Я – суперорганизм! Человек и его микробиом
Шрифт:
Возможно, когда-нибудь более глубокое понимание информации, представленной этими «десятками видов, тысячами метаболитов и сотнями белков, относительное содержание которых меняется», позволит нам разрабатывать более индивидуализированные методики лечения. Пока же эту информацию нужно учиться использовать для постановки точного диагноза, что стало бы огромным благом для множества пациентов: ведь ранние симптомы трудно интерпретировать. Дело в том, что ранние симптомы болезни Крона (в том числе боли в желудке и диарея) часто вызывают у врачей мысль выписать больному антибиотики. Ну так вот это неудачная идея. Более широкое исследование, проведенное в 2014 году на примере американцев, у которых недавно диагностирована болезнь Крона, подтвердило, что у пациентов наблюдается меньшее видовое разнообразие микробов в кишечнике, зато повышено содержание микроорганизмов, которые, по-видимому, способствуют воспалению [114] .
114
Gevers, 2014.
Так что поиск универсальных, общеприменимых методов вновь возвращается к воспалительным процессам и тому факту, что воспаление может иметь неединственную причину, в частности, возникая как реакция на присутствие или деятельность каких-то бактерий в кишечнике. Служит ли взбудораженная микробиота «причиной» кишечных недугов? Скорее всего нет. Или, во всяком случае, она лишь одна из причин. Дальнейшие опыты на мышах позволили заключить: весьма возможно, что нарушение иммунной реакции нередко создает благоприятные условия для бактерий, способных развиваться в воспаленной толстой кишке, а это в свою очередь способствует усилению воспаления. В организме мышей с иммунными системами, подвергшимися разнообразным изменениям, способствующим развитию у этих зверьков язвенного колита, складывается характерный микробиом. Пересадите этот микробиом нормальным мышам, и они тоже заработают эту болезнь, хотя и не в столь острой форме.
Данная микробная смесь, вероятно, стимулирует воспалительные заболевания двумя путями. В смеси много видов, усиливающих иммунную активность. При этом в ней мало бактерий, способных усваивать сложные углеводы и в результате давать короткоцепочечные насыщенные жирные кислоты, которые оказывают успокаивающее действие на иммунные клетки, как я уже рассказывал в небольшой зарисовке о бутирате (см. главу 5).
Столь примечательная трансформация кишечного микробиома, делающая СВК заразной болезнью, относится к категории экспериментов, которые невозможно ставить на человеке. Однако результаты таких опытов заставляют предположить, что наш собственный микробиом с немалой вероятностью вовлекается в процесс поддержания СВК, едва заболевание начинает развиваться в организме. Из-за этого с недугом труднее бороться.
Микроскопический убийца миллионов?
Речь не только о кишечнике как таковом. Оказывается, кишечный микробиом вносит свой вклад в развитие некоторых факторов риска инфаркта и инсульта – сердечно-сосудистых заболеваний, которые являются наиболее частой причиной смерти в западном обществе. Большинство подобных связей довольно запутанны и имеют отношение к заболеваниям, возникновение которых нельзя объяснить какой-то единственной причиной, – к ожирению, диабету, хроническим воспалениям. Похоже, более непосредственную связь удается выявить благодаря одному недавнему открытию. Связь эта лишь подчеркивает тот тревожный факт, что не все кишечные бактерии приносят нам благо с химической точки зрения.
Некоторые бактерии кишечника, занимаясь своими метаболическими делами, превращают целый ряд потребляемых нами питательных веществ в соединение под названием триметиламин-N-оксид (ТМАО). Стэнли Хейзен из кливлендской клиники и его коллеги показали, что уровень содержания ТМАО в крови – хороший индикатор риска инфаркта и инсульта. Они выявили, что ТМАО способствует образованию тромбов в кровеносных сосудах мышей [115] .
Бактерии синтезируют ТМАО из различных компонентов пищи, в том числе из лецитина (фосфатидилхолина), имеющегося в яйцах и красном мясе, и из карнитина, входящего в состав мясных и молочных продуктов. Исследования Хейзена подтверждают, что бактерии определенно задействованы в синтезе ТМАО; удалось показать, что его концентрация в крови растет после потребления яиц, но не в том случае, когда едок предварительно прошел курс лечения антибиотиками. У вегетарианцев вырабатывается меньше ТМАО, даже если они потребляют карнитин. Это позволяет предположить, что прием в пищу мяса способствует росту численности бактерий, как раз и причиняющих такой ущерб.
