Бретт Финлей.

Микробы? Мама, без паники, или Как сформировать ребенку крепкий иммунитет



скачать книгу бесплатно

Второй сын Джулии, Джейкоб, родился и вырос на ферме, и, как и старший брат, он никогда не боялся перепачкаться. Однажды его нашли по колено в выгребной яме со свиными помоями. В возрасте 14 месяцев он съел целую горсть свежего куриного помета – Джулия не успела его остановить. Поначалу она боялась, что дети подхватят какую-нибудь болезнь из этой грязи, но беспокойство постепенно ушло, когда они остались здоровыми.

Сейчас, нося на себе третьего ребенка, она даже не содрогается, видя, как два старших сына занимаются тем же, чем и все деревенские дети – жутко пачкаются. Каждый день они приходят домой с налипшей на кожу и одежду грязью, перьями, пометом и бог знает чем еще. Они, конечно, стараются ходить в сапогах только по улице, но иногда забываются и заходят в них на ковер, лежащий в гостиной. Джулия заставляет их обязательно мыть руки перед едой и каждый день мыться в ванне (цвет воды в ванне постоянно напоминает о том, почему ежедневная помывка у них в доме обязательна).

Даже много играя на улице, большинство городских детей никогда не пачкается так сильно, как дети Джулии практически каждый день. С этой точки зрения деревенский ребенок (и его микробы) очень отличается от городского. Нет, мы, конечно, не говорим о том, что нужно разрешать всем детям играть с пометом животных и помоями – от этого действительно можно заболеть. Но на фермах и в крестьянских домах среда очень богата микробами, полезными для развития иммунной системы; именно так мы все жили на протяжении практически всей истории, за исключением нескольких последних поколений.



Подавляющее большинство детей похожи на Джедда и Джейкоба: они словно специально ищут грязь, чтобы перепачкаться, и постоянно что-то тянут в рот. Почему? Наше естественное поведение в первые годы жизни явно способствует максимальному контакту с микробами: во время грудного вскармливания дети прикасаются к коже матери, младенцы постоянно тянут в рот руки, ноги и вообще все, до чего дотянутся. Когда дети начинают ползать, они постоянно держат руки на полу, а потом опять-таки тянут в рот. Иногда даже кажется, что они буквально ждут, пока родители на несколько секунд отведут взгляд, чтобы каким-то волшебным образом тут же дотянуться до самой грязной вещи, лежащей поблизости, и тут же запихнуть в рот, истекая слюнями. Мы задумались: может быть, детей инстинктивно тянет к микробам?

Более старшие дети любят копаться в грязи, доставать оттуда червей, кататься по земле, ловить лягушек и змей и т. д. Может быть, это естественное поведение, которое помогает детям пополнять свою микробную популяцию? Дети редко стесняются что-то (или кого-то) лизать. И, что вполне ожидаемо, дети чаще страдают от инфекций, чем взрослые. Они ведут себя как настоящие пылесосы: тянут в себя микробов и тренируют иммунную систему, чтобы она реагировала на них соответствующим образом. Если они встречаются с болезнетворным микробом (патогеном), иммунная система обнаруживает его, реагирует, вызывая болезнь, а потом хорошенько его запоминает, чтобы при следующем контакте с этим патогеном предотвратить заболевание.

А вот когда иммунная система встречается с безвредным микробом, – а подавляющее большинство микробов для людей безвредны, – она обнаруживает его и с помощью нескольких механизмов, которые наука еще до конца не поняла, решает игнорировать или терпеть его. Таким образом, если образ жизни и поведение ребенка не обеспечивает достаточного количества «тренировок» иммунной системы, она останется незрелой и не научится правильно реагировать на патогены или терпеть безвредных микробов. Впоследствии, не получив этих «тренировок» в раннем возрасте, иммунная система может слишком яростно реагировать на безвредных микробов, вызывая воспалительные реакции в разных органах тела. Это вносит свой вклад в появление «болезней развитых стран» (в частности, астмы и ожирения), которые сейчас получили такое широкое распространение.


