Бретт Финлей, Джессика Финлей

Иммунитет к старению. Как использовать бактерии внутри и снаружи тела для здоровья и долголетия

B. Brett Finlay, PhD

Jessica M. Finlay, PhD

The Whole-Body Microbiome: How to Harness Microbes – Inside and Out – for Lifelong Health

© B. Brett Finlay, PhD, Jessica M. Finlay, PhD, 2019

© Люмина А., перевод на русский язык, 2020

© Оформление. ООО «Издательство «Эксмо», 2021

* * *

«Отец и дочь, Бретт и Джессика Финлей, взяли лучшее из огромного разнообразия самых современных исследований на тему возрастных изменений, здоровья и микробиома и написали полезный рассказ о том, почему триллионы микробов внутри нашего тела и на его поверхности (микробиом) необходимы нам для долгой и здоровой жизни. Книга «Микробиом всего тела» доступным языком рассказывает о профилактике и лечении различных заболеваний в ближайшем будущем, поэтому я рекомендую ее медицинским работникам и всем, кому не безразлично свое здоровье и здоровое старение».

– Алан Бернстайн, кавалер ордена Канады, кавалер ордена Онтарио, доктор философии, член Королевского общества Канады, президент и генеральный директор исследовательского фонда CIFAR

«Восхитительная книга, наполненная прекрасно проработанной научной информацией. Такую книгу нельзя пропустить. Она предлагает по-новому взглянуть на перспективы долголетия и хорошего самочувствия… Кто бы мог подумать, что источник вечной молодости забит микробами!»

– Дэн Бютнер, автор книги «Голубые зоны» (М.: МИФ, 2017), руководитель проекта Blue Zones Project, сотрудник National Geographic

«Революционно… Семья Финлей предлагает практичные, качественные и иногда просто шокирующие рекомендации, которым каждый из нас вне зависимости от возраста может начать следовать с сегодняшнего дня… Помогая микробам счастливо жить внутри тела и в окружающем пространстве, мы обеспечиваем комплексный подход к лечению и профилактике заболеваний».

– Доктор Марк Хайман, автор книги «Мозг. Обратная связь» (М.: Эксмо, 2010) и «Полюби другую еду – улучши тело и работу мозга» (М.: Эксмо, 2015).

Другие книги автора

Б. Бретт Финлей, кавалер Ордена Канады, профессор миробиологии, совместно с Мари-Клэр Арриетой, микробиологом, доктором философии

«Микробы? Мама, без паники, или Как сформировать ребенку крепкий иммунитет» (М.: Эксмо, 2018)

Посвящается Джейн и Мэтту

Давай состаримся вместе!

Ведь лучшее еще впереди…

– Роберт Браунинг

Предисловие

«Папа, а что делают микробы после 12 лет, то есть большую часть человеческой жизни? Вот что я хотела бы знать!» Мы всей семьей в отпуске, вышли из дома с первым лучом зари и бежим вдоль извилистого гавайского побережья. Чтобы отвлечь себя от зноя зарождающегося дня, мы обсуждаем книгу «Микробы? Мама, без паники»[1]. Книга Бретта в соавторстве с Мари-Клэр Арриетой только что вышла и представила общественности революционную идею: зачатие и воспитание детей в сверхстерильной обстановке не так полезны, как может показаться. Джессика, дочь Бретта и ученый в смежной с ним области, была в восторге от исследования и его результатов. Она искала способы приложения микробиальной науки к проблемам стареющего населения. Она выбрала для изучения эту демографическую группу во время обучения в аспирантуре. Бретт и прежде знал, что у дочери есть кое-какие мысли об этом. Кроме того, он много раз слышал разные варианты этого вопроса от коллег, друзей и из аудитории на встречах в поддержку книги. Люди спрашивали: «У меня уже есть дети, я не молодею. Что мне сделать для своего здоровья?»

Бретт, успевший обогнать Джессику на подъеме, посмотрел на нее через плечо и ответил: «Ну, нам известно, что микробиом кишечника напрямую связан с астмой, ожирением, сердечно-сосудистыми заболеваниями и другими серьезными проблемами со здоровьем. Но вот что самое удивительное: микробные сообщества оказывают воздействие на процесс старения даже в тех частях организма, которые находятся далеко от кишечника. Все нарушения, начиная от болезни Альцгеймера и заканчивая системным воспалением, обнаруживают связь с микроорганизмами». Тяжело дыша и периодически останавливаясь, чтобы окинуть взглядом фантастический вид, открывающийся на бухту, мы почувствовали, что начинаем размышлять в одном направлении. Весь остаток отпуска, если мы не занимались бодибордингом[2] и не ходили в походы (вам не кажется, что у нас чуточку многовато энергии?), мы неторопливо беседовали о микробах, здоровье, болезнях и перспективах взаимодействия микробиома с процессом старения. Так и родилась эта книга, посвященная началу завершающего этапа жизненного пути.

Шестидесятилетие Бретта приближалось с каждым днем, и мысли о преклонном возрасте стали посещать его все чаще. Перед лицом надвигающейся пенсии прежде незаметные и несущественные напоминания о старости овладели его сознанием. По утрам он ощущал некоторую скованность в мышцах, и у него назревал вопрос: «Как мне сделать так, чтобы я мог бегать и кататься на лыжах с детьми, а потом и с внуками, когда мне стукнет 70 или 80 лет?» У его коллег и друзей медленно, но верно тоже стали появляться признаки старения, их родителям уже перевалило за 80, поэтому дискуссии о возрасте заняли центральное место на наших семейных встречах.

Джессика вспоминает:

«Я тоже размышляла об этих вещах, но с совершенно с другой точки зрения. Когда я закончила университет в 22 года, то вдруг в первый раз в жизни почувствовала себя старой. Я переехала в другой город с новеньким дипломом бакалавра в руках и считала себя такой умудренной опытом и взрослой по сравнению со студентами-географами, которым читала лекции. В тот момент, когда местная социальная организация предложила мне вариант волонтерской работы со взрослыми, а не с детьми, мой жизненный вектор поменял направление. Я начала еженедельно посещать пожилых участников социальной оздоровительной программы и таким образом получила возможность ближе познакомиться с жизнью старшего поколения. Теперь у меня было гораздо больше научных данных, чем я могла бы получить во время визитов к бабушке с дедушкой. Однажды я увидела пожилую женщину с ходунками и тяжелыми пакетами продуктов, которая изо всех сил старалась перейти дорогу за отмеренное светофором время. Вдруг она начала приветственно махать старичку, который сидел на скамейке под тенистым деревом. Прежде незаметные, живущие как бы на втором плане люди преклонного возраста стали для меня главным интересом в жизни». Теперь Джессике 30, и она регулярно взаимодействует со старостью и смертью (чаще, чем обычный тридцатилетний человек). Получив докторскую степень по геронтологии, она стала штатным «экспертом по старению» в нашей семье. Друзья часто просят у нее совета, как сохранить красоту и здоровье кожи и волос, обеспокоенно указывая на первую седину и морщинки. Прежде веселые и беззаботные разговоры все чаще переходят в область обсуждения наиболее подходящего места для проживания на пенсии.

Эта книга представляет собой аккумуляцию наших общих изысканий на тему безболезненного приближения старости, а также продукт лично разработанной стратегии по правильному старению. Как ученым и исследователям нам интересно, что же ждет нас «там, дальше» с позиции научного подхода к процессу старения и его связи с микробиомом. После изучения и проработки огромного количества данных о текущих исследованиях мы смогли составить перспективный план для сохранения здоровья на долгие годы, который любой человек может начать осуществлять прямо сейчас. Кроме того, мы наметили направление для будущих исследований и развития прикладного использования нашей теории. По мере работы над исследованием мы сталкивались со множеством ошибочных и искаженных представлений о микробах и старении, которые мы развенчали и вынесли в рубрику «Миф/Факт».

Несмотря на то что нас называют докторами, мы не ведем прием больных. Термин «доктор» в нашем случае говорит об ученой степени (PhD) – мы занимаемся исключительно научными исследованиями. Мы не гериатры и не геронтологи: Джессика получила специальные знания и опыт благодаря общению с пожилыми людьми в рамках проведения географических и социальных исследований здоровья населения. Ее квалификация прекрасно дополняет исследовательский опыт Бретта в области биологии и микробиома человека. Советы и предложения, содержащиеся в этой книге, полностью основаны на результатах академических исследований. Авторы не предлагают строго следовать медицинским рекомендациям, помещенным в этой книге. Благодаря замечаниям экспертов и ссылкам на авторитетные источники читатели смогут разработать для себя подходящую диету, пересмотреть образ жизни и принять меры по оздоровлению организма.

Книга предлагает воспринимать старение как процесс, охватывающий всю жизнь. Нельзя проснуться однажды утром и понять, что старость вдруг наступила. В действительности мы аккумулируем здоровье, его сильные и слабые стороны, в течение всей жизни. Авторов интересует возможность контроля над процессом старения, поэтому мы надеемся, что сможем рассказать о новых и порой удивительных способах приручения микробов, обитающих вокруг и внутри нас, чтобы вы смогли войти в преклонный возраст здоровыми и энергичными.

Старость неизбежна. Дряхлость – по желанию.

Глава 1. Источник вечной молодости наполнен… микробами?

С момента появления на свет мы начинаем умирать. Старение – это универсальный и одновременно индивидуальный опыт. Он пугает нас и заставляет улучшать качество жизни. Наш вид живет все дольше и дольше (в развитых странах продолжительность жизни составляет более 80 лет), и у нас появилось больше времени на борьбу со старостью и смертью.

Несмотря на заверения врачей и рекламы, не существует способа «повернуть время вспять», но вполне возможно отсрочить неизбежное. Всем нам хочется найти способ продлить годы жизни и сохранить здоровым тело – этот сложный аппарат, состоящий из мышц, костей и множества других тканей; мы хотим сохранить и ум, слух, остроту зрения, даже внешность. Мистический источник вечной молодости, как говорят, возвращает юность всякому, кто выпьет из него или войдет в его воды. Начиная с V века до н. э. по всему миру обнаруживаются упоминания об этом волшебном месте. Их можно встретить и сегодня – мы продолжаем вечные поиски способа сохранить и восстановить молодость. Вместо того чтобы искать секретное место расположения чудодейственного эликсира на карте, мы ищем секрет вечной молодости с помощью науки. Полки в аптеках, продуктовых и косметических магазинах ломятся от антивозрастных продуктов: от сывороток и кремов, разглаживающих морщины, от специальных мазей для удаления пигментных пятен до витаминов и биологически активных добавок, дающих смутные обещания вернуть нам «сияние молодости».

Наука предлагает тысячи способов препятствовать процессу старения, например принимать антиоксиданты (сокращающие количество свободных радикалов, которые заставляют организм стареть на уровне клеток и тканей); ограничить потребление калорий (для увеличения продолжительности жизни и снижения риска развития возрастных заболеваний, что подтверждают эксперименты на крысах, мышах, рыбах, мухах, червях и дрожжах); подключить гормональные добавки для лечения симптомов менопаузы; воспользоваться огромным количеством дерматологических услуг и средств, среди которых ретиноиды, химические пилинги, дермабразия, ультразвук, лазерная шлифовка и косметическая хирургия. Множество этих методов расхваливают как нечто весьма современное и высокотехнологичное. Но самая действенная концепция в антивозрастной науке основывается на древнейших формах жизни на планете Земля – микробах.

В отличие от самых современных научных изобретений, которые мы используем для создания альтернативных омолаживающих средств, эти бактерии обитают на Земле уже более 3,5 млрд лет – с тех самых пор, когда наша планета еще была полностью покрыта водой, температура которой часто достигала точки кипения. Климат на Земле сильно изменился, но микробы тем не менее остались повсюду: в воздухе, которым мы дышим (именно они синтезируют кислород в атмосфере), на стуле, где вы сидите, и на продуктах в холодильнике. На самом деле только на ваших руках микробов больше, чем людей на планете!

Микробы неустанно сопровождают нас в течение всей жизни. Микроорганизмы, которых мы называем микробами, бывают нескольких видов. К ним относятся бактерии, вирусы, простейшие, микроводоросли и грибы. Мы привыкли винить их в появлении заболеваний (например, по-английски внезапное острое расстройство пищеварения называют «stomach bug» – желудочный микроб), и лишь совсем недавно стало известно, насколько они важны для нашей жизни и здоровья. Без микробов не было бы и нас.

Какое отношение микробы имеют к старению? Как оказалось, самое прямое. В организме человека проживают различные микробные сообщества – во всем теле, а не только в кишечнике. Эти сообщества влияют на мозг, зубы, кожу, сердце, кишечник, кости, иммунную систему, – словом, на все части тела и их функционирование в течение жизни. Самочувствие тоже напрямую связано с микроорганизмами, обитающими вокруг нас, – на телефонах, губках для мытья посуды, в комнатных растениях, на шерсти животных и рабочих поверхностях мебели. Если вы переезжаете в новый дом или уезжаете путешествовать за границу, то вступаете во взаимодействие с новыми микробными сообществами, которые могут изменить состояние микрофлоры вашего тела (в лучшую или худшую сторону). Почтовый индекс и местоположение лучше всего расскажут о состоянии вашего здоровья и возможной продолжительности жизни, в основе которых лежат миллиарды наших невидимых соседей: микробы. Если вы осознаете, что между вами и окружающим миром существует неразрывная связь, что вы не отгорожены от него своей кожей как кирпичной стеной, то сможете надолго сохранить здоровье, даже после того как изменятся ваш почтовый индекс и возраст.

Вы научитесь извлекать пользу из взаимодействия с внутренними и внешними микробами, чтобы сохранить здоровье десен, укрепить кости и мышцы, защитить мозг от болезни Альцгеймера и деменции. Из десятка самых распространенных смертельных заболеваний на территории Соединенных Штатов девять, как мы теперь понимаем, неразрывно связаны с микробами.

Показатель вовлеченности микроорганизмов в развитие смертельных заболеваний, распространенных в США

1. Сердечно-сосудистые заболевания – 633,842***

2. Рак – 595,930**

3. Хронические респираторные заболевания – 155,041**

4. Несчастные случаи (непреднамеренные повреждения) – 146,571

5. Инсульт (цереброваскулярные болезни) – 140,323**

6. Болезнь Альцгеймера – 110,561***

7. Диабет – 79,535***

8. Грипп и пневмония – 57,062***

9. Нефрит, нефротический синдром и нефроз – 49,959**

10. Преднамеренные самоповреждения (суицид) – 44,193 *1

Данные за 2015 год получены в Центре по контролю и профилактике заболеваний США (2017).

Звездочкой (*) помечена степень вовлеченности микроорганизмов в смертельные случаи, по оценке авторов.

*1 – микробиота тесно связана с развитием депрессии, которая является основной причиной суицида.

В ходе исследования мы подробно рассмотрим сложные переплетения связей между заболеваниями и микроорганизмами, населяющими тело человека, чтобы изменить ваше представление об их влиянии на старение и смертность. Мы будем двигаться от макушки к стопам – или, правильнее сказать, от кожи к мозгу, от ротовой полости к легким, от желудка к кишечнику и так далее – и наглядно продемонстрируем, как невидимый мир микробов внутри и снаружи питает наш организм, а также заботится о нашем здоровье и долголетии. Мы искренне уверены, что можно выстроить правильные отношения с микробами путем изменения образа жизни, корректировки питания и выполнения бытовых обязанностей. На месте невероятно стерильных жилых и общественных помещений в будущем мы видим комфортные жилые пространства, где найдется место нам и нашим микроскопическим сожителям. Атмосфера правильного старения должна учитывать здоровье и благополучие всех ее обитателей, в том числе и микробов.

