Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Биомолтекст2020
  • vsh25
  • Vitacoin

Человек и его микробы: мы вместе!

О дружбе бактерий и человека

РИА Новости

В нашем теле живёт сто триллионов бактерий. Они не только помогают переваривать пищу, но и влияют на наше поведение и здоровье. О дружбе человека и бактерии, пересадке кала и пользе йогурта рассказывает сотрудник Гарвардской медицинской школы, биолог Николай Кукушкин.

2004-й год, биофак СПбГУ, первый курс, лекция по введению в биологию. Преподаватель кафедры генетики О. Н. Тиходеев рассказывает про симбиоз человека и бактерии на примере «некогда популярной» песни группы «Алиса» «Мы вместе» (аудитория возмущённо реагирует: «Она и сейчас популярна!» – студенты-биологи в то время не отличались прогрессивными вкусами).

Название этой песни, действительно, довольно точно описывает отношения вида Homo sapiens с сотнями видов микроорганизмов, подавляющее большинство из которых представлено бактериями. Как стало понятно за последние годы, бактерии не просто нахлебничают на остатках непереваренной пищи, но в полной мере участвуют в работе нашего организма, влияя даже на самые «навороченные» системы: нервную, иммунную и эндокринную. Константин Кинчев был прав: мы, действительно, вместе.

В организме взрослого человека в среднем проживает в десять раз больше бактерий, чем наших собственных клеток. Фактически бактерии формируют в нашем теле полноценный орган. Большая часть из них населяет пищеварительный тракт, в первую очередь толстую кишку. Остальные бактерии обитают на коже, слизистых оболочках и в районе половых органов. Любопытно, что в каждой микросреде обитания бактерии формируют собственные экосистемы, которые различаются как между собой (например, микрофлора пупка мало напоминает микрофлору пятки), так и от человека к человеку.

Бактерии и человек: кто из нас умнее

В популярном сознании бактерия лежит где-то на границе неживой и живой материи, глубоко застряв у самого основания эволюционного древа. Поначалу она бесполезно плавает в океане, потом у неё появляется ядро, потом жгутики с ресничками, потом она делится и образует эдакую лепёшку медузоидного плана, которая быстренько преобразуется в рыбу, вылезающую с помощью мускулистых плавников на берег, где у неё отваливается хвост, появляются лёгкие, потом шерсть, потом палка в руках, и вот, наконец, перед нами, распрямляясь на глазах и сбрасывая узы дикой природы, стоит человек – вершина эволюции. От бактерий – примитивных безъядерных пузырей цитоплазмы – его отделяют миллиарды лет усердного труда по совершенствованию собственного тела.

На самом деле, как вы уже догадались, всё не совсем так. Представление об эволюции как о постепенном преобразовании одних ныне существующих живых существ в другие – грубая ошибка, приводящая к вопросам в духе «если эволюция существует, то почему обезьяны в зоопарках не превращаются в людей». Все современные формы живого появились от одного предка, но это совсем не значит, что бактерии эволюционировали меньше, чем люди. Более того, «эволюционное время» измеряется не годами, а поколениями. Учитывая, что человеческое поколение длится порядка двадцати лет, а бактериальное может длиться двадцать минут, можно прикинуть, кто из нас больше поднаторел в искусстве эволюции. Действительно, с позиции бактерии всё то, что мы считаем признаком эволюционного совершенства, совершенно бессмысленно. Мы вырастили себе огромный мозг и мощные органы чувств, чтобы анализировать среду и не попадать в беду. Бактерия не боится попасть в беду. Она смело осваивает новые территории и среды обитания – например, пупок или пятку, – и если в пределах её изменчивости есть хоть малейший шанс на выживание в этих новых средах, бактерия (точнее, её большая, дружная и активно размножающаяся семья) этот шанс найдёт. История напоминает старый анекдот про колонизатора-капиталиста. Тот объяснял сидящему под пальмой аборигену, как наладить кокосовый бизнес, чтобы разбогатеть и через годы упорной работы спокойно сидеть под пальмой. Так и мы свысока смотрим на «примитивные» формы живого, которым наша фронтальная кора или система комплемента нужны в буквальном смысле как рыбе зонтик.