Микробы спешат на помощь

Помощь в развитии иммунной системы – лишь одна из услуг, оказываемых нам микробами. Они переваривают б?льшую часть нашей пищи, в том числе клетчатку и сложные белки, разделяя их на более удобоваримые части. Кроме того, они обеспечивают нас важнейшими витаминами B и K, синтезируя их с нуля – человеческий организм на это не способен. А, например, без вырабатываемого микробами витамина K у нас бы не сворачивалась кровь.



«Хорошие бактерии» и другие полезные микробы еще и помогают нам бороться с болезнетворными микроорганизмами. Эксперименты в нашей лаборатории показали, что инфекции, которые вызывает Salmonella, проходят намного хуже, если перед заражением принимать антибиотики. Многие из нас наверняка сталкивались с побочными эффектами от долгого курса антибиотиков: спазмами в животе и жидким стулом. Микробы, обитающие в нас, живут в сбалансированном состоянии, которое приносит нам много пользы, а в обмен «просят» всего лишь небольшую часть калорий, которые мы получаем ежедневно, и теплое темное место для жилья с регулярной кормежкой и поливом.

Но современные изменения в образе жизни меняют этот баланс, особенно во время критического «окна» в первые годы жизни. Во многих развитых странах около 30 % детей рождаются при помощи кесарева сечения, антибиотики применяются намного чаще, а большинство детей благодаря вакцинации не переносят серьезных инфекций. Мы ни в коем случае не утверждаем, что всего этого нужно избегать; наша цель – рассказать родителям (в том числе будущим), бабушкам, дедушкам и воспитателям о решениях, которые мы принимаем каждый день и которые могут сказаться на всей последующей жизни, воспитывая детей в намного более чистой среде, чем когда-либо ранее.

Мы сами родители, так что понимаем, что большинству из нас приходится иметь дело с весьма ограниченными ресурсами, так что не собираемся диктовать вам, как вы должны воспитывать детей. Но как микробиологи мы все больше узнаем о ключевой роли, которую наши микроскопические обитатели играют в развитии нашего организма. Микробные сообщества младенцев и детей меняются, из-за чего потом портится их здоровье, причем меняются они из-за медицинских практик, которые должны поддерживать их здоровье. Вот вам и обоюдоострый меч!

Научное сообщество только начинает осваивать эти новые знания, а широкая публика только-только с ними знакомится через новости в СМИ, часто основанные на неверной интерпретации статистики. Профилактика серьезных заболеваний, безусловно, должна оставаться нашим главным приоритетом, но вместе с этим нужно уметь и отличать необходимое вмешательство, например, прием антибиотика для борьбы с опасной бактериальной инфекцией, угрожающей жизни, и необязательной гипергигиеной – например, мытье рук с дезинфицирующим средством каждый раз после того, как ребенок поиграет на улице. Не всех детей будут воспитывать, как Джедда и Джейкоба (да это и не обязательно), но с некоторыми аспектами нашего слишком стерильного мира все-таки нужно бороться.



Во время учебы на микробиологов мы изучали только микробов, которые вызывают заболевания, и способы их убить. Теперь же мы понимаем, что много лет игнорировали подавляющее большинство микробов, которые поддерживают в нас здоровье. Наши исследовательские лаборатории меняют направление деятельности, и мы даже начинаем думать, что пора бы уже стать более гостеприимными хозяевами для наших гостей-микробов.

Мальчик в пузыре

Дэвид Веттер родился в 1971 году в Хьюстоне, штат Техас. Он страдал редкой генетической болезнью, из-за которой его иммунная система вообще не работала. Любой контакт с нестерильным миром вызвал бы скорую смерть. Из-за этого он появился на свет при помощи кесарева сечения, и сразу после рождения его посадили в стерильный пузырь. Медики приняли неоднозначное решение: его поселили в госпитале, и его пузырь рос вместе с ним. Курс лечения включал множество антибиотиков для профилактики любых бактериальных инфекций. Отсутствие бактерий привело к тому, что врачам пришлось разработать для него специальную диету с повышенным содержанием витаминов K и B, которые обычно производятся кишечными бактериями. История Дэвида показывает, что без иммунной системы в мире, полном микробов, жить невозможно, и что люди очень зависимы от микробов и от того, что они для нас производят. К сожалению, Дэвид умер в двенадцать лет от вирусной инфекции через несколько месяцев после того, как ему наконец пересадили костный мозг.