Стареть вместе с микробами

Старение – это естественный процесс, который затрагивает всех биологических существ, но у одних видов он протекает быстрее, чем у других. С точки зрения биологии люди достигают расцвета в возрасте 12 лет. Другими словами, если физиология (то есть тело и его функции) остановится в развитии в этом возрасте, то человек сможет прожить более тысячи лет! После 12 лет шанс умереть удваивается каждые восемь лет.

Тем не менее сегодня наш вид с уверенностью оспаривает эти невеселые прогнозы. Мы беседовали с доктором Анной Мартин-Мэттьюс, профессором социологии в университете Колумбии, бывшим директором по научным исследованиям Института старения, открытого на базе Канадского института медицинских исследований. Она прокомментировала современную беспрецедентную численность пожилого населения Земли: «Я занимаюсь исследованием биологии старения более 40 лет. Мы не могли себе представить, как изменится наша наука из-за увеличения продолжительности жизни населения. Не так давно, всего десять лет назад, мы занимались исследованиями пожилых людей в возрасте 70 лет и престарелых в возрасте 80 лет. Сегодня же в своем окружении мы обнаруживаем 73-летнего человека с 95-летней матерью или 82-летнюю женщину, которая заботится о муже и о 105-летнем отце, который все еще жив!»

Наступление эры вакцинации, антибиотиков и улучшения санитарных условий, которая началась после 1900 года, ознаменовалось значительным сокращением детской смертности, а также смертности из-за инфекционных заболеваний. Люди во всем мире превратились в долгожителей: средняя продолжительность жизни в 1900 году составляла 31 год, а в 2016 году она увеличилась до 72 лет, при этом в Японии зафиксирован рекордный показатель, который доходит до 84 лет! Доктор Мартин-Мэттьюс отмечает, что число долгожителей (людей старше 100 лет) продолжает неуклонно расти по всему миру наряду с количеством супердолгожителей (старше 110 лет). В этом заключается одна из самых значимых социальных трансформаций XX и начала XXI века.

В то время как в каждой стране увеличивается доля пожилых людей, хронические заболевания (ожирение, диабет 2-го типа, астма и воспалительные болезни кишечника) тоже переживают небывалый рост. Хронические заболевания ограничиваются не только развитыми областями мира, они постепенно набирают силу и в развивающихся странах. Количество больных диабетом в развивающихся странах, например, предположительно, вырастет в 2,5 раза за 30 лет: в 1995 году от этого заболевания страдали 84 млн человек, а в 2025 их будет уже 228 млн. По оценке Всемирной организации здравоохранения, количество хронических заболеваний увеличится до 60 % к 2020 году с 41 % в 2001 году. Почти три четверти всех летальных исходов в 2020 году будут связаны с хроническими заболеваниями.

Конечно, это ухудшает качество жизни людей в возрасте. С точки зрения охвата, то есть, судя по количеству заболевших, сердечно-сосудистые заболевания и заболевания мозга, такие как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и деменция, находятся на пике распространения в нашем обществе. Но несмотря на 20 лет интенсивных исследований, доктор Мартин-Мэттьюс говорит, что пока не найдена «серебряная пуля», которая может побороть болезнь Альцгеймера и связанную с ней деменцию: «Сегодня исследования главным образом сосредоточены на мозге и его структурных изменениях. Тем не менее мы до сих пор не нашли эффективных методов лечения и профилактики этих заболеваний. Истратив миллиарды долларов инвестиций на исследования, мы пришли к осознанию того, что проблема гораздо сложнее, чем мы думали прежде. Нам определенно нужно искать ее решение где-то еще. Скорее всего, свою роль здесь играет микробиом; возможно, мы найдем способ лечения мозга, если заглянем в кишечник и другие области распространения микробов». Доктор Мартин-Мэттьюс подчеркивает, что она не эксперт в области микроорганизмов.

Тем не менее как социолог и исследователь в области общественных наук она уверена в возможном влиянии микробов на процесс старения. Микроорганизмы, которые воздействуют на мозг и на другие части тела, пребывая и внутри нас, и в окружающем пространстве, предлагают обширное поле для исследовательской деятельности, к тому же их изучение позволяет лучше понять механизмы старения. Исследователи уже обнаружили прямую взаимосвязь между микробиомом и такими заболеваниями, как ожирение, диабет 2-го типа, астма и воспалительные заболевания кишечника. Кроме того, они нашли связующую нить между нормальными физиологическими возрастными изменениями (например, потерей костной и мышечной массы, появлением морщин) и действием микроорганизмов. Их исследования затрагивали не только главную микробную цитадель в кишечнике, но и другие не менее важные области организма, такие как мозг, сердце и кости. Такие исследования проводились и в местах социального взаимодействия: больницах и домах престарелых. Мы считаем, что, имея достоверное представление о микробах, мы научимся извлекать пользу из взаимодействия с ними, чтобы сохранить здоровье и жить дольше.

В болезни и в здравии: микробы – наши верные спутники

Наши тела и пространство вокруг нас населяет больше микробов, чем мы можем себе представить; только в нашем организме присутствует как минимум столько же клеток бактерий, сколько человеческих клеток. Между каждой поверхностью тела и внешним окружением находятся слои микроорганизмов, не только между вашей кожей и этими страницами, но еще и между воздухом, который вы вдыхаете, и клетками легких. Обычно мы мирно сосуществуем, но наша область взаимодействия с микробами находится в сильной зависимости от изменений в окружающем пространстве. Потенциально в любую секунду наш микробиом может измениться, а с ним изменится и состояние нашего здоровья.

Микробы играют особенно важную роль в первые несколько лет детства и в старости. Сожительство с микроорганизмами начинается в момент прохождения через родовой канал, где на нас набрасывается масса бактерий. Затем мы получаем регулярную дозу микробов от матери через грудное вскармливание и контакт с ее кожей. Эта микробная «пилюля» закладывает основы нашей иммунной системы, создает условия для развития мозга и формирует наши пожизненные отношения с микроорганизмами. В результате ко времени совершеннолетия в нашем кишечнике насчитывается более 500 различных видов микробов. Микробиом окончательно формируется в возрасте двух-трех лет.

Микробы помогают расщеплять пищу в пищеварительном тракте, получать энергию и всасывать питательные вещества. Они поддерживают функционирование иммунной системы и защищают от патогенов, с которыми мы вынуждены постоянно контактировать. Однако с возрастом роль микробов в нашем организме меняется. У людей старше 70 лет микробные сообщества полностью отличаются от тех, которые населяли их организм в молодые годы. Состав микробиоты претерпевает изменения, что сказывается на здоровье пожилых людей. Как мы вскоре убедимся, с возрастом повышается, например, количество микробов, вызывающих воспаление, и уменьшается численность полезных микробов, что приводит к кризису иммунной системы. В результате во всем организме начинают развиваться слабо выраженные воспалительные процессы, которые разрушают ткани тела. Этот процесс называется инфламэйджинг (от англ. inflammaging, составленного из двух слов: inflammation – воспаление и ageing – старение. – Прим. науч. ред.) – старение вследствие воспалительных процессов. В этих условиях организм сильнее подвержен развитию заболеваний, и в целом здоровье человека становится слабее. Наука совершила величайшее открытие, признав за микробами главную роль в процессе общего ухудшения состояния тела человека с течением времени – это открытие полезно для всех без исключения. Теперь мы знаем, что в зрелом возрасте нам необходимо заботиться о своих микробах и улучшать их «жилищные условия».

Ученые определили, что долголетие на 25 % зависит от генов и на 75 % – от состояния окружающей среды. Это очень серьезное заявление: значит, у нас есть возможность взять под контроль большинство факторов, которые влияют на наше здоровье и продолжительность жизни. Если у ваших родителей рак, не спешите сдаваться, хотя вполне возможно, что вы унаследовали гены, повышающие вероятность развития этого заболевания. Ваше будущее в большей степени зависит от условий, в которых вы живете. Когда мы говорим об «окружающей среде» как о живом организме, который находится в непосредственном контакте с телом человека, мы прежде всего имеем ввиду микробов.

Для микробиома вполне естественно переживать спад по мере приближения преклонного возраста хозяина, однако сегодня этот процесс коренным образом изменился, так как мы превратили современную окружающую среду в поле священной битвы с опасными «возбудителями». Тот факт, что некоторые бактерии и вирусы могут вызвать заболевания, не подвергается сомнению. С ними человек и ведет извечную борьбу – с возбудителями пневмонии, гриппа и кожных инфекций. Но мы чересчур увлеклись этой борьбой, а теперь страдаем от ее нежелательных последствий: мы с огромным энтузиазмом и высокой скоростью уничтожаем важнейшие микроорганизмы, которые необходимы нам для долголетия.

В XIX веке основатели микробиологии обратили все внимание на выявление микроорганизмов, которые вызывают развитие инфекционных заболеваний, в том числе холеру, туберкулез и диарею. Ученые нашли «возбудителей» бешенства, сибирской язвы и других инфекций, вследствие чего началась охота на болезнетворных микробов. Все изменилось к середине XX века. Люди изобрели антибиотики, чтобы обезопасить себя от болезнетворных микроорганизмов. Эти чудодейственные лекарства спасли миллионы жизней, а также определили регламент взаимодействия с микробами: уничтожить всех до единого, а не пытаться научиться жить с ними в гармонии, которая царила на протяжении всей человеческой истории. Другие изобретения, такие как антисептики для рук, противомикробные ополаскиватели рта и антибактериальные средства бытовой химии, стали неотъемлемой частью нашего быта. «Если чистота – это хорошо, то чистящие средства должны быть еще лучше!» – эти призывы звучали на каждом углу, взирали на нас с рекламных плакатов и одолевали через телевизионную рекламу. Находясь в восторге от собственного превосходства над невидимыми глазом микробами, мы не понимали, что подвергаем себя опасности эпидемии.

Стоит только взглянуть на современное общество, как сразу становится понятно, что набор заболеваний сегодня совсем не тот, что был 100 лет назад, когда главными убийцами человечества были инфекции. Ожирение, диабет, воспалительные заболевания кишечника, аллергии и астма – вот всего несколько примеров последствий нашей войны с микробами. Это произошло потому, что антибиотики не убивали только «плохих» микробов, они попутно уничтожали и «хороших». Вот почему лечение антибиотиками может вызвать диарею, расстройство пищеварения и даже инфекции мочевыводящих путей. Прием антимикробных препаратов помогает избавиться от возбудителей болезни, но при этом оставляет организм незащищенным от других заболеваний из-за сокращения численности полезных микроорганизмов. Мы называем это состояние «санитарным похмельем» или тяжкой расплатой «на утро» за почти столетний кутеж с антимикробными препаратами.

Более того, в нашем чересчур гигиеничном мире значительно сократилось общее количество микробов, с которыми мы можем вступать в контакт. Каждое последующее поколение взаимодействует с меньшим разнообразием видов микробов и других организмов, чем предыдущее. Все больше людей проводят основную часть своей жизни в продезинфицированных помещениях с климат-контролем. Потребность человеческого организма работать в естественной для него обстановке, то есть в обильной и разнообразной микробной среде, не удовлетворяется, что ставит под удар непрерывный процесс эволюции и здоровье каждого отдельного человека.

Мы развивались миллионы лет совместно с нашими невидимыми спутниками, но всего через два или три поколения многие из них окажутся на грани вымирания.

Книга о микробах: план местности, которой нет на карте

Чего ожидать от наступления старости? Хотя существует целая индустрия для подготовки будущих родителей, лишь ограниченное число источников дает информацию о подготовке к старости. Ежедневно все больше молодых людей, медицинских работников, бэби-бумеров и членов семьи, глядя на стареющих близких, начинают активно искать сведения и обращаться за рекомендациями. В основном мы ищем ответы на онлайн-ресурсах и в других источниках недостоверной информации о старении. Количество научных и проверенных ресурсов пока остается очень ограниченным – по этой причине мы решили взяться за написание этой книги. Мы не предлагаем читателям исчерпывающую и полноценную картину специфической роли микробов в процессе старения. Мы намереваемся дать каждому представление о том, с чего начать улучшать здоровье и благополучие в любом возрасте.

В каждой главе мы будем заниматься исследованием удивительного невидимого мира микробов и их функций в каждой крупной системе человеческого организма. Мы предоставим современные, научно обоснованные данные о влиянии системных микробов на процесс старения. Кроме того, мы предложим вам рекомендации по оздоровлению образа жизни и дадим простые советы, которые принесут пользу в любом возрасте – от 18 до 80 лет – и помогут войти в преклонный возраст с огромным запасом здоровья. На некоторые вопросы найти ответы нам помогут ведущие врачи-специалисты и ученые-исследователи, чтобы углубить наше понимание влияния микробиома на различные сферы жизни. Большинство из них не являются экспертами в микробиологии – среди них есть врачи-терапевты, стоматологи, медико-биологические исследователи, специалисты в области общественного здравоохранения и социальные исследователи, которые наряду с выполнением профессиональных обязанностей стараются улучшить и собственное самочувствие.

Мы, авторы книги, – оба ученые, и все материалы взяты из современной научной литературы. Каждую главу мы сопровождаем списком научных публикаций, опираясь на которые мы развили свои идеи. В списки вошли не все материалы – мы прочли более сотни публикаций по тематике каждой главы, – в них мы указали самые основные статьи и доклады, которые охватывают наиболее значимые аспекты проблемы. Если у вас появится желание познакомиться с оригинальной научной литературой, то мы рекомендуем зайти на сайт PubMed (ncbi.nlm.nih.gov/pubmed), где можно найти литературу о медицине и биологии, а также рецензируемые статьи и доклады на английском языке. Некоторые статьи находятся в свободном доступе, в других случаях нужно заплатить журналу для получения полной статьи. Хотя в обычных библиотеках материалы можно получить бесплатно.

В следующих главах мы обсудим несколько ключевых понятий. Во-первых, мы познакомим вас с новыми сведениями по микробиологии, которые заставят вас изменить представление о современной медицине. Однако наше направление еще очень молодое, ему от силы десять лет, поэтому пока у нас больше вопросов, чем ответов, особенно в том, что касается прикладного использования полученных знаний. Как обычно бывает с новой сферой научного знания, корпус информации часто включает в себя противоречивые результаты исследований и неоднозначные открытия, которые затрудняют подробный анализ. То же можно сказать о микробиологии из-за личных особенностей каждого индивидуума. Тем не менее мы обнаружили множество перекликающихся тем во всех проработанных исследованиях, например положительное воздействие разнообразия кишечной флоры на состояние здоровья и влияние микробиома на воспалительные процессы во всех отделах организма. Наша цель заключается в том, чтобы синтезировать и сжать огромный объем полезной информации, чтобы ее можно было легко воспринять и применить в жизни.

Во-вторых, мы сконцентрировали свое внимание на участии микробиома в процессе старения – эта концепция еще ни разу не освещалась в популярной медицинской литературе. Мы считаем, что это серьезное упущение, так как многочисленные рекомендации из нашей книги по обращению с микробиомом позволят вам сохранить здоровье в преклонном возрасте. Сперва вам может показаться, что эта информация касается людей, скажем, в возрасте за 60 лет. Однако здоровое старение – это процесс, охватывающий всю жизнь. Ваш образ жизни в 20 лет отразится на вашем благополучии спустя несколько десятилетий. Помните, как вы в 22 года потянули лодыжку на баскетболе, а теперь она мешает вам спокойно жить в 70 лет? Эта книга ориентирована на тех, кто хочет заботиться о своем здоровье в долгосрочной перспективе.