115
Tang, 2013; Loscalzo, 2013.
Возможно, это объяснит тот факт, что у некоторых людей случается инсульт или инфаркт несмотря на относительно слабое проявление других факторов риска (скажем, незначительное изменение
Пока же можно сказать лишь, что подобные процессы – нежелательное добавление к тем путям, какими наш микробиом способен влиять на риск развития серьезнейшего заболевания. Впрочем, таких болезней гораздо больше.
Я растолстел из-за моих FIRMICUTES… Или причина в другом?
Что служит причиной лишнего веса? Мы твердо знаем одно: какая-то причина здесь точно есть. Одна из характерных и, возможно, не для всех приятных черт нашего времени – то, что сейчас впервые в мировой истории на нашей планете больше тучных людей, чем недоедающих. Цифры тревожны. По данным Национальной службы здравоохранения Англии, за 30 лет, с 1978 по 2008 год, доля тучных людей в стране утроилась – с 7 до 21 %. В США за тот же период эта доля выросла с 15 до 30 %.
Почему это происходит? За последнее время для нас стало доступно большее (по сравнению с былыми временами) количество «толстящей» пищи, да еще и новые ингредиенты, вроде кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы. Фастфуд – штука дешевая, вкусная; к тому же его состав хитроумно продуман так, чтобы нажимать нужные эволюционные кнопки, возникшие в ту пору, когда соль, жиры и сахар имелись вокруг человека в куда меньшем количестве. Сейчас же человек живет в среде, которую специалисты по здравоохранению именуют обесогенной, то есть ведущей к развитию ожирения. Термин столь же непривлекательный, как и некоторые последствия ожирения. Но и в наше время толстеют не все. Значит, те из нас, кому удается сохранить стройность, могут похвалить себя за силу воли? Или есть другие причины их великолепных форм?
Возможно, определенную роль играют гены. Многочисленные исследования показали, что у худых и тучных разные генетические варианты проявляются с разной частотой. Однако геном пока позволяет предсказывать, будет ли его обладатель тучным, лишь с точностью 58 % – не намного лучше, чем если бы мы просто подбрасывали монетку.
Все радостно возбудились, когда другое генетическое сканирование – кишечного микробиома – позволило делать более точные предсказания. Видовой состав микробных популяций у толстых и худых различен, причем даже более, чем их гены. Если изучать гены в микробиоме кишечника, можно увеличить точность прогнозов расклада «толстый/худой» до 90 %.
Значит, это ваши микробы делают вас толстым? Как уже нередко бывало, одно громкое открытие становится началом куда более запутанной истории. К сожалению, изучение кишечных микробов тех, кто уже страдает ожирением, не может показать, что случилось вначале – набор лишнего веса или изменение микробного состава.
Поскольку эта область стала активно развиваться лишь десяток лет назад, пока у нас нет результатов долговременного наблюдения за теми, кто набирал либо терял вес, где отслеживались бы изменения в их микробиомах, позволяющие разобраться, где причины, а где следствия. Пока у нас есть лишь результаты некоторого количества разнородных опытов на людях и растущего количества опытов на мышах. Кроме того, проводится переоценка данных, которые получены при долговременном исследовании детского развития; это помогает установить необходимые рамки для дискуссии. Дети, которым регулярно давали антибиотики в раннем возрасте, с большей вероятностью вырастают тучными. Это удалось обнаружить благодаря исследованиям «возрастных когорт», в ходе которых группы людей одного возраста (жителей Дании, Великобритании и Канады) наблюдались в течение десятилетий (начиная с самых ранних лет). Получаемые данные сопоставляли с подробными медицинскими записями. Самые яркие результаты показали канадцы: в изученной выборке у младенцев, которым прописывали антибиотики еще до годовалого возраста, в 12 лет ожирение отмечалось почти вдвое чаще, чем у тех, кому такие препараты не давали (соответственно 32 % и 18 %). Впрочем, это ничего не говорит нам о том, какие изменения в микробиоме могли бы стать причиной подобного результата. И здесь возникает очередная загадка. Когда исследователи провели сопоставление своих данных с другими факторами (в том числе весом при рождении, наличием/отсутствием грудного вскармливания, наличием/отсутствием лишнего веса у матери), для девочек эта разница исчезла, однако для мальчиков по-прежнему оставалась заметна [116] .
116
Azad, 2014.