У них нет глаз, ушей, носов или зубов. Еще у них отсутствуют конечности, сердце, печень, легкие или мозг. Они не дышат и не едят, как это делаем мы. Их невозможно увидеть невооруженным глазом. Но не стоит их недооценивать. С одной стороны, бактерии до невозможности просты, они состоят из одной-единственной клетки. С другой – эти микроорганизмы невероятно сложны и удивительны. Пусть вас не вводит в заблуждение их бесконечно малый размер. Некоторые из них способы выживать при температуре, от которой ваша кровь закипела бы, а другие сохраняют жизнеспособность при температуре ниже точки замерзания. Некоторые виды бактерий даже способны справиться с радиацией, в тысячи раз превышающей предельный для человека уровень. Эти микроскопические создания могут питаться практически чем угодно – от сахара и крахмала до солнечного света и серы. Бактерии – это основа любой жизни на Земле. Они были самой первой формой жизни на планете и, вероятно, будут последней. Почему? Потому что ничто живое не может существовать без них, в том числе человек.
Скорее всего, вам известно, что определенные бактерии вызывают заболевания и даже могут привести к смерти, но, вероятно, вам менее знакома оборотная сторона медали: каждый удар нашего сердца, каждый вдох и нейронное соединение помогают бактериям поддерживать нашу жизнь. Бактерии не просто сосуществуют с человеком, покрывая его тело снаружи и изнутри, но они помогают организму осуществлять самые разные функции, необходимые для выживания.
Первая часть книги посвящена изучению микрофлоры кишечника – что она собой представляет, как функционирует, – а также невероятной взаимосвязи между микрофлорой кишечника и функциями головного мозга. Вы узнаете, что благодаря бактериям, населяющим кишечник, есть много общего между такими разными состояниями, как аутизм, депрессия, деменция и даже рак. Мы также рассмотрим, какие факторы играют ключевую роль в формировании здоровой микрофлоры кишечника, а какие ведут к ухудшению ее состояния. Вскоре вы поймете, что причина многих заболеваний, ставших настоящими бичами современности – от ожирения до Альцгеймера, – кроется в нездоровой микрофлоре кишечника, не способной нормально функционировать. К концу первой части книги вы взглянете на бактерии кишечника по-новому, к вам вернется ощущение уверенности и контроля над своим здоровьем в будущем.
Где-то на одном из прекрасных греческих островов в Эгейском море родился мальчик. Мать родила его в естественных условиях, дома, и до двух лет кормила грудным молоком. Мальчик рос, лишенный большинства удобств, свойственных современной жизни, например в США. Фастфуд, фруктовый сок и газировка были ему незнакомы. Его еда – в основном овощи с домашнего огорода, местная рыба и мясо, домашний йогурт, орехи и семена, а также много оливкового масла. Он учится в маленькой школе и помогает родителям по хозяйству: они выращивают зелень, траву для чая и виноград для вина. Он дышит чистым, ничем не загрязненным воздухом.
Если мальчик заболевает, родители дают ему ложку местного меда, поскольку у них не всегда есть антибиотики. У него никогда не будет аутизма, астмы или СДВГ. Он худощавый и всегда подтянутый, потому что постоянно находится в движении. Его семья не привыкла проводить вечера, сидя на диване: здесь принято встречаться с соседями и танцевать под музыку. Скорее всего, этого мальчика не коснется ни одно серьезное расстройство или заболевание головного мозга, например депрессия или болезнь Альцгеймера. Вероятно, он благополучно доживет до глубокой старости, поскольку на его острове, Икарии, самый высокий в мире процент людей в возрасте 90 лет и старше: каждый третий доживает до этого возраста, сохраняя ясность ума и бодрость тела[24]. Население острова также может похвастаться тем, что у них на 20 % меньше случаев заболевания раком, в два раза меньше сердечно-сосудистых заболеваний и практически не встречаются случаи старческого слабоумия, или деменции.