В-третьих, как мы уже говорили, микробы живут повсюду – внутри организма и в окружающей среде. Почти все внимание до сих пор уделялось микробам кишечника. Несомненно, они принимают участие во всех функциях организма. Однако теперь мы начинаем понимать, что микробы, обитающие в других частях тела, также вносят свой поразительный вклад в укрепление здоровья, развитие заболеваний и в процесс старения. Большие микробные сообщества счастливо обитают в ротовой полости, на коже и в органах мочеполовой системы – они, как и кишечные микроорганизмы, тоже производят химические вещества и выполняют другие действия, сказывающиеся на различных функциях организма. По данным последних исследований, микробиом, например, на треть контролирует уровень ЛПВП-холестерина и на четверть – индекс массы тела (ИМТ). Мы можем воспользоваться этими знаниями для разработки индивидуальных программ питания под микробный профиль конкретного человека.

В своей книге мы постарались охватить как можно больше отделов организма, чтобы лучше понять суть процесса старения и рассмотреть ключевые особенности образа жизни и питания, которые помогают поддерживать здоровье микробиома. Вы заметите, что некоторые главы перекликаются друг с другом, потому что между отдельными органами тела существует объективная связь, например микробиом кишечника влияет на работу мозга. Также мы обсудим микроорганизмы, которые окружают тело человека, то есть обитают в доме или на поверхности телефонов, и напрямую влияют на состояние микробиома тела. Жители Северной Америки в среднем проводят почти 90 % своей жизни в помещении. Современные санитарно-гигиенические нормы для жилых и общественных учреждений – особенно больниц и домов престарелых – создают условия для возникновения сверхстойких патогенов, а не поддерживают развитие полезных микроорганизмов. Ограничение контакта с важнейшими микробами привело к сокращению разнообразия и численности некоторых микробных линий в организме человека. Мы поставили главу о микроорганизмах кишечника только в середине книги, тем самым желая подчеркнуть важность микробиома всего тела для здорового процесса старения. Имеет значение не только микробиом кишечника, о котором мы слышим почти ежедневно.

Открывая эту книгу, вы отправляетесь в увлекательное путешествие по новейшей вселенной организма человека. Микробиом сегодня называют новым органом тела, и функции этого органа наука только начинает узнавать. Мы надеемся, как надеются все ученые, работающие в нашей сфере, что с помощью науки о микробиоме сможем устранить десяток самых распространенных смертельных заболеваний или как минимум сократить количество случаев возникновения этих заболеваний.

Мы уверены, что после прочтения этой книги вы увидите мир другими глазами. Вы начнете задумываться, прежде чем делать покупки в продуктовом магазине, садиться за обед, чистить зубы, печатать текстовое сообщение, мыть руки и счищать землю со свежесобранной моркови. Мы надеемся, что это путешествие окажется для вас таким же веселым и познавательным, каким оно было для нас. Мы верим, что у вас получится принять микробов в качестве верных помощников и спутников жизни.

Глава 2. Ваши сияющие микробы: микробиом кожи

Всем нам хочется прожить долгую, здоровую и полноценную жизнь. Но при этом мы не желаем, чтобы долгая жизнь оставляла следы на лице и коже. Используя разные средства от красок для волос и антивозрастных кремов до ботокса и хирургических подтяжек лица, мы стараемся найти способ сохранить молодость. С возрастом кожа становится тоньше, и из-за этого растет риск ее возможных повреждений. Несмотря на угрожающее количество потребительских продуктов и домашних рецептов для сохранения молодости кожи лица и тела, антивозрастная терапия не всегда дает однозначные результаты. Попытки «повернуть время вспять», избавиться от пагубных последствий загара и уменьшить количество морщинок и возрастных пигментных пятен в целом сегодня зашли в тупик. Ретиноиды, которые считаются наилучшим антивозрастным средством, известны с 1980-х годов, а новейшие исследования в области других наружных косметических средств, таких как увлажняющие кремы и сыворотки, по большей части не дали никакой новой информации. Сегодня нам крайне необходим новый метод ухода за возрастной кожей.

Долгие годы в соответствии с общепринятыми нормами мы пользовались антибактериальными средствами, чтобы убивать вредные бактерии, которые частично считались повинными в появлении прыщей и раздражений, старении и кожных заболеваниях. Однако исследователи выяснили, что эти токсичные антибактериальные средства в большинстве случаев гораздо опаснее для кожи и ее здоровья, чем любые возможные бактерии. Теперь мы понимаем, что микробы играют важную и в основном положительную роль для здоровья кожи: они помогают избавиться от морщин, сухости, устранить последствия солнечных ожогов, повысить сопротивляемость инфекциям, акне и устранить неприятный запах тела. В отличие от убийственных антибактериальных средств микробы сохраняют кожу здоровой и сильной: они изменяют и обучают нашу иммунную систему, а также борются с болезнетворными патогенами. Этот процесс обозначают техническим термином «конкурентное вытеснение», в ходе которого резидентные микробы оккупируют любую возможную для заселения патогенами область и пытаются подавить патогены, лишив их прокорма и места обитания. В результате мы можем говорить о потенциально эффективных микробных методах восстановления молодости кожи, даже после появления признаков повреждений. Правильное понимание работы микроорганизмов позволяет разрабатывать новые способы красивого старения изнутри и снаружи.

Красота на поверхности

Наши тела целиком покрыты микробами. На каждом квадратном сантиметре кожи обитает около одного миллиона бактерий, принадлежащих к сотням различных видов. На коже находится четвертая по величине коллекция микроорганизмов, ее опережают только кишечник, ротовая полость и влагалище. Взгляните на свои руки – только на одной ладони насчитывается 150 видов микроорганизмов. Хотя мы привыкли воспринимать свою кожу как однородное внешнее покрытие, с точки зрения микробов она состоит из совершенно разных климатических зон: теплых и влажных «тропиков» в паху, под мышками, в пупке и между пальцами на ногах, и засушливых «пустынь» на предплечьях, ягодицах и кистях рук. Мы пока не знаем, почему, но сухие участки кожи населяет наибольшее количество видов микробов, хотя их численность невелика (как и растениям, микробам нужна влага для роста). Состав микробов отличается на левой и правой сторонах тела. По данным одного исследования, у левого и правого предплечий 68 % общих микробов, а у кистей рук – только 17 %. Может показаться, что это пугающая разница, но на самом деле все вполне разумно: за последние пять минут какой рукой вы пользовались, чтобы взять ручку, почесать голову или напечатать сообщение на телефоне? Разными руками мы трогаем разные предметы и поверхности, а предплечья в основном взаимодействуют с одним и тем же.

Чем эти многонаселенные колонии кожных микробов для нас полезны? Кроме того, что они вытесняют плохих микробов, они умеют производить молекулы для борьбы с особыми патогенами. Большую часть времени они тихо заняты своим делом – расщепляют жиры и другие молекулы, вырабатываемые кожей, чтобы получить пищу и стать сильнейшей защитной линией нашего организма. Чтобы хорошо справляться со своими обязанностями, они взаимодействуют с иммунной системой и докладывают ей о состоянии кожного покрова. Поэтому иммунная система своевременно реагирует на угрозы и защищает организм от инородных захватчиков.

Микроб, который олицетворяет эти концепции, называется Cutibacterium acnes (C. acnes, ранее известный как Propionibacterium acnes). Он получил свое название из-за способности вызывать акне. Микроб расщепляет триглицериды (жиры) из кожного жира – секрета сальных желез кожи. После расщепления этих молекул появляются жирные кислоты, которые окисляют кожу. Кислотность необходима для устранения патогенов, таких как Staphylococcus aureus (S. Aureus, золотистый стафилококк), которые вызывают кожные инфекции. В основном бактерии предпочитают для жизни нейтральный рН. Кожа людей с атопическим дерматитом (воспалительным кожным заболеванием) обладает низкой концентрацией полезных микроорганизмов и высокой численностью патогенных S. Aureus.

Другой распространенный обитатель кожного покрова, Staphylococcus epidermidis (S. Epidermidis, эпидермальный стафилококк), работает нам на пользу и секретирует молекулы, которые убивают патогены, подобные S. Aureus и стрептококкам группы А, – это патогенные бактерии, которые вызывают разнообразные заболевания, от незначительных кожных инфекций, прыщей, целлюлита, атопического дерматита, гнойничков и ангины до смертельно опасных заболеваний вроде пневмонии, эндокардита и сепсиса. Результаты недавних исследований показали, что некоторые хорошие кожные микробы, в том числе S. Epidermidis, секретируют антимикробные пептиды для убийства конкурирующих соперников на поверхности кожи. Ученые выяснили, что при помещении этих полезных микробов на кожу пациентов на д24 часа численность S. Aureus (патогенов) уменьшается. Отсюда можно сделать вывод о том, что мы можем преследовать личную выгоду в этой извечной микробной борьбе на поверхности кожи. Но если мы потеряем полезных микробов, мы утратим их защитную функцию.

Конечно, нет особого интереса в том, чтобы угадывать возраст собеседников по состоянию кожи лица, но с микробной точки зрения эта задача решается очень просто. Так как микробы являются верными спутниками старения кожи и подстраиваются под постоянно изменяющиеся условия окружающей среды, мы можем назвать возраст человека по анализу мазка с кожи лба. Примечательно, что люди старше 50 лет обладают совершенно другим микробным набором по сравнению с молодежью. Ученые только начинают искать ответы на вопросы, почему микробиом кожи изменяется и теряет разнообразие с возрастом. Какова бы ни была причина, сам факт указывает на необходимость укреплять и поддерживать развитую экосистему микробиоты кожи в течение всей жизни.

Косметические компании обратили внимание на этот факт: сегодня можно найти потребительские продукты для ухода за кожей, которые включают в себя самые современные разработки микробиальной науки для наружного применения. На момент написания этой главы компания L’Oréal, например, запатентовала несколько бактериальных лечебных средств для сухой и чувствительной кожи; Estée Lauder запатентовали маску-аппликацию с Lactobacillus plantarum; а Clinique продает основу под макияж с ферментами Lactobacillus. Продукт La Roche Lipikar Baume AP, который применяют для лечения экземы и других заболеваний при сухости кожи, также имеет в своем составе бактериальные добавки, которые помогают восстановить здоровье микробиома кожи и снять зуд. Ищите эти средства и следите за выходом новых косметических линеек по уходу за кожей, содержащих в составе микробов.

Несмотря на прогрессивное развитие, доктор Грег Хиллебранд, старший дерматолог-исследователь компании Amway (глобальной корпорации в сфере красоты и здоровья), уверен, что нам все еще необходимо искать новые методы ухода и лечения стареющей кожи. «Поток инноваций в области антивозрастной косметики переживает спад. Традиционные наружные средства, такие как увлажняющие кремы, сыворотки и эссенции, содержат активные ингредиенты, нацеленные на предупреждение или устранение признаков старения. Ретиноиды как класс активных ингредиентов остаются «золотым стандартом», хотя известны в косметологии с 1980-х годов. На микробиоте кожи сегодня сосредоточено наше главное внимание, так как мы видим в ней новую возможность прорыва в области решения проблем стареющей кожи». Доктор Хиллебранд с энтузиазмом говорил об использовании микробов еще в 1995 году. Его бывший работодатель, компания Procter and Gamble, организовал ему командировку в Японию для изучения качества и эффективности престижной марки косметики. Она производилась на основе концентрированных грибных ферментов – культивированных, обработанных и очищенных до состояния эссенции. «Мои коллеги в то время вообще не верили в успех этой косметики; они все считали ее надувательством. Я провел в командировке несколько месяцев, когда мой директор из США решил приехать лично и узнать, как идут дела. Я был готов с радостью поделиться успехами и новыми идеями с ним и нашим вице-президентом. Я рассказал им, что, по моим соображениям, ферментированная отфильтрованная жидкость, по-видимому, благоприятным образом модулировала бактериальный состав на коже лица, но механизм этого действия был пока не до конца ясен. Я предполагал, что использование косметического продукта изменяет композицию бактерий, скорее всего, поддерживая жизнь полезных, а не вредных штаммов». В 1995 году мы еще не мыслили категориями «хороших» и «плохих» бактерий – мы просто не считали микрофлору кожи важным элементом. И естественно, мы не выращивали бактерии специально на пользу коже. Поэтому не удивительно, что реакция директора доктора Хиллебранда на эту новаторскую идею была более чем сдержанной.

К счастью, доктор Хиллебранд продолжил исследовать свою интуитивную догадку. И уже сегодня он занимает ведущую должность в отделе клинических исследований и тестирования продуктов компании Amway, ориентированном конкретно на изучение микроорганизмов. В основном его команда занимается сбором данных для углубления знаний об этой пока совсем не изведанной отрасли науки. Например, компания Amway установила клинический контрольный пункт в Гранд-Рапидс, городе в штате Мичиган, на время большого культурного события. По расчетам ученых, мероприятие должно было привлечь множество зрителей всех возрастов. Команда Amway получила образцы микробиома сотен посетителей фестиваля: они брали мазки с волосистой части головы, лба, предплечий, а также из носовой и ротовой полости. Образцы разительным образом отличались друг от друга по составу микробных сообществ, особенно эти различия были связаны с возрастом людей. Составляя описание этих образцов, доктор Хиллебранд увлекся перспективами использования различных микроорганизмов для улучшения состояния внешнего вида и здоровья возрастной кожи.

Пока его идея только набирает обороты, он допускает, что концепция ухода за бактериями в противоположность их уничтожению сегодня звучит настолько же странно, как открытие революционного наружного средства для кожи 30 лет назад. Но он не теряет оптимизма: «Обладая знаниями о микробиоме, мы можем совершать реальные шаги. Осталось только точно выяснить, как можно применить науку о микробиоме для разработки инновационных и наиболее эффективных средств для ухода за кожей».

Откажитесь от антибактериального мыла

Одно из основных положений науки о микробиоме, которое часто упоминается в этой книге, заключается в том, что нам нужно сделать свою жизнь менее стерильной. Между банальной гигиеной и чрезмерной санитарной обработкой существует четкая граница. При уходе за больными или престарелыми людьми принято и даже настоятельно рекомендуется дезинфицировать руки. Диспенсеры с антибактериальными средствами для обработки рук встречаются в приемных отделениях домов престарелых, больницах и поликлиниках, где распространение бактерий может привести к катастрофе среди пациентов, которые страдают от серьезных заболеваний и обладают ослабленным иммунитетом. Каждый день в Соединенных Штатах Америки примерно один из 25 пациентов медицинских учреждений подхватывает как минимум одну инфекцию, пока лечится от совершенно другого заболевания.

Но часто и совершенно необоснованно нас побуждают использовать антимикробные чистящие средства и дезинфицирующие спреи каждый день якобы для предотвращения распространения инфекций. Посетите любое туристическое место или зайдите в ресторан, и вас тут же сурово атакуют антисептиками для рук. По последним сообщениям о безопасности и эффективности антибактериального мыла и средств для рук, собранным Управлением США по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), антисептики не останавливают распространение микробов, как мы привыкли думать. Более того, по заключению FDA, компании больше не могут продавать «антибактериальные» средства для умывания, которые содержат определенные ингредиенты (самыми популярными из которых являются триклозан и триклокарбан), так как производители не могут дать достаточной информации об их эффективности и безопасности при ежедневном использовании в долгосрочной перспективе.

Миф. Антибактериальное мыло необходимо для антисептической обработки рук.

Факт. Для этой цели не нужно использовать антимикробное мыло: обычное мыло и правильная техника мытья рук гораздо лучше помогают удалить микробов.

Постоянное мытье антибактериальным мылом серьезно повреждает микробиоту кожи рук, что в результате вызывает раздражения на коже, различные нарушения и способствует появлению инфекции. По некоторым данным, эти продукты в долгосрочной перспективе приносят больше вреда, чем пользы, как отдельным людям, так и всей популяции, создавая сильные, устойчивые штаммы бактерий.

