Текст книги "Крах гигиены. Как война с микробами уничтожает наш иммунитет"

Берт Эхгартнер
Крах гигиены. Как война с микробами уничтожает наш иммунитет

Bert Ehgartner

Die Hygienefalle. Schluss mit dem Krieg gegen Viren und Bakterien

© Ennsthaler Verlag (Ennsthaler Gesellschaft m.b.H. & Co KG) Steyr, Austria

© Перевод на русский язык ООО Издательство «Питер», 2018

© Издание на русском языке, оформление ООО Издательство «Питер», 2018

© Серия «New Med», 2018

* * *

Посвящается остаткам независимой науки

Предисловие

К идее создания этой книги я пришел весной 2014 г. во время беседы с Эрикой фон Мутиус – немецкой исследовательницей аллергии и соавтором так называемой «гигиенической гипотезы». Мы говорили об открытии человеческого микробиома – немыслимо разнообразного сообщества микробов, которые процветают и внутри нас, и живут вместе с нами.

Каждый человек – это огромный зоопарк, и по разнообразию биологических видов, живущих в нем, он напоминает тропические леса Амазонки. Сегодня мы знаем, что находимся в собственном организме в меньшинстве, причем в абсолютном меньшинстве. На каждую отдельную клетку нашего тела приходится десять клеток-«сожителей». На каждый отдельный ген нашего собственного генома приходится сто пятьдесят нечеловеческих генов. И каждый из них играет свою партию в концерте нашей жизни.

Сейчас мы делаем лишь первые шаги в этом новом космосе, совершаем первые открытия и удивляемся, насколько значительным оказывается влияние микробов на все, что делает нас людьми.

В ходе эволюции развились бесчисленные симбиозы для взаимной выгоды: некоторые бактерии производят жизненно важные витамины, другие усваивают продукты питания и делают доступными микроэлементы. Они формируют и варьируют наши пищевые пристрастия и даже влияют на наше настроение, синтезируя в кишечнике «гормоны счастья». Когда нашим бактериям хорошо, то и у нас все в порядке.

Сообщество этих микробов также тесно связано с нашим ангелом-хранителем – иммунной системой: в ходе эволюции они развивались параллельно и знают друг друга с тех давних времен, когда еще не было ни человека, ни даже млекопитающих. Они вместе – иммунная система и микробиом – влияют на наш мозг и нашу нервную систему, то есть на то, что составляет нашу личность, наше «Я».

На этих трех столпах – нервной системе, иммунной системе и микробиоме – покоится стабильность нашего здоровья. Они старые друзья и беспрестанно общаются, пока мы едим, работаем или любим. Особенно когда любим. Начиная с первого поцелуя, который влюбленные дарят друг другу, они обмениваются также своими микробами. Их иммунные системы приспосабливаются друг к другу, погружают влюбленных в запах их тел, который тоже продуцируется бактериями, – микробы создают отношения.

«До сих пор, – сказала Эрика фон Мутиус в нашем разговоре, – мы всегда искали факторы риска в медицине. Но в результате исследования микробиомов мы теперь видим, что здоровье связано не с предотвращением риска, а, скорее, с балансом и симбиозом».

Мне вдруг стало совершенно ясно, что в этой мысли заложен потенциал, который может в корне изменить и медицину, и наше понимание здоровья. Следует ли нам научиться доверять своим средствам самоисцеления, вместо того чтобы вмешиваться? Должны ли мы лелеять наш микробиом и заботиться о нем, вместо того чтобы неразборчиво пересаживать его и обрезать? Допустим ли мы существование банальных инфекций, уважая работу иммунной системы и не вмешиваясь в нее всеми возможными способами? Мы будем оберегать симбиоз и поддерживать равновесие.

Если бы такой революционный поворот оказался возможным, то его можно было бы сравнить с заключением мира после долгой войны. В течение последнего столетия мы постоянно боролись с инфекциями, болезнями, «вредными бактериями и вирусами».