Глава 2
Новооткрытый орган: микробиом человека
Невидимая жизнь

Идея, что на человеке обитает бесчисленное множество микробов, невидимых глазу, появилась одновременно с первым микроскопом. Антони ван Левенгук, родившийся в 1632 году в городе Дельфт, сейчас входящем в состав Нидерландов, был ремесленником, особенно интересовавшимся производством линз. Ему захотелось поближе рассмотреть все хитросплетения тканей, которые он рекламировал, так что он стал делать шары из стекла, нагревая стеклянные трубки. Эти почти идеальные сферы позволили ему наблюдать в увеличенном виде не только нитки, но и все другие предметы. Левенгук не имел научной подготовки, но в глубине души был ученым, так что вскоре начал рассматривать в свои примитивные микроскопы самые странные вещи: воду из ручья, кровь, мясо, кофейные бобы, сперму и т. д. Он методично записывал все свои наблюдения и отправлял их в Лондонское Королевское общество, которое публиковало его интереснейшие письма.



Однажды в 1683 году Левенгук решил соскрести немного белого налета с зубов и рассмотреть его в микроскоп. Вот что он записал в дневнике:

«Невероятно большое скопление живых анималкул, плавающих ловчее, чем я когда-либо видел в жизни. Самые большие (которых было там великое множество) сгибали свои тела, продвигаясь вперед… Более того, другие анималкулы были там в таком невероятном количестве, что вся вода… казалась живой… Во всех Объединенных Нидерландах не найдется столько людей, сколько я сегодня нашел живых существ у себя во рту».

Что естественно, рассказ Левенгука о никогда ранее не описывавшемся мире, полном микроскопических «анималкул», вызвал немалый скептицизм и бурю насмешек. Лишь позже, когда британские ученые увидели «анималкул» своими глазами, они согласились, что Левенгук не бредил. Левенгук написал много писем в Королевское общество, но наибольшую славу обрел как первооткрыватель микроскопической жизни. Благодаря своим многочисленным открытиям Левенгук считается отцом микробиологии.

Впрочем, эти открытия в то время остались лишь любопытными наблюдениями, которые имели мало отношения к человеческой биологии, пока другие ученые не обнаружили, что эти «анималкулы» вызывают болезни. Это откровение случилось лишь почти двести лет спустя, когда Роберт Кох, Фердинанд Кон и Луи Пастер независимо друг от друга подтвердили, что такие болезни как бешенство и сибирская язва вызываются микробами. Кроме того, Пастер доказал, что молоко скисает из-за микробов, и разработал процесс, известный ныне как пастеризация – убийство микробов высокой температурой. Загрязнение молока микробами навело Пастера на мысль, что возможно и предотвратить попадание микробов в организм человека, и вместе с Джозефом Листером он разработал первые методы антисептики. Одно из веществ, созданных в те времена, до сих пор в ходу – листерин.


Избежать заражения любой ценой

Благодаря работам Пастера, Кона, Коха и других ученых широкая публика узнала, что болезней можно избежать, предотвратив контакты с микробами и убивая их, и началась настоящая война на уничтожение. В Лондоне, Париже, Нью-Йорке и других больших городах открылись департаменты здравоохранения. Мусор, который раньше валялся кучами на тротуарах, стали увозить и уничтожать, питьевую воду – очищать, за крысами и мышами стали охотиться, во многих городах появились канализации, а людей, подхвативших заразное заболевание, стали изолировать. Именно в те времена слово «бактерия» получило свою плохую репутацию – его однозначно стали связывать с болезнями, заражениями и чумой. Продвинемся еще на полтораста лет вперед, и нас ждет еще одно поразительное открытие: в борьбе за чистоту мира мы убили больше микробов, чем необходимо, и, по иронии судьбы, из-за этого можем серьезно подорвать себе здоровье. Почему? Потому что наши тела умеют нормально развиваться только в присутствии множества микробов. Эта революционная концепция значительно расширяет известные научные познания о полезных бактериях, населяющих организм: они помогают переваривать определенные виды пищи и вырабатывают некоторые необходимые витамины. Но лишь недавно мы начали понимать, насколько же необходимы микробы для нашего нормального развития и благополучия.

Не все микробы дружелюбны, некоторых нужно избегать и уничтожать.