Спиртосодержащие антисептики для рук убивают большую часть микробов на руках, как хороших, так и плохих. Однако они не в состоянии убить споры Clostridium difficile (C. difficile) – это распространенный патоген, обитающий в медицинских учреждениях, который вызывает сильную диарею и другие осложнения. Чтобы избавиться от спор, нужно всего лишь помыть руки с обычным мылом! Из-за распространения C. difficile доктор обязан осматривать пациентов в перчатках и мыть руки до и после приема. Одного использования перчаток недостаточно, чтобы предотвратить распространение инфекции. Поразительно, но, по данным Центра по контролю и профилактике заболеваний США (CDC), медицинские работники моют руки в два раза реже, чем им полагается это делать. Пациенты и близкие должны помогать им и вежливо напоминать о том, что сотрудники медицинских учреждений должны мыть руки и подавать хороший пример другим. Это простое действие лучше всего препятствует распространению болезней и вредных микробов.

Рекомендации по мытью рук от Центра по контролю и профилактике заболеваний США (CDC):

• перед приготовлением и приемом пищи;

• перед тем как трогать глаза, нос и рот;

• перед и после смены бинтов и повязок на ранах;

• после посещения туалета;

• после высмаркивания, откашливания и чихания;

• после соприкосновения с поверхностями в больнице (например, спинка кровати, прикроватный столик, дверные ручки, пульты).

Если у вас нет доступа к мылу и воде или вам приходится пользоваться антисептиком для рук, – например в домах престарелых эта практика обязательна для всего персонала, то ученые рекомендуют выбирать антисептики на основе спирта в концентрации не менее 60 %. Нанесите средство на руки и потрите их друг о друга, стараясь обработать всю поверхность, пока руки не станут сухими. На это уходит примерно 20 секунд. Правило от FDA об использовании антибактериального мыла не распространяется на лечебно-профилактические учреждения, поэтому, находясь там, попросите предоставить вам необходимое средство гигиены.

Око за око

Почему люди, которые постоянно носят контактные линзы, сильно подвержены риску развития глазных инфекций? Скорее всего, дело в хрупком равновесии микробиома глаза и последствий для него после контакта с кожей. Если бактериальные организмы, которые представлены на контактных линзах, вытесняют естественную микробиоту глаз, то они теряют способность эффективно противостоять инфекциям. Бретт провел следующий эксперимент в аспирантуре: он вымыл одну свою линзу в обычном растворе и ферментативном очистителе – так линзы промывали много лет назад – и положил ее под мощный растровый электронный микроскоп. Он ужаснулся тому, что ему пришлось увидеть! Вместо идеально чистой поверхности линзы он увидел плотный покров из микроорганизмов. Это был тот самый момент, тогда Бретт впервые увидел биопленку своими глазами. Само собой, увиденное навсегда отпечаталось в его памяти – особенно явно эта картина проявляется, когда он каждое утро надевает линзы.

Существует прямая связь между инфекциями, связанными с ношением контактных линз, и возрастом человека. Так как с возрастом зрение ухудшается, для коррекции зрения многие переходят на использование контактных линз вместо очков. В это время у микробиома рук и глаз повышаются шансы на обмен бактериями. В ходе эксперимента, в котором приняли участие 20 волонтеров, ученые выяснили, что микробиота глаз людей, носящих контактные линзы, имеет больше сходства с микробиомом рук, чем со стандартной микробиотой глаз. Другими словами, постоянное моргание и выделение слез, в которых содержатся естественные антимикробные вещества, помогают поддерживать микробиоту глаз. Регулярное соприкосновение рук с глазами расшатывает ее тонкий баланс.

Главное, нужно помнить о том, что на влажной оболочке контактных линз обитают микробы, которые создают биопленку. При нормальных условиях поверхность глаза легко справляется с этими патогенами. Однако при наличии травмы, в послеоперационный период, во время болезни и, что характерно, в преклонном возрасте глаза становятся более уязвимыми. Крайне важно мыть руки перед тем, как надевать или снимать контактные линзы, а также тщательно промывать сами линзы и контейнер в специальном растворе для линз (в нем содержатся вещества, которые ингибируют рост микроорганизмов). Не думайте, что вас это не касается, если вы носите линзы от случая к случаю: организмы, которые попадают на линзы с кожи рук, если снять их и не промыть в дезинфицирующем растворе, могут размножаться и долгое время обитать в контейнере.

Ученые наносят антимикробные покрытия на биомедицинские устройства, например на искусственные тазобедренные суставы и другие объекты, которые имплантируют в тело пациента, и добиваются успешных результатов. Логично в будущем начать использовать эти средства для контактных линз. Сегодня в продаже можно найти несколько вариантов противомикробных средств. По результатам испытаний на животных, контактные линзы после антимикробной обработки снижают риск развития глазных инфекций. Но пока не известно, как покрытия такого типа влияют на микробиоту глаз.

Обыкновенный секрет

Проведите пальцем вдоль складок крыльев носа: они стали сальными и жирными, правда? Несмотря на распространенное заблуждение, наличие жира в этой области считается нормальным. Этот жир называется кожным секретом и выделяется из волосяных фолликулов на коже для поддержания влажности и упругости кожи. Если секрет остается внутри волосяного фолликула, то со временем это приводит к размножению C. Acnes, которые вызывают развитие акне. Часто бич подросткового возраста может снова проявиться у женщин в период менопаузы из-за изменений гормонального фона. В 15 и 50 лет причина акне остается одинаковой: гормональные изменения. Когда поднимается уровень тестостерона, сальные железы кожи начинают работать с удвоенной силой и производить слишком много секрета. Но если гормональный фон выравнивается к концу пубертата и проблемы прекращаются, то у женщин в менопаузе положение отягощается замедленной регенерацией клеток и пролонгированным скоплением бактерий C. Acnes. Удручающие признаки акне могут появиться на подбородке, вдоль линии челюсти и иногда в верхней части шеи. В отличие от поверхностных высыпаний у подростков в Т-зоне, эти прыщи по своей неровности больше похожи на кисты – они небольшие и сидят в глубоких слоях кожи. Именно поэтому они обычно более болезненные и трудно поддаются удалению.

К счастью, проблемы с кожей и прыщи исчезают, когда у женщины стабилизируется уровень гормонов после наступления менопаузы. А пока менопауза длится, за кожей нужно заботливо ухаживать: не стоит заливать ее активными средствами, если она не жирнится. Наружное использование пробиотиков, которые поддерживают естественную микробиоту кожи и насыщают ее полезными микроорганизмами, на сегодняшний день является наиболее эффективным средством лечения акне у взрослых женщин. Как показало недавнее исследование, бактерии S. Epidermidis необходимы для контроля за ростом C. Acnes. Янтарная кислота – продукт ферментации жирных кислот штаммом S. Epidermidis – ингибирует рост C. Acnes S. Epidermidis. Ее нельзя найти в свободной продаже в виде пробиотика. Ученые пока еще тестируют янтарную кислоту как органическое пероксидное лечебное средство от акне, которое особенно пригодится людям с аллергией на пероксид бензоила. Другие антимикробные средства, например пероксид бензола для наружного применения и тетрациклин внутрь (пероральный антибиотик), тоже подавляют C. Acnes. В будущем мы ожидаем появления средств нового поколения для лечения акне у взрослых и подростков.

Если жирная кожа может доставить хлопоты в зрелом возрасте, то основные проблемы в старости начинаются как раз от обратного: из-за недостаточного производства кожного секрета. В результате кожу необходимо дополнительно обрабатывать, чтобы у нее появился защитный барьер против патогенов. Сальные железы с возрастом производят все меньше кожного жира. У мужчин постепенный спад производительности желез начинается после 60 лет, а у женщин – уже после 30 лет. Он ведет к появлению сухости и образованию трещин, чаще всего – в самых сухих областях: на коленях и локтях. Сухость может усиливаться из-за дисбиоза (под этим медицинским термином понимают микробный дисбаланс, заключающийся в потере разнообразия микробных сообществ), что приводит к дальнейшим неприятностям с кожей. Чтобы прекратить эту тенденцию и защитить нормальный микробиом, нужно реже мыть тело и принимать ванну только в умеренно теплой воде. Частое купание в горячей воде растворяет естественные масла и жиры на коже, а также нарушает спокойствие полезных микробов и лишает их возможности противостоять патогенам. Как мы вскоре увидим, микробные аппликации с пробиотиком Lactobacillus plantarum для увлажнения и питания сухой кожи демонстрируют многообещающие результаты.

Разглаживание морщин

Как бы вы описали стареющую кожу? Прозрачная, с возрастными пигментными пятнами и морщинами – вот что первое приходит на ум. Хотя именно микробам отведена главная роль при появлении этих печальных признаков, именно с помощью микробов мы можем улучшить внешний вид кожи. Исследователи – приверженцы персонализированной медицины – взяли образец S. Epidermidis у 21 женщины в возрасте 39 лет. Ученые вырастили отдельно каждый образец в лаборатории и разделили участниц на 2 группы, а затем попросили женщин первой группы добавить компоненты в смесь, которую нужно было наносить на кожу лица дважды в неделю перед сном в течение четырех недель. Вторая группа проверяла на себе эффект плацебо. В рамках двойного слепого эксперимента (ни добровольцы, ни исследователи не знали, к какой из двух групп принадлежат участники опыта) выяснилось, что лечение повышает количество липидов кожи, предотвращает чрезмерное испарение влаги и улучшает способность кожи удерживать ее, при этом поддерживая здоровую кислотную среду. Можно говорить о том, что скоро мы сможем культивировать собственных кожных микробов для омоложения кожи сейчас и в будущем. Если это случится, мы сможем сдавать микробов молодой кожи в «биобанк» и пользоваться ими, когда появятся первые признаки сухости и морщины. Любопытный новый подход к персонализированному уходу за кожей!

Найдены подтверждения того, что некоторые пробиотики можно использовать для улучшения внешнего вида кожи. В двойном слепом плацебо-контролируемом исследовании приняли участие 110 волонтеров в возрасте от 45 до 59 лет. Им необходимо было съедать 10 млрд Lactobacillus plantarum – безвредный пробиотик – ежедневно в течение двух недель. Исследователи зафиксировали значительное увеличение количества влаги в коже лица и рук. Увлажненная кожа стала выглядеть более упругой, здоровой и с меньшим количеством морщин. Пробиотик успешно сократил глубину морщин, придал коже блеск, повысил эластичность и плотность эпидермиса. Исследователи назвали пробиотик нутрикосметическим агентом за его полезные свойства. Lactobacillus plantarum можно найти во многих биологически активных добавках с пробиотиками и в ферментированной пище, например в квашеной капусте, кимчи, соленьях, соленых маслинах и даже в хлебе на закваске.

Ботокс: от яда к роскоши

Самым необычным и нетрадиционным способом предотвращения морщин является использование смертельного бактериального токсина Clostridium botulinum (Токсин А). Этот штамм обитает глубоко под землей, где нет кислорода. Как вы можете догадаться из названия, эти бактерии производят самый опасный из известных токсинов в мире, который вызывает смертельное пищевое отравление – ботулизм. Эти организмы и их токсины известны как мощное биологическое оружие, потому что даже невероятно малое количество токсина может привести к смерти.

Токсин ботулизма блокирует выброс нейромедиаторов и парализует нервные окончания. Впервые в медицинских целях его использовали в инъекциях в мышцу глаза с очень низкой дозировкой, чтобы лечить косоглазие и неконтролируемые мышечные спазмы лица. Однако известность к нему пришла после того, как ученые открыли его способность уменьшать глубину морщин. Джин и Аластер Карратерсы – супруги-врачи из Канады, офтальмолог и дерматолог. В 1987 году Джин вводила токсин в лицевые мышцы пациентов для устранения непроизвольных сокращений века и спазмов глаз. Однажды пациентка спросила Джин, почему она не делает инъекцию под кожу лба. Доктор ответила ей, что мышцы лба у нее в порядке и не дергаются. На что пациентка заметила, что в прошлый раз после укола в лоб у нее исчезли морщины. Вечером за ужином с мужем-дерматологом Джин вспомнила об этом случае, и они решили попробовать препарат на следующий день на пациенте с выраженными морщинами на лбу. Результаты были просто фантастическими. Так родился ботокс.

Вначале к нему отнеслись с подозрением: идею о внутримышечном введении самого опасного и смертельного яда в мире для косметических целей было не просто принять. Чтобы развеять сомнения, Джин сделала инъекции себе и в шутку говорила, что с тех пор ни разу не хмурилась. После завершения исследований препарат стали применять в Европе, а затем в Северной Америке. Сегодня введение ботокса – косметическая процедура номер один в Америке. В год делают 6 млн инъекций, за которые пациенты выкладывают около 2 млрд долларов. По причине коммерческого успеха это стало основной дерматологической процедурой. Однако не все так хорошо: один из рисков постоянного использования ботокса – обвисание кожи.

Кроме того, мы можем использовать своих микробов для борьбы с основной причиной появления морщин и признаков старения – повреждений кожи, вызванных влиянием солнца. В двойном слепом исследовании при участии 54 добровольцев ученые выяснили, что прием внутрь определенных пробиотиков (Lactobacillus johnsonii) в течение восьми недель уменьшает последствия солнечных ожогов. Забавно, как ученые проводили свои тесты: они освещали одну ягодицу, а вторую использовали как контрольную незагорелую зону. По результатам нескольких исследований пробиотики показывают способность снимать воспалительные процессы (связанные с солнечными ожогами при повреждении кожи). Авторы этих исследований предполагают, что прием пробиотиков внутрь смягчает последствия солнечных ожогов благодаря подавлению воспаления и уменьшению вредного воздействия УФ-лучей. Данные пробиотики изменяют функционирование иммунной системы кожи, что улучшает ее способности противостоять солнечным ожогам и заживлять раны.

Ученые надеются, что биоинженерия микробиоты приведет к появлению эффективных солнцезащитных средств и средств от морщин нового поколения. Исследователи из Гарвардской медицинской школы определили, как цианобактерия – водный и фотосинтезирующий организм, который часто называют сине-зеленой водорослью, – прекрасно защищает себя от УФ-лучей. Бактерия производит УФ-поглощающие молекулы: микоспорин, микоспорин-подобные аминокислоты (MAAs) и сцитонин. Производители косметики уже начали использовать MAAs для изготовления биосредств от солнца и кремов от морщин, например, Helioguard 365 и Helionori. В этих разработках кроется большой биотехнологический и коммерческий потенциал. Сейчас мы лучше понимаем естественные «солнцезащитные» вещества микробов и больше знаем о специфических биологических составляющих, способных поглощать ультрафиолетовое излучение, хотя, вероятно, будет непросто убедить людей обмазываться сине-зелеными водорослями! Ищите биосредства от солнца, которые защищают от преждевременного старения кожи и повреждений: в них содержится экстракт Porphyra umbilicalis (красной водоросли).

Все в голове

Верным признаком старения у мужчин и некоторых женщин является редеющая линия роста волос, а в самых худших случаях – переплюйчик (зачес, с помощью которого прикрывают лысеющую часть головы. – Прим. науч. ред.). Для того чтобы определить, затронула ли эта проблема вашу прическу, достаточно одного невооруженного взгляда, но ученые пошли дальше: они могут определить облысение по образцу микробиома с волосистой части головы. Микробы помогают сохранить роскошные, блестящие волосы на голове даже в старости. Пока мы не располагаем данными о людях, но у мышей, которым давали Lactobacillus reuteri во второй половине жизни, исследователи отметили повышенное выделение кожного секрета, блеск шерсти и (по словам авторов эксперимента) появление «здорового сияния» уже через семь дней после начала приема бактерий. По предварительным данным, этот пробиотик оказывает эффективное действие за счет снятия воспалений путем повышения противовоспалительного цитокина (IL-10). У пожилых самцов мышей на фоне употребления пробиотика шерсть стала густой и глянцевой, а у самок шерстка начала красиво блестеть. Наши пушистые друзья помогли нам узнать нечто важное. Пробиотик Lactobacillus reuteri можно найти во многих коммерческих продуктах для ухода за волосами. Дневная доза бактерий должна быть сравнительно большой: в диапазоне от 1 млрд до 100 млрд единиц (КОЕ – они являются живыми бактериальными клетками). Lactobacillus reuteri, как и большинство пробиотиков, можно принимать с пищей, но нельзя запивать их горячими напитками (иначе бактерии сварятся).