А теперь вернемся в любой город США и представим, что там родилась девочка. Ей помогли появиться на свет с помощью планового кесарева сечения, и она находилась исключительно на искусственном вскармливании. Еще ребенком она перенесла множество инфекционных заболеваний – от хронических ушных инфекций до инфекций горла и носа, – которые лечатся антибиотиками. Ей прописывали антибиотики даже при обычной простуде. Хотя у нее есть возможность получать самое полноценное питание в мире, в ее рационе слишком много полуфабрикатов, рафинированного сахара и нездоровых растительных жиров. К шести годам она уже страдала от избыточного веса, у нее диагностировали предрасположенность к диабету. Она растет опытным пользователем электронных гаджетов и большую часть жизни проводит в серьезной школе. Но теперь она принимает антидепрессанты, страдает от поведенческих расстройств, и учеба дается ей все сложнее в силу неспособности к концентрации внимания. Став взрослой, она попадет в группу высокого риска возникновения серьезных психических расстройств, в том числе аффективных и тревожного расстройства, мигреней и аутоиммунных заболеваний, таких как рассеянный склероз. А в более старшем возрасте у нее повысится риск заболевания болезнью Паркинсона или Альцгеймера. В США основной процент смертности приходится на хронические заболевания, такие как деменция, которая практически не встречается на греческом острове Икария.
В чем же причина? Результаты новых исследований, проводившихся в течение последних нескольких лет, обеспечили более глубокое понимание взаимосвязи между тем, как проходят самые ранние годы жизни человека, и состоянием его здоровья в краткосрочной и долгосрочной перспективе. Ученые, тщательно изучив взаимосвязь между состоянием микрофлоры кишечника и общим здоровьем организма, пришли к выводу, что причина кроется в том, какими были первые годы жизни этих детей. В широком смысле именно это оказало наиболее важное влияние на формирование индивидуальной микрофлоры у каждого из них, то есть на развитие комплекса микроорганизмов, которые с рождения населяют их организм и играют основную роль в поддержании здоровья и функций головного мозга на протяжении всей жизни.
Конечно, я допустил некоторую вольность в описании этих гипотетических сценариев. На продолжительность жизни каждого конкретного человека и риск возникновения у него различных заболеваний в течение жизни оказывает влияние целая совокупность факторов. Однако давайте на минуту сосредоточимся исключительно на том факте, что первые годы жизни девочки определили совершенно иное качество ее последующей жизни с точки зрения здоровья головного мозга по сравнению с дальнейшим качеством жизни мальчика. И да, этот греческий остров действительно существует. Остров Икария расположен примерно в 50 км от западного побережья Турции. Его еще называют голубой зоной: у населения этого острова гораздо более длинная и здоровая жизнь, чем у большинства жителей в развитых странах Запада. Обычно они ежедневно пьют вино и кофе, продолжают вести активный образ жизни, когда им давно за 80 лет, и сохраняют ясность и остроту ума до самой смерти. Согласно результатам одного из известных исследований, у жителей Икарии вероятность дожить до 90 лет и сохранить при этом хорошее здоровье примерно в четыре раза выше, чем у жителей США[25]. Это же исследование показало, что сердечно-сосудистые заболевания и рак начинают развиваться у жителей Икарии в возрасте почти на десять лет позже, чем у американцев, к тому же у них существенно ниже уровень депрессии. Количество заболеваний деменцией у жителей Икарии после 85 лет составляет лишь незначительный процент от уровня заболевания деменцией у американцев той же возрастной категории.
Я уверен: когда с помощью науки мы уравняем счет между этими абсолютно разными географическими точками и поймем глубинные причины проблем со здоровьем здесь, в США, тема микрофлоры кишечника выйдет на передний план. Я докажу, что она имеет такое же значение для организма, как кислород или вода. Какое отношение бактерии кишечника имеют к головному мозгу и его заболеваниям?
Гораздо более серьезное, чем вы думаете.
Сложно подобрать более подходящее название для микроорганизмов, населяющих кишечник человека и помогающих его пищеварению, чем «супергерои». Хотя, по официальной версии, в кишечнике человека сосуществуют по крайней мере 10 тысяч отдельных видов бактерий, некоторые специалисты утверждают, что их количество превышает 35 тысяч[26].
Сегодня наконец появились новые технологии, с помощью которых ученые могут идентифицировать все виды бактерий, хотя многие из них не поддаются выведению в лабораторных условиях традиционными методами.
Для целей нашего обсуждения мы сосредоточимся именно на бактериях. Это самые многочисленные микроорганизмы, хотя помимо них кишечник человека также населяют дрожжевые грибки, вирусы, простейшие и эукариотические патогенные организмы – все они играют важную роль для здоровья. По большому счету именно бактерии – ключевые игроки, взаимодействующие с физиологией человека, особенно с неврологией. Совокупный вес кишечных бактерий составляет порядка 1,4–1,8 килограмма – примерно как вес головного мозга (почти половина веса каловых масс человека – это «отбракованные» бактерии)[27].
