Текст книги "Саммари книги Аланны Коллен «10% Human. Как микробы управляют людьми»"

Ирина Селиванова
Саммари книги Аланны Коллен «10 % Human. Как микробы управляют людьми»

Люди так привыкли лечить антибиотиками практически любые заболевания, что совсем забыли – именно так наряду с нежелательными они часто избавляются и от тех бактерий, которые нужны для жизни их организма. Эти бактерии понижают чувствительность кожи, регулируют пищеварение, защищают от инфекций и даже поддерживают психологическое равновесие. Более того, все мы – люди только на 10 %, остальные же клетки, формирующие наше тело, принадлежат грибам и бактериям. Если бы они представляли для людей угрозу, иммунная система давно бы нашла выход защитить от них внутренние органы. Так как этого не произошло, можно сделать вывод, что человеческий организм научился выносить пользу из подобного сотрудничества.

Введение. Остальные 90%

Человеческий организм – вершина симбиотического существования видов. На 10 клеток нашего тела лишь 1 приходится собственно человеку. Мы являемся домом для более, чем 100 триллионов микробов (бактерий, вирусов, грибов), названных микрофлорой. Они содержат 4 миллиона 400 тысяч генов, в то время как человек – лишь 21 тысячу. Таким образом, гены микробов просто необходимы для столь сложного существования человеческого организма. По этой причине расшифровка генома человека не дала революционных результатов, но проложила дорогу для более важного проекта – «Микробиом человека».

Микробы населяют тело каждого живого существа, большего по размеру. Они практически не могут существовать самостоятельно, им необходима среда обитания, создаваемая в организме другой формы жизни. Наиболее благоприятной средой для жизнедеятельности микробов являются организмы крупных травоядных млекопитающих. Это обоюдное сотрудничество предполагает хорошие условия для микроскопических существ и помощь в управлении (например, в пищеварении) для «материнского» организма.

Подсчитать количество микробов, населяющих нас, удалось совсем недавно с помощью секвенирования (расшифровки) ДНК. Сейчас на основе опыта с мышами, часть которых полностью стерилизуют, а потом населяют единственным видом микросуществ, ученые работают над установлением соответствий между видами микробов и их функциональной помощью организму.

Наличие микробов нам необходимо настолько сильно, что мы сами их привлекаем: каждая «экосистема» нашего организма «подкармливает» своих жителей, вырабатывая особые молекулы, чтобы те ее не покинули. Однако единых для всех штаммов совсем немного, микрофлора каждого человека так же уникальна, как и отпечатки пальцев. Тем не менее, несмотря на различие штаммов, микробы выполняют одну и ту же функцию. Например, так называемая «вторая кожа» у каждого состоит из индивидуальных микроорганизмов, но выполняет одну и ту же функцию – защищает от вредного воздействия окружающей среды.

Глава 1. Болезни XXI века

Вирусные заболевания (пневмония, инфекционная диарея, туберкулез и многие другие) опустошали целые города с тех самых пор, как люди начали жить большими группами. Когда в 1978 году человечество одержало сокрушительную победу над оспой, изобретя вакцину, мир вступил в новую эру контроля над опаснейшими вирусами. За один только двадцатый век благодаря антибиотической революции средняя продолжительность жизни человека увеличилась вдвое.

Опасность вызывали патогены – микробы, размножающиеся в антисанитарных условиях. Современная гигиена в развитых странах свела их существование практически к нулю. Этому поспособствовали следующие новшества:

♦ Вакцинация: было принято решение инфицировать людей более слабыми штаммами болезней, чтобы впоследствии они не заразились тяжелыми, так как создаваемые иммунной системой белки-антитела уже знали бы патогенную природу этого вируса и не пускали его в организм;

♦ Стерильная работа врачей: палаты с огромным количеством заразных больных с необработанными гнойниками сменились антисептическими инструментами, стерилизацией рук и изоляцией, а вера в заражение от «дурного» воздуха переросла в понимание заразной природы вирусов;

♦ Санитарная очистка воды: после установления связи между заболевшими людьми и патогенами в водопроводе, из которого они получали воду, было принято решение хлорировать всю воду;

♦ Использование антибиотиков: случайное открытие Флемингом пенициллина подарило миру новый и наиболее эффективный метод борьбы с патогенами – пенициллин убивал вокруг себя всех бактерий; на его примере вскоре было разработано более 20 видов антибиотиков.

