Мэтт Морган – Одна медицина. Как понимание жизни животных помогает лечить человеческие заболевания (страница 8)
Несмотря на рекламу агрессивных чистящих средств, якобы «убивающих 99 % микробов», микроорганизмы были и всегда будут нашими ближайшими соседями. Они покрывают нашу кожу, живут у нас во рту, из них частично состоит даже наша одежда. Они наши самые маленькие враги и самые могущественные союзники. Микробы на коже помогают расщеплять содержащийся в поту аммиак и вырабатывают химические вещества, снижающие артериальное давление. Микрофлора ротовой полости производит нитраты, предотвращающие развитие рака. Фермеры реже болеют ревматоидным артритом из‑за постоянного присутствия в их жизни огромного количества микробов: на руках, в пище – повсюду. Благодаря этому их иммунная система постоянно занята. Мы пока не имеем ни малейшего представления о том, какие функции выполняют 140 тысяч вирусов, живущих у нас в кишечнике.
Более половины вашего тела по факту вам не принадлежит: 57 % клеток представлены микробами, образующими структуры мудренее астрономических созвездий.
Ваши фекалии не просто бесформенная смесь каловых масс – они имеют слои. Если бы вы положили свое «творение» на тарелку и разрезали пополам, то улицезрели бы нечто, похожее на самый изысканный слоеный торт в мире, приготовленный в модной французской кондитерской. Внешние слои, наиболее близкие к стенкам кишечника, содержат микробы, толерантные к кислороду. Но если копнуть поглубже, тут мы уже встретим анаэробные микроорганизмы, для которых кислород токсичен. Кал – это динамичная и сложная форма жизни внутри человеческого организма, которая меняется в зависимости от времени, условий окружающей среды и состояния его здоровья. Тем не менее ученые только недавно задались вопросом: а что произойдет, если мы изменим собственный микробиом?
Хотя в кишечнике обитает около 90 % микробиома, жизнь существует везде, где есть воздух: в глазах, в ушах, в носу, в ротовой полости, во влагалище, в прямой кишке, в мочевыводящих путях, в подмышках, в паху, между пальцами и даже в пупке. Геном микробов в 200 раз превосходит по численности человеческий геном. Если удалить микробиом из организма, его вес будет сопоставим с двадцатью черничными маффинами. Сочетание этих микроорганизмов у каждого человека так же уникально, как отпечатки пальцев.
Кажется, что микробы вездесущи. Люди и большинство других видов благодаря миллиардам этих крошечных организмов могут переваривать пищу, извлекать из нее нутриенты и даже производить витамины. Некоторым из них находится еще более интересное применение. У кальмара‑бобтейла, к примеру, между глаз обитают светящиеся бактерии, излучающие жутковатое зеленое свечение, словно налобный фонарик. Они помогают кальмару в поисках пищи. Свечение бактерий также работает как внутренние часы, определяющие циклы сна и бодрствования моллюска. Эдакий будильник, встроенный в его голову.
Однако внутренняя жизнь гусеницы течет иначе. По сравнению с другими животными в их организмах в 50 тысяч раз меньше микробов.
«Если человеческий кишечник по обилию микробов схож с тропическим лесом, то кишечник гусениц сопоставим с пустыней», – утверждает мировой эксперт по фекалиям гусениц (весьма нишевая специальность).
Почему так вышло? Если микробиом столь важен для здоровья, почему гусеницы обходятся без друзей, живущих внутри?
Гусеницам, судя по всему, дорого обходится постоянный микробиом. Бактерии конкурируют с хозяином за питательные вещества и могут ослабить иммунную систему, как это происходит при язвенной болезни. Гусеница – травоядное насекомое, потребляющее большое количество растений и практически не нуждающееся в помощи. Кроме того, их короткий и простой кишечник – неподходящее место для проживания миллионов различных микроорганизмов. В его незамысловатой структуре микробам не хватает ниш и щелей.
Применяя уроки, усвоенные от старейшей в мире гусеницы к людям, мы понимаем, что за любое медицинское вмешательство микробиом платит свою цену. Антибиотики, назначенные крошечному Джо для борьбы с инфекцией, сработали, но их применение имело негативные последствия. Да, препараты уничтожили бактерии, из‑за которых покраснела кожа малыша, однако при этом нарушили хрупкий баланс его микробиома. Некоторые бактерии, включая
Можно ли возместить причиненный ущерб? Гусеница обновляет сочетание микробов всякий раз, когда ест, но ведь в случае Джо все сложнее, правда? Есть ли другие животные, способные восстанавливать поврежденный микробиом? Могут ли они подсказать нам новые методы лечения в случае таких пациентов, как Джо? Чтобы разгадать эту загадку, нам потребуется еще одно животное. Давайте вернемся в Западную Австралию и выясним, почему очаровательным коалам приходится есть дерьмо.