Ну и к чему привела нас эта борьба? Многие люди с горечью вынуждены признать: в США в поколении, которое младше 18 лет, здоровые дети и подростки уже оказываются в меньшинстве. Волна хронических заболеваний все больше перемещается в Европу. Каждые десять лет число детей, страдающих диабетом, удваивается. Астма стала распространенным заболеванием. В каждой третьей семье есть по крайней мере один ее член, страдающий аллергией или пищевой непереносимостью. Кривые заболеваемости рассеянным склерозом, хроническими воспалительными заболеваниями кишечника и аутизмом – всеми расстройствами, которые были экзотикой всего несколько десятилетий назад, – показывают крутой подъем. И становится все более очевидным, что не старение населения приводит бюджеты государств всеобщего благосостояния на грань краха, а бремя хронических неизлечимых болезней. Это происходит вопреки всей гигиене, всем посещениям врачей, программам раннего обнаружения и профилактики.

Принципы гигиены были самыми полезными достижениями нашей цивилизации. Они помогли преодолеть времена эпидемий. Но очевидно, что мы явно переусердствовали в этом деле. Мы загнали превосходную идею на такую головокружительную высоту, что прежний положительный эффект превратился в свою противоположность.

Современная санитария угрожает здоровью, а не сохраняет его. Благодаря все более строгим бюрократическим нормам гигиена во многих сферах жизни обернулась стерилизацией. Овощи и фрукты запрессованы в пленку, питьевая вода хлорируется, сырое молоко считается опасным для окружающей среды, ни кусочка земли не прилипло к редиске или ярко-оранжевой морковке в супермаркете. Все так сверкает чистотой, что можно есть прямо с пола.

Постепенно у нас установился такой образ жизни, который игнорирует биологические потребности нашего организма и противоречит человеческой природе. Мы пытаемся устранить и уничтожить все микробы, которые нас окружают. При этом мы упускаем из виду тот факт, что сами состоим из микробов.

То же самое относится и ко многим вмешательствам «современной медицины». Вместо того чтобы поддерживать естественные процессы в организме, она вмешивается в симбиоз и нарушает баланс трех столпов нашего здоровья.

Это начинается с рождения ребенка, которое у каждой третьей беременной женщины происходит при помощи кесарева сечения – вместо того, чтобы получить от матери полезные бактерии, младенец волей-неволей сначала колонизируется теми из них, которые окружают его в родильной палате.

То же самое продолжается при общении с педиатром: новорожденные и малыши постарше подвергаются целой лавине вмешательств. Антибиотики, назначаемые «для безопасности», не только уничтожают болезнетворные бактерии, но и приводят к серьезному сокращению возникающего микробиома. Жаропонижающие и противовоспалительные средства сводят на нет естественную систему саморегуляции детского организма. Бесчисленное множество вакцин искусственно создает агрессивную иммунную систему. И все это – в период наиболее чувствительной фазы развития ребенка!

Профилактика, как мы ее понимаем сегодня, часто имеет больше общего с упреждающим ударом, чем с пунктуальными мерами предосторожности. Повсюду мы все еще сталкиваемся с образом мыслей, берущим свое начало глубоко в темном XX веке – в упрощенном, черно-белом мировоззрении охотников за микробами, которые видели главное условие здоровья в окончательной победе над враждебными микроорганизмами.

Конечно, передать простое мировоззрение гораздо легче, чем сложные связи. К тому же его можно намного лучше продать: надо только раздувать страхи, а затем предлагать простые решения. На каждый фактор риска есть свой тест, терапия, таблетка. Мы живем в один из самых долгих мирных периодов в истории Центральной Европы, но это не помешало нам стать запуганным, озабоченным обществом. Сегодня медицинский рынок является одной из самых могущественных отраслей экономики, и это воодушевляет стратегов фармацевтической промышленности, которые в своих интересах направляют беспомощную политику властей в сфере здравоохранения.

Наше общество отдало медицинскую науку в руки промышленности и почти полностью устранилось от независимого общественного контроля. Сегодня мы видим результат этой политики: им стало население, которое подогнано под нужды экономики и нуждается в лечении от колыбели до могилы – от кесарева сечения до последней химиотерапии.