Если вы были внимательны на уроках биологии, когда проходили строение и функции пищеварительной системы человека, то помните, что пища разлагается на питательные элементы, которые абсорбируются организмом. Вероятно, вы помните также о желудочной кислоте и ферментах, а еще о гормонах, способствующих процессу пищеварения. Вполне возможно, вам приходилось заучивать, что происходит с обычным продуктом, когда он проходит по пищеварительной цепочке от ротовой полости до заднепроходного отверстия. Не исключено, что в своих познаниях вы настолько продвинулись, что поняли, как глюкоза – молекула сахара – попадает в клетки и служит источником энергии. Однако, скорее всего, вы ничего не слышали о настоящей экосистеме, находящейся в вашем пищеварительном тракте, которая фактически управляет всей системой целиком. Вам не проводили тесты на кишечные бактерии, чья ДНК, возможно, оказывает более значительное влияние на ваше здоровье, чем ваша собственная.
Я знаю, что в это практически невозможно поверить, что это звучит как научная фантастика. Но результаты исследований очевидны: микрофлору кишечника человека вполне можно считать самостоятельным органом. И эти бактерии столь же важны, как сердце, легкие, печень и головной мозг. Результаты последних научных исследований свидетельствуют о том, что бактерии, населяющие чувствительные стенки пищеварительного тракта, играют очень важную роль.
• Помогают пищеварению и способствуют всасыванию питательных веществ.
• Создают физический барьер против потенциальных «захватчиков», таких как «плохие» бактерии (патогенная флора), опасные вирусы и вредоносные паразиты. У некоторых видов бактерий есть нитеподобные реснички, помогающие им передвигаться. Недавние исследования показали, что эти жгутики способны останавливать смертельно опасный желудочный ротавирус[28].
• Действуют как инструмент детоксикации. Кишечные бактерии играют важную роль в предотвращении инфицирования и служат защитным барьером против многих токсинов, проникающих в пищеварительный тракт. Фактически кишечные бактерии нейтрализуют многие токсины, содержащиеся в пищевых продуктах, так что их можно назвать второй печенью. Таким образом, когда количество полезных бактерий в кишечнике уменьшается, нагрузка на печень автоматически увеличивается.
• Серьезным образом влияют на реакцию иммунной системы. Что бы вы ни думали, но кишечник на самом деле – ваш самый крупный иммунный орган. Кроме того, бактерии могут учить и поддерживать иммунную систему, осуществляя контроль над определенными иммунными клетками и предотвращая аутоиммунные заболевания (состояние, в котором организм атакует собственные ткани).
• Производят и освобождают важные ферменты и вещества, необходимые для жизнедеятельности организма, а также химические вещества для головного мозга, включая витамины и нейромедиаторы.
• Помогают управлять стрессом за счет воздействия микрофлоры кишечника на эндокринно-гормональную систему организма.
• Способствуют хорошему ночному сну.
• Помогают контролировать развитие воспалительных процессов в организме, что, в свою очередь, снижает риск практически всех хронических заболеваний.
Полезные бактерии в здоровом кишечнике – это не просто самовольные поселенцы, которые рады бесплатной еде и жилью. Прямо и косвенно воздействуя на разные органы и системы организма, они следят за риском возникновения не только психических расстройств и болезней головного мозга, но и таких заболеваний, как рак, астма, разные виды пищевой аллергии, нарушения процесса обмена веществ, например диабет и излишний вес, а также аутоиммунных заболеваний. Иными словами, они отвечают за здоровье организма.
Некоторые виды бактерий населяют кишечник относительно постоянно, они формируют долгосрочные колонии. Другие можно условно назвать «транзитными пассажирами», но даже они играют важную роль. Такие бактерии «путешествуют» по пищеварительному тракту человека и в зависимости от их типа и уникальных характеристик оказывают влияние на общее состояние здоровья организма. Они не остаются в кишечнике на «постоянное место жительства», а кратковременно образуют небольшие колонии, прежде чем выведутся из организма вместе с каловыми массами или отомрут. Однако даже за это небольшое время они успевают выполнить множество нужных задач: некоторые из производимых ими веществ необходимы для существования и жизнедеятельности полезных бактерий, а следовательно, самого человека.