Микробы: партнеры по эволюции

Последние двадцать лет изучения микробов помогли нам понять, что микробы – это не просто оппортунисты, обитающие на нас, потому что им так удобнее; они – неотъемлемая часть нас с биологической точки зрения. Чтобы лучше уложить это в голове, нужно для начала понять, что наше партнерство с микробами началось еще с появления первого вида наших предков-гоминид, и эволюционные изменения гоминид сопровождались и изменениями микрофлоры. За всю историю человечества было лишь несколько важнейших эволюционных скачков (быстрых эволюционных изменений), определивших курс развития гоминид. Что интересно, два из них непосредственно связаны с изменениями физиологии нашего желудочно-кишечного тракта и, соответственно, с нашим микробиомом.



Будучи охотниками и собирателями (этот образ жизни сопровождал людей около 2,5 миллионов лет), наши предки не строили постоянных домов, живя во временных укрытиях, и не имели практически никаких личных вещей, чтобы легко можно было перекочевать с одного места на другое. В зависимости от географического региона обитания и времени года, рацион древних людей состоял из мяса, кореньев, корнеплодов и фруктов в различных пропорциях. Затем случилось невероятно важное событие, приведшее к одному из эволюционных скачков: люди научились добывать огонь и готовить на нем еду. Сейчас-то мы все это воспринимаем как само собой разумеющееся, но термообработка сделала еду безопаснее: жар убивает болезнетворные бактерии, живущие в разлагающемся мясе. Кроме того, нагревание изменяет химический состав еды, делая ее удобной для переваривания и богатой энергией. Это внезапное увеличение уровня энергии изменило для людей все. Нашим предкам больше не приходилось часами жевать сырое мясо, чтобы получить из него достаточно калорий для поддержания сил. Вспомните, что делают наши ближайшие родственники среди животных, обезьяны, когда вы видите их в зоопарке или по телевизору. Если бы люди не научились готовить еду на огне, то нам бы тоже приходилось тратить по шесть часов в день, пережевывая по пять кило сырой пищи, чтобы получить достаточно энергии для выживания.

Из окаменелых останков людей того периода нашли только кости, так что мы не можем определить, какая микрофлора населяла кишечники древних охотников и собирателей. Однако антропологам удалось показать, что изменения образа жизни и рациона, случившиеся после того, как люди научились готовить на огне, вызвали изменения и в анатомии, в частности, в кишечнике. Когда древние люди стали усваивать больше энергии, их кишечник укоротился, а мозг, что удивительно, увеличился примерно на 20 %. Учитывая, что мы сегодня знаем о связи между кишечными микробами и развитием мозга, вполне вероятно, что кишечная микрофлора тоже сыграла роль в этом «внезапном» росте мозга. С увеличением мозга улучшилось и умение охотиться, разговаривать и общаться в целом. Иными словами, термообработка пищи сделала нас умнее – она сделала нас людьми.



Еще один эволюционный скачок случился около одиннадцати тысяч лет назад. Несколько племен людей обнаружили, возможно – случайно, что зерна, упавшие с колосьев дикой пшеницы, которую они собирали, дают новые всходы. Научившись возделывать растения, они отказались от кочевого образа жизни и перешли к оседлости. Благодаря полям и огородам маленькие племена, состоявшие максимум из нескольких десятков человек, выросли до нескольких сотен, а после этого уже зародились основы цивилизации – торговля, письменность, математика. Если бы не земледелие, мы бы до сих пор обирали с кустов все до последней ягодки, а потом шли несколько километров к следующим. Появление сельского хозяйства совпадает со строительством первых городов; именно благодаря земледелию появилась наша современная социальная структура. Эта перемена в образе жизни оказалась настолько успешной, что фермеры полностью вытеснили собирателей, и в наши дни лишь горстка племен продолжает жить собирательством и охотой.

Естественно, образ жизни, связанный с сельским хозяйством, привел к значительным переменам в рационе питания. Люди больше не обходились случайным перекусом в течение дня и редкими пирушками после охоты, потому что земледельцы обеспечивали стабильные и более-менее предсказуемые поставки еды. Так как же это повлияло на нашу микрофлору? Окультурив дикие растения и, соответственно, получая больше калорий с полей и огородов, земледельцы стали есть менее разнообразную пищу. Учитывая, что мы знаем о реакции микрофлоры на рацион питания, их микрофлора тоже, скорее всего, стала менее разнообразной. На самом деле сравнивать кишечную микрофлору народа хазда в Танзании, одного из немногих современных племен, до сих пор живущих собирательством, с микрофлорой современного фермера – все равно, что сравнивать тропический лес и пустыню с точки зрения биоразнообразия. Недостаточное разнообразие микрофлоры связано с немалым числом человеческих болезней; многие из них мы рассмотрим в последующих главах.