Удастся ли нам вырваться из этой сети конфликтующих интересов и тупиковых отношений? Интересный вопрос.

Пока что похожего не наблюдается.

Но давайте нарисуем себе сами эту картину.

Глава 1. Мир до нас

1.1. Планета микробов

Должно быть, юная Земля представляла собой весьма неуютное место. Солнце едва пробивалось сквозь толщу ядовитых газов, заволакивающих небо. Извергались вулканы, выбрасывая в океан раскаленную магму из недр земли. Приблизительно 3,7 миллиарда лет назад в гуще этого древнего «супа» возникла жизнь. Как именно она выглядела – точно неизвестно. Вероятнее всего, речь может идти о ранних формах архей, или древних бактерий, как их порой именуют. Взаимодействуя с вирусами, археи дали старт эволюции жизни. Древние бактерии не имели ядра, и потому их стали называть прокариотами – от греческих слов «до» и «ядро». Все высокоразвитые живые организмы – растения, животные, люди – имеют клеточное ядро, вследствие чего их причисляют к эукариотам (от греч. «истинный» и «ядро»). Однако мы, высокоразвитые, вступили в игру гораздо позднее. Более двух миллиардов лет Земля принадлежала исключительно археям и бактериям.

Эти прокариоты заполняли все мыслимые ниши в воде и на суше. Археи оказались весьма экстремальными созданиями: они могли выжить в кислоте, выдерживали ядовитые газы и кипящую воду и даже на дне болот чувствовали себя вполне комфортно. Многие из них едва ли изменились с тех пор и свою простую структуру донесли от самого начала жизни на планете до наших дней.

В течение последующих миллионов лет методом проб и ошибок в ходе взаимодействия с вирусами возникали комплексы биологических механизмов, которые сделали возможными современные формы жизни. Бактерии перерабатывали имеющийся материал и производили из него гумус, от которого пошло все многообразие жизни. Пик их развития был достигнут задолго до того, как образовались континенты.

Мы все знакомы с понятием «генеалогическое древо», которое показывает, как от прародителей ступень за ступенью появляются новые поколения. Если попытаться упорядочить наши представления о земной жизни с точки зрения ее архетипов – прокариотов и эукариотов, то генеалогическое древо жизни выглядит необычно. Оно состоит практически полностью из бактерий и архей.

Подавляющая часть наших «предшественников» по древу жизни – микробы. Нам, эукариотам, отведена всего лишь одна ветвь.

Если, например, два известных вида бактерий – эшерихия коли (кишечная палочка) и клостридии – находятся в близком родстве с представителями разных ветвей древа жизни, то зерно пшеницы – кузен человека. «Человечество – всего лишь крошечное пятнышко в могучем мире бактерий, – считает нью-йоркский микробиолог Мартин Дж. Блейзер, – и нам нужно еще привыкнуть к этому факту».

Первые следы живых организмов с клеточным ядром были найдены в окаменелостях, возраст которых насчитывает 1,5 миллиарда лет. От этих первых эукариотов в течение последующей тысячи миллионов лет развились первые наземные растения, затем – насекомые, рыбы, рептилии, птицы и млекопитающие.

Если представить себе всю историю Земли как одни сутки, состоящие из 24 часов, то жизнь на Земле возникла приблизительно в 4:30 утра, с появлением древних бактерий. Первые отдельные одноклеточные организмы и водоросли с клеточным ядром возникли где-то после обеда, около 16 часов. С 21 часа Землю заселили примитивные животные. Когда появились на свет наши прародители-обезьяны, до окончания суток оставалось где-то около 90 секунд. А наш собственный вид – Homo sapiens – развился за две секунды до полуночи.

Большинство микробов невидимы для нашего глаза – миллионы их могут уместиться на острие иглы. Но, взятые как единое целое, они не только многочисленнее всех других живых существ, но и значительно тяжелее. Суммарная биомасса всех рыб, млекопитающих и птиц, живущих на Земле, а также всех растущих на ней деревьев, прочих растений и мха, не может даже приблизиться к биомассе бактерий.