Хотя для полного понимания взаимосвязи между кишечником и головным мозгом требуются практические знания в области иммунологии, патологии, неврологии и эндокринологии, я постараюсь упростить эту информацию для вас. Вы сможете пополнить свои знания по мере чтения следующих глав.
Вспомните ситуацию, когда у вас крутило живот из-за того, что вы нервничали, беспокоились, испытывали страх или, возможно, были вне себя от радости. Может быть, это происходило накануне бракосочетания или когда вам предстояло сдавать важный экзамен, выступать перед аудиторией. Как выяснили ученые, фактически тесная связь между головным мозгом и кишечником носит двусторонний характер: точно так же как нервные переживания отражаются на работе кишечника, состояние кишечника отражается на работе нервной системы.
Блуждающий нерв (vagus nerve), самый длинный из 12 пар черепных нервов, представляет собой основной информационный канал между сотнями миллионов нервных клеток, расположенных в пищеварительном тракте, и центральной нервной системой. Блуждающий нерв – десятая пара черепно-мозговых нервов. Он выходит из головного мозга и простирается до брюшной полости, управляя в организме многими процессами, которые не подчиняются сознательному контролю человека, в том числе отвечает за поддержание частоты сердечных сокращений и процесс пищеварения. Как показывают исследования, бактерии кишечника напрямую влияют на стимулирование и функции клеток вдоль блуждающего нерва. Некоторые из кишечных бактерий фактически способны, аналогично нейронам, продуцировать переносящие информацию химические вещества, которые «говорят» с головным мозгом на собственном языке через блуждающий нерв.
Когда речь заходит о нервной системе, вероятно, вы представляете себе головной и спинной мозг. Но это только центральная нервная система. Помимо нее существует еще энтерическая нервная система – нейронная сеть, расположенная в стенках желудочно-кишечного тракта. Центральная и энтерическая нервные системы формируются из одинаковой ткани в период эмбрионального развития и связаны между собой посредством блуждающего нерва. Блуждающий нерв получил свое говорящее название, вероятно, потому, что он расходится по пищеварительной системе.
Количество нервных клеток в слизистой оболочке желудка настолько велико, что многие ученые сегодня называют их совокупность «вторым мозгом». Этот «второй мозг» не только регулирует мышечную активность, контролирует иммунные клетки и гормоны, но и производит нечто весьма важное. Популярные антидепрессанты повышают уровень серотонина в мозге, благодаря чему человек «чувствует себя хорошо». Возможно, вы удивитесь, узнав, что примерно 80–90 % всего объема серотонина производится нервными клетками в кишечнике![29] По сути, «второй мозг» производит больше серотонина – молекул счастья, – чем головной мозг. Многие неврологи и психиатры сегодня приходят к выводу, что это может быть одной из причин, почему антидепрессанты нередко оказываются менее эффективными в лечении депрессии, чем изменения в рационе питания пациентов. Фактически результаты последних исследований свидетельствуют о том, что наш «второй мозг», возможно, совсем не «второй»[30]. Он может действовать независимо от головного мозга и без его помощи и влияния самостоятельно контролировать многие функции.
Я подробнее остановлюсь на биологии «второго мозга» далее. В следующих главах вы познакомитесь с биологическими функциями, включающими участие микрофлоры кишечника. Несмотря на то что многие из этих функций кажутся очень далекими друг от друга (например, то, чем занимаются иммунные клетки организма, и то, сколько инсулина «откачивает» поджелудочная железа), скоро вы поймете, что у них общий знаменатель – микроорганизмы, населяющие кишечник. Во многих отношениях их можно назвать «охранниками» и «управляющими» организма. Они формируют «главный штаб». Это неизвестные герои и партнеры, поддерживающие здоровье человека и управляющие физиологическими процессами в организме, о чем вы, вероятно, даже никогда не задумывались.
Чтобы установить взаимосвязь между кишечником и мозгом, давайте рассмотрим общую реакцию организма на стресс как физический (например, когда вы бежите прочь от вооруженного грабителя, влезшего к вам в дом), так и психоэмоциональный (например, когда избегаете спора с боссом). К сожалению, организм не проводит различия между двумя этими видами стресса, именно поэтому ваше сердцебиение одинаково учащается, когда вы готовы убегать от грабителя и когда стоите на пороге кабинета начальника. Обе ситуации воспринимаются организмом как стрессовые, хотя только одна из них – нападение грабителя – несет реальную угрозу для существования. В обоих случаях в организме происходит мощный выброс естественных стероидов и адреналина, а иммунная система освобождает химические «мессенджеры» под названием «воспалительные цитокины», которые приводят систему в состояние боевой готовности. Эта схема эффективно работает в случаях единичной угрозы, но что происходит, когда организм находится в состоянии хронического стресса (или думает, что находится)?