Мы даже можем использовать микробов для лечения перхоти – это нарушение кожного покрова может усугубляться с возрастом по мере ухудшения состояния и ослабления защитной функции кожи. Ученые выяснили, что у людей с перхотью повышена численность дрожжевых грибков Malassezia restricta, Staphylococcus и низкая численность C. Acnes. Грибок Malassezia restricta обитает на волосистой части головы многих взрослых людей, он раздражает кожу головы, из-за чего возникает чрезмерный рост кожных клеток. Лишняя кожа высыхает и отшелушивается – так и появляются видимые белые хлопья. Пока доказательств нет, но ученые предполагают, что перхоть появляется из-за дисбаланса микробиоты волосистой части головы. В ходе двойного слепого плацебо-контролируемого исследования испытуемые со средне и сильно выраженной перхотью принимали внутрь пробиотик Lactobacillus paracasei или плацебо. Из тех, кто пил пробиотик, 72 % почувствовали значительное облегчение симптомов через четыре недели, а в группе плацебо меньше перхоти стало всего у 34 % участников через такое же время. Кроме того, испытуемые отметили и другие положительные стороны действия пробиотиков: уменьшились эритема кожи головы (покраснения и сыпь), зуд, жирность и численность дрожжей Malassezia. Lactobacillus paracasei часто добавляют в состав биологически активных добавок с пробиотиками. Множество сайтов в интернете рекомендуют втирать при перхоти в кожу головы пробиотики, и пока что самой эффективной можно назвать формулу с живыми культурами Lactobacillus paracasei и как минимум 40 млн КОЕ.

О потоотделении

Здоровый микробиом кожи делает человека привлекательным по нескольким причинам: меньшее количество морщин, более мягкая кожа, больше волос. Но у него есть и один огромный недостаток: микробиом является главным виновником неприятного запаха тела. Выделяемый кожей пот в действительности не обладает запахом до тех пор, пока микробы (в особенности Corynebacterium) не поселятся в нем и не начнут расщеплять белки и жиры пота на мелкие молекулы, которые называются летучими органическими жирными кислотами и тиоспиртами (или меркаптанами, серосодержащими спиртами. – Прим. науч. ред.). Эти побочные продукты обладают запахом, но быстро испаряются, отсюда и запах пота из подмышек.

Обычно запах пота перестает быть насущной проблемой в поздние годы жизни, потому как число потовых желез сокращается и их активность падает. Тем не менее запах пота и мокрые пятна на одежде смущают в любом возрасте. Обычно мы держим под контролем неприятный запах тела при помощи двух самых распространенных средств: антиперспирантов, которые блокируют потоотделение и устраняют запах тела, и дезодорантов, которые не сокращают потоотделение, а только устраняют запах. Около 90 % американцев пользуются хотя бы одним средством из этих двух категорий, а значит, индустрия процветает и имеет в обороте миллионы долларов. Антиперспиранты содержат соли алюминия, которые при нанесении на кожу растворяются и временно блокируют выделение пота, закупоривая потовые железы. Обычно они растворены в этаноле, поэтому быстро высыхают после нанесения. Как этанол, так и соли алюминия являются антибактериальными средствами, то же касается и других антимикробных добавок (например, триклозана), которые убивают бактерии, способствующие появлению неприятного запаха.

В одном небольшом исследовании ученые рассматривали воздействие дезодорантов и антиперспирантов на микробиоту. Исследователи пригласили девять здоровых испытуемых и попросили их не пользоваться этими продуктами в течение месяца – столько времени уходит на обновление клеток кожи подмышечных впадин.

Миф. Пот воняет.

Факт. Пот не имеет запаха. Источником запаха являются микробы.

Ученые обнаружили явные различия в микробных сообществах в зависимости от использования или неиспользования средств от запаха пота. Микробов было больше при использовании средств, особенно антиперспирантов. К несчастью, антиперспиранты приводят к росту численности Corynebacterium, которые и вызывают запах пота.

В будущем мы ожидаем появления более эффективных средств, которые будут прицельно решать проблему микробов, создающих неприятный запах. Несколько дезодорантов с пробиотиками продаются уже сегодня, хотя они в основном представляют собой органические смеси неопределенных «пробиотиков длительного хранения» (то есть пробиотиков, которые остаются стабильными при комнатной температуре и не нуждаются в холодильнике). В интернете можно найти массу домашних рецептов дезодорантов из натуральных масел и порошка из капсул с пробиотиками. Скорее всего, такие средства окажутся неэффективными, потому что в них содержится произвольный набор пробиотиков в самых разных концентрациях, а не те, что непосредственно связаны с «ароматными» бактериями. Но наука не стоит на месте, и, возможно, скоро в аптеках появится множество качественных дезодорантов с пробиотиками, которые будут воздействовать на строго определенных микробов.

Светлое будущее

Хотя пока рано делать выводы, все равно стоит сказать о больших успехах ученых, которые исследуют связь микробиома с состоянием кожи тела и головы по мере старения человека. Персональные пробиотики, которые изготавливают из образцов полезных микробов человека, эффективно препятствуют развитию инфекций и улучшают состояние здоровья кожи. Можно вообразить скорую революцию в мире средств ухода за кожей, когда мы начнем анализировать процесс старения кожи и добавлять к ней определенных микробов, которых в ней недостаточно. Ориентируясь на персонализированную медицину, мы когда-нибудь сможем выращивать на коже нутрикосметику из собственных микробов, чтобы улучшить состояние здоровья и внешний вид кожи. Мы сможем брать образцы микробов с кожи молодых людей и использовать их в антивозрастной терапии в поздние годы жизни. Биобанк с микробами кожи, куда можно сдавать свои образцы на хранение на 30 лет, пока кажется фантастической задумкой. Но вот существование омолаживающих коктейлей с микробами более молодого населения кажется вполне возможным.

Последние исследования говорят о том, что на рост волос можно повлиять через определение их микробных компонентов. Вскоре мы, возможно, будем лечить облысение с помощью микроорганизмов, которые улучшают состояние клеток волос. Мы даже сможем воздействовать на продолжительность жизни пигментных клеток волос и взять под контроль появление седины.

В будущем наука сможет сделать частью нашей обычной жизни практику ухода за кожей, ориентированную на здоровье наших микробов. Дезодоранты будущего будут содержать строго необходимую комбинацию микробов, которая будет бороться с вредными бактериями. Известно, что антибиотики разрушают микробиом кожи, особенно при местном применении. Смеси из полезных кожных микроорганизмов скоро станут назначать после курса антибиотиков, чтобы снова заселить кожу здоровыми штаммами. Если принять во внимание частое применение антибиотиков среди людей пожилого возраста и разрушение их микробной среды, то эта терапия для них имеет первоочередное значение. Корпус знаний о разнообразии и различиях микробиоты кожи разных людей постоянно пополняется новыми данными, поэтому мы можем ожидать появления кожной терапии по индивидуальному запросу. Кроме того, вскоре могут появиться персонализированные системы питания, которые помогут избавиться от типичных признаков старения кожи через изменения микробиоты кишечника. Уже известно, что некоторые пероральные пробиотики влияют на состояние кожи. Диета – это мощный инструмент преобразования микробиоты по оси кишечник-кожа. Микробы необходимы для революционно нового подхода к заботе о коже. Благодаря им у нас появится способ сделать свою кожу молодой, здоровой и сияющей.

Простые советы

• Другая гигиена. Откажитесь от антибактериального мыла, если это возможно. Мойте руки обычным мылом под проточной водой – это лучший способ избежать болезней и предотвратить распространение инфекций.

• Смотри, но не трогай. Вы можете уменьшить риск развития бактериальных инфекций глаз, если будете каждый раз мыть руки до и после использования контактных линз. Тщательно очищайте линзы и контейнер свежим дезинфекционным раствором, не используйте для этих целей воду. Промытый контейнер оставьте открытым до полного высыхания. Меняйте контейнеры как минимум раз в три месяца. Если вы носите линзы редко, не позволяйте бактериям расплодиться в контейнере. Не надевайте линзы, которые не носили более 30 дней, без повторной дезинфекции.

• Сияние молодости. Некоторые пробиотики, в том числе Lactobacillus plantarum, с большой долей вероятности способны уменьшать количество морщин и придавать коже здоровый вид. Включите в свой рацион Lactobacillus plantarum – это могут быть пробиотики или ферментированные продукты (например, квашенная капуста, кимчи, соленья, соленые маслины).

• Безопасный загар. Сохранить молодость и здоровье кожи безопаснее и дешевле всего можно, если реже бывать на солнце. Новинки в области биосредств от солнца, такие как Helioguard 365 и Helionori, сделаны на основе УФ-фильтров цианобактерий, которые естественным образом защищают от вредного воздействия солнечных лучей. Это лучшая альтернатива традиционным солнцезащитным средствам, которые негативным образом сказываются на состоянии микробиоты. После каждого продолжительного пребывания на солнце принимайте Lactobacillus johnsonii, чтобы снять воспаление и облегчить последствия ожогов.

Глава 3. Берегите своих микробов: микробы и мозг

Мозг дает нам осознание своей личности. Он позволяет нам чувствовать себя уникальными, отличными от других людей; и в то же время мозг объединяет нас, представителей наиболее интеллектуально развитого вида, в одно сообщество. Мозг человеческих существ не всегда считался невероятно важным органом. Оглядываясь назад, можно сказать, что кишечник был вместилищем голоса разума, отсюда пошли выражения «нутром чуять» и «слушать свое нутро». За последние 150 лет ученые смогли установить, что наш организм использует нисходящий подход для работы, где мозг контролирует каждую часть тела. Вроде бы все просто: получая сигналы от мозга по нервным окончаниям, тело выполняет его приказы. Но погодите минуту. Оказывается, работу выполняют не только нервы; есть еще и микробы кишечника, которые могут поведать немало интересного. Они поддерживают постоянную связь с мозгом как напрямую, так и посредством других механизмов, которые изменяют мозг. Их связь стала самой удивительной и самой сложной областью исследования микробиома.

Мы побеседовали с доктором Брайаном МакВайкаром, выдающимся специалистом в области нейробиологии из университета Британской Колумбии и руководителем Центра здоровья мозга Джавада Мовафагяна. Он занимается изучением глиальных клеток, которые окружают нейроны и взаимодействуют с ними для осуществления контроля поведения и внутренних функций. Благодаря своим исследованиям он стал иначе смотреть на глиальные клетки, а именно на микроглию, один из двух классов глиальных клеток. Он отметил: «Нам известно, что микроглия участвует в развитии инфекций и проявлении реакции, то есть эти клетки являются частью иммунной системы. Прежде мы думали, что они просто медленно трансформируются через несколько дней после начала болезни». Но благодаря применению новых технологий совместно с командой он установил, что клетки микроглии постоянно движутся и активно собирают сведения о здоровье ткани головного мозга. Это событие стало первым шагом на пути, который привел к обнаружению связи между микробами и мозгом.

Когда доктор МакВайкар впервые предложил заняться исследованием оси кишечник-мозг на научной конференции в 2012 году, его ожидала лавина холодного скепсиса и сомнений. Но с тех пор нейробиология значительно изменилась, и климат в исследовательской среде улучшился. Авторитетное исследование немецких специалистов позволило обнаружить прямую связь между головным мозгом и микробиомом. Исследователи изучали лабораторных мышей, начисто лишенных микробиома, и обнаружили, что их клетки микроглии отличаются от микроглии мышей с микробами. Это открытие стало поворотным моментом в науке и подтвердило наличие коммуникации между мозгом и микробиомом. Как объясняет доктор МакВайкар, это открытие обладает огромной важностью для изучения деменции, болезней Альцгеймера и Паркинсона, рассеянного склероза и других заболеваний головного мозга.

Исследования на тему связи микробиома и мозга, говорит врач, «в моде на ближайшие, хотелось бы верить, десять лет; а может быть, эта мода сохранится и на все будущие поколения!» Сегодня эта тема настолько горячо обсуждается, что статьи по ней появляются практически в каждом нейронаучном журнале, и многие из них выходят далеко за рамки рецензируемых, основывающихся на фактических данных исследований. Доктор МакВайкар признает, что, несмотря на всеобщий энтузиазм, ученым предстоит отыскать ответы еще на очень многие вопросы: «Мы установили наличие коммуникации между микробиомом и мозгом, но как осуществляется эта коммуникация? Пока у нас нет никаких зацепок на это счет». Разгадка этого процесса позволит людям научиться использовать микробиом для улучшения здоровья мозга.

Миф. Мозг контролирует все части тела и назначает им конкретные задачи.

Факт. Существует двусторонняя связь между кишечником и мозгом.

Ось кишечник-мозг

Мозг осуществляет контроль за функциями кишечника, но при этом связь этих органов является двусторонней и происходит через так называемую ось кишечник-мозг – по пути блуждающего нерва. Этот длинный канал внутри тела начинается в мозге, оплетает нервные окончания кишечника (на латыни слово «vagus», которым называют этот нерв, означает «тот, кто странствует, блуждает»), соединяет нейроны кишечника, или энтеральные нейроны, с сигналами мозга. Нейронов кишечника меньше, чем нейронов мозга, но больше, чем нейронов других органов тела. Таким образом, эти две системы вместе образуют развитый коммуникационный центр.

Как же микробиота кишечника может воздействовать на мозг? Появляется все больше данных о том, что микробы используют три основных канала связи для «общения» с мозгом. К первому относится основное средство коммуникации оси кишечник-мозг – блуждающий нерв. Кишечные бактерии воздействуют на нейроны, сцепленные с блуждающим нервом, и передают в мозг сигналы из кишечника, на которые, кстати, они тоже могут оказывать прямое влияние. Второй канал связи создается за счет производимых микробами химических веществ (нейромедиаторов и гормонов), которые могут передавать сигналы в мозг через другие сети нейронов. В третьем случае они воздействуют на иммунную систему, которая напрямую связана с нервной системой в каждой части человеческого тела. Как мы неоднократно убедимся в следующих главах, микробы обожают манипулировать иммунной системой.

Существует два основных барьера, которые разделяют кишечник и мозг и осложняют их коммуникацию. Первый – это стенки кишечника, которые надежно удерживают непереваренную пищу и микробов внутри кишки и пропускают из кишечника в остальные части организма только переваренные питательные вещества, которые затем преобразуются в энергию. Хотя это и звучит нелогично, но считается, что содержимое желудочно-кишечного тракта находится вне тела, потому что ЖКТ – это просто сквозная трубка, которая проходит через весь организм. По результатам нескольких экспериментов над животными, пробоины в этой трубке, известные как синдром дырявого кишечника, оказывают огромное влияние на мозг. Если микробные продукты попадают в полости вокруг кишечника, мозг немедленно реагирует на вторжение воспалительной реакцией. Иммунитет совершает тактические удары по микробам-захватчикам, чтобы не допустить их распространения в организме. Так работает линия обороны против опасных инфекций. Как в настоящей военной стычке, воспаление наносит большие повреждения телу, хоть и с намерением защитить его. В результате могут появиться нарушения в работе мозга, о которых мы поговорим позже.