Если на одну чашу весов положить все микроорганизмы, живущие в Мировом океане, то, чтобы их уравновесить, потребуется 240 миллиардов африканских слонов.

Только в океане «резвится» невообразимое количество видов микробов, среди которых действительно хорошо изучены весьма немногие – по разным подсчетам, где-то от 10 до 30 микробных клеток.

«Великая кислородная катастрофа»

Жизнь возникла, когда кислорода не было. В древней атмосфере Земли кислород содержался в минимальной концентрации. Предположительно, одна из групп цианобактерий научилась посредством солнечной энергии разлагать молекулы воды древнего Мирового океана и отделять водород от кислорода.

Тем самым бактерии добыли энергию и «изобрели» фотосинтез задолго до появления растений.

Последние возникли намного позже – в тот период, когда клетки эукариотов уже научились проглатывать бактерии, освоившие фотосинтез, и интегрировать их в свой организм. Получение кислорода посредством света оказалось превосходным методом добычи энергии, и этой способностью обладало все большее количество видов микробов.

Выделенный из воды кислород сотни миллионов лет вступал в реакции с другими элементами юной Земли. Океаны обогащались кислородом. Соединяясь с ним, самые распространенные элементы – кремний, железо и алюминий – окислялись и откладывались в виде руд. Сейчас кислород присутствует даже на глубине 16 километров в толще земной поверхности. Он составляет 50 % общей массы Земли и встречается чаще любых других элементов.

Позднее, приблизительно 2,4 миллиарда лет назад, когда вода и земля уже успели насытиться кислородом, его переизбыток распространился по всему миру. Это был свободный, несвязанный газообразный кислород. Так возникла наша атмосфера. Для большинства живших тогда видов этот газ был исключительно токсичным, и «великая кислородная катастрофа» означала их конец.

Настало время перемен и для бактерий. С тех давних пор существуют два типа бактерий: те, которым для жизнедеятельности и размножения необходим свободный кислород, – аэробы, и другие, для которых кислород является смертельным ядом, – анаэробы.

1.2. Вирусы – двигатель эволюции

Клетки животных и человека чрезвычайно разнообразны. Их величина варьируется от нескольких микронов до нескольких сантиметров (например, некоторые мышечные клетки). Клетки бактерий намного меньше. Лишь один-единственный вид, открытый в Намибии в 1997 г., Thiomargarita namibiensis, виден невооруженным глазом. По величине эта «серная жемчужина Намибии» может достигать 0,5 мм. Обычные бактерии в сотни раз меньше, но зато многочисленнее. В одном миллилитре содержимого нашей толстой кишки насчитывается в сотни раз больше бактерий, чем людей на земном шаре.

Еще на порядок меньше размеры вирусов. На кончике острой иглы может уместиться 500 миллионов вирусов, вызывающих насморк.

Как правило, вирусы не причисляются к живым организмам, поскольку у них отсутствует функция самоорганизации и питания. Упрощенно говоря, это крошечные капсулы, содержащие капельку наследственного вещества. Некоторые вирусы имеют защитную оболочку из жиров или протеинов.

Вопрос о том, как развивались вирусы и насколько давно они существуют, еще не полностью решен. Вполне возможно, что они произошли от первых молекул, способных только к размножению, то есть относятся к самым древним формам жизни. Но в большинстве учебников приводится и другая теория: что вирус – это последовательность генов, которая в процессе наследственной передачи признаков отделяется и дальше развивается самостоятельно, как паразит. В биологии такие вирусы называют «ворами-карманниками».

Опасные вирусы редки

Вирусы атакуют чужие клетки и проникают в них вместе со всем своим генетическим материалом, используя клетки как своего рода инкубаторы или фабрики для размножения. Некоторые из вирусов ведут эту игру так агрессивно, что атакованные клетки погибают. Вирусы вынуждают захваченные клетки производить свои копии до тех пор, пока «пленники» не выгорят и не умрут.