Есть что-то потрясающе элегантное в том, что мы с вами представляем собой продукт двух этих противоположных стратегий выживания: «быть совершенством самому» или «невероятно размножиться, чтобы стать совершенством как целое» (в терминах экологии они называются K- и r-стратегиями, соответственно). Именно «мы» – потому что чем больше учёные знают о бактериальных спутниках человека, тем яснее становится, что отделять «нас» от «них» уже не имеет смысла. Кому-то это может показаться оскорбительным, но отказываться из-за этого от йогурта, пожалуй, всё-таки не стоит.

Психотропный кефир

Запомните новое модное слово: психобиота. Термину пока далеко до однозначного признания учёным сообществом, но прозорливые журналисты уже вовсю им жонглируют. Так или иначе, достоверно установлено: микрофлора кишечника влияет на развитие и функционирование нервной системы, включая болевую чувствительность, раздражительность и эмоциональность.

Например, международная группа учёных под руководством Джона Биненстока и Джона Крайена исследовала влияние кишечных бактерий на рецепторы к гамма-аминомасляной кислоте (ГАМК) – тормозному нейромедиатору, то есть веществу, снижающему активность нервных клеток. Недостаток или низкая чувствительность к ГАМК может приводить, например, к повышенной раздражительности и депрессии. После кормления выращенных в стерильных условиях мышей бактерией Lactobacillus rhamnosus (кстати говоря, это одна из основных бактерий в кефире и в других кисломолочных продуктах) учёные обнаружили, что в их мозгу становится больше рецепторов ГАМК. Другими словами, кишечные бактерии помогают головному мозгу лучше успокаиваться. Сами же «кефирные» мыши спокойнее реагируют на стресс и в целом, похоже, философски относятся к запугиванию извергами-учёными. Такой эффект достигается за счёт сигналов, поступающих в мозг по блуждающему нерву – основной «нервной магистрали», связывающей пищеварительный тракт с головным мозгом. Похожие «антидепрессивные» свойства других видов бактерий были показаны на крысах и даже на человеческих добровольцах, хотя конкретные механизмы в этих случаях остаются невыясненными. Но не всё так однозначно: группа учёных из Каролинского института в Стокгольме, например, наоборот установила, что мыши без кишечных бактерий отличаются повышенной подвижностью и сниженной тревожностью. Высказываются предположения, что кишечная микробиота может влиять на мозг не через нервные каналы, как в вышеописанном примере с блуждающим нервом, а напрямую, путём выделения в кровь психоактивных веществ.

Бактерии заботятся о нашем здоровье

Если взаимоотношения между кишечной микрофлорой и психикой – тема модная, но на сегодняшний день совсем малоизученная, то о влиянии бактерий на пищеварение знает каждый, кто когда-нибудь смотрел телевизор. Рекламная индустрия даже придумала специальные эвфемизмы для описаний этой малоэстетичной темы («Йогурт X поможет тебе оставаться лёгкой!»). Но и здесь всё гораздо сложнее, чем кажется. Традиционно роль бактерий в кишечнике сводилась к переработке отходов, которые мы не можем переварить сами. Тут опять-таки сквозит наш болезненный антропоцентризм: очень сложно признать, что «примитивные» бактерии занимаются на нашей территории чем-то, кроме ассенизации. На самом деле, совместная эволюция млекопитающих с бактериями привела к тесной взаимосвязи всех аспектов нашего метаболизма с жизнедеятельностью кишечной микрофлоры.

Некоторые «полезные» бактерии (это не какая-то особая группа бактерий, а любые живущие у нас в организме бактерии, которые, насколько нам известно, не вредные), например, выделают короткоцепочечные жирные кислоты. Эти вещества вызывают в нашем организме целый спектр сложных и, похоже, полезных эффектов. Они снижают липогенез (то есть отложение жира), ускоряют сокращения кишечника и снижают аппетит. Они ослабляют воспалительные и окислительные процессы в печени и жировой ткани (эти процессы часто связывают, например, с развитием ожирения и диабета II типа). Кроме того, они постоянно стимулируют иммунитет.

Все описанные эффекты с практической точки зрения – одновременно и хорошая, и плохая новость. Хорошая новость заключается в том, что, манипулируя составом микробиоты в кишечнике, мы потенциально можем решить чуть ли не все современные проблемы человечества: от ожирения до аллергии. Плохая новость заключается в том, что мы понятия не имеем, как это делать.