Наверное, убегать от грабителей нам приходится все-таки не так часто, но физический стресс также включает взаимодействие с потенциально смертельными токсинами и болезнетворными микроорганизмами. А мы можем ежедневно подвергать этому организм, когда употребляем те или иные продукты питания. Хотя организм не переключается в режим «бей или беги» с учащением сердцебиения, когда сталкивается с веществами или ингредиентами, которые ему не нравятся, но он практически всегда дает собственный иммунный ответ. Постоянная активация иммунной системы и воспалительная реакция в результате взаимодействия с такими веществами может привести к хроническим болезням, от заболеваний мозга и сердца, таких как болезнь Паркинсона, рассеянный склероз, депрессия и деменция, до аутоиммунных расстройств, таких как язвенный колит и рак. В следующей главе мы рассмотрим этот процесс более детально, но сейчас вам стоит уяснить, что причина всех болезней – воспалительный процесс, вышедший из-под контроля. А контроль над ним осуществляет иммунная система. Однако при чем здесь микрофлора кишечника?
Она регулирует иммунный ответ, управляет им, то есть имеет самое непосредственное отношение к воспалительному процессу, происходящему в организме. Остановимся на этом подробнее.
Хотя каждый из нас постоянно находится под угрозой со стороны вредоносных химических веществ и возбудителей инфекций, мы обладаем удивительной системой защиты – иммунитетом. При ослабленной иммунной системе человек моментально становится жертвой многочисленных потенциальных возбудителей заболеваний. Если иммунная система не функционирует должным образом, даже простой укус комара может оказаться смертельно опасным. Но если не брать такие внешние события, как укус комара, каждая часть нашего организма населена патогенными организмами, потенциально опасными для жизни, которые, если бы не иммунная система, вполне могли бы вызвать летальный исход. При этом важно понимать, что иммунная система функционирует оптимально, когда находится в балансе.
Сверхактивность иммунной системы может привести к таким осложнениям, как аллергические реакции, которые в крайнем проявлении бывают настолько интенсивными, что могут спровоцировать анафилактический шок, чреватый смертельным исходом. Кроме того, при нарушении функций иммунной системы она может перестать распознавать обычные белки собственного организма и начать атаковать их. Это и есть механизм возникновения аутоиммунных заболеваний. Традиционные методы их лечения – препараты, агрессивно подавляющие функции иммунной системы, что часто ведет к серьезным негативным последствиям, в том числе изменению состава микрофлоры кишечника. Действие иммунной системы проявляется в ситуации, когда организм пациента отторгает трансплантированный орган, который должен спасти ему жизнь. И именно иммунная система помогает организму обнаруживать и уничтожать раковые клетки – этот процесс идет внутри вашего организма прямо сейчас.
Кишечник обладает собственной иммунной системой, так называемой кишечно-ассоциированной лимфоидной тканью (КАЛТ, или GALT). На нее приходится 70–80 % иммунной системы организма. Это красноречивее всего говорит о важности – и уязвимости – нашего кишечника. Если бы то, что в нем происходит, не оказывало такого важного влияния на жизнедеятельность человека, не было бы необходимости, чтобы значительная часть иммунной системы располагалась именно в кишечнике, защищая организм.
Причина, по которой большая часть иммунной системы расположена в кишечнике, проста: стенка кишечника представляет собой границу с внешним миром. Не считая кожного покрова, именно здесь у организма самая высокая вероятность взаимодействия с инородными для него веществами и организмами. Кроме того, здесь поддерживается постоянная коммуникация с каждой клеткой иммунной системы в организме. Если клетка сталкивается с «подозрительным» веществом в кишечнике, она приводит в состояние «боевой готовности» всю иммунную систему.