Наша сегодняшняя жизнь протекает почти в стерильных условиях. Однако на место болезней прошлого пришел целый букет патологий, ранее почти не наблюдавшихся. Аллергии, аутоиммунные заболевания, пищеварительные и психические расстройства – болезни XXI века. Астма – тоже современное явление, и, по сути, она противоречит фундаментальному свойству человека – дыханию. То есть, избавившись с помощью антибиотиков от риска заразиться смертельными заболеваниями, люди стали более склонны к хроническим. К патологиям относится и ожирение, которым страдают уже больше половины всех людей на планете.

Многие люди даже не считают все вышеперечисленное болезнями, так часто они встречаются с ними в повседневной жизни. При должном лечении они не опасны и почти не доставляют неудобств, однако это не должно отменять того факта, что это – заболевания. За неимением инфекционных угроз наш организм начинает выступать против самого себя.

Причины новых заболеваний пытались определить при помощи генов – выявить ошибки, которые могли привести к их возникновению. Однако настолько широкое распространение патологий опровергло причастность генов: ошибка не могла возникнуть одновременно у такого количества людей, а для ее эволюции (опустив тот факт, что эволюционируют только «полезные» изменения) потребовалось бы куда больше времени.

Дальнейшие подозрения пали на среду обитания: питание, физическую активность, экологию. Однако за последнее столетие изменения коснулись стольких сторон жизни человека, что выявить причину просто невозможно, скорее всего, это была совокупность факторов.

Чтобы понять истоки болезни, необходимо установить, где она наблюдалась, кто ей подвергся и когда это произошло. Очагами новых болезней считаются страны Запада. Здесь наблюдается корреляция здоровья с уровнем благосостояния: зачастую богатые люди более подвержены хроническим заболеваниям. Виной всему, например, нефизическая работа, калорийная пища. Но в то же время люди с самым высоким уровнем благосостояния лучше следят за своим здоровьем. Им доступно обслуживание в лучших медицинских учреждениях, и они отлично понимают, как нужно поддерживать свое здоровье.

Люди, подверженные уже перечисленным выше болезням, часто имеют их с самого рождения, однако аутоиммунные заболевания могут развиться в любом возрасте. При этом расовые различия практически не имеют значения – это было выяснено во время анализа здоровья иммигрантов и их детей. Что касается полового признака, то более развитая иммунная система женщин в данном случае работает против самой себя – подавляющее большинство аутоиммунных болезней появляются именно у женщин.

Поиск причины этих заболеваний уходит в двадцатый век. Примерно в середине прошлого века в США резко увеличилось число больных диабетом, так же, как и астмой, и экземой. С тех пор цифра растет. Получается, что причина кроется в роковом десятилетии – 1940-х годов.

Таким образом, ответив на вопросы «где? кто? когда?» можно приступить к рассуждению «почему?».

Глава 2. Все болезни начинаются в кишечнике

На основе исследований птиц, которые перед перелетом в кратчайшие сроки набирали огромное количество веса, несмотря на то, были они на свободе или в неволе, а потом так же легко теряли его, ученые выяснили, что усвояемость пищи напрямую зависит от состояния кишечника, а не от соотношения съеденной и «отработанной» пищи. Касательно человека это означает то, что лишний вес является симптомом энергетического дисбаланса между потребляемыми и расходуемыми калориями, то есть переедание и малоактивный образ жизни – это не единственные причины ожирения.

