С момента появления на свет мы начинаем умирать. Старение – это универсальный и одновременно индивидуальный опыт. Он пугает нас и заставляет улучшать качество жизни. Наш вид живет все дольше и дольше (в развитых странах продолжительность жизни составляет более 80 лет), и у нас появилось больше времени на борьбу со старостью и смертью.
Несмотря на заверения врачей и рекламы, не существует способа «повернуть время вспять», но вполне возможно отсрочить неизбежное. Всем нам хочется найти способ продлить годы жизни и сохранить здоровым тело – этот сложный аппарат, состоящий из мышц, костей и множества других тканей; мы хотим сохранить и ум, слух, остроту зрения, даже внешность. Мистический источник вечной молодости, как говорят, возвращает юность всякому, кто выпьет из него или войдет в его воды. Начиная с V века до н. э. по всему миру обнаруживаются упоминания об этом волшебном месте. Их можно встретить и сегодня – мы продолжаем вечные поиски способа сохранить и восстановить молодость. Вместо того чтобы искать секретное место расположения чудодейственного эликсира на карте, мы ищем секрет вечной молодости с помощью науки. Полки в аптеках, продуктовых и косметических магазинах ломятся от антивозрастных продуктов: от сывороток и кремов, разглаживающих морщины, от специальных мазей для удаления пигментных пятен до витаминов и биологически активных добавок, дающих смутные обещания вернуть нам «сияние молодости».
Наука предлагает тысячи способов препятствовать процессу старения, например принимать антиоксиданты (сокращающие количество свободных радикалов, которые заставляют организм стареть на уровне клеток и тканей); ограничить потребление калорий (для увеличения продолжительности жизни и снижения риска развития возрастных заболеваний, что подтверждают эксперименты на крысах, мышах, рыбах, мухах, червях и дрожжах); подключить гормональные добавки для лечения симптомов менопаузы; воспользоваться огромным количеством дерматологических услуг и средств, среди которых ретиноиды, химические пилинги, дермабразия, ультразвук, лазерная шлифовка и косметическая хирургия. Множество этих методов расхваливают как нечто весьма современное и высокотехнологичное. Но самая действенная концепция в антивозрастной науке основывается на древнейших формах жизни на планете Земля – микробах.
В отличие от самых современных научных изобретений, которые мы используем для создания альтернативных омолаживающих средств, эти бактерии обитают на Земле уже более 3,5 млрд лет – с тех самых пор, когда наша планета еще была полностью покрыта водой, температура которой часто достигала точки кипения. Климат на Земле сильно изменился, но микробы тем не менее остались повсюду: в воздухе, которым мы дышим (именно они синтезируют кислород в атмосфере), на стуле, где вы сидите, и на продуктах в холодильнике. На самом деле только на ваших руках микробов больше, чем людей на планете!
Микробы неустанно сопровождают нас в течение всей жизни. Микроорганизмы, которых мы называем микробами, бывают нескольких видов. К ним относятся бактерии, вирусы, простейшие, микроводоросли и грибы. Мы привыкли винить их в появлении заболеваний (например, по-английски внезапное острое расстройство пищеварения называют «stomach bug» – желудочный микроб), и лишь совсем недавно стало известно, насколько они важны для нашей жизни и здоровья. Без микробов не было бы и нас.
Какое отношение микробы имеют к старению? Как оказалось, самое прямое. В организме человека проживают различные микробные сообщества – во всем теле, а не только в кишечнике. Эти сообщества влияют на мозг, зубы, кожу, сердце, кишечник, кости, иммунную систему, – словом, на все части тела и их функционирование в течение жизни. Самочувствие тоже напрямую связано с микроорганизмами, обитающими вокруг нас, – на телефонах, губках для мытья посуды, в комнатных растениях, на шерсти животных и рабочих поверхностях мебели. Если вы переезжаете в новый дом или уезжаете путешествовать за границу, то вступаете во взаимодействие с новыми микробными сообществами, которые могут изменить состояние микрофлоры вашего тела (в лучшую или худшую сторону). Почтовый индекс и местоположение лучше всего расскажут о состоянии вашего здоровья и возможной продолжительности жизни, в основе которых лежат миллиарды наших невидимых соседей: микробы. Если вы осознаете, что между вами и окружающим миром существует неразрывная связь, что вы не отгорожены от него своей кожей как кирпичной стеной, то сможете надолго сохранить здоровье, даже после того как изменятся ваш почтовый индекс и возраст.