Земледелием человечество занимается всего одиннадцать тысяч лет (0,004 % своей истории!), но уже проявились физиологические изменения, связанные с сельскохозяйственной диетой, и некоторые из этих изменений повлияли и на наших микроскопических обитателей. Новый рацион принес с собой кариес и другие болезни зубов, вызываемые бактериями, которые не встречаются у собирателей. Наши зубы, нижние челюсти и лица уменьшились – скорее всего потому, что при таком рационе приходится меньше жевать. Некоторые эволюционные биологи считают, что в эпоху собирательства люди вели более здоровый образ жизни, а затем променяли его на продовольственную безопасность и большее число детей (как по нам – очень даже неплохая сделка!). Некоторые диетологи из этого даже сделали вывод, что ради своего здоровья все современные люди должны есть точно так же, как и охотники и собиратели, но это заявление было опровергнуто ведущими эволюционными биологами – люди уже генетически адаптировались к новым задачам, которые поставило перед организмом земледелие (см. «Диета пещерных людей»).

Два этих важнейших события в истории человечества говорят нам, что изменения образа жизни сопровождаются изменением микрофлоры, и эти перемены в микробном населении могут повлиять на здоровье как положительно (готовка еды на огне, уменьшение количества инфекций), так и отрицательно (земледелие и последовавшее за ним уменьшение микробного разнообразия). Нравится нам это или нет, но с микробами нам предстоит жить всю жизнь, в болезни и в здравии, в богатстве и в бедности.


Микробы для нас

Наши микробы – часть того, что делает нас людьми, но наш современный образ жизни и рацион, особенно в странах Запада, привели к новым изменениям в микрофлоре и нашей биологии. В последнее столетие, особенно – в последние тридцать лет, люди научились перерабатывать пищу, делая ее более вкусной, легко перевариваемой и долго хранимой, чем когда-либо раньше. Кроме того, наше стремление зачистить мир от инфекционных болезней, в том числе и с применением антибиотиков, еще сильнее изменило состав и разнообразие наших микробных сообществ. Такой двойной удар по микрофлоре привел к огромным переменам в кишечной среде и, как мы узнаем в следующих главах, во многих других аспектах нормального функционирования нашего тела.

Чтобы по-настоящему оценить, как микрофлора влияет на наше здоровье, важно будет обсудить основные биологические концепции, связанные с нашей микрофлорой и органом, в котором живет большинство наших микроорганизмов – человеческом кишечнике. Микрофлора человека состоит из бактерий, вирусов, грибков, простейших и других микроскопических форм жизни. Они живут на нашей коже, в ротовой и носовой полости, глазах, легких, мочеполовой системе и желудочно-кишечном тракте – в общем, на любой поверхности, взаимодействующей с внешним миром. Другой часто используемый термин – микробиом: он связан не только с «личностями» всех микробов, которые живут внутри нас, но и с их функциями. В человеческом организме, по оценкам, живет около 1014 микробов; как уже упоминалось, самым большим резервуаром для микробов служит желудочно-кишечный тракт, в котором бактерий примерно 1013. Вот это сообщество больше всего влияет на нас, носителей. Более того, когда мы в книге упоминаем термин «микрофлора», мы имеем в виду именно кишечную микрофлору, если не указано обратного. Несмотря на то, что бактерии примерно в двадцать пять раз меньше человеческих клеток, они составляют немалую часть нашего веса. Если избавиться разом от всей микрофлоры, то мы потеряем примерно полтора килограмма – примерно столько же весит наша печень или мозг! Один кусок человеческого кала на 60 % состоит из бактерий, причем количественно их там больше, чем людей на нашей планете. Как вам, боящиеся грязи и бактерий, люди?



скачать книгу бесплатно

страницы: 1 2 3 4 5 6

Поделиться ссылкой на выделенное