Другие исследования птиц подтвердили существование вируса, который вызывал у них ожирение и смерть. Среди людей каждый третий взрослый имеет лишний вес, но происходит это относительно локально (например, на маленьком острове Науру с населением 10,000 людей, где 70 % страдают ожирением и еще 23 % имеют просто лишний вес; это самая «толстая» страна в мире). Такой повальный рост людей с лишним весом нельзя объяснить генетическими особенностями, их влияние ничтожно мало (только 32 локуса из 21,000, возможно, могут вызвать ожирение). Более того, у людей, сознательно зацикленных на том, что проблемы со здоровьем им перешли от родителей, риск набрать лишний вес, то есть «активировать» эти крохотные локусы, возрастает на 1-10 %.

Метаболизм, как бы его ни обвиняли, здесь тоже ни при чем: у полных людей он даже интенсивнее, так как энергии для управления «большим» телом требуется больше. А вот вирус ожирения, которым страдали птицы, был действительно обнаружен в организме 10 самых толстых людей экспериментальной группы. Таким образом, причина кроется в пищеварительной системе, которая может дисфункционировать из-за внешних раздражителей.

Самая распространенная ее дисфункция – синдром раздраженной толстой кишки, который распространен среди людей настолько, что на него перестали обращать внимание. Точная ее причина по-прежнему неизвестна, а сама она не имеет характерных внешних признаков. СРТК может начаться после отравления во время путешествия, приема антибиотиков или нездоровой диеты. Схожи эти ситуации тем, что вызывают временное нарушение микрофлоры кишечника, которая может не восстановиться. То есть кишечник, скорее всего, «раздражают» колонии неправильных бактерий.

Эта же причина – заселение толстой кишки неправильными микробами – может вызывать и ожирение. Сравнение микрофлоры худых и толстых людей показало: полные имели гораздо больше фирмикутов, а худые – бактероидов. Такое соотношение вызывало на 2 % большую усвояемость энергии у обладателей «жирной» микрофлоры. То есть из одного и того же приема пищи, худые усваивают меньше энергии, чем полные. В результате, несмотря на то, что разница в количестве калорий небольшая, за продолжительный период времени это заметно сказывается на фигуре. При потреблении 2000 калорий в день, человек, не расходующий лишнюю энергию, набирает по 1,9 кг в год, а за 10 лет – 19 кг. Такая особенность микрофлоры влияет не только на усвояемость энергии, но и на способность перерабатывать продукты (например, если веган решит перекусить стейком, его микрофлора просто не справится с усвоением этого продукта).

Количество потребляемых калорий важно, но также нужно учитывать и то, как именно используется полученная энергия: для управления мышцами или запасается впрок. Эти процессы регулируются генами, которые в данный момент времени могут функционировать или же не работать. Кишечная микрофлора обладает возможностью влиять на эти самые гены, исходя из своих нужд. Так «жирная» микрофлора активирует гены, ответственные за запас жира.

В человеческом организме за усвоение лишнего жира отвечают гормоны, например, лептин, вырабатываемый жировыми тканями: чем больше таких тканей, тем больше лептина и тем больше новых жиров откладывается. Такая цепочка характерна только для больных ожирением людей, у здоровых же при небольшом наборе веса мозг самостоятельно организует дополнительную выработку лептина, несвязанную с жировыми тканями и уменьшающую аппетит.

Ожирение распространилось, словно заразная болезнь. Хотя, вероятно, скоро ситуация может измениться. Например, долгое время считалось, что причинами язвы являются стресс и кофеин, и только недавно была найдена бактерия, за нее ответственная. Вполне возможно, скоро подобное открытие будет сделано и для ожирения.

Глава 3. Контроль над сознанием

Микробы влияют на жизнь не только человека, но и животных: такие изменения, как аномальное количество конечностей у жаб и лягушек, хоть и кажутся с первого взгляда эволюционными, на самом деле вызваны деятельностью паразитов. Микроскопические существа стремятся изменить своего хозяина для того, чтобы создать идеальную среду для воспроизводства. Эти изменения могут быть как физические (телесные), так и ментальные (поведенческие). Некоторые виды животных, подверженные воздействию патогенных микробов, могут становиться настоящими зомби. Всем известный пример – бешенство: жертвы вируса не спешат умирать, а стараются покусать как можно больше других зверей и даже людей, чтобы передать болезнь.