Одна из важных тем, о которых упоминается в книге, – необходимость сохранения целостности этой нежной стенки кишечника, толщина которой составляет всего одну клетку. Она должна сохраняться невредимой, притом что выступает в качестве проводника сигналов между бактериями кишечника и клетками иммунной системы. В 2014 году на конференции, посвященной исключительно теме микрофлоры, доктор Алессино Фазано из Гарвардского университета назвал эти иммунные клетки, принимающие сигналы от кишечных бактерий, «первыми сотрудниками службы реагирования». В свою очередь, бактерии кишечника помогают иммунной системе оставаться «на страже», но не в полном защитном режиме. Они отслеживают ситуацию и «просвещают» иммунную систему, что в значительной степени помогает предотвратить ее неадекватную реакцию на пищевые продукты и провоцирование аутоиммунного ответа. В последующих главах мы увидим, какую важную роль кишечно-ассоциированная лимфоидная ткань играет в общем состоянии здоровья организма. Это его защитные войска, предотвращающие любую угрозу, которая может проникнуть со стороны пищеварительного тракта и оказать вредоносное влияние на все системы, вплоть до головного мозга.
Научные исследования как на животных, так и на людях доказали, что «плохие», или патогенные, бактерии могут вызвать развитие заболевания, но не только потому, что они связаны с определенным состоянием. Например, известно, что инфицирование бактерией Helicobacter pylori вызывает язву желудка и двенадцатиперстной кишки. Однако, как оказалось, эта патогенная бактерия также взаимодействует с иммунной системой кишечника, вызывая продуцирование воспалительных молекул и гормонов стресса, в силу чего система реагирования на стресс переключается в режим работы, при котором организм ведет себя так, словно подвергся нападению льва. Последние научные данные также свидетельствуют о том, что «плохие» бактерии способны изменять реакцию организма на боль: фактически у людей с нездоровой микрофлорой кишечника болевой порог может быть снижен[31].
«Полезные» кишечные бактерии делают прямо противоположное. Они стараются минимизировать численность и последствия «плохих» своих собратьев, а также позитивно взаимодействуют как с иммунной, так и с эндокринной системами. Таким образом, полезные бактерии в состоянии «отключить» эту хроническую реакцию иммунной системы. Кроме того, они помогают держать под контролем уровень кортизола и адреналина – двух гормонов, связанных со стрессом, способных нанести существенный удар по организму, если они там постоянно производятся.
Каждая крупная группа кишечных бактерий содержит множество различных родов, и каждый из этих родов может оказывать на организм разное влияние. Две наиболее распространенные группы микроорганизмов в кишечнике, на которые приходится более 90 % популяции всех кишечных бактерий, – Firmicutes и Bacteroidetes. Бактерии группы Firmicutes известны как «любительницы жира», поскольку доказано, что у бактерий этой группы больше ферментов для расщепления сложных углеводов, то есть они гораздо более эффективны в извлечении энергии (калорий) из продуктов питания. Кроме того, относительно недавно выяснилось, что они играют важную роль в повышении абсорбции жиров[32]. Согласно результатам исследований, у людей, страдающих от излишнего веса, более высокий уровень содержания бактерий Firmicutes в микрофлоре кишечника, чем у худощавых, у которых преобладают бактерии группы Bacteroidetes[33]. Фактически относительное соотношение двух этих групп бактерий, Firmicutes к Bacteroidetes (или F/B-соотношение), – критически важный показатель для определения здоровья и риска возникновения заболеваний. Более того, как стало недавно известно, более высокий уровень содержания бактерий Firmicutes фактически приводит к активации генов, повышающих риск развития ожирения, диабета и даже заболеваний сердечно-сосудистой системы[34]. Только задумайтесь: изменение соотношения этих бактерий способно повлиять на экспрессию вашей ДНК!
Два наиболее хорошо изученных рода бактерий сегодня – это Bifidobacterium и Lactobacillus. Не переживайте по поводу того, как запомнить эти мудреные названия. В этой книге вам еще не раз встретятся сложные латинские названия бактерий, но обещаю, что к концу чтения вы без проблем станете ориентироваться в бактериях разных родов. Хотя пока мы не можем с точностью утверждать, бактерии какого рода и в каком соотношении определяют оптимальное состояние здоровья, согласно принятому мнению, самое важное – это их разнообразие.
Следует отметить, что грань между «полезными» и «вредными» бактериями не настолько четкая, как можно подумать. Повторю, что важные факторы здесь – общее разнообразие и соотношение разных родов бактерий относительно друг друга. При неправильном соотношении некоторые роды бактерий, способных оказывать положительное влияние на состояние здоровья организма, могут превратиться во вредоносные. Например, печально известная бактерия Escherichia coli продуцирует витамин К, но может вызывать серьезнейшее заболевание. Бактерия Helicobacter pylori, о которой уже упоминалось ранее в связи с тем, что она вызывает пептическую язву, выполняет и полезную функцию – помогает регулировать аппетит, чтобы человек не переедал.