Наши практические возможности в кишечно-бактериальной области напоминают хирургическое мастерство цирюльников в средние века, в основном сводившееся к кровопусканию и отрезанию лишних частей тела. Примерно так и мы – хоть и с большим подозрением – сейчас используем такой колоритный метод, как фекальная трансплантация. В июне 2013 г. метод был одобрен в США для лечения кишечной инфекции бактерией Clostridium dificile, вызывающей тяжёлую, продолжительную диарею, плохо реагирующую на антибиотики. Логика проста: если ввести больному экстракт кала от донора с «хорошей» микрофлорой, она вытеснит «плохую» микрофлору. Пациентам через нос в кишечник вводится трубка, через которую в течение получаса закачивается поллитра солевого раствора с разболтанным в нём стулом от здорового донора. Такой метод оказывается гораздо эффективнее обычных антибиотиков.

Вполне возможно, что «пересадка стула» может помочь и при других заболеваниях, в которых наблюдается расстройство микрофлоры кишечника. Энтузиаст фекальной терапии Томас Бороди из Университета Сиднея вообще, похоже, предлагает лечить калом все болезни: от аллергии до ожирения. В свете последнего интересно следующее исследование. В нём кал пересаживали не от человека к человеку, а от человека мышам, но зато в качестве доноров выбирали пары близнецов (чтобы максимально сократить влияние врождённых факторов), резко отличающихся по степени ожирения. Результаты оказались феноменальными: мыши, которым вводили кал от толстых близнецов, толстели значительно сильнее!

По йогурту и спать

Одной из немногих «нетронутых бактериями» областей человеческой жизнедеятельности долгое время считалось зародышевое развитие. Вплоть до момента рождения эмбрион развивается в стерильных условиях – о каком влиянии бактерий может идти речь? Но в последнее время даже беременность оказывается объектом изучения микробиологов. Дело в том, что хотя плод действительно не имеет собственной микрофлоры, материнские бактерии могут серьёзно влиять на эмбриональное развитие, как напрямую, выделяя в кровь биоактивные вещества, проходящие через плаценту, так и косвенно, влияя на метаболизм матери. Например, международной группе учёных под руководством Рут Лей из Университета Корнелла в США удалось показать чёткие стадии изменения состава микробиоты в кишечнике беременных женщин. На более поздних стадиях беременности эти изменения приводят к повышенному жиронакоплению и сниженной чувствительности к инсулину. Хотя в обычных условиях такие эффекты считаются неблагоприятными, при беременности они оказываются полезными для матери и плода. Ну а уж во время и после рождения материнские бактерии и вовсе активно «заражают» новорожденного, обеспечивая, если хотите, преемственность микрофлоры.

Учитывая роль кишечных бактерий чуть ли не в каждом аспекте развития и функционирования нашего организма, не исключено, что через несколько лет мы заговорим уже и о «бактериальной наследственности». Перефразируя ещё одну песню – и сейчас популярную, – «Мама – анархия, папа – стакан кефира».

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
06.12.2013

Читать статьи по темам:

здоровье микрофлора Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Профилактика кариеса: ешьте конфеты!

В ротовой полости добровольцев, ежедневно съедавших несколько конфет с убитыми нагреванием бактериями Lactobacillus рaracasei, падало количество Streptococcus mutans – одного из главных «разъедателей» зубной эмали.

читать

Еще одна атака на кариес

Keep32 уничтожает Streptococcus Mutans всего за 60 секунд. Разработчикам, правда, еще предстоит закончить испытания этой молекулы на людях.

читать

Бактериальный фермент против кариеса

Самая тщательная чистка зубов не в состоянии гарантировать, что в будущем вы не получите кариес. Эффективным средством против зубного налёта оказался фермент бактерии Bacillus licheniformis.

читать

Ученые опровергли большое и жирное заблуждение

Представление о том, что излишний вес может быть полезен для здоровья, является заблуждением, установили канадские ученые. Ожирение влечет опасность даже в тех случаях, когда холестерин, давление крови и содержание сахара в крови находятся в пределах нормы.

читать

Чем хуже с сексом, тем короче жизнь

Длительное ожидание и готовность к сексу без «вознаграждения» крайне негативно сказались на здоровье самцов дрозофил и заметно сократили их жизнь.

читать

Персональный геномный проект ищет добровольцев

В его рамках планируется секвенировать геномы ста тысяч человек, готовых отказаться от своего права на врачебную тайну ради науки. Их генетические данные и записи из медицинских карт будут доступны для исследований в области персонализированной медицины.

читать