Примером служит вирус Эбола, который атакует не только клетки организма, но и лимфоузлы и защитные клетки иммунной системы. Большинство жертв этого вируса быстро умирает. С точки зрения опасных вирусов человек является для них неудачным носителем, так как недостаточно долго живет, чтобы передать вирус другим. Как следствие, вспышки лихорадки Эбола чаще всего быстро заканчивались. Но почему в 2014 г. все было иначе, то есть заболевание длилось дольше, еще не выяснено; возможно, мы столкнулись с более «мягкой» разновидностью вируса, которая не убивала сразу.

Очень немногие из вирусов используют тактику «выжженной земли», поскольку таким образом они бы разрушали собственное жизненное пространство, что могло завести их в эволюционный тупик. Дело в том, что наиболее опасные вирусы вызывают особенно сильную защитную реакцию организма-носителя. Иммунная система при таких террористических атаках тоже не миндальничает, а преследует каждого интервента беспощадно.

Вот почему большинство вирусов демонстрирует куда менее радикальный стиль жизни. Например, такие серьезные создания, как вирусы некоторых форм гепатита или папилломы человека предпочитают хронические формы инфекций. Они приносят меньше острых осложнений, довольно легко переносятся, поэтому не воспринимаются иммунной системой как нечто серьезное и даже подкармливаются ею.

Особенно хитро ведут себя риновирусы – возбудители насморка. Они распространяются в слизистой оболочке носа от клетки к клетке. Носоглотка реагирует и выделяет большое количество слизистого секрета. Из носа течет, вместе со слизью из него вытекают новые вирусы, чтобы найти новых носителей и заразить их насморком.

Таким образом, вирусы используют иммунную систему в качестве помощника их собственному размножению.

Эволюционный спарринг-партнер

Вирусы и иммунная система фактически имеют общее прошлое, восходящее к древности, к началу жизни на Земле. Любая реакция вызывает ответную реакцию. Понятно, что ни одно живое существо не могло быть жизнеспособным, оставаясь «фабрикой» для вирусов, то есть влияние вирусов на любой организм с самого начала было ограничено. Для выполнения этой задачи уже первые живые существа имели примитивную систему защиты, которая под натиском вирусов, а позднее – бактерий и других воздействий постоянно развивалась и совершенствовалась. Сегодняшние высокоорганизованные механизмы иммунной системы были бы немыслимы без длительной адаптации и вирусов как спарринг-партнеров.

Существуют тысячи видов вирусов, следы которых передаются нам по наследству. Они спят в нас в виде генетической информации, и никто не знает, проснутся ли они когда-нибудь. Большинство из них никогда не активизируется. Скорее всего, можно говорить о генетических реликтах, существовавших задолго до возникновения человека.

При расшифровке человеческого генома подобные атавизмы рассматривались как генетический запас. Проводившиеся в недавнем прошлом исследования показали, что наследуемые вирусы могут иногда все-таки просыпаться и осуществлять полезную для организма деятельность.

В наследственном аппарате овец, к примеру, найдены 27 копий ретро-вирусов, которые схожи с вирусами, вызывающими у животных тяжелые заболевания легких. В Шотландии было проведено исследование, показавшее, что некоторые из найденных спящих вирусов имеют определенную возможность активизироваться. Эти «сони» могут потрудиться именно в тех случаях, когда инфекция появляется у их диких собратьев. «Они способны блокировать репродуктивный цикл проникших вирусов сразу во многих местах», – поясняет Массимо Пальмарини, руководитель группы исследователей в университете Глазго, которая открыла этот механизм. «Очевидно, в ходе эволюции они активно отбирались таким образом, чтобы защитить овец в случае необходимости».

Однако, судя по всему, это не единственная функция, возложенная на вирусы. Дальнейшие опыты показали, что овцы, у которых наследуемые вирусы были уничтожены, не могли зачать эмбрион в матке. Очевидно, гены определенных вирусов управляли контактом между организмом матери и плодом. В то же время известно, что это относится не только к овцам, а ко всем млекопитающим. Имеющий вирусное происхождение ген совершенно необходим для образования плаценты.

И все-таки вирусы – живые существа?