В качестве еще одного примера можно взять бактерию Clostridium difficile. Эта бактерия – главный возбудитель тяжелейшего инфекционного заболевания, если ее популяция в организме становится слишком высокой. Заболевание, основной симптом которого – сильная диарея, по-прежнему приводит к смерти почти 14 тысяч американцев ежегодно. Уровень заболевания инфекцией C. difficile резко повысился за последние 12 лет[35]. В период 1993–2005 годов количество заболеваний среди госпитализированного взрослого населения увеличилось в три раза, а в период 2001–2005 годов – в два раза[36]. Кроме того, резко повысилась смертность, в основном из-за появления мутировавшей сверхвирулентной[37] разновидности этой бактерии.
Обычно у всех нас в детском возрасте в кишечнике находится значительное число бактерий C. difficile, и это не вызывает проблем. Эта бактерия обнаружена в кишечнике примерно у 63 % новорожденных и у трети малышей в возрасте года – четырех. Однако изменение микрофлоры кишечника, спровоцированное, например, чрезмерным употреблением определенных антибиотиков, может вызвать слишком бурный рост численности этой бактерии, что способно привести к развитию смертельно опасного заболевания. Хорошая новость в том, что сегодня нам известен эффективный способ лечения этой инфекции – использование бактерий других родов для восстановления баланса микрофлоры кишечника.
В следующих главах вы узнаете больше о микрофлоре кишечника и ее взаимосвязи с иммунной системой и головным мозгом. А сейчас самое время задать себе следующий вопрос: откуда берутся наши бактерии? Иными словами, как они становятся неотъемлемой частью нашего организма?
Большинство имеющихся у нас знаний о микрофлоре кишечника получены в результате лабораторных наблюдений за так называемыми стерильными мышами. Это специально выведенные мыши, лишенные бактериальной флоры, что позволяет ученым наблюдать за тем, какое влияние оказывает на живой организм отсутствие у него микробов, или, наоборот, что происходит, когда в организм попадает определенный род бактерий. Например, у стерильных мышей наблюдались острые приступы тревожности, неспособность справляться со стрессом, хронические воспалительные процессы в кишечнике и во всем организме, а также более низкий уровень важного белка, стимулирующего и поддерживающего развитие нейронов, – нейротрофического фактора головного мозга BDNF[38]. Однако эти симптомы снижались, если рацион питания мышей обогащался двумя распространенными пробиотиками – Lactobacillushelveticus или Bifidobacterium longum.
Считается, что, когда ребенок развивается в утробе матери – относительно стерильной среде, – он лишен собственной бактериальной флоры. (Думаю, что это положение вскоре будет опровергнуто, поскольку появляются новые научные данные о том, что плод может подвергаться воздействию микроорганизмов в утробе матери через плаценту и что формирование микрофлоры фактически начинается в этот период[39]. Следите за новыми данными по этой теме.) Согласно принятой сегодня точке зрения, микрофлора человека начинает формироваться в тот момент, когда плод при движении через родовые пути подвергается воздействию микроорганизмов во влагалище матери. И хотя многие не хотят об этом думать, даже каловые массы матери в перианальной области помогают инокулировать новорожденного микроорганизмами, которые будут поддерживать его здоровье.
С точки зрения первоначального развития здоровой иммунной системы важным фактором для задания «пороговой величины» воспаления может быть способ рождения. Это одно из наиболее значимых событий для определения функциональной результативности микрофлоры. Под «пороговой величиной» я понимаю средний или базовый уровень воспаления, характерный для конкретного человека. Эту «пороговую величину» можно условно считать встроенным термостатом, запрограммированным на определенную температуру. Если у вас высокая «пороговая величина», условный термостат запрограммирован на температуру 78 градусов, в целом ваш индивидуальный уровень воспаления выше, чем у кого-то другого, у кого «пороговая величина» более низкая. Хотя здесь возможны некоторые вариации, в целом более высокая пороговая величина означает более высокую температуру (уровень воспаления). Как уже говорилось, способ рождения влияет на первоначальное формирование микрофлоры кишечника, что, в свою очередь, оказывает воздействие на индивидуальный уровень воспаления у конкретного человека.