Вы научитесь извлекать пользу из взаимодействия с внутренними и внешними микробами, чтобы сохранить здоровье десен, укрепить кости и мышцы, защитить мозг от болезни Альцгеймера и деменции. Из десятка самых распространенных смертельных заболеваний на территории Соединенных Штатов девять, как мы теперь понимаем, неразрывно связаны с микробами.
Показатель вовлеченности микроорганизмов в развитие смертельных заболеваний, распространенных в США
1. Сердечно-сосудистые заболевания – 633,842***
2. Рак – 595,930**
3. Хронические респираторные заболевания – 155,041**
4. Несчастные случаи (непреднамеренные повреждения) – 146,571
5. Инсульт (цереброваскулярные болезни) – 140,323**
6. Болезнь Альцгеймера – 110,561***
7. Диабет – 79,535***
8. Грипп и пневмония – 57,062***
9. Нефрит, нефротический синдром и нефроз – 49,959**
10. Преднамеренные самоповреждения (суицид) – 44,193 *1
Данные за 2015 год получены в Центре по контролю и профилактике заболеваний США (2017).
Звездочкой (*) помечена степень вовлеченности микроорганизмов в смертельные случаи, по оценке авторов.
*1 – микробиота тесно связана с развитием депрессии, которая является основной причиной суицида.
В ходе исследования мы подробно рассмотрим сложные переплетения связей между заболеваниями и микроорганизмами, населяющими тело человека, чтобы изменить ваше представление об их влиянии на старение и смертность. Мы будем двигаться от макушки к стопам – или, правильнее сказать, от кожи к мозгу, от ротовой полости к легким, от желудка к кишечнику и так далее – и наглядно продемонстрируем, как невидимый мир микробов внутри и снаружи питает наш организм, а также заботится о нашем здоровье и долголетии. Мы искренне уверены, что можно выстроить правильные отношения с микробами путем изменения образа жизни, корректировки питания и выполнения бытовых обязанностей. На месте невероятно стерильных жилых и общественных помещений в будущем мы видим комфортные жилые пространства, где найдется место нам и нашим микроскопическим сожителям. Атмосфера правильного старения должна учитывать здоровье и благополучие всех ее обитателей, в том числе и микробов.
Старение – это естественный процесс, который затрагивает всех биологических существ, но у одних видов он протекает быстрее, чем у других. С точки зрения биологии люди достигают расцвета в возрасте 12 лет. Другими словами, если физиология (то есть тело и его функции) остановится в развитии в этом возрасте, то человек сможет прожить более тысячи лет! После 12 лет шанс умереть удваивается каждые восемь лет.
Тем не менее сегодня наш вид с уверенностью оспаривает эти невеселые прогнозы. Мы беседовали с доктором Анной Мартин-Мэттьюс, профессором социологии в университете Колумбии, бывшим директором по научным исследованиям Института старения, открытого на базе Канадского института медицинских исследований. Она прокомментировала современную беспрецедентную численность пожилого населения Земли: «Я занимаюсь исследованием биологии старения более 40 лет. Мы не могли себе представить, как изменится наша наука из-за увеличения продолжительности жизни населения. Не так давно, всего десять лет назад, мы занимались исследованиями пожилых людей в возрасте 70 лет и престарелых в возрасте 80 лет. Сегодня же в своем окружении мы обнаруживаем 73-летнего человека с 95-летней матерью или 82-летнюю женщину, которая заботится о муже и о 105-летнем отце, который все еще жив!»
Наступление эры вакцинации, антибиотиков и улучшения санитарных условий, которая началась после 1900 года, ознаменовалось значительным сокращением детской смертности, а также смертности из-за инфекционных заболеваний. Люди во всем мире превратились в долгожителей: средняя продолжительность жизни в 1900 году составляла 31 год, а в 2016 году она увеличилась до 72 лет, при этом в Японии зафиксирован рекордный показатель, который доходит до 84 лет! Доктор Мартин-Мэттьюс отмечает, что число долгожителей (людей старше 100 лет) продолжает неуклонно расти по всему миру наряду с количеством супердолгожителей (старше 110 лет). В этом заключается одна из самых значимых социальных трансформаций XX и начала XXI века.