Второй барьер – гематоэнцефалический барьер, или ГЭБ. Он образован специальными эндотелиальными клетками, которые окутывают кровеносные сосуды в мозге. Хотя мозг пронизывает масса кровеносных сосудов, их содержимое остается запечатанным (через стенки проходят только некоторые питательные вещества и кислород). ГЭБ надежно защищает мозг от проникновения в него различных веществ; по этой причине сложно доставить в мозг медицинские препараты и вещества. По данным экспериментов над животными, для максимального развития гематоэнцефалического барьера необходимы микробы. У очищенных от микробиома животных очень слабый ГЭБ, потому что именно микробы влияют на экспрессию важнейших белков, которые формируют крепкие замки между эндотелиальными клетками, склеивают клетки между собой и формируют барьер. Примечательно, что если кишечник взрослых, очищенных от микробиома животных с дырявым ГЭБ заселить кишечными микробами, то пробоины в ГЭБ затянутся – барьер укрепится.

Описание всех возможных путей и механизмов, которые микробы используют для воздействия на работу мозга, представляется обширной, трудоемкой и непродуктивной затеей. Поэтому мы оставим эту работу ученым будущего, а сами обсудим нарушения работы мозга, связанные со старением, а их немало! Мы попытаемся разобраться, как микробиота влияет на развитие основных гериатрических заболеваний.

Результаты нашего исследования по этой теме получились просто ошеломительными. Пока мы еще точно не определили, как можно использовать полученную информацию для поддержания когнитивного здоровья, но эта область научного знания очень быстро развивается. Мы уверены, что в будущем, может всего каких-то восемь лет спустя, ученые сделают революционные открытия, которые позволят поддерживать психическое здоровье в преклонном возрасте. Также мы дадим вам несколько советов и расскажем о полезных привычках, которые помогут вам напрямую воздействовать на ваш микробиом уже сейчас.

Стареющий ум

Каждый из нас когда-нибудь терял ключи, забывал имя человека или название места и с трудом вспоминал номер телефона. В молодости мы не обращаем особого внимания на эти эпизоды. Однако с возрастом они начинают беспокоить нас чаще, и мы воспринимаем их как действительно тревожные сигналы. В среднем четыре человека из десяти после 65 лет страдают различными формами провалов в памяти, которые называют старческой амнезией. Она не развивается по вине какого-либо заболевания и в целом считается нормальной составляющей процесса старения, потому что старение – это регресс работы всех частей тела, в том числе мозга. При появлении тревожных признаков пожилые люди начинают бояться развития деменции, которая заключается в потере психических функций (мышления, памяти и способности к рассуждению), то есть больной деменцией утрачивает свою личность. В жизни или в кино вы могли наблюдать жертв деменции последней стадии: престарелая женщина, которая больше не узнает своих детей, или старик, который беспричинно выкрикивает ругательства. По всему миру диагноз «деменция» ставят каждые три секунды, поэтому вполне естественно, что мы боимся медленно, но верно стать жертвами провалов в памяти, растерянности, раздражительности, рассеянного блуждания по улицам, а со временем потери способности говорить и узнавать обычные вещи.

Однако люди часто путают нормальное возрастное ослабление памяти и настоящую деменцию. Деменция заключается в сильнейшем нарушении когнитивных функций, которые сказываются на повседневной деятельности человека. Она не является нормальным признаком старения (смотрите таблицу на с. 40) и не является заболеванием. Это совокупность нескольких симптомов потери памяти, которые вызваны несколькими разными заболеваниями и нарушениями, в том числе болезнью Альцгеймера, деменцией с тельцами Леви, цереброваскулярной болезнью и другими нарушениями когнитивных функций. Сама по себе старость не может вызывать деменцию. Возраст считается основным фактором риска. Другими словами, деменция может поразить любого, но чаще всего она случается у людей старше 65 лет (у четырех человек из 1000 в возрасте от 60 до 64 лет обнаруживают деменцию, сравните со 105 пациентами из 1000 в возрасте 90 лет и старше).

Миф. С возрастом интеллект ослабевает.

Факт. Кристаллизованный интеллект – накопленные знания и опыт в течение жизни – с возрастом не подвергается изменениям. Однако подвижный интеллект, то есть способность логически мыслить и решать проблемы в новых обстоятельствах, который не основывается на опыте и образовании, с возрастом действительно ухудшается.

На лечение и уход за больными деменцией тратятся миллиарды долларов. Если бы мировой фонд ухода за больными деменцией был страной, ее экономика занимала бы 18 место в мире!

Старческая потеря памяти: что можно считать нормой?

При нормальных возрастных ухудшениях памяти человек:

• способен жить самостоятельно и совершать обычные действия, несмотря на эпизодические провалы в памяти;

• способен помнить и описывать моменты забывчивости;

• может задуматься над выбором верного направления, но не теряется в знакомых местах;

• иногда с трудом подыскивает нужное слово, но без труда поддерживает беседу;

• высказывает суждения и обладает способностью принимать решения.

Человек, имеющий симптомы, указывающие на деменцию:

• испытывает трудности при выполнении простых бытовых действий, например не может оплатить счета, самостоятельно помыться, нормально одеться, он забывает, как выполнять действия, которые осуществлял уже много раз;

• не может припомнить и описать эпизоды забывчивости;

• теряется в знакомых местах, не может следовать избранному направлению;

• часто забывает слова, неправильно их использует или коверкает;

• регулярно повторяет одни и те же мысли и истории в течение одного разговора;

• испытывает проблемы с выбором и высказыванием суждений;

• ведет себя недопустимым в обществе образом.

Источник: Smith, M., Robinson, L, Segal, R. 2018. Age-Related Memory Loss (helpguide.org/articles/alzheimers-dementia-aging/age-related-memory-loss.htm).

Вспомните, как вы чувствовали себя в школе, когда учитель вызывал вас к доске, а вы не знали ответа. Воротник начинает сдавливать горло, голос садится, ладони потеют, а лицо наливается краской. Человек с болезнью Альцгеймера каждый день чувствует, будто он сидит на уроке и не знает правильного ответа (так эти переживания описывают Вирджиния Белл и Дэвид Троксел в книге «Жизнь с Альцгеймером по методу лучших друзей» (The Best Friends’ Approach to Alzheimer’s Care). Его мозг становится похож на айсберг: иногда некоторые части тают, откалываются и уплывают, а в другие дни мозг восстанавливает свою форму. Люди, страдающие этим заболеванием, часто чувствуют себя сбитыми с толку, испытывают смущение, расстраиваются, злятся, страдают от одиночества и грустят.

Болезнь Альцгеймера – это необратимое заболевание, которое медленно поражает нервные клетки мозга. У большинства людей первый симптом проявляется в виде забывчивости, которая сперва кажется вполне невинной, но чем больше клеток разрушается, тем больше усиливаются симптомы. В итоге человек теряет способность связно выражаться и самостоятельно принимать пищу.

Это состояние имеет исключительное распространение: по данным CDC (Центра по контролю и профилактике заболеваний США) на 2016 год, болезнь Альцгеймера стоит на шестом месте в списке смертельных заболеваний в Соединенных Штатах. Ожидается, что к 2050 году количество случаев болезни Альцгеймера увеличится втрое. К сожалению, это единственная болезнь в списке CDC, которую нельзя предупредить или вылечить. Пациенты с Альцгеймером живут от четырех до восьми лет, некоторым удается прожить целых 20 лет.

Какое отношение имеют микробы к болезни Альцгеймера и деменции? Хотя предварительные исследования еще не завершились, уже обнаружилось несколько фактов, указывающих на заметное воздействие микробиоты – прямое или косвенное – на развитие этих заболеваний. Степень распространенности болезни Альцгеймера очень высока в развитых странах – ученые видят в этом возможный результат чрезмерной гигиены и питания по стандартной западной диете, которые сказываются на состоянии микробиоты. Кроме того, в городской среде болезнь Альцгеймера поражает людей в десять раз чаще, чем в деревне, где люди регулярно контактируют с предметами, густо заселенным полезными микробами (подробнее об окружающей обстановке в главе 13).

Высокий уровень сахара в крови плохо сказывается на здоровье тела и мозга. Как мы вскоре убедимся, микробиом кишечника занимает главенствующее положение при развитии диабета и повышенном уровне сахара в крови. Диабетики в два раза чаще подвергаются риску болезни Альцгеймера. Более того, неофициально это состояние называют диабетом третьего типа.

Воспаление – это нормальная реакция иммунной системы на травму или появление инородных бактерий, которые пытаются захватить организм. Воспаление – одновременно наш друг и враг, потому что, с одной стороны, оно необходимо для защиты от немедленных, острых угроз, а с другой стороны, долговременное, неспецифическое воспаление (длящееся месяцами или годами) приносит вред всему организму. Воспаление такого типа серьезно нарушает благополучие микробов и вызывает огромное количество хронических заболеваний (подробнее о них в главе 11). Хроническое слабовыраженное воспаление является особенно благоприятным фактором для развития болезни Альцгеймера. У таких пациентов в три раза превышена норма липополисахаридов, или ЛПС, в крови, – основного компонента-молекулы клеточной стенки бактерий. ЛПС и другие бактериальные молекулы запускают воспалительный процесс в организме – иммунная система экстренно реагирует на бактериальные сигналы, воспринимая их как появление опасных патогенов. Воспалительный процесс эффективен при борьбе с инфекциями, но хроническое воспаление приносит организму только вред, поскольку вызывает повреждение клеток и тканей, например артрит. У пациентов с деменцией и болезнью Альцгеймера повышены маркеры воспаления в крови – цитокины, которые указывают на наличие воспалительного процесса.

Известно, что с возрастом кишечный и гематоэнцефалический барьер ослабевают, а значит, они уже не так эффективно задерживают вредные микробные продукты. Когда микробные частицы проникают через прохудившийся барьер кишечника, у пациента начинается хроническое слабовыраженное воспаление. Микрофлора кишечника пациентов с болезнью Альцгеймера отличается от микробной композиции здоровых людей. Именно этот дисбиоз может быть связан с появлением воспаления, в том числе с повышением уровня ЛПС. У пациентов с болезнью Альцгеймера наблюдается ослабление гематоэнцефалического барьера, из-за чего воспалительные микробные частицы попадают в мозг и запускают новую волну воспалений.

Некоторые клетки мозга в ответ на воспаление начинают усиленно производить молекулы бета-амилоидов. Они образуют белковые сгустки, которые формируют характерные паутинки в пораженном болезнью Альцгеймера мозге – видимый налет между нервными клетками. Это нейровоспаление наносит дальнейший вред мозгу, препятствуя способности к обучению, работе памяти и выполнению всех когнитивных функций. По данным нескольких исследований, прием противовоспалительных препаратов на протяжении более чем двух лет значительно снижает риск развития болезней Альцгеймера и Паркинсона.

Возможно, самым сильным аргументом в пользу связи микробов с болезнью Альцгеймера служит традиционная модель мыши с этой болезнью. В данной модели микробиом больной мыши сильно отличается от микробиома здоровых контрольных особей. Недавно ученые выяснили, что у мышей, выращенных в безмикробной среде, значительно снижен риск развития патологий мозга – более чем на 70 %, а также они менее подвержены развитию нейровоспалений. Когда стерильных безмикробных мышей заселили микробиомом из фекалий больных мышей, у них многократно повысился риск развития патологий. Когда их заселяли микробиомом из фекалий здоровых мышей, подобной тенденции не наблюдалось.

В теме изучения болезни Альцгеймера существует неоднозначное мнение относительно концепции о причастности некоторых инфекций к развитию заболевания. Согласно этой концепции инфекции вызывает вирус – вирус герпеса 1 типа – или бактерий Chlamydia pneumoniae, которые вызывают также пневмонию и инфекции глаз, и Borrelia, вызывающей болезнь Лайма. Хотя эти взаимосвязи еще не доказаны, люди с генетической предрасположенностью к болезни Альцгеймера чаще страдают от инфекций, вызванных этими возбудителями. Вероятно, воспаление мозга из-за инфекции запускает усиленное производство бета-амилоидов, что вызывает нарастание налета и появление болезни Альцгеймера.

Тридцать граммов профилактики

Конечно, обнаружение точных способов коммуникации между микробами и мозгом – это огромный шаг вперед для развития науки. Но больше всего ученых интересует другое: как использовать эту информацию для сохранения здоровья мозга? Хотя на данный момент еще не существует лекарства от болезни Альцгеймера и других форм деменции, есть возможность устранения симптомов этих заболеваний. Медицинские препараты («Донепезил», «Галантамин», «Мемантин», «Ривастигмин») замедляют прогрессирующую нейродегенерацию, но снизить риск развития деменции и смягчить уже имеющиеся симптомы этого заболевания можно также посредством изменения образа жизни и корректировкой питания.

Прежде всего нужно отказаться от табака, который лишает клетки мозга кислорода и питательных веществ. Во-вторых, необходимо ограничить потребление алкоголя до рекомендованного минимума – одного бокала красного вина в день (подробнее об этом ниже). Кроме прочих опасностей, связанных с интоксикацией организма, чрезмерное употребление алкоголя и длительные возлияния вызывают повреждения мозга. В-третьих, здоровый и сбалансированный рацион помогает защитить мозг от «ржавчины». Даже употребление кофе позволяет снизить риск развития болезни Альцгеймера. Хотя пока нельзя точно сказать, почему, но кофе изменяет композицию микробиома таким образом, что он перестает производить токсины и вызывать воспалительные реакции.

Пища для ума: MIND-диета

Принимая во внимание связь питания и микробиоты, а также результаты последних исследований, можно предположить, что питание оказывает влияние на здоровье мозга посредством микробиома. Глядя на результаты двух рандомизированных исследований Средиземноморской диеты и диеты DASH (аббревиатура Dietary Approaches to Stop Hypertension, или диета для устранения гипертонии), можно говорить о пользе этих систем питания для сохранения когнитивных функций мозга. Медицинский центр университета Раш в Чикаго на основе этой информации разработал новую диету специально для защиты здоровья мозга: MIND-диета (аббревиатура от Mediterranean-DASH Intervention for Neurodegenerative Delay, или Средиземноморская и DASH-диеты для замедления нейродегенеративных изменений, подробнее на rush.edu/news/diet-may-help-prevent-alzheimers). Согласно правилам этой диеты нужно есть много растительной пищи, ограничить употребление мяса и насыщенных жиров.

Ученые включили в диету продукты, которые доказали свою эффективность для защиты мозга от развития деменции. Например, по данным нескольких исследований, люди, которые едят много овощей, особенно зеленых листовых овощей, лучше противостоят спаду когнитивных функций. По итогам одного обширного исследования при участии животных, ягоды тоже оказывают положительное влияние на здоровье мозга. В ходе исследования, где крысам скармливали экстракт виноградных косточек (с научной точки зрения виноград – это ягода), животные усваивали микронутриенты и производили ароматические карбоновые кислоты посредством микробиоты кишечника. В результате в мозге аккумулировались две важнейшие кислоты – 3-гидроксибензойная кислота и 3-(3’-гидроксифенил) пропионовая кислота; именно они защищают мозг от болезни Альцгеймера.

Нужно проводить дальнейшие исследования для подтверждения этих результатов, однако MIND-диета дает однозначно положительный результат в попытках защиты от когнитивного спада. В 2015 году было проведено исследование MIND-диеты, благодаря которой у участников снизился риск болезни Альцгеймера на 53 % (при этом не учитывались такие факторы, как образ жизни и состояние сердечно-сосудистой системы). Даже умеренное соблюдение диеты снижает риск болезни Альцгеймера на 35 %. Кроме того, MIND-диета основывается на проверенных компонентах, которые эффективно снижают риск развития гипертензии, сердечно-сосудистых заболеваний и инсультов.

Как вы убедитесь на примере таблицы ниже, эта диета очень проста. Нужно съедать зеленый салат и еще какой-нибудь овощ каждый день, а на перекус выбирать орехи. Можно выпивать бокал вина один раз в день, чтобы порадовать вкусовые рецепторы и мозг.

Перед вами список из 15 продуктов, которые нужно включить в «разумный» рацион и исключить из него.