Люди также подвержены психическим изменениям из-за патогенных микробов, воздействующих на мозг, но находящихся в кишечнике. «Правильная» микрофлора, наоборот, защищает психику и положительно влияет на работу мозга. Существует мнение, что именно нарушение микрофлоры у детей раннего возраста (например, антибиотиками) может привести к закреплению в кишечнике микробов, развивающих регрессивный аутизм и разрушающих мозг.

Меняет поведение и наличие в организме паразитического протиста токсоплазмы. Им заражены многие взрослые люди, так как передается он от кошек, в том числе домашних, однако большую угрозу они представляют для детей и беременных. Зараженные мужчины становятся более ревнивыми и агрессивными, а женщины, наоборот, покладистыми и доверчивыми. У обоих наблюдается слабая концентрация внимания. Токсоплазмозом заражены многие шизофреники, люди с обсессивно-компульсивными расстройствами, с синдромом дефицита внимания или гиперактивности.

Есть и множество других микробов, воздействующих на мозг, то есть на ум, человека. На понимание этого у ученых ушло много времени, так как при проблемах с сознанием, обвиняли чаще всего самого человека, а не внешние причины.

Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод, что при изменении микрофлоры кишечника изменения претерпевает и характер. То есть мы – не единственные, кто формирует нашу личность, вполне возможно, что у асоциальных людей просто недостает в кишечнике микробов, которые бы помогали им адекватно вести себя в обществе.

Запах человека – это тоже работа микробов. Как и микрофлора, для каждого человека он индивидуальный, поэтому принято считать, что по запаху можно определить, подходит ли данный представитель вида вам в пару (сойдутся ли ваши микрофлоры) или нет. В эру дезодорантов и антибиотиков это уже невозможно.

Ключ к нашему настроению, нейромедиатор серотонин, также находится в кишечнике, поэтому проглоченные бактерии, чисто формально, могут оказывать на него влияние – блокировать иммунную систему, которая истощает запасы триптофана, преобразующегося в серотонин. Кроме того, бактерии способны влиять на так называемый блуждающий нерв, который передает в мозг информацию обо всем, что происходит в кишечнике. Его стимуляция идет за счет химических веществ, действие которых как раз и увеличивается введенными бактериями.

Манипулируя нашим настроением, бактерии контролируют, в первую очередь, то, что мы едим: получая из пищи необходимые вещества, они «благодарят» нас приливом серотонина так, что нам хочется делать это снова и снова. При передаче таких бактерий между близкими людьми, вполне возможны формирования одинаковых привычек.

Глава 4. Микроб-эгоист

Инфекционные заболевания – визитная карточка человека, от которой он стремится избавиться всеми силами. Но распространение вирусной инфекции происходит слишком быстро. Дело в том, что люди-носители патогена в день наибольшего благосостояния вируса не чувствуют себя настолько плохо, чтобы оставаться дома, и распространяют инфекцию дальше.

Чтобы не поддаваться инфекционным заболеваниям, люди стремятся укрепить свою иммунную систему, но не совсем понимают, что за этим стоит. На самом деле, проблема как раз-таки в ее чрезмерной активности. Об этом хорошо знают аллергики, чей иммунитет настырно пытается избавиться и от не представляющих угрозы веществ.

В конце прошлого века было доказано, что аллергия вошла в повседневную жизнь людей в постиндустриальных странах в связи с недостатком каких-либо инфекций. У иммунной системы просто не осталось работы. Однако эта теория подрывается следующим фактом: иммунные клетки от безделья даже не думают нападать на человеческую микрофлору, хотя она похожа на «врага» гораздо больше, чем, например, частички кожи животных. Это можно объяснить только одним: иммунная система в состоянии отличить «своих» соседей от чужих. «Свои» микробы всегда будут действовать так, чтобы их носителю и защитнику – вам – было хорошо физически и душевно.

