомом и нашим здоровьем, давайте разделим всех микробов на две основные категории: на тех, кто постоянно живет в кишечнике человека, то есть его резидентов, и тех, кто бывает там время от времени. Конечно, разделение это весьма условно и не совсем соответствует взглядам самих микробов, но в то же время это ключевое различие, которое часто упускают из виду, обсуждая кишечную микробиоту, особенно в связи с пищей человека. Подобное упущение приводит к путанице, когда мы пытаемся разобраться в тех отрывочных данных, которые удается собрать о наших микросожителях.
Мы часто недооцениваем упомянутое различие или вовсе не учитываем его, тем более на фоне пылкого энтузиазма по поводу ферментированных продуктов-пробиотиков с живыми бактериями – тех, которые содержат штаммы бактерий или грибов с доказанным благотворным влиянием на наше здоровье. Мы радостно кидаемся на все новые вкусы комбучи, на лучший кимчи из кудрявой капусты, на самый что ни на есть аутентичный кефир из козьего молока. Стоит ли упрекать нас? Ведь все это действительно интересная, живая, полезная пища с насыщенным вкусом и такими настоящими пузырьками. Вот только микробы, обитающие в этой пробиотической пище, не являются постоянными жителями нашего кишечника. Они и впрямь хороши для здоровья, спору нет, но им не под силу оживить, так сказать, вялую микробиоту. Сосредотачиваясь только на этих продуктах, мы пренебрегаем заботой о микробах, которые живут в нас все время. А они, микробы-аборигены, больше всего нуждаются в клетчатке. Сложной, грубой, необработанной, такой исконно-посконной клетчатке, которая почти исчезла из нашей рафинированной пищи. Клетчатка – это естественный пребиотик, который обеспечивает пищей постоянных обитателей нашего кишечника, пищей, без которой они не могут обойтись.
Микробы, образующие постоянное население нашего пищеварительного тракта, берутся не из йогурта и не из квашеной капусты. Это наши естественные сожители, которых мы получаем при рождении, в младенчестве и раннем детстве, а то, что достается нам во взрослой жизни, лишь небольшие дополнения к уже сложившемуся микробиому.
Эти кишечные микробы чрезвычайно важны для нашего здоровья и выживания. Они помогают тренировать нашу иммунную систему. Они находятся в постоянном диалоге с нашей нервной системой. И они же помогают поддерживать хрупкое равновесие в нашем пищеварительном тракте. «Эти микробы эволюционируют, приспосабливаясь к своей среде обитания», – говорит Джастин Сонненбург, микробиолог и иммунолог из Стэнфордского университета. А мы эволюционировали, приспосабливаясь к ним. По словам ученого, «мы не просто несем в себе случайный набор нажитых где-то микробов – мы передаем их друг другу из поколения в поколение». За многие тысячелетия адаптивной эволюции скромные кишечные микроорганизмы стали самыми нашими верными союзниками.
Кто же они, эти наши невидимые глазу друзья? Как правило, в нашем кишечнике преобладают бактерии, принадлежащие к типам[9] Bacteroidetes и Firmicutes, на которые приходится в совокупности около 80 % нашей микробиоты (хотя в ней присутствуют представители еще как минимум десяти других типов). К типу Firmicutes относится, в частности, хорошо знакомый нам род Lactobacillus[10]. Тип Bacteroidetes включает, помимо прочих, и два рода – Bacteroides и Prevotella. Еще один распространенный тип, возникший довольно рано, это Actinobacteria, к которому принадлежит род Bifidobacterium (обычный компонент грудного молока, естественный пробиотик[11]). Все эти группы микробов распространены не только в человеческом кишечнике, однако среди них есть виды, которые обитают исключительно в нем. И для них наш пищеварительный тракт – это весь их мир, как для нас – планета Земля.
Популяции этих микробов в кишечнике весьма динамичны. Большинство отдельных микроорганизмов имеют очень краткую продолжительность жизни: по сути, каждое утро вы просыпаетесь с совершенно новым поколением микробов внутри. У некоторых из них, например у представителей рода Lactobacillus, жизненный цикл составляет всего-то двадцать пять минут, а есть и такие, которые живут и умирают еще стремительнее. Поэтому пока ночью вы видите сны о съеденной накануне сочной сосиске в тесте, в популяции лактобацилл успевают смениться двадцать поколений – и бактерии, с которыми вы проснетесь, уже совсем не те, что их предшественники, которым вы накануне желали спокойной ночи. По человеческой шкале разница примерно такая же, как между вами и вашими предками, жившими в XVI веке[12]. За время смены поколений микробы могут претерпевать множество изменений, особенно если среда их обитания тоже меняется, например: из-за возрастания рН (снижения кислотности), поступления новой пищи, отсутствия любимой микробами клетчатки или атомной бомбы в виде антибиотиков.
Кишечник – не самая дружелюбная среда для микробов. Наш пищеварительный тракт – довольно суровое место. Кислота в желудке растворяет пищу, облегчая ее переваривание, заодно обезоруживает большинство чужеродных организмов – от вирусов до бактерий, попадающих туда ежедневно. Кроме того, кишечник в идеале представляет собой густонаселенный мегаполис, куда чужакам просто не пробиться. Сандор Кац, кулинар и известный последователь практики живой ферментации, считает кишечник «конфликтной средой с высочайшим уровнем конкуренции». По его словам, «обитающие в нем бактерии вовсе не склонны подвинуться и гостеприимно воскликнуть: “О да! Входи, дорогой, будем соседями!”» Это жестокий мир, в котором микробы поедают микробов. И для нас это очень хорошие новости. Лишь изредка случается, что какому-нибудь микробу – болезнетворному или иному – удается преодолеть пищеварительные барьеры и размножиться в нашем кишечнике.
Впрочем, встречаются микробы, которые все-таки умудряются уцелеть в этом опасном путешествии. Кое-кто из них вызывает болезни, например некоторые штаммы кишечной палочки Escherichia coli, а других, вероятно, можно считать нейтральными. И лишь ничтожная доля действительно полезна.
Не важно, хорошие они, или вредные, или вовсе безобидные, – ни один из этих микробов не считает наш кишечник родным домом.
Меньше всего хотелось бы лишать читателей их радужных иллюзий, но столовая ложка йогурта – даже целый ящик – не поможет восстановить естественный микробиом и вернуть идеально здоровый кишечник наших прародителей. Не важно, насколько убедительна реклама той или иной марки йогурта или сколько в нем активных бактерий самого «здорового» штамма. Да, эти микробы совершенно счастливы в своем водянистом мире, насыщенном лактозой йогурта. Они действительно поразительным образом преодолевают все угрозы, подстерегающие их со стороны соляной кислоты во время пищеварительного процесса. Но при этом они… абсолютно не приспособлены к длительному проживанию в человеческом кишечнике.
Почему же нет? Неужели в стремлении пополнить свой рацион благотворными микробами мы все время выбираем не тех? Неужели при всех наших изощренных методах отбора мы настолько недалеки, что нам не по силам обогатить нашу пищу хорошими пробиотическими микробами? Быть может, всему виной родные микробы-резиденты, безжалостно вытесняющие из нашего кишечника полезные штаммы? Но ведь если ученые еще поднажмут, смогут наконец создать пищу, содержащую правильные микробы, которые сумеют обосноваться в нашем пищеварительном тракте и остаться там навсегда.
Одна группа ученых провела довольно остроумное исследование с целью выяснить, почему бактерии-пробиотики не живут в кишечнике постоянно. Для начала они взяли так называемых безмикробных мышей (то есть выращенных в абсолютно стерильных условиях и не содержащих никаких микроорганизмов ни внутри, ни снаружи). Они лишены какой бы то ни было врожденной микробиоты, способной конкурировать с новыми микробами. Потом исследователи взяли образцы почвы теплого, кислотного и богатого микроорганизмами болота, поскольку по основным показателям эта среда была сходна со средой мышиного пищеварительного тракта. По их гипотезе, новые микробы, попав в кишечник этих мышей, будут процветать и размножаться. Однако после множества попыток заселить пустой кишечник мышей густым супом из, казалось бы, подходящих болотных кандидатов исследователям так и не удалось добиться, чтобы хоть один микроб задержался там надолго. Даже при обилии потенциальных микробов-резидентов и полностью свободном от конкурентов кишечнике новые обитатели в нем так и не закрепились. Эти микроорганизмы были приспособлены к жизни в болоте, а не в мышах, хотя, так сказать, климат и там, и там был довольно похожим.
Многие из наших пробиотических бактерий – хоть из йогурта, хоть из аптечных капсул – отчасти похожи на этих болотных микробов. Они могут выжить в кишечной среде, но не приспособлены для существования в ней длительное время. По сути, они там лишь проездом. Как выяснили ученые, после приема пробиотиков иногда через неделю, иногда спустя две-три недели от их присутствия в пищеварительном тракте не остается ни следа – грустная новость для тех, кто рассчитывает, что съеденные за последний месяц йогурты пополнят их микробиоту на многие годы вперед[13]. При этом, как указывают исследователи, не так уж плохо, что эти пищевые микробы – пробиотики не облюбовали наш кишечник и не сделали его своим пристанищем. В конце концов, эволюция очень долго трудилась, чтобы скорректировать список жильцов нашего кишечника и привести к нужному балансу количество его постоянных жителей и временных посетителей. А мы, люди, не всегда действуем разумно, вмешиваясь в равновесие естественных экосистем.
Тот факт, что эти микробы проходят через наш кишечник транзитом, не означает, что их нужно списывать со счетов. Ведь именно с них, микробов-посетителей, и начинается самое интересное. Многие из таких пищевых микробов покидают наш организм вместе с едой. Другие могут задержаться на некоторое время в тонком или толстом кишечнике, и, находясь там, они вовсе не сидят сложа руки – они действуют. Допустим, во время пикника на природе вы лениво наблюдаете за муравьем, бегущим куда-то по своим делам и пересекающим расстеленную на траве скатерть с едой. Вряд ли вас займет мысль, сможет ли что-нибудь натворить одинокий муравьишка. А теперь представьте, как к вашей поляне приближается целая колония муравьев, причем насекомые собираются ходить по ней изо дня в день, – и вы поймете, что перемены неизбежны. Так и микробы в нашем кишечнике. Их огромное множество, и они постоянно что-то едят, что-то усваивают, что-то выделяют – причем делают это не только бактерии-резиденты, но и посетители. А значит, любые вещества, которые микроб потребляет или выделяет в вашем кишечнике, могут воздействовать на среду его обитания и таким образом оказывать влияние на самого хозяина[14]. Ученые даже начинают подозревать, что одного физического присутствия микробов может быть достаточно – благодаря белкам на их поверхности, – чтобы влиять на нашу иммунную систему.
Раз микробы так важны для нашего здоровья, невольно возникает вопрос: как мы, люди, помогаем им в этом? Даже поверхностный обзор традиционных кухонь мира показывает, что за долгое время человеческие сообщества придумали собственные рационы, предназначенные для питания и защиты как самих людей, так и их микробиоты[15]. Говоря о создании пищи с помощью микробов, известный нью-йоркский шеф-повар Дэвид Чанг, основатель сети ресторанов Momofuku, постоянно использует такие слова, как коренной, туземный, естественный, экологичный. Подобную лексику можно встретить при обсуждении чего угодно – от флоры до антропологии. Пожалуй, такая терминология понадобится при рассмотрении нашей незаслуженно забытой микробиоты. Ведь, по сути, как мы скоро увидим, все, что с ней связано, тесно переплетено как с понятием человеческой культуры, так и с тем местом, которое мы занимаем в нашем мире.
После того как мы тысячелетиями питались традиционной, «культурной» пищей, в нашу жизнь вмешалась наука. Произошло это в XIX веке, когда Луи Пастер ввел в научный оборот микробную теорию, согласно которой болезни вызываются не миазмами[16], как считалось ранее, а микроорганизмами. С тех пор мы неутомимо изгоняем микробов из нашей пищи и нашей среды обитания[17]. И хотя пищевые пробиотические микробы не так полезны, как мы предполагали, их присутствие в нашем рационе по-прежнему очень значимо – при условии, что мы употребляем их достаточно часто и регулярно.
Начав самозабвенно пастеризовать все подряд без разбору, мы запустили механизм промышленного производства пищи. Следующий беспощадный удар мы нанесли, когда взялись за удаление пищевых волокон. И добили введением в рацион огромного количества простых углеводов. В итоге мы лишили наших микробов-аборигенов их любимой еды.
Таким наплевательским отношением к нашей благотворной микробиоте мы разом отвергли отточенный тысячелетиями традиционный рацион и возвели на пьедестал нарезанный белый хлеб – правда, в последнее время его место заняли витаминизированные батончики. Мы отказались от сбалансированной кухни наших предков ради вкуса – и нашей едой стал править маркетинг. Мы отбросили в сторону веками складывавшуюся культуру питания, в которую любые изменения вносились продуманно и постепенно, – и без колебаний приняли систему, созданную для удовлетворения сиюминутных прихотей. И наука всячески способствовала этому, рафинируя старые и синтезируя новые ингредиенты с рекордной быстротой, стремясь отвечать нашим новым пристрастиям. Сравните сегодняшнюю пищу с той, что ели люди всего несколько поколений назад, не говоря уже о тысячах лет назад. И вероятно, вы поймете, какая катастрофа приключилась у нас внутри.
Новые технологии эффективного измельчения и перемалывания, механизированные всего пару столетий назад, позволили легко отделять грубые составляющие зерен. От этого резко снизилось содержание клетчатки в самой обычной пище – хлебе и рисе. До того как это произошло, большая часть человеческой пищи была чрезвычайно богата клетчаткой и прочими неусваиваемыми сложными углеводами, которые в значительном количестве содержатся в растениях: зерновых, овощах, фруктах, зелени – и питают множество полезных бактерий, населяющих наш кишечник.
Большинство микробов обитает в мире, который почти целиком держится на том, от чего наше тело вот-вот готово избавиться. Их дом – это последняя остановка съеденной нами пищи, перед тем как она окончательно нас покинет. Таким образом, зная, что содержится в толстом кишечнике, остается лишь удивляться, что стенки этого важнейшего человеческого органа состоят всего из единственного слоя клеток. Эта граница и должна быть тонкой, чтобы обеспечить всасывание из кишечника питательных веществ и воды, а также для поддержания работы иммунной системы. Однако не менее важна и целостность этого барьера (между трубкой, набитой протофекалиями и микробами, и остальным нашим телом). Поэтому наш организм приобрел защитный слой слизи на внутренней стенке кишечника, чтобы добавить дистанции между содержимым толстой кишки и кровотоком. Эта слизь служит и другой цели: она обеспечивает микробов-резидентов дополнительной пищей. Состоит слизь из сложных углеводов, которыми – в отсутствие клетчатки – могут питаться кишечные бактерии. Организм человека регулярно обновляет этот слой – и для обеспечения защиты, и для подкармливания микробов. Когда микробам-резидентам не хватает их любимого питания, которое они получают с нашей едой, они жадно набрасываются на слизистый слой, причем их прожорливость часто опережает регенеративную способность организма вырабатывать достаточно слизи для защиты кишечных стенок.
И вот здесь начинаются серьезные проблемы. Клетки кишечной стенки хорошо знают, что им не положено контактировать с микробами, поэтому, когда в слизистом слое появляются прорехи и микробы добираются до самой стенки кишечника, иммунная система начинает бить тревогу. Если соединения между клетками повреждены, стенка кишки теряет свою целостность и становится более проницаемой, тогда содержимое толстой кишки просачивается вовне. А кишечные бактерии и частицы непереваренной пищи – совершенно не те вещества, которым следует болтаться в нашем кровотоке. Этого иммунная система не приветствует (и правильно делает). Она срочно принимается за работу, побуждая защитные клетки переходить в наступление и атаковать чужеродные частицы. Это создает общую обстановку воспалительного процесса, который закономерно связан с артритом, диабетом, болезнями сердца, раком и прочими заболеваниями, которые получают все большее распространение. Некоторые врачи даже подозревают, что это состояние, известное как повышенная кишечная проницаемость, или синдром дырявого кишечника, отчасти является причиной роста пищевых аллергий[18].
Судя по обнаруженным археологами древним амбарам, люди начали запасать пищу – например, дикий ячмень – в больших количествах очень давно, как минимум 11 000 лет назад, то есть даже раньше, чем возникло земледелие. Но не все продукты могут храниться так же хорошо, как высушенное зерно. Мясо, скажем, для длительного хранения нужно засаливать. Такой способ консервации требует большого количества соли (не всегда доступного) да и не всегда подходит для прочих продуктов.
Еще один способ сохранить пищу съедобной надолго – позволить ей начать портиться. Главное – обеспечить контроль над процессом разложения за счет поддержания нужной температуры, солености, доступа воздуха, а в некоторых случаях намеренного добавления определенных бактерий или грибков. Как люди по всему миру научились управляться с огнем, водой, растениями и животными, так они сумели поставить себе на службу невидимый мир микробов.
Вдруг оказалось, что при умелом обращении с микробами можно целую неделю пить утреннее козье молоко, осеннюю капусту можно есть всю зиму, а свежевыловленная рыба спокойно долежит и до следующего года. И все это благодаря деятельности микробов, которую мы называем ферментацией или брожением, то есть процессом превращения сахаров в кислоты, спирты, а иногда и щелочные соединения[19]. Столь агрессивная среда, создаваемая полезными микроорганизмами, удерживает вредоносных микробов на расстоянии. Во многих случаях брожение даже повышает пищевую ценность ферментированных продуктов.
Если случайные генетические мутации могут со временем приводить к возникновению тонких эволюционных адаптаций, не потребуется большого усердия, чтобы представить подобное – только ускоренное – усвоение новшеств в обработке продуктов. Допустим, одна группа людей обнаружила источник пищи или процесс, который дает им возможность стать здоровее и сильнее; в полном соответствии с дарвиновской логикой этот новый элемент культуры быстро будет распространяться в этом сообществе[20]. Как правило, усвоение выгодных пищевых стратегий не требует чего-то большего, чем доступ к исходным ингредиентам и обучение новым полезным навыкам. Неудивительно, что новые способы обработки пищи быстро заняли свое место в арсенале полезных человеческих умений. Сначала – приготовление природной пищи. Затем – ее выращивание. Вслед за тем – культивирование в более широком смысле, включая ферментацию[21].
За тысячелетия экспериментов способы приготовления пищи, не вызывающей осложнений, прочно закрепились в человеческих популяциях. Каждое поколение совершенствовало методы брожения в соответствии с местным климатом и сезоном и обеспечивало себя запасами долгого хранения и вполне надежными источниками калорий и ценных питательных веществ на протяжении всего года.
Помимо собственно питательной ценности, ферментированные продукты постоянно снабжали нас большим разнообразием микробов. Многие современные ученые полагают, что наш организм нуждается в частом поступлении внешних микробов, которые выполняют примерно те же функции, что и наша резидентная микробиота, усиливая ее эффективность и принося другую пользу.
Мы все время находимся во власти конфликтующих импульсов: с одной стороны, нам хочется удовлетворять тягу к сладенькому, солененькому или калорийному, а с другой – мы стремимся следовать новейшим рекомендациям по здоровому питанию, хватаясь то за обезжиренные, то за низкоуглеводные продукты. Но какой бы выбор мы ни делали, отказываясь от сахара, соли или лишней химии, волей-неволей мы выказываем крайнее пренебрежение к триллионам организмов, которые эволюционировали вместе с нами (и внутри нас), помогая нам поддерживать собственное здоровье.
И дело не только в том, что мы неправильно выбираем пищу, – мы в принципе ведем неправильный образ жизни.
Не только наш нынешний рацион в корне отличается от того, каким он был во времена наших предков, – весь наш образ жизни превратился в нечто совершенно противоестественное… в том числе и из-за излишней чистоты. Люди и животные – не единственные обладатели микробиоты в нашем мире. Микроорганизмы живут повсюду, в любой среде: свои резидентные микробы есть и в почве, и в морской воде, и в вашем доме… и даже в вашей кофеварке. Большую часть нашей эволюционной истории мы непрестанно контактировали с внешними микробиотами, принадлежащими той же среде, из которой вышли мы сами. Даже когда мы начали строить себе жилища, пол в них всегда оставался грязным. В то время не было ни стеклопакетов, ни многослойных фильтров, ни антибактериальных чистящих средств. Мы жили в окружении естественной и разнообразной природной микробиоты. Все это круто изменилось за пару столетий – и привело к драматичным последствиям.
Давно известно, что дети, растущие в деревне, – то есть в постоянном контакте с землей, животными и всем прочим, что городские жители привыкли считать грязью, – меньше склонны к заболеваниям, вызванным гиперфункцией иммунной системы, таким как аллергия и астма. Но с тех пор, как примерно полтора столетия назад микробная теория заболеваний получила всеобщее признание, мы принялись энергично вычищать нашу среду обитания. Первоначальные преимущества казались поистине неисчислимы. Достаточно упомянуть жителей Лондона, которые перестали страдать от вспышек холеры. Пациенты, перенесшие хирургическую операцию, могли отныне не бояться гангрены из-за нестерилизованного скальпеля. Наконец, большинство из нас были избавлены от дракункулёза – инфекционного гельминтоза, вызванного гвинейским червем. Однако, получив все эти преимущества, мы с нашей одержимостью чистотой зашли слишком далеко. Вооружившись достижениями химии, микробиологии – и, конечно, маркетинга, – мы имеем все меньше выгод и все больше проблем. Сейчас мы стали слишком чистыми, и наше тело тоскует по тем многочисленным внешним микробам, которые некогда помогали нам поддерживать иммунное равновесие. Идея эта обрела такую популярность в научной среде, что оформилась в так называемую «гипотезу старых друзей». Суть ее проста: сейчас мы испытываем сильную нужду в микроорганизмах, которых с такой одержимостью искореняли.
Кроме того, наша способность обеззараживать все вокруг не беспредельна. Даже если мы, приложив максимум усилий, изведем поголовно всех микробов в наших домах и квартирах, микробы из внешней среды могут вернуться и отомстить. Например, есть исследования, которые свидетельствуют, что в больницах с замкнутой системой кондиционирования уровень обсемененности патогенными бактериями выше, чем в больницах, где палаты проветривают, просто открывая окна[22].
В отличие от дикой природы, окружавшей наших предков, среда, в которой мы обитаем сегодня, способна дать нам очень немногое. Зачастую там, где мы живем, именно мы являемся самым богатым источником микробов. Ученые обнаружили, что, если мы въедем в только что убранный гостиничный номер, всего за несколько часов мы заселим его нашим набором бактерий. По выражению микробиолога из Ратгерского университета Марии Глории Домингес-Белло, в джунглях место колонизирует нас, а в городе мы колонизируем место. Микробный баланс оказался полностью сбит. И, что еще хуже, мы сами стали крайне обедненным источником микробов.
В прошлом, когда рождался ребенок, он появлялся на свет без всякого стерилизующего мыла и антибактериальных ванночек. Он проходил через родовой канал, после чего его принимали руки (нестерильные, без перчаток) другого человека. Никто не кидался мыть его и не уносил от матери, чтобы уложить в пластиковую клетушку. Но мы, рожденные в Пастерову эпоху, вступаем в жизнь в обстановке тотального микробного недостатка. Трудно не согласиться, что в определенной степени чистота, конечно, спасает новорожденных и их матерей от инфекций. Но, как и во многих других сферах жизни в XXI веке, неумеренная тяга к чистоте нарушает исторически сложившееся микробное равновесие.
Первые минуты жизни играют важнейшую роль в формировании нашей микробиоты. Если ребенок рождается естественным путем, через родовой канал, он сталкивается с обитателями микробиоты материнского влагалища, которая менялась на протяжении всей беременности, готовясь к моменту рождения. Нередко к этим первым микробам-колонизаторам примешиваются и микробы из материнского кишечника, попадающие сюда при нормальном контакте с фекалиями. В результате кожу и рот ребенка (а следовательно, и его пищеварительный тракт) заселяет тот же набор микробов, который с незапамятных времен представлял собой естественную первую бактериальную ванну. Этот особый «микробный коктейль» обеспечивает богатую, разнообразную и хорошо отлаженную палитру функций, поддерживающих пищеварительную, иммунную и прочие системы ребенка в первые недели, месяцы и годы жизни.
Дети, рожденные путем кесарева сечения, сначала контактируют не с представителями вагинальной и кишечной микробиоты, а с микробами кожи медицинского персонала и своих родителей, а также с микробами, населяющими больничную среду. В итоге младенцы приобретают совершенно иной базовый набор микроскопических компаньонов. Люди все чаще выбирают именно этот путь появления на свет своих детей. В Соединенных Штатах сорок пять лет назад кесарево сечение делали всего 5 % рожениц. Менее чем за двадцать лет их доля достигла почти четверти. В некоторых странах Латинской Америки она взлетела почти до половины. Разумеется, есть случаи, когда данная операция необходима, но чаще кесарево сечение выбирают по желанию.
Популяции микробов, приобретенные при рождении, остаются с нами на многие месяцы, а то и годы. Домингес-Белло утверждает, что с полной уверенностью может сказать, как был рожден четырехнедельный грудничок, исследовав состав микробов в образце с его подгузника. И через год, как говорит она, мазок, взятый с кожи ребенка, достоверно укажет, был он рожден естественным путем или нет.
Даже у детей, прошедших через родовой канал, микробное наследие совсем иное, чем прежде. Исследования показали, что современные матери, сами имеющие обедненный состав микробов, не способны передать детям устойчивую микробиоту.
Но и те микробы, которые достались нам по наследству, тоже под угрозой. В США врачи назначают около 258 млн курсов антибиотиков, то есть примерно восемьдесят человек из ста принимают антибиотики. Каждый год! Причем очень часто речь идет об антибиотиках широкого спектра, которые действуют на многие типы бактерий сразу. Такая массированная атака хороша, если врач не знает, какая именно разновидность бактерий является возбудителем заболевания, и решает истребить их всех с помощью фармацевтического огнемета. Жертвами антибиотиков становятся не только болезнетворные микробы. Под удар попадают и вполне невинные сторонние наблюдатели, многие из которых эволюционно приспособлены к жизни в нашем кишечнике, – и однажды утратив, нам очень трудно их вернуть.
Безусловно, есть немало случаев, когда назначение антибиотиков – необходимая мера. Но не всегда это так. В Швеции частота назначения антибиотиков составляет около 38 курсов на каждые сто человек в год, и вроде бы без каких-либо пагубных последствий таких «малых доз» для жителей. (Вероятно, некоторые даже скажут, что отсутствие антибиотиков идет им на пользу.) Антибиотики не способны помочь ни на йоту при любых недомоганиях, вызванных вирусной инфекцией, – а именно они становятся наиболее частой причиной обращения к врачу в сезон простуды и гриппа. Действие антибиотиков основано на том, что они разрушают стенки бактериальных клеток, блокируют механизмы их восстановления или еще каким-либо образом вмешиваются в специфическую жизнедеятельность бактерий[23]. Прибегать к этим препаратам в расчете победить вирусную инфекцию – все равно что использовать, скажем, криптонит против летучих обезьян из страны Оз. Прием антибиотиков при вирусном заболевании может сделать наш организм более уязвимым для инфекции. Но пациенты, желая как можно быстрее избавиться от неприятных симптомов, часто сами требуют от врачей быстрого, действенного лечения, которое зачастую подразумевает антибиотики. (Противовирусные препараты тоже существуют, но лучшее средство против обычных вирусов, как правило, обильное питье и постельный режим, то есть не самые популярные методы при нашем стремительном образе жизни и привычке полагаться на лекарства.)
Любопытно, что в США частота назначения антибиотиков неравномерна по регионам. Она значительно выше в южных штатах (примерно один курс на человека в год), чем на западе страны (приблизительно шесть назначений на каждые десять человек в год). Что еще любопытнее, эти различия совпадают с географическим распространением ожирения. Разумеется, данная корреляция мало что говорит о причинах и следствиях, но фермеры не один десяток лет знают, что, если постоянно скармливать скоту небольшие дозы антибиотиков, животные быстрее набирают вес. А мы только сейчас начинаем задумываться, не стоит ли поискать похожие закономерности у нас самих.
Нам известно, что антибиотики могут вызвать опустошение в кишечнике взрослого человека. Что говорить о детях, у которых кишечная микробиота только формируется – и при этом самым деятельным образом участвует в образовании иммунной и нервной систем. Этот вопрос необычайно важен, потому что дети тоже пьют антибиотики, и очень много.
Дети в США успевают получить в среднем 20 курсов антибиотиков до своего восемнадцатилетия. Самый большой процент приходится на малышей до двух лет – примерно 1300 рецептов на каждую тысячу детей. Это без учета доз, которые многие младенцы и их матери получают в рамках общепринятой практики при родах. Какие-то микробы у детей восстанавливаются, однако специальное исследование показало, что часть бактерий в детском кишечнике не удается обнаружить даже четыре года спустя после окончания приема одного-единственного курса антибиотиков. И тем не менее около 70 % детей, обращающихся к врачу с обычными респираторными инфекциями, покидают его кабинет с рецептом на антибиотики. Хотя более 80 % этих инфекций вызваны вирусами, а не бактериями. Эти цифры говорят об угрозе, которая нависла над нашей кишечной микробиотой и над нашим здоровьем.
Ученые обнаружили, что дети, которым назначали антибиотики в первые полгода жизни или несколько раз в течение первых месяцев жизни, к двухлетнему возрасту имели больший вес, чем полагается при их росте. Кроме того, нарушенная антибиотиками кишечная микробиота могла повышать риск развития аллергии, а также влиять на поведение. По данным исследователей, если женщина принимает антибиотики до рождения ребенка – и даже до начала беременности, – это может влиять на будущих детей, поскольку эти препараты нарушают ее микробиоту, которую наследуют новорожденные.
На наших микробов влияют и многие наши решения и поступки, над которыми мы порой даже не задумываемся.
Все, что так или иначе воздействует на среду нашего кишечника, может подавлять одни виды бактерий и, напротив, способствовать размножению других. В частности, антисекреторные препараты, например ингибиторы протонной помпы и антациды, приносят временное облегчение при изжоге и кислотном рефлюксе, но, понижая кислотность в пищеварительном тракте, они заодно ослабляют его защиту против чужеродных микроорганизмов и ухудшают условия для резидентной микробиоты. Одна из причин, почему многие кишечные бактерии так полезны, именно в том и заключается, что они вырабатывают кислоту. Тем самым они понижают вокруг себя рН, затрудняя выживание потенциальных патогенов. Исследования показывают, что препараты, нейтрализующие кислоту, действительно снижают разнообразие кишечных микробов и повышают риск инфекционных заболеваний, таких как пневмония, а также дефицита витаминов и микроэлементов (потому что кислота помогает расщеплять молекулы пищи, облегчая усвоение важнейших для нас веществ).
Другие факторы, связанные с нашим образом жизни, такие как вскармливание детскими смесями, хронический стресс[24], курение[25], недостаток физической активности, тоже могут повлечь за собой неблагоприятные изменения в нашей микробиоте.
Недостаток разнообразия – вот ключевое изменение в микробиоте, которое отражается на нашем здоровье.
Какую бы экосистему мы ни взяли, разнообразие всегда является важнейшим показателем ее здоровья и устойчивости. Разнотравный луг или лес со сложным составом древесных пород всегда успешнее противостоят вселению инвазивных растений и лучше справляются с изменениями среды, чем монокультурные сообщества[26]. Многочисленные исследования показывают, что люди, которые питаются традиционной пищей и живут по традиционному укладу, обладают гораздо более разнообразным составом микробов в кишечнике. Например, сообщества, обитающие в стороне от современного глобализованного мира – где-нибудь в джунглях Амазонии или на высокогорьях Танзании, – имеют на 30 % более разнообразную кишечную микробиоту, чем жители развитых стран. У представителей южноамериканского индейского племени яномами разнообразие микробиоты почти на 60 % выше, чем у среднего американца или европейца. По сути, если мы построим диаграмму разнообразия кишечной микробиоты этих жителей Южной Америки и представителей африканских народностей, а также статистически «здоровых» североамериканцев, обе группы аборигенов окажутся ближе друг к другу. Так, те из нас, кто живет в так называемых развитых странах, в каком-то смысле оказываются заметно беднее этих народов.
Тем не менее даже обедненная кишечная микробиота современного человека может похвастаться оставшимся богатством. Изучая жителей развитых стран, ученые, к своему удивлению, обнаружили, что уровни разнообразия микробиоты не соответствуют типичному распределению, при котором у большинства людей среднее количество видов бактерий, а у относительно немногочисленных групп – очень низкое или, напротив, исключительно высокое. Вместо этого кривая распределения оказалась седловидной формы, с двумя большими «лагерями» по краям – с относительно низким уровнем разнообразия и относительно высоким, причем различия между этими двумя группами достигали ошеломляющих 40 %. При этом люди, попавшие в группу с низким разнообразием микробиоты, с большой вероятностью имели лишний вес или страдали ожирением. Другие исследования показали, что у людей с воспалительными заболеваниями кишечника, например с язвенным колитом или болезнью Крона, разнообразие кишечной микробиоты примерно на 25 % ниже, чем у здоровых людей. Уменьшение разнообразия микробов связано с воспалительными процессами. Хроническое воспаление создает среду, выборочно поддерживающую сообщества микробов, которые еще больше усиливают воспаление – таким образом, возникает порочный круг, повышающий риск многих заболеваний, включая артриты, деменцию и некоторые виды рака.
Микробное разнообразие также может быть основным показателем здоровья и у людей с лишним весом. Наблюдая небольшую группу пациентов с ожирением во Франции, исследователи обнаружили, что среди людей с одинаковым избытком веса те, кто придерживался более здорового питания (критериями которого они считали ограниченное потребление сахара и обилие фруктов, йогуртов и супов), имели более разнообразную микробиоту, чем те, кто меньше заботился о здоровом рационе (потребляли много сахара, мало фруктов и йогуртов). Изучая оба профиля ожирения (с низким и высоким уровнями разнообразия микробиоты), ученые выяснили, что люди с низким числом кишечных микробных генов (показатель низкого разнообразия) с большей вероятностью имели в составе микробиоты бактерий, способствующих развитию воспаления, тогда как люди с высоким числом микробных генов имели больше видов, противодействующих воспалению, таких как бактерия Faecalibacterium prausnitzii, защищающая нас от некоторых заболеваний кишечника и других органов. Тот же исследовательский коллектив обнаружил, что у этих пациентов именно низкое число микробных генов более надежно, чем избыточный вес, служило индикатором инсулиновой резистентности (предвестника диабета). Дальнейшие исследования показали, что, если представителям обеих групп пациентов с ожирением (с низким и высоким разнообразием кишечной микробиоты) помогали сбросить вес за счет улучшения рациона, это приводило и к возрастанию микробного разнообразия. «Полученные результаты подтверждают обнаруженную ранее связь между долговременными пищевыми привычками и структурой кишечной микробиоты», – пишут авторы этой работы. Они также полагают, что «постоянное регулирование микробиоты можно осуществлять за счет изменения рациона». Эти исследования наглядно показывают, как важен дружественный микробам рацион для того, чтобы сохранить свое здоровье на долгие годы.
Есть во всем этом и кое-что хорошее, а именно: мы уже не так мало знаем о наших микробных сообществах. И можем выбирать образ жизни и рацион, которые помогут сделать нашу микробиоту лучше, здоровее и разнообразнее. Причем изменений не приходится ждать неделями и месяцами. Благодаря малой продолжительности жизни бактерий и быстрой смене их поколений изменения в среде их обитания способны привести к большим переменам в их популяциях и функциях в течение одной ночи.
Эти поразительно быстрые сдвиги были засвидетельствованы в тщательно выстроенном эксперименте, который провели ученые из Гарвардского университета. Микробиолог Питер Тернбо, ныне работающий в Калифорнийском университете в Сан-Франциско, и его коллеги набрали десять добровольцев, чтобы изучить, как наш рацион влияет на микробиоту. Ранее они уже обнаружили, что микробиом мышей существенно зависит от того, чем кормят грызунов[27]. Теперь оставалось найти людей, согласных питаться одним и тем же пять дней подряд.
Тернбо и его коллеги разделили испытуемых на две группы: первая придерживалась диеты, состоящей исключительно из продуктов животного происхождения (мясо, яйца, сыр), вторая питалась только растительной пищей с высоким содержанием клетчатки (овощи, зерновые, зелень, фрукты и пр.). Участники эксперимента, имевшие самые разные предпочтения в пище (включая одного пожизненного вегана), начинали с очень разным составом микробиоты. В ходе исследования ученые видели индивидуальные различия в микробиотах каждого испытуемого, в то же время внутри каждой группы микробные профили и состав активных генов микробов обретали определенное сходство. Судя по всему, наша микробиота обладает поистине поразительной способностью приспосабливаться к тому, чем мы питаемся. Иногда это к добру, а иногда и к худу. Тем больше причин задумываться о наших микробах, когда мы решаем, что бы такое съесть в следующий раз.
Однако прежде чем мы возьмемся за вилки и ножи, чтобы погрузиться в удивительный мир еды, питающей наших микробов, давайте для начала узнаем чуть больше о самих наших маленьких, но таких важных партнерах, которые считают нас своим домом и отвечают за наше здоровье.