Микробы? Мама, без паники, или Как сформировать ребенку крепкий иммунитет
Шрифт:
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.
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
Глава 2
Новооткрытый орган: микробиом человека
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.
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
Не все микробы дружелюбны, некоторых нужно избегать и уничтожать.
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.