Всего в получасе езды от австралийской фермы Барри Маршалла находится национальный парк‑заповедник Янчеп. Первоначально это были охотничьи угодья аборигенов нунгар, но теперь там охотятся лишь на мороженое для маленьких посетителей и флэт уайт для их усталых родителей. Моя семья проделала большой путь по занесенным песком белесым дорогам, чтобы посмотреть на любимое животное австралийцев – коалу. Несмотря на их широкую распространенность по всему континенту, в Западной Австралии коал не было до 1938 года, когда их колонию завезли в Янчеп. После нескольких тяжелых лет борьбы со вспышками хламидиоза колонию из восьми коал стали регулярно посещать туристы, прогуливающиеся по парку. Одними из таких туристов были мы.
Старые потрескавшиеся доски протяжно скрипели у нас под ногами, пока мы пробирались к кучке людей, указывающих в одном направлении. Мы, насквозь мокрые от пота, приехали туда с маленькой дочерью, у которой в то время резались зубы, чтобы показать ей кое‑что интересное. И наконец, там, куда были направлены взгляды и пальцы всех присутствующих, я увидел мохнатую мультяшную мордочку с характерным блаженно‑обкуренным выражением.
– Смотри, Эви! – воскликнул я. – Коала!
Ноль реакции.
Кишечник коалы – это что‑то среднее между стерильным кишечником гусениц и перенаселенным человеческим чревом. Пятикилограммовая взрослая коала съедает более 500 граммов одного из 800 видов эвкалипта каждый день. Виды токсинов в этом растении, содержащем много клетчатки и мало белка, варьируются в зависимости от региона Австралии. В микробиоме коалы присутствуют специфические бактерии, способные нейтрализовать местные токсины, – благодаря им животное не погибает.
Пока мы петляли по бесчисленным тропинкам заповедника, наша маленькая дочь явно заскучала. Долго ждать слез и криков не пришлось, раскрасневшееся лицо Эви говорило об одном: пришло время подкупить ее едой. В тот момент мы переводили ее с грудного молока на твердую пищу. Мы часами месили ей фруктовые и овощные пюре, которые в итоге оказывались на полу. Через несколько лет на смену этим стараниям придут обеды «Хэппи Мил» и картофельные вафли. Коала, за которым мы наблюдали, тоже переходил на органическую пищу, но, надо сказать, немного иную.
Первые полгода детеныш коалы питается молоком матери и сидит в материнской сумке, где у него развиваются глаза, уши и шерсть.
В шесть месяцев детеныша отлучают от груди, правда, никто не предлагает ему пюре из органических фруктов. Вместо этого он, уткнувшись мордочкой в задний проход матери, стимулирует выработку жидкого кала. Эта кашица содержит уникальные бактерии, расщепляющие токсины, которые присутствуют только в местных видах эвкалипта. По сути, коалы проводят своим детенышам трансплантацию фекальных масс, снабжая их готовым, идеально сбалансированным микробиомом, необходимым для выживания.
Когда животных только привезли в Янчеп, их кишечная микрофлора не была приспособлена к местным видам эвкалипта. Смотрители, понимая, как происходит прикорм у коал, придумали гениальный план, позволивший новоприбывшим адаптироваться к западноавстралийским растениям. Они собрали фекалии коал, живущих рядом с теми же видами эвкалиптов в других частях Австралии, поместили их в кислотоустойчивые контейнеры и скормили особям в Янчепе. Естественно, микробиом коал изменился, и они смогли без проблем переваривать листья местных эвкалиптов. Можно сказать, смотрители зоопарка стали пионерами в области пересадки кала – в медицине ее начнут применять лишь десятилетия спустя.
В начале этой главы я описал ваш первый в жизни прием пищи как прекрасный подарок, который приготовила вам мама при рождении. Клинические исследования показали, что сочетание микробов в кишечнике оказывает колоссальное влияние на здоровье человека. Хотя это относительно новая концепция для медицины, коалы применяют ее на практике на протяжении 40 миллионов лет.
Кесарево сечение, спасшее жизнь тройняшкам Люси, также сопровождалось рисками. Поскольку Люси не преподнесла детям подарок в виде собственного микробиома, Джо, самый маленький из них, столкнулся с тяжелой кишечной инфекцией. Бактерия под названием