 Микроорганизмы – первая жизнь, которая появилась на планете. Царство животных никогда не существовало отдельно: вместе с микробами они стали двигателем эволюции (бактерии взяли на себя обязанность усвоения питательных веществ для роста и размножения их животных-носителей). То есть естественный отбор проходили не животные и микроорганизмы отдельно, а их симбиозы – нужно было иметь не только силу, но и способных союзников внутри. Такой симбиоз получил название холобионт.

Человеческая иммунная система развивалась и эволюционировала в подобном союзе. Именно поэтому при ее расстройстве, агрессия направляется в первую очередь на такие безобидные вещи, как пыльца, а не на собственных микробов. Кишечные бактерии не приносят вреда даже людям, страдающим болезнью иммунодефицита. У здоровых же они, а точнее, их разнообразие, существенно повышает способности иммунной системы: именно микрофлора «отдает приказы» приступить к обороне. К сожалению, это самое разнообразие у людей, живущих в западном стерильном мире, сокращается, контроль над иммунной системой падает.

Антибиотики, повсеместно используемые людьми, являются своего рода палкой о двух концах. Они способны помочь организму избавиться от патогена, но также расшатывают и обычную микрофлору, и она становится неспособной защитить организм от каких-то других инфекций. Кроме того, имеется связь между антибиотиками и аллергией: исследования показали, что дети, которым в возрасте до 2х лет выписывали антибиотики, в 2 раза чаще подвержены астме и в 4 раза больше подвержены развитию сенной лихорадки.

Аллергия на пищу (например, непереносимость глютена) и вовсе необычное явление, ведь чтобы добраться до иммунной системы, молекулам пищи необходимо было преодолеть стенку кишечника и попасть в кровоток, что само по себе невозможно. Тогда был предложен термин «протекающего кишечника». Это синдром, возникающий при увеличении содержания зонулина, характеризуемого повышенной пропускной способностью стенок. При его наличии совместно с плохими генами и потреблением глютена и возникает болезнь целиакия – аллергическая реакция на глютен.

Такие болезни, как ожирение, аутоиммунные заболевания и даже психические расстройства почти всегда сопровождаются синдромом «протекающего кишечника», влекущего за собой воспаление, выраженное в повышенной активности иммунной системы. В первую очередь, это ведет к появлению у людей акне – их иммунитет начинает считать бактерию P. Acnes врагом, хотя это совсем не так.

Развитие рака можно также связать с плохой деятельностью микрофлоры: инфекции, развивающиеся в кишечнике, способствуют возникновению рака толстой и прямой кишки, а при его «протекании» способны затронуть и все другие органы. Кроме того, воспаление, благоприятствующее развитию рака, возникает и от «тучной» микрофлоры, то есть у полных людей (у 20 % умерших от рака женщин был лишний вес).

Глава 5. Война микробов

Предположения, что антибиотики повинны в эпидемии массового ожирения людей появились, когда ученые связали две даты: в 1944 году было официально разрешено употребление антибиотиков и через несколько лет резко возросло количество людей с лишним весом.

Другим доказательством было то, что с помощью антибиотиков фермерам удавалось повысить живой вес птицы и скота на 50 %.

Проблема ожирения развита среди людей настолько серьезно, что большинство больных просто не в состоянии похудеть и поддержать вес, даже если они потребляют намного меньше калорий, чем рекомендует суточная норма. То есть ожирение – это самая настоящая болезнь, а не просто результат увеличения порций.

Употребление антибиотиков превратилось в настоящую пандемию: в развитых странах не найдется буквально ни одного человека, который бы ни разу в жизни их не принимал (в среднем, 70 курсов приема). Больше половины случаев приема антибиотиков не оправданы, то есть, скорее всего, принесут больше вреда, чем пользы, однако врачи продолжают перестраховываться в любом случае, а пациенты легко с этим соглашаются (хотя, например, простуда и грипп вызываются вирусами).