MIND-диета

Включить в рацион зеленые листовые овощи: каждый день

• Другие овощи: как минимум раз в день

• Цельнозерновые продукты: три раза в день

• Орехи: каждый день

• Вино: один бокал в день

• Бобовые: через день

• Ягоды: минимум два раза в неделю, особенно чернику и клубнику

• Мясо птицы: минимум два раза в неделю

• Рыба: минимум один раз в неделю

• Оливковое масло

Ограничить потребление Красное мясо: менее четырех порций в неделю

• Сливочное масло и маргарин: менее одной столовой ложки в день

• Сыр: менее одной порции в неделю

• Жареная пища и фастфуд: менее одной порции в неделю

• Рафинированный сахар и углеводы (например, пирожные и конфеты): максимально ограничить (можно только по особым поводам).

Прелесть MIND-диеты заключается в том, что она благотворно влияет на здоровье мозга даже в том случае, если вы придерживаетесь ее не строго. Поэтому возьмите из этого списка для себя то, что больше всего понравилось, и ваш микробиом будет вам благодарен.

Кроме правильного питания нужно обязательно регулярно заниматься физическими упражнениями на протяжении всей жизни. Когда пульс учащается, приток крови к мозгу усиливается и обеспечивает ткани дополнительными питательными веществами. Регулярная физическая активность сокращает факторы риска деменции, в том числе высокое артериальное давление, диабет и повышенный холестерин. Упражнения полезны и для микробов, о чем подробнее мы поговорим в главе 12. По данным научных исследований, регулярные занятия физкультурой не только помогают защитить мозг от болезни Альцгеймера и деменции, но и улучшают качество жизни в том случае, если эти заболевания уже появились. По результатам нескольких рандомизированных контролируемых исследований (эталон медицинских исследований), люди с болезнью Альцгеймера, которые регулярно выполняют физические упражнения, улучшают когнитивные функции, укрепляют память, чувствуют себя более бдительными и организованными, меньше волнуются, меньше раздражаются и не впадают в депрессию. Чтобы получить максимальный результат и обрести желание выйти из дома, попробуйте совместить физические упражнения с умственной и социальной активностью. Гуляйте или бегайте с другом, запишитесь на групповые занятия, вызовитесь добровольцем в ближайшее животноводческое хозяйство или огород. Что бы вы ни выбрали, главное – получать от занятий удовольствие.

Болезнь Паркинсона

Бретт всерьез увлекался классической музыкой и играл на кларнете со школы, но во время кризиса среднего возраста – после 40 лет – он решил стать крутым джазовым саксофонистом. Он начал играть на тенор-саксофоне и деревянных духовых в джазовом ансамбле Oscar Hicks Jazz Sextet. Род, их басист, просто выдающийся музыкант – он дышит джазом, видит его во снах и даже питается им. Он терпеливо превращал группу джазистов-новичков с классическим образованием (читайте: импровизация точно не была их коньком) в достойный уважения джаз-бэнд, который стал бы наконец зарабатывать на жизнь своими выступлениями. Спустя 12 лет участники группы все еще дают концерты на разных площадках Ванкувера; каждую среду они собираются репетировать и пить хороший односолодовый виски. Не так уж плохо для кризиса среднего возраста, правда?

Но около двух лет назад Род, которому уже было за 60 лет, заметил, что его левая рука стала дрожать и подергиваться в состоянии покоя. Его походка стала менее плавной, а лицо выглядело напряженным, когда он улыбался. Наконец он решил сходить к неврологу, и у него обнаружили болезнь Паркинсона. Кроме тремора, у него появились трудности с мелкой моторикой. Его рука «стала, как дубина», и ему было неудобно играть на бас-гитаре. «Легкость и точность, необходимые для красивого исполнения, исчезли, и моя техника стала неуклюжей, примитивной и совершенно не приносила радости», – говорил он. Роду пришлось отказаться от игры на бас-гитаре.

К счастью, болезнь Паркинсона прогрессирует медленно. Хотя она неизлечима, существует несколько способов контролировать симптомы, благодаря которым «паркинсонщики» (так они себя называют) могут продолжать нормально функционировать в обществе долгие годы. Род всегда ел много красного мяса и покупал фрукты только для того, чтобы не вспоминать о них, пока они не испортятся. Когда Род узнал о своем диагнозе, то стал внимательнее относиться к своему питанию и его потенциальному влиянию на здоровье микробиома. Он готовит себе на завтрак фруктовые смузи из малины, клубники, бананов и манго. И еще он урезал размер своих обычных порций. Прежде Род вел сидячий образ жизни, но теперь он гуляет с собакой дважды в день и часто ездит на велосипеде. Он принимает «Синемет» (торговое название комбинации препаратов «Карбидопа» и «Леводопа») три раза в день. Препарат «Синемет» организм перерабатывает в дофамин – нейромедиатор, необходимый для контроля двигательных функций, которого не хватает у тех, кто страдает болезнью Паркинсона. Род взял под контроль симптомы заболевания. Род канадец, поэтому у него есть возможность экспериментировать с медицинской марихуаной с высоким содержанием КБД, которую ему назначил лечащий врач. Род говорит, что она помогает ему унять тремор, поднимает настроение и улучшает сон. Но, как он любит говорить: «Это уже совсем другая история». Ко всеобщей радости, Род начал снова хорошо играть, вернулся в группу и продолжает репетировать и давать концерты (даже виски пьет!). У джазистов есть выражение, которое как нельзя лучше подходит для завершения истории Рода: «Играй и солируй как в последний раз».

Болезнь Паркинсона – это второе по распространенности нейродегенеративное заболевание (сразу после болезни Альцгеймера), которое поражает от 1 до 2 % населения Земли в возрасте старше 65 лет. Это неврологическое заболевание, которое сопровождается теми симптомами, которые испытывал Род: тремор, оцепенелость, замедленность движений и скованность лицевых мышц. Хотя болезнь дает о себе знать нейродегенеративными признаками, она может начать развиваться в кишечнике за 20 и 30 лет до их появления. Два наиболее отчетливых ранних признака появления болезни Паркинсона – запоры и потеря обоняния, и оба симптома связаны с состоянием микробиома. Обычно люди живут много лет с заболеванием (оно не влияет на продолжительность жизни) и держат симптомы, поражающие двигательные функции, под контролем, принимая годами дофамин. Знаменитости с болезнью Паркинсона, например Мохаммед Али и Майкл Джей Фокс, привлекают внимание общественности к заболеванию и на своем примере демонстрируют, что с болезнью можно жить и долгое время продолжать выполнять почти все необходимые функции, прежде чем симптомы возьмут верх.

Миф. Симптомы болезни Паркинсона начинаются в мозге.

Факт. Первые симптомы заболевания начинаются в кишечнике, когда появляются запоры, а также в носовой полости, когда пропадает способность различать запахи.

Развитие болезни Паркинсона связано с белком альфа-синуклеином и постепенным разрушением черного вещества (особой области мозга, которая отвечает за мышечную координацию и вырабатывает нейромедиатор дофамин). В кишечнике тоже появляется альфа-синуклеин, где он может неправильно сворачиваться и походить на спутанную вязальную нить. Ученые полагают, что неправильное свертывание белка обладает эффектом домино, и проблемные синуклеины по цепочке выстраиваются до блуждающего нерва, затем попадают в мозг и скапливаются там в слой налета, похожий на признак болезни Альцгеймера, что и приводит к разрушению продуцирующих дофамин клеток. Снова представьте себе спутанную нить: если вы потянете за какую-нибудь нитку наугад, то узел начнет расти все больше и больше, пока у вас в руках не окажется огромный спутанный комок.

Как и в случае с болезнью Альцгеймера, специалисты пока еще не нашли способ восстановить поврежденное черное вещество. Ученые пытались использовать стволовые клетки, но безуспешно. Физические упражнения и здоровый рацион (к примеру, MIND-диета) до некоторой степени замедляют процесс развития болезни Паркинсона, а дофамин помогает облегчить симптомы.

Зная о том, что кишечник и, возможно, носовая и ротовая полости (о чем свидетельствует потеря обоняния) первыми испытывают на себе симптомы надвигающейся болезни Паркинсона, ученые сегодня направляют все внимание на изучение микробиоты. Пока еще не получена информация о причинно-следственных связях, но уже обнаружились неопровержимые улики, указывающие на вовлеченность кишечника и микробиома в развитие заболевания. В целом благодаря последним данным можно говорить о том, что болезнь Паркинсона начинает взаимодействовать с микробами кишечника еще до того, как появляются симптомы в мозге. Это открытие влечет за собой смену парадигмы восприятия заболевания.

Помните, мы говорили о блуждающем нерве – главной «телефонной линии», по которой друг с другом связываются кишечник и мозг? Интересные улики получены из практики проведения одной медицинской процедуры, которая не связана с болезнью Паркинсона. Речь идет о рассечении блуждающего нерва с целью облегчения болевого синдрома при пептической язве желудка. В период с 1977 по 1995 год в Дании состоялось одно увлекательное исследование, в котором приняли участие более 5 тыс. человек с рассеченным блуждающим нервом. Спустя пять лет ученые оценили степень распространенности болезни Паркинсона в этой группе. Данные были просто ошеломительны: наименьший риск развития болезни Паркинсона был у людей с полностью рассеченным нервом по сравнению с теми, у кого нерв был частично рассечен или сохранен. Результаты недавнего шведского исследования при участии почти 10 тыс. пациентов с рассеченным нервом подтвердили наблюдения датских ученых. Именно полное, а не частичное рассечение блуждающего нерва позволяет защитить организм от развития болезни Паркинсона. По всей видимости, операция по рассечению блуждающего нерва блокирует путь неправильно свернутого синуклеина в мозг (это было доказано экспериментом с крысами). Либо после операции блокируются сигналы кишечника и микробиома, направленные в мозг.

По данным одного из новейших лабораторных исследований животных, болезнь Паркинсона действительно может начинаться в кишечнике. Моделью заболевания в данном случае была мышь со сверхэкспрессивностью альфа-синуклеинов, на фоне чего у нее развилась моторная дисфункция и скопились агрегаты синуклеина. Исследователи установили, что если мыши для эксперимента выращивались в безмикробной среде, то у них наблюдалось меньше симптомов двигательной дисфункции и меньше альфа-синуклеиновых агрегатов. Когда ученые вводили стерильным мышам короткоцепочечные жирные кислоты, которые производят кишечные микробы, у животных сильнее проявлялись симптомы заболевания. Самое удивительное в этом исследовании то, что ученые вводили мышам образцы фекалий пациентов с болезнью Паркинсона, и в этом случае симптомы усиливались. При этом образцы фекалий контрольной группы не приводили к таким последствиям.

В нашем повествовании о старении и связанных с этим появлением заболеваний мы часто возвращаемся к теме хронического воспалительного процесса, или воспалительного старения. Воспалительные микробные компоненты, такие как ЛПС, – липополисахариды, молекулы, находящиеся на поверхности многих видов бактерий, – являются основными поражающими элементами этого процесса. Как и пациенты с болезнью Альцгеймера, больные с болезнью Паркинсона отличаются сильнейшей проницаемостью кишечника. В этих обстоятельствах проникновение микробных компонентов в организм вызывает воспаление как в кишечнике, так и во всем теле. Сегодня ученые полагают, что воспалительные процессы могут начаться за много лет до первого появления симптомов в мозге. Они приводят к наращиванию неправильного свертывания альфа-синуклеинов через энтеральную нервную систему, в том числе блуждающий нерв, и дальнейшему продвижению неправильного свертывания в мозг.

Так что же запускает воспалительные процессы? Есть некоторые доказательства, что все начинается с микробиоты кишечника. В ходе многочисленных исследований было подтверждено, что у людей с болезнью Паркинсона в кишечнике содержится больше бактерий, производящих воспалительные ЛПС-молекулы, и меньше микробов, способных подавить воспаление. В результате развивается воспалительный процесс, влекущий за собой развитие болезни Паркинсона.

Несколько исследований подтверждают, что микробиота у тех, кто болен болезнью Паркинсона, отличается от микробиоты контрольных субъектов. Ученые обнаружили, что у таких пациентов численность бактерий Prevotella снижена на угрожающие 77 %. Они подчеркивают, что по анализам только на количество этих бактерий они могут отличить больных от контрольной группы. Это очень важное открытие, потому что на сегодня не выявлено биомаркеров для раннего определения болезни Паркинсона, то есть врачам приходиться ждать появления неврологических симптомов для постановки диагноза. Prevotella оздоравливает кишечник за счет производства витаминов и короткоцепочечных жирных кислот, которые снимают воспаление. Ученые выяснили, что численность этих полезных бактерий выше у тех, кто ест много пищевых волокон, фруктов и овощей. Звучит знакомо, не правда ли? Кроме того, стало известно, что концентрация воспалительных бактерий (Enterobacteriaceae, которые производят ЛСП) выше у пациентов с выраженными нарушениями двигательных функций. Такие же различия в разнообразии и численности микробов наблюдаются у пациентов с другим неврологическим заболеванием – аутизмом. Дальнейшие исследования показали, что у пациентов с болезнью Паркинсона наблюдается низкий уровень «хороших» микробов, которые борются с воспалениями, и высокий уровень «плохих» микробов, которые эти воспаления вызывают.

К факторам риска возникновения болезни Паркинсона относится запор – 80 % пациентов жалуются на недостаточную дефекацию. Причина связи этого симптома с болезнью Паркинсона заключается в том, что из-за длительного времени удержания запор приводит к накоплению альфа-синуклеинов в кишечнике, а мы уже знаем, что эти белки могут неправильно сворачиваться и спутываться в бесформенный ком, вызывая развитие заболевания. Кроме того, запоры могут предшествовать дисбиозу либо микробный дисбаланс может вызывать запоры, в результате чего повышается проницаемость кишечника и развиваются воспаления. Около половины всех пациентов с болезнью Паркинсона страдают от депрессий. Как мы узнаем в следующей части, депрессия напрямую связана с изменениями микробиома. Может быть, дисбиоз кишечника способствует появлению депрессивного состояния?

Удивительно, но есть две привычки, которые неожиданным образом защищают человека от болезни Паркинсона. Первая из них – курение, которое, по официальным данным, сокращает риск развития заболевания на 36–50 %. Вторая – регулярное употребление кофе, из-за чего риск заболеть сокращается на треть. Есть множество теорий, которые пока не доказаны, о возможных механизмах действия этих привычек. Одна из них касается кишечника. Как могут подтвердить все любители чашечки кофе по утрам, напиток стимулирует опорожнение кишечника: по данным исследований, на это требуется до четырех минут. Возможно, кофе помогает регулярно ходить в туалет, а значит, препятствует появлению запоров, которые связаны с болезнью Паркинсона. Кроме того, в кофе содержатся антиоксиданты, которые снимают воспаление, а значит, защищают от неправильного свертывания альфа-синуклеинов.

Психическое здоровье

Депрессия является самой распространенной причиной негативных эмоциональных переживаний в старческом возрасте. Тем не менее ее часто не могут диагностировать и грамотно лечить. Многие полагают, что по мере возникновения проблем со здоровьем или в случае ухода из жизни близких старые люди неизбежно погружаются в депрессию. Но это не так! По словам экспертов, независимо живущие люди старшего возраста (то есть те, которые не живут в специальных учреждениях) меньше подвержены клинической депрессии: с депрессией живут от 1 до 5 % таких людей, по данным обширных исследований на территории США и других стран (сравните с 6,7 % от общего населения Америки). Однако риск появления депрессии сильно возрастает – более чем на 30 % – после госпитализации и появления заболеваний (у пациентов с инсультом, инфарктом и онкологическими заболеваниями степень подверженности депрессии возрастает на 40 %). 50 % обитателей домов престарелых находятся в депрессивном состоянии. Более чем у половины людей старшего возраста первый эпизод депрессии случился после 60 лет. Стресс и тревога идут рука об руку с депрессией – у взрослых людей более молодого возраста тревога обычно предшествует депрессии, и по крайней мере у 50 % депрессивных взрослых старшего возраста наблюдаются признаки тревоги. Однако согласно другим критериям депрессия у молодых и стариков выражается по-разному. Например, во время депрессии люди старшего возраста не испытывают уныния или чувства никчемности. У них симптомами депрессии являются бессонница, апатия, упадок сил, потеря аппетита, возбуждение, ослабление памяти и концентрации, а также физические боли.

Миф. Депрессия – это нормальная часть процесса старения, которая появляется из-за болезней и утраты близких.

Факт. Старение не вызывает депрессию – это состояние необходимо лечить.

Никто точно не знает, почему возникает депрессия. Это состояние сложно диагностировать и лечить. Ситуация в дальнейшем осложняется тем, что депрессию в поздние годы жизни (особенно у мужчин) не обнаруживают вообще или путают с признаками других заболеваний или побочными эффектами приема лекарственных препаратов. Недиагностированная депрессия может привести к серьезным последствиям, вплоть до самоубийства. Последнее внушает особое опасение, потому как случаи самоубийства встречаются в два раза чаще среди старшего поколения – в США белые мужчины в возрасте 85 лет и старше чаще прочих решают самостоятельно уйти из жизни. Так же, как у депрессии нет одной причины, так и не существует единого метода лечения, который подходит всем. Обычно лечение ее включает в себя сочетание психотерапии, медицинских препаратов и коррекцию образа жизни.

Как мы уже видели, микробиота кишечника оказывает огромное влияние на функции головного мозга, на самом деле куда большее, чем мы могли бы себе представить. По данным исследований при участии животных, поведение, волнение, стресс и депрессия имеют связь с микробиотой кишечника. Существуют доказательства, что микробиота в раннем возрасте оказывает влияние на появление проблем с настроением, как и микробиом взрослых. Например, мыши без микробиоты ведут себя не как обычно – они становятся очень смелыми (как и многие другие животные, находящиеся в самом низу пищевой цепочки, мыши обычно очень осторожные) по сравнению с контрольными «микробными» особями. Вот что еще удивительно: если нормальным лабораторным животным ввести экскременты грызунов, страдающих от стресса, тревоги и депрессии, то контрольная группа начинает тоже испытывать стресс, тревогу и депрессию. Тот факт, что эти ощущения и связанное с ними поведение можно изменить с помощью модификации микробиоты кишечника, позволяет надеяться на скорое появление нового метода лечения психических состояний у людей. Существует множество свидетельств, подкрепляющих эту гипотезу.

Результаты двух небольших исследований говорят о том, что люди с психическими расстройствами отличаются иным составом микробиома кишечника. В ходе одного из исследований ученые изучили микробиоту экскрементов 34 пациентов с депрессией и сравнили их с образцами от 17 контрольных участников. Они обнаружили существенные различия между двумя группами: у пациентов с депрессией оказался повышенный уровень «воспалительных» микробов, таких как протеобактерии и бактероиды, которые производят ЛПС, и сниженный уровень менее воспалительных фирмикутов (Firmicutes) – некоторые бактерии из этой группы обладают противовоспалительными свойствами. Ученые также обнаружили, что уровень небольших молекул изовалериановой кислоты, которую вырабатывают микробы, у пациентов с депрессией обычно повышен. Изовалериановая кислота – это вещество, которое химически соответствует нейромедиатору ГАМК, отвечающему за поддержание хорошего настроения. Она может преодолевать гематоэнцефалический барьер и далее начинает затрагивать функции нейромедиаторов, закрепляясь на ГАМК-рецепторах. Это своего рода микробное вмешательство в процесс передачи сообщений от мозга всему телу. Во втором исследовании, которое тоже было достаточно локальным, группа ученых обнаружила рост Bacteroidales и снижение численности Lachnospiraceae, но корреляция между штаммами была «сложной» (как говорят, «мы пока понятия не имеем, что происходит…»). Необходимо провести более крупные исследования с участием многочисленной контрольной группы для того, чтобы объяснить обнаруженные отличия и сделать правильные выводы. Однако перспектива обнаружения «депрессивных микробов» и побочных продуктов их деятельности позволяет рассчитывать на скорое появление новых способов лечения аффективных расстройств.

На сегодняшний день наиболее убедительные доказательства связи микробов кишечника и депрессии мы получили из исследований антибактериальных препаратов. Роль этих препаратов в здоровье микробиома мы более подробно обсудим позже. Массовое британское ретроспективное исследование заключалось в анализе применения антибиотиков на более чем 2 тыс. пациентов, страдающих депрессией. Ученые наблюдали за людьми, которые прошли курс антибиотиков однократно за последний год, и обнаружили, что пациенты, которые лечились семью разными видами антибиотиков, были сильнее подвержены развитию депрессий. У тех, кто проходил минимум пять курсов пенициллина, риск появления депрессии повышался на 50 %. Кроме того, ученые выяснили, что антибиотики повышают риск развития тревожности и беспокойства. При этом исследователи не обнаружили корреляции с противовирусными препаратами, а с противогрибковыми средствами нашли только одну и довольно слабую, но только при однократном курсе лечения. Все эти данные говорят о том, что депрессия связана с бактериями, но не с вирусами и грибами. Результаты исследования подтверждают, что антибиотики могут вредить организму разными способами, которые мы еще только начинаем анализировать. Чрезмерное употребление антибиотиков оказывает пагубное воздействие как на физическое, так и на психическое здоровье, что выражается в развитии депрессий, беспокойства и стресса.

Хронический стресс оказывает негативное влияние на организм и здоровье, начиная от бессонницы и заканчивая лишним весом, риском развития сердечно-сосудистых заболеваний, подрывом иммунной системы и расстройством пищеварения. Стресс повышает проницаемость кишечника. Ученым удалось установить этот факт через стрессовое воздействие на добровольцев путем публичных выступлений и обливаний холодной водой. В результате исследования при участии 73 норвежских солдат, которые на скудном пайке и с 45 кг за плечами пробежали на лыжах 51 км за четыре дня, ученые установили, что стресс действительно повышает проницаемость стенок кишечника и вызывает развитие воспалительного процесса, а также становится причиной сильнейших изменений в микрофлоре кишечника. Как мы обсуждали ранее, повышенная проницаемость кишечника приводит к чрезмерному накоплению в организме воспалительных бактериальных компонентов, таких как ЛПС. Антитела к липополисахаридам (которые защищают организм) заметно повышаются, что говорит о возросшей концентрации ЛПС. Еще одно подтверждение основному предположению можно найти в результатах диетологических исследований, где вредная пища коррелирует с хроническим воспалением и депрессией. Питание строго по средиземноморской диете коррелирует со снижением риска развития депрессии.

Миф. Стресс оказывает влияние только на мозг.

Факт. Стресс вызывает изменения во всем организме, в том числе приводит к слабости мышц, усталости, расстройству желудка и повышению проницаемости стенок кишечника.

Одной из функций пробиотиков является уменьшение проницаемости стенок кишечника, что в результате приводит к улучшению настроения. Обширные исследования при участии животных доказывают, что пробиотики действительно могут подавить депрессию, унять тревогу и уменьшить стресс. То же можно сказать об их эффекте при нейродегенеративных нарушениях и проблемах с настроением. Данных об исследовании их влияния на людей пока еще не много, поэтому нам необходимо проводить больше экспериментов при участии большего числа людей с различными проблемами со здоровьем. В ходе одного исследования, где приняли участие 55 здоровых добровольцев, ученые давали респондентам или пробиотики Lactobacillus helveticus либо Bifidobacter longum в течение 30 дней, или плацебо. Когда по окончании курса участников эксперимента проверили на степень тревожности, депрессивности, стресса и работу их компенсаторных механизмов, ученые обнаружили, что люди на пробиотиках демонстрируют наилучшие показатели. В подобном исследовании 20 здоровым испытуемым давали смесь пробиотиков, которые помогли унять негативные мысли, связанные с печальным настроением. Но напомню, что для начала все это были здоровые люди. Потенциально у пробиотиков существует множество способов влияния на мозг, в том числе посредством химических веществ, которые прямо или косвенно изменяют состояние здоровья мозга (в том числе подавляют нейровоспаление). Исследования, описанные выше, говорят о том, что ученым предстоит еще много работы в этом направлении.

Инсульты

Представьте себе человека, который, как в ловушке, заперт в собственном теле – физически парализованного, но внутри сохранившего свое «я». Это то, что случается после инсульта – самого жуткого заболевания наряду с деменцией, которое пугает людей старшего поколения. И действительно, есть чего опасаться: инсульты являются пятой среди самых распространенных причин гибели людей в Соединенных Штатах и главной причиной инвалидности взрослых.

Инсульт происходит из-за блокировки притока крови в мозг. Недостаток крови приводит к отмиранию клеток мозга и последующей потере чувствительности, параличу, потере речевой функции и другим симптомам в зависимости от того, какой участок мозга пострадал больше других. Неотложное лечение и последующая терапия помогают свести поражения мозга до минимума и восстановить утраченные функции, но обычно последствия отмирания клеток сохраняются, и полного восстановления достичь удается далеко не всегда.

Существует два основных типа инсультов. Самый распространенный – это ишемический инсульт, который перекрывает кровоток в сосудах, снабжающих мозг.

Геморрагический инсульт встречается реже, но чаще приводит к летальному исходу. Инсульт такого типа вызывает разрыв кровеносного сосуда в мозге с последующим кровоизлиянием, чаще всего это происходит по причине повышенного артериального давления. Холестериновый налет на стенках сосудов является главной причиной появления инсультов обоих видов, потому как бляшки препятствуют нормальному движению крови. Контролируемые факторы риска, такие как повышенное артериальное давление, диабет, ожирение, повышенный холестерин, чрезмерное употребление алкоголя и курение, на 50 % обусловливают рост риска инсультов. К неконтролируемым факторам, которые составляют вторую половину рисков, относятся возраст (старше 65 лет), пол (у мужчин инсульты случаются чаще, хотя у женщин инсульты в основном приводят к гибели), раса (афроамериканцы находятся в группе риска) и наследственность.

Как и в случае с сердцем, кровоснабжение мозга необходимо для обеспечения многих функций организма, поэтому недостаток кровотока оказывает и другие негативные воздействия, помимо инсультов. Здоровье артерий, по которым движется кровь, важно как с точки зрения сердца, так и с точки зрения мозга да и всего тела. Бляшки из холестерина и жира накапливаются и закупоривают артерии, из-за чего развиваются сердечно-сосудистые заболевания. Также закупоренные бляшками артерии напрямую влияют на мозг посредством инсультов. Подробнее мы поговорим об инфарктах, сердечно-сосудистых заболеваниях и микробиоте в главе 8.

Миф. Ничего нельзя сделать для профилактики инсульта.

Факт. До 80 % инсультов можно предотвратить. Человек может предпринять массу превентивных мер, например нормализовать артериальное давление и холестерин, поддерживать здоровый вес и питаться полезными для сердца продуктами с большим содержанием пищевых волокон.

Микробиота сильнейшим образом влияет на здоровье кровеносных сосудов, а значит, связана с сердечно-сосудистыми заболеваниями и инсультами. Когда вы едите красное мясо, то микробиота в самом мясе преобразует его компоненты в особые соединения (триметиламины); затем печень перерабатывает эти соединения в производное вещество (ТМАО, известный как триметиламин N-оксид), которые вызывают появление бляшек на стенках кровеносных сосудов. Без красного мяса и сопровождающих его микробов эти вещества не производятся, а значит, риск сердечно-сосудистых заболеваний и инсультов решительным образом снижается. Употребление красного мяса обогащает микробиоту, которая производит эти проблематичные вещества, следовательно, изменения в микробиоте (и уровень ТМАО) могут служить показателями риска развития инсульта.

Существует несколько простых способов избежать сердечно-сосудистых заболеваний, например следует отказаться от красного мяса и начать потреблять в пищу больше пищевых волокон. Второе является особенно важным условием предупреждения риска инсульта. Мы рассмотрели результаты исследований при участии веганов и вегетарианцев, которые потребляют много растительных пищевых волокон, и лабораторных мышей, у которых нет микробов. И у тех и у других нет сердечно-сосудистых заболеваний, либо их присутствие незначительно. Вполне вероятно, что это как-то связано с микробиотой, так как пищевые волокна оказывают огромное влияние на микробную композицию. По данным последнего метаанализа (компиляция результатов множества исследований), между риском инсульта и потреблением пищевых волокон существует обратная корреляция. Если съедать ежедневно всего на 7 г больше пищевых волокон, то риск инсульта снижается на 7 %. Чтобы обрисовать ситуацию шире, скажу, что в среднем женщины в США потребляют 13 г пищевых волокон в день (рекомендовано от 21 до 25 г), а мужчины – 17 г (рекомендовано 30 до 38 г в день). Может показаться, что 7 г пищевых волокон – это много, но на самом деле столько необходимых волокон содержится в 70 г цельнозерновых макарон (примерно две трети стакана), фруктов или томатов. Как мы узнаем из последующих глав, пищевые волокна совершенно необходимы для питания микробиоты и способствуют укреплению здоровья мозга и всего тела.

Кроме положительного влияния на здоровье сердца, сосудов и предупреждения инсультов, микробиота также принимает участие в процессе восстановления организма после инсульта. Когда у пациентов после инсульта берут образец микробиоты, то в течение первых 24 часов после удара наблюдаются признаки дисбиоза. Притом чем сильнее удар, тем значительнее изменения в микробной композиции. Это удивительное открытие, но мы пока не знаем, как его применить на пользу пациентам. Кроме того, ученые обнаружили убедительные доказательства, что микробиота может повлиять на исход инсульта. Мы знаем, что она оказывает сильнейшее влияние на иммунную систему и воспалительные процессы (читайте об этом в главе 11). Повреждение тканей, которое следует за инсультом, обычно возникает из-за воспалительных повреждений, вызванных действиями иммунной системы. Здесь часть ответственности может лежать на антибиотиках, потому что жертвам инсульта часто назначают антимикробную терапию для предупреждения развития инфекций.

На примере экспериментов с животными лечение антибиотиками позволяет сократить повреждения мозга, поскольку оно подавляет активацию ключевых иммунных программ. В результате повышается концентрация клеток, подавляющих воспаление (они называются регуляторными Т-клетками), и снижается уровень клеток, вызывающих дальнейшее повреждение тканей (дельта– и гамма-Т-клетки). Антибиотиками нельзя пользоваться для профилактики инсультов по многим причинам, в том числе из-за вероятности развития резистентности и негативного влияния антимикробной терапии на микробиоту. Однако сегодня появляются новые методы определения микробов, которые связаны с развитием инсультов, а значит, вскоре мы научимся намеренно изменять микробиом с целью предупреждения инсультов и/или восстановления организма после удара.

Джетлаг и перелетные птицы

Пенсия мечты – это очень долгие, роскошные экзотические путешествия. Необремененные работой и заботой о родственниках пенсионеры наконец могут найти время на новые впечатления и познание окружающего мира. В Канаде основной род деятельности пенсионеров называют «полет перелетных птиц», потому что они с удовольствием покидают свои занесенные снегом дома и проводят зимы на теплых пляжах, а возвращаются только с приходом весны. Однако путешествия на дальние расстояния связаны с сильным дискомфортом при смене часовых поясов, или джетлагом. Затуманенность сознания, недостаток энергии, депривация сна, частое употребление вредной пищи, усиление аппетита… Да вы знаете, как это обычно бывает! Первые несколько дней достаточно тяжело наслаждаться долгожданным пляжем. Человек может даже неожиданно заснуть днем на море и проснуться с сильными ожогами, которые еще долго будут напоминать о