Вирусы – самые недооцененные микроорганизмы. В то время как исследование различных видов бактерий идет полным ходом, наше знание о вирусах больше напоминает черную дыру. Однако только в морях содержание вирусов в десять раз больше, чем клеточных организмов. «Каждый отдельный биологический вид имеет свои, характерные для него вирусы», – объясняет Патрик Фортерр, руководитель отдела микробиологии парижского Института Пастера.

Фортерр принадлежит к меньшинству ученых, которые предпочитают считать вирусы живыми организмами. Он сомневается в достоверности утверждения, что вирусы – это «карманники» биологии, которые воруют у клеток материал, чтобы стать самостоятельными. С точки зрения биологии более вероятен обратный вариант. Свыше 20 % наследственности однозначно имеет вирусное происхождение.

В ходе эволюции тот факт, что паразитирующие микроорганизмы, внедряясь в живые системы, преследуют только свои собственные цели, был бы огромным недостатком. Однако на самом деле такой симбиоз имеет явные преимущества. По крайней мере, те организмы, которые не сумели приспособиться к своим микробам, просто вымерли.

Очевидно, в древнем океане, где протекал процесс эволюции жизни, царил оживленный обмен. Вместо того чтобы изобретать какие-то технологии защиты, древние организмы кооперировались с бактериями или вирусами, которые обладали определенными свойствами. Когда морские одноклеточные начали заглатывать бактерии, освоившие фотосинтез, это стало стартовым сигналом для эволюции мира растений. А способность некоторых бактерий к аккумуляции энергии давала клеткам определенные преимущества. Как показали последние исследования, именно вирусы помогали клеткам в этой интеграции. Из бывших бактерий образовались митохондрии, главной задачей которых было извлечение энергии в процессе клеточного дыхания.

По сей день митохондрии являются на удивление самостоятельными, несмотря на то, что находятся внутри клеток. Они обладают собственной оболочкой, имеют свою наследственность и перемещаются независимо от цикла деления клетки. Когда умирают митохондрии – умирают и клетки. Бактерии, выполняющие определенную работу на клеточном уровне, не могли бы выжить вне организма. В качестве «вознаграждения» за свои заслуги митохондрии получают питание от клеток и являются частью их структуры.

По мнению Фортерра и его исследовательской группы в Институте Пастера, вирусы стояли у истоков жизни. «Конфликт между клеточным организмом и вирусом стал главным двигателем биологической эволюции».

Без участия вирусов не появилось бы человечество.

Вирусы постоянно стимулировали развитие, совершенно не подозревая, к чему это приведет. Но именно это свойство – «подбросить» свою наследственность, как яйцо кукушки, в чужой организм, спровоцировать в этом организме мутации, нарушения размножения и прочие отклонения, – привело путем бесконечных проб и ошибок к развитию «высшей» жизни. При этом не только клетки мутировали под воздействием вирусов, но и сами вирусы постоянно претерпевали изменения своих генов.

Однако с точки зрения эволюции значение имела не только проникающая способность вирусов, но и их структура. Из мира вирусов пришли многие новшества, которые в дальнейшем использовались клетками. Например, именно вирусы смогли так изменить наследственное вещество ДНК, что стало возможным создавать существенно более крупные и длинные биомолекулы.

Известная структура ДНК в виде двойной спирали – это «изобретение» вирусов. И то, что клетки имеют сегодня ядро в качестве «мозга» и переключающего центра, стало возможным благодаря присоединению составных частей вирусов. Такие понятия, как «хорошо» и «плохо», не играли в истории развития жизни ни малейшей роли. Что было пригодным и давало преимущества – использовалось, остальное погибало.

Итак, с точки зрения истории развития жизни мы, люди, – продукты мира микробов.

Наша клетка состоит из прижившихся вирусов и бактерий, наш генотип без их воздействия никогда бы не приблизился к «разумной» жизни. Фортерр подчеркивает: «С эволюционной точки зрения можно с некоторым правом утверждать, что в начальный период движущей силой возникновения жизни были вирусы. Они, в определенном смысле, сыграли роль Бога».