Кроме пагубного влияния на «свою» микрофлору наряду с «чужой», антибиотики могут вызвать устойчивость к себе микроорганизмов, в том числе и патогенных. Бактерии, устойчивые к пенициллину появились уже через несколько лет после открытия самого чудо– лекарства. С изобретением новых последовала такая же адаптация. Вполне возможно, что скоро человечество вступит в новую постантибиотическую эру, слишком сильно похожую на доантибиотическую, такую же опасную. Каждый пропитый курс приближает нас к этому.

Еще одним негативным последствием приема антибиотиков могут быть другие устойчивые к ним инфекции, в первую очередь, кишечные (например, C. Diff, обладающая колоссальной резистенцией, унесла в Великобритании в 1999 году жизни более 500 человек, пропивших курс антибиотиков; людям с устойчивой микрофлорой она не угрожает).

Эксперимент показал, что всего за три дня приема антибиотиков оказывается быстрое и сильное воздействие на всю микрофлору: уменьшается разнообразие бактерий и их численность, которые впоследствии восстанавливаются на протяжении многих недель.

Кроме временной корреляции существуют и другие доказательства в пользу связи между антибиотиками и болезнями XXI века. Когда во флоте решили ввести профилактический курс приема ауреомицина, то сделали замер веса новобранцев до и после. Результаты показали, что принимающие антибиотики моряки гораздо больше прибавили в весе. Однако в свое время все эти данные не привлекали почти никакого внимания, только сейчас, когда проблема ожирения обрела мировой масштаб, старые цифры стали всплывать.

Другой эксперимент доказал, что антибиотики не напрямую вызывали ожирение, а служили своеобразным толчком. Удалось обнаружить бактерию, живущую в микрофлоре человека, на которую не влияли антибиотики. Не имея конкуренции в связи с уничтожением и ослаблением других, она начинала размножаться и выбрасывать собственные антибактериальные вещества, чтобы обеспечить себе вечное доминирующее положение.

Даже если прием антибиотиков для вас достаточно редкое явление, их дозу вы, скорее всего, сполна получаете из мяса животных, которых ими кормили (обычно, в развитых странах уровень содержания в мясе и молоке антибиотиков контролируется, но их следы в любом случае допускаются). Веганы также подвержены подобным угрозам, так как овощи удобряют навозом животных, принимающих антибиотики, а они, в свою очередь, легко всасываются в растения.

Все эти данные не дают 100 % гарантии существования связи антибиотиков и ожирения, однако то, что дело не только в лени и жадности, – очевидно.

Такую же связь пытаются разглядеть и между приемом антибиотиков и развитием диабета. Долгое время считалось, что последний может быть вызван инфекционными заболеваниями, но такое предположение было опровергнуто статистическими данными. Тогда стали устанавливать корреляцию между методами решения инфекционных заболеваний (а их чаще всего без повода лечили антибиотиками) и развитием диабета. Прямые доказательства этого на данном этапе пока отсутствуют.

Сами по себе антибиотики – вовсе не зло, они спасли миллионы жизней, но беспорядочное их употребление ведет к неприятным последствиям. Как и злоупотребление гигиеной: она разрушает внешнюю микрофлору кожи человека. Обычное мыло способно так же избавить вас от патогенных микробов, как и антибактериальное средство, которое убьет все на своем пути.

Соблюдение базовой гигиены в любом случае очень важно, но нарушение микрофлоры рук может привести к обратному эффекту: патогенам будет проще на них закрепиться. А даже такие обычные инфекции, как бактерии стрептококки, ответственные за больное горло, могут мутировать и вызывать различные аутоиммунные заболевания.

Резкий запах – еще одно последствие антибактериальных средств личной гигиены. Люди, живущие в глухих джунглях без мыла и дезодоранта, не имеют неприятного запаха даже после тяжелой работы, так как их микрофлора защищает их от бактерий, которые эти запахи выделяют.

Таким образом, антибиотики, проникнув в жизнь человека и начав борьбу с его естественными микробами, внесли множество изменений в его жизнь.