В то время как в каждой стране увеличивается доля пожилых людей, хронические заболевания (ожирение, диабет 2-го типа, астма и воспалительные болезни кишечника) тоже переживают небывалый рост. Хронические заболевания ограничиваются не только развитыми областями мира, они постепенно набирают силу и в развивающихся странах. Количество больных диабетом в развивающихся странах, например, предположительно, вырастет в 2,5 раза за 30 лет: в 1995 году от этого заболевания страдали 84 млн человек, а в 2025 их будет уже 228 млн. По оценке Всемирной организации здравоохранения, количество хронических заболеваний увеличится до 60 % к 2020 году с 41 % в 2001 году. Почти три четверти всех летальных исходов в 2020 году будут связаны с хроническими заболеваниями.
Конечно, это ухудшает качество жизни людей в возрасте. С точки зрения охвата, то есть, судя по количеству заболевших, сердечно-сосудистые заболевания и заболевания мозга, такие как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и деменция, находятся на пике распространения в нашем обществе. Но несмотря на 20 лет интенсивных исследований, доктор Мартин-Мэттьюс говорит, что пока не найдена «серебряная пуля», которая может побороть болезнь Альцгеймера и связанную с ней деменцию: «Сегодня исследования главным образом сосредоточены на мозге и его структурных изменениях. Тем не менее мы до сих пор не нашли эффективных методов лечения и профилактики этих заболеваний. Истратив миллиарды долларов инвестиций на исследования, мы пришли к осознанию того, что проблема гораздо сложнее, чем мы думали прежде. Нам определенно нужно искать ее решение где-то еще. Скорее всего, свою роль здесь играет микробиом; возможно, мы найдем способ лечения мозга, если заглянем в кишечник и другие области распространения микробов». Доктор Мартин-Мэттьюс подчеркивает, что она не эксперт в области микроорганизмов.
Тем не менее как социолог и исследователь в области общественных наук она уверена в возможном влиянии микробов на процесс старения. Микроорганизмы, которые воздействуют на мозг и на другие части тела, пребывая и внутри нас, и в окружающем пространстве, предлагают обширное поле для исследовательской деятельности, к тому же их изучение позволяет лучше понять механизмы старения. Исследователи уже обнаружили прямую взаимосвязь между микробиомом и такими заболеваниями, как ожирение, диабет 2-го типа, астма и воспалительные заболевания кишечника. Кроме того, они нашли связующую нить между нормальными физиологическими возрастными изменениями (например, потерей костной и мышечной массы, появлением морщин) и действием микроорганизмов. Их исследования затрагивали не только главную микробную цитадель в кишечнике, но и другие не менее важные области организма, такие как мозг, сердце и кости. Такие исследования проводились и в местах социального взаимодействия: больницах и домах престарелых. Мы считаем, что, имея достоверное представление о микробах, мы научимся извлекать пользу из взаимодействия с ними, чтобы сохранить здоровье и жить дольше.
Наши тела и пространство вокруг нас населяет больше микробов, чем мы можем себе представить; только в нашем организме присутствует как минимум столько же клеток бактерий, сколько человеческих клеток. Между каждой поверхностью тела и внешним окружением находятся слои микроорганизмов, не только между вашей кожей и этими страницами, но еще и между воздухом, который вы вдыхаете, и клетками легких. Обычно мы мирно сосуществуем, но наша область взаимодействия с микробами находится в сильной зависимости от изменений в окружающем пространстве. Потенциально в любую секунду наш микробиом может измениться, а с ним изменится и состояние нашего здоровья.
Микробы играют особенно важную роль в первые несколько лет детства и в старости. Сожительство с микроорганизмами начинается в момент прохождения через родовой канал, где на нас набрасывается масса бактерий. Затем мы получаем регулярную дозу микробов от матери через грудное вскармливание и контакт с ее кожей. Эта микробная «пилюля» закладывает основы нашей иммунной системы, создает условия для развития мозга и формирует наши пожизненные отношения с микроорганизмами. В результате ко времени совершеннолетия в нашем кишечнике насчитывается более 500 различных видов микробов. Микробиом окончательно формируется в возрасте двух-трех лет.