Можно ли изменить эту пороговую величину? Да, несомненно. Точно так же как посредством диеты и спортивных упражнений можно изменить предопределенный вес и индекс массы тела (ИМТ, соотношение массы тела человека и его роста), предопределенный уровень воспаления можно изменить, корректируя свои базовые привычки и образ жизни. Однако, прежде чем перейти к обсуждению этого вопроса, важно, чтобы вы поняли, какая основа закладывается в ранние годы жизни и как способ рождения влияет на риски для здоровья.
В ходе многочисленных авторитетных исследований проводилось сравнение между детьми, рожденными с помощью кесарева сечения или через естественные роды[40]. Помимо сравнения доминирующих характеристик микрофлоры у двух этих групп ученые также проанализировали связанные с этим проблемы со здоровьем и пришли ко многим тревожным выводам. Согласно результатам исследований, существует очевидная взаимосвязь между тем, какие бактерии колонизируют кишечник новорожденного, и тем, какие бактерии находятся в родовых путях матери. Особенно интересны результаты одного из исследований, проведенного группой ученых в 2010 году, когда было выполнено генетическое секвенирование для определения типа бактерий, которые присутствуют у матерей и новорожденных младенцев. Выяснилось, что у младенцев, родившихся путем естественных родов, колонии бактерий напоминают состав вагинальной микрофлоры матери, с преобладанием полезных бактерий Lactobacillus. В то время как у рожденных с помощью кесарева сечения состав бактериальной флоры близок к тому, который находится на кожной поверхности, с преобладанием потенциально опасных бактерий Staphylococcus[41].
В 2013 году в Canadian Medical Association Journal были опубликованы результаты исследований с прямым перечислением фактов, показывающие, как нарушения в микробиоте кишечника новорожденного связаны со многими воспалительными и иммунными проблемами, такими как аллергические реакции, астма и даже рак[42]. Авторы исследования подчеркнули важность способа рождения младенца, а также типа вскармливания – грудного или искусственного. Они вполне обоснованно говорили о микробиоте кишечника как о «супероргане», выполняющем «разнообразные функции для поддержания здоровья и при заболеваниях». В комментариях к исследованию доктор Роб Найт, руководитель авторитетной Лаборатории Найта в Университете Колорадо в г. Боулдере, отметил: «Дети, рожденные с помощью кесарева сечения или находившиеся на искусственном вскармливании, попадают в группу повышенного риска развития различных заболеваний в дальнейшей жизни. Оба этих процесса ведут к изменению микробиоты кишечника у здоровых младенцев, что может быть механизмом повышения риска»[43].
Польза бактерий Lactobacillus заключается в том, что они создают умеренно кислотную среду, в которой сокращается рост патогенных бактерий. Они обладают способностью использовать молочный сахар, лактозу, в качестве «топлива». Благодаря этому новорожденные перерабатывают лактозу, содержащуюся в грудном молоке. По большому счету у новорожденных, появившихся на свет с помощью кесарева сечения, может быть недостаточное количество бактерий Lactobacillus. Вместо этого они оказываются под влиянием бактерий, незримо присутствующих в операционной и на руках врачей и медсестер, – то есть бактерий, населяющих кожные покровы, в которых преобладают типы, не имеющие особого полезного влияния. Более того, как пишет в своей потрясающей книге Missing Microbes[44] доктор Мартин Блейзер, каждая женщина в Америке, рожающая ребенка с помощью кесарева сечения, получает антибиотики. Это означает, что все младенцы, появившиеся на свет с помощью хирургического вмешательства, в самом начале жизни подвергаются мощному воздействию антибиотиков – настоящий двойной удар[45].
Доктор Блейзер, руководитель программы по изучению микрофлоры человека в Университете Нью-Йорка, далее отмечает, что каждый третий новорожденный в США сегодня появляется на свет с помощью кесарева сечения, что в два раза больше по сравнению с тем же показателем в 1996 году. Если эта тенденция продолжится, к 2020 году половина младенцев в США будет рождаться с помощью хирургического вмешательства. Мне очень нравится, как красноречиво доктор Блейзер описывает суть проблемы: «Замысловатые названия этих бактерий не настолько важны, как тот факт, что основные популяции микробов, обнаруженных у новорожденных после кесарева сечения, совсем не те, что были отобраны в ходе сотен тысяч или даже больше лет человеческой эволюции»[46]