Микробы помогают расщеплять пищу в пищеварительном тракте, получать энергию и всасывать питательные вещества. Они поддерживают функционирование иммунной системы и защищают от патогенов, с которыми мы вынуждены постоянно контактировать. Однако с возрастом роль микробов в нашем организме меняется. У людей старше 70 лет микробные сообщества полностью отличаются от тех, которые населяли их организм в молодые годы. Состав микробиоты претерпевает изменения, что сказывается на здоровье пожилых людей. Как мы вскоре убедимся, с возрастом повышается, например, количество микробов, вызывающих воспаление, и уменьшается численность полезных микробов, что приводит к кризису иммунной системы. В результате во всем организме начинают развиваться слабо выраженные воспалительные процессы, которые разрушают ткани тела. Этот процесс называется инфламэйджинг (от англ. inflammaging, составленного из двух слов: inflammation – воспаление и ageing – старение. – Прим. науч. ред.) – старение вследствие воспалительных процессов. В этих условиях организм сильнее подвержен развитию заболеваний, и в целом здоровье человека становится слабее. Наука совершила величайшее открытие, признав за микробами главную роль в процессе общего ухудшения состояния тела человека с течением времени – это открытие полезно для всех без исключения. Теперь мы знаем, что в зрелом возрасте нам необходимо заботиться о своих микробах и улучшать их «жилищные условия».
Ученые определили, что долголетие на 25 % зависит от генов и на 75 % – от состояния окружающей среды. Это очень серьезное заявление: значит, у нас есть возможность взять под контроль большинство факторов, которые влияют на наше здоровье и продолжительность жизни. Если у ваших родителей рак, не спешите сдаваться, хотя вполне возможно, что вы унаследовали гены, повышающие вероятность развития этого заболевания. Ваше будущее в большей степени зависит от условий, в которых вы живете. Когда мы говорим об «окружающей среде» как о живом организме, который находится в непосредственном контакте с телом человека, мы прежде всего имеем ввиду микробов.
Для микробиома вполне естественно переживать спад по мере приближения преклонного возраста хозяина, однако сегодня этот процесс коренным образом изменился, так как мы превратили современную окружающую среду в поле священной битвы с опасными «возбудителями». Тот факт, что некоторые бактерии и вирусы могут вызвать заболевания, не подвергается сомнению. С ними человек и ведет извечную борьбу – с возбудителями пневмонии, гриппа и кожных инфекций. Но мы чересчур увлеклись этой борьбой, а теперь страдаем от ее нежелательных последствий: мы с огромным энтузиазмом и высокой скоростью уничтожаем важнейшие микроорганизмы, которые необходимы нам для долголетия.
В XIX веке основатели микробиологии обратили все внимание на выявление микроорганизмов, которые вызывают развитие инфекционных заболеваний, в том числе холеру, туберкулез и диарею. Ученые нашли «возбудителей» бешенства, сибирской язвы и других инфекций, вследствие чего началась охота на болезнетворных микробов. Все изменилось к середине XX века. Люди изобрели антибиотики, чтобы обезопасить себя от болезнетворных микроорганизмов. Эти чудодейственные лекарства спасли миллионы жизней, а также определили регламент взаимодействия с микробами: уничтожить всех до единого, а не пытаться научиться жить с ними в гармонии, которая царила на протяжении всей человеческой истории. Другие изобретения, такие как антисептики для рук, противомикробные ополаскиватели рта и антибактериальные средства бытовой химии, стали неотъемлемой частью нашего быта. «Если чистота – это хорошо, то чистящие средства должны быть еще лучше!» – эти призывы звучали на каждом углу, взирали на нас с рекламных плакатов и одолевали через телевизионную рекламу. Находясь в восторге от собственного превосходства над невидимыми глазом микробами, мы не понимали, что подвергаем себя опасности эпидемии.
Стоит только взглянуть на современное общество, как сразу становится понятно, что набор заболеваний сегодня совсем не тот, что был 100 лет назад, когда главными убийцами человечества были инфекции. Ожирение, диабет, воспалительные заболевания кишечника, аллергии и астма – вот всего несколько примеров последствий нашей войны с микробами. Это произошло потому, что антибиотики не убивали только «плохих» микробов, они попутно уничтожали и «хороших». Вот почему лечение антибиотиками может вызвать диарею, расстройство пищеварения и даже инфекции мочевыводящих путей. Прием антимикробных препаратов помогает избавиться от возбудителей болезни, но при этом оставляет организм незащищенным от других заболеваний из-за сокращения численности полезных микроорганизмов. Мы называем это состояние «санитарным похмельем» или тяжкой расплатой «на утро» за почти столетний кутеж с антимикробными препаратами.
Более того, в нашем чересчур гигиеничном мире значительно сократилось общее количество микробов, с которыми мы можем вступать в контакт. Каждое последующее поколение взаимодействует с меньшим разнообразием видов микробов и других организмов, чем предыдущее. Все больше людей проводят основную часть своей жизни в продезинфицированных помещениях с климат-контролем. Потребность человеческого организма работать в естественной для него обстановке, то есть в обильной и разнообразной микробной среде, не удовлетворяется, что ставит под удар непрерывный процесс эволюции и здоровье каждого отдельного человека.
Мы развивались миллионы лет совместно с нашими невидимыми спутниками, но всего через два или три поколения многие из них окажутся на грани вымирания.
Чего ожидать от наступления старости? Хотя существует целая индустрия для подготовки будущих родителей, лишь ограниченное число источников дает информацию о подготовке к старости. Ежедневно все больше молодых людей, медицинских работников, бэби-бумеров и членов семьи, глядя на стареющих близких, начинают активно искать сведения и обращаться за рекомендациями. В основном мы ищем ответы на онлайн-ресурсах и в других источниках недостоверной информации о старении. Количество научных и проверенных ресурсов пока остается очень ограниченным – по этой причине мы решили взяться за написание этой книги. Мы не предлагаем читателям исчерпывающую и полноценную картину специфической роли микробов в процессе старения. Мы намереваемся дать каждому представление о том, с чего начать улучшать здоровье и благополучие в любом возрасте.
В каждой главе мы будем заниматься исследованием удивительного невидимого мира микробов и их функций в каждой крупной системе человеческого организма. Мы предоставим современные, научно обоснованные данные о влиянии системных микробов на процесс старения. Кроме того, мы предложим вам рекомендации по оздоровлению образа жизни и дадим простые советы, которые принесут пользу в любом возрасте – от 18 до 80 лет – и помогут войти в преклонный возраст с огромным запасом здоровья. На некоторые вопросы найти ответы нам помогут ведущие врачи-специалисты и ученые-исследователи, чтобы углубить наше понимание влияния микробиома на различные сферы жизни. Большинство из них не являются экспертами в микробиологии – среди них есть врачи-терапевты, стоматологи, медико-биологические исследователи, специалисты в области общественного здравоохранения и социальные исследователи, которые наряду с выполнением профессиональных обязанностей стараются улучшить и собственное самочувствие.
Мы, авторы книги, – оба ученые, и все материалы взяты из современной научной литературы. Каждую главу мы сопровождаем списком научных публикаций, опираясь на которые мы развили свои идеи. В списки вошли не все материалы – мы прочли более сотни публикаций по тематике каждой главы, – в них мы указали самые основные статьи и доклады, которые охватывают наиболее значимые аспекты проблемы. Если у вас появится желание познакомиться с оригинальной научной литературой, то мы рекомендуем зайти на сайт PubMed (ncbi.nlm.nih.gov/pubmed), где можно найти литературу о медицине и биологии, а также рецензируемые статьи и доклады на английском языке. Некоторые статьи находятся в свободном доступе, в других случаях нужно заплатить журналу для получения полной статьи. Хотя в обычных библиотеках материалы можно получить бесплатно.
В следующих главах мы обсудим несколько ключевых понятий. Во-первых, мы познакомим вас с новыми сведениями по микробиологии, которые заставят вас изменить представление о современной медицине. Однако наше направление еще очень молодое, ему от силы десять лет, поэтому пока у нас больше вопросов, чем ответов, особенно в том, что касается прикладного использования полученных знаний. Как обычно бывает с новой сферой научного знания, корпус информации часто включает в себя противоречивые результаты исследований и неоднозначные открытия, которые затрудняют подробный анализ. То же можно сказать о микробиологии из-за личных особенностей каждого индивидуума. Тем не менее мы обнаружили множество перекликающихся тем во всех проработанных исследованиях, например положительное воздействие разнообразия кишечной флоры на состояние здоровья и влияние микробиома на воспалительные процессы во всех отделах организма. Наша цель заключается в том, чтобы синтезировать и сжать огромный объем полезной информации, чтобы ее можно было легко воспринять и применить в жизни.
Во-вторых, мы сконцентрировали свое внимание на участии микробиома в процессе старения – эта концепция еще ни разу не освещалась в популярной медицинской литературе. Мы считаем, что это серьезное упущение, так как многочисленные рекомендации из нашей книги по обращению с микробиомом позволят вам сохранить здоровье в преклонном возрасте. Сперва вам может показаться, что эта информация касается людей, скажем, в возрасте за 60 лет. Однако здоровое старение – это процесс, охватывающий всю жизнь. Ваш образ жизни в 20 лет отразится на вашем благополучии спустя несколько десятилетий. Помните, как вы в 22 года потянули лодыжку на баскетболе, а теперь она мешает вам спокойно жить в 70 лет? Эта книга ориентирована на тех, кто хочет заботиться о своем здоровье в долгосрочной перспективе.
В-третьих, как мы уже говорили, микробы живут повсюду – внутри организма и в окружающей среде. Почти все внимание до сих пор уделялось микробам кишечника. Несомненно, они принимают участие во всех функциях организма. Однако теперь мы начинаем понимать, что микробы, обитающие в других частях тела, также вносят свой поразительный вклад в укрепление здоровья, развитие заболеваний и в процесс старения. Большие микробные сообщества счастливо обитают в ротовой полости, на коже и в органах мочеполовой системы – они, как и кишечные микроорганизмы, тоже производят химические вещества и выполняют другие действия, сказывающиеся на различных функциях организма. По данным последних исследований, микробиом, например, на треть контролирует уровень ЛПВП-холестерина и на четверть – индекс массы тела (ИМТ). Мы можем воспользоваться этими знаниями для разработки индивидуальных программ питания под микробный профиль конкретного человека.
В своей книге мы постарались охватить как можно больше отделов организма, чтобы лучше понять суть процесса старения и рассмотреть ключевые особенности образа жизни и питания, которые помогают поддерживать здоровье микробиома. Вы заметите, что некоторые главы перекликаются друг с другом, потому что между отдельными органами тела существует объективная связь, например микробиом кишечника влияет на работу мозга. Также мы обсудим микроорганизмы, которые окружают тело человека, то есть обитают в доме или на поверхности телефонов, и напрямую влияют на состояние микробиома тела. Жители Северной Америки в среднем проводят почти 90 % своей жизни в помещении. Современные санитарно-гигиенические нормы для жилых и общественных учреждений – особенно больниц и домов престарелых – создают условия для возникновения сверхстойких патогенов, а не поддерживают развитие полезных микроорганизмов. Ограничение контакта с важнейшими микробами привело к сокращению разнообразия и численности некоторых микробных линий в организме человека. Мы поставили главу о микроорганизмах кишечника только в середине книги, тем самым желая подчеркнуть важность микробиома всего тела для здорового процесса старения. Имеет значение не только микробиом кишечника, о котором мы слышим почти ежедневно.
Открывая эту книгу, вы отправляетесь в увлекательное путешествие по новейшей вселенной организма человека. Микробиом сегодня называют новым органом тела, и функции этого органа наука только начинает узнавать. Мы надеемся, как надеются все ученые, работающие в нашей сфере, что с помощью науки о микробиоме сможем устранить десяток самых распространенных смертельных заболеваний или как минимум сократить количество случаев возникновения этих заболеваний.
Мы уверены, что после прочтения этой книги вы увидите мир другими глазами. Вы начнете задумываться, прежде чем делать покупки в продуктовом магазине, садиться за обед, чистить зубы, печатать текстовое сообщение, мыть руки и счищать землю со свежесобранной моркови. Мы надеемся, что это путешествие окажется для вас таким же веселым и познавательным, каким оно было для нас. Мы верим, что у вас получится принять микробов в качестве верных помощников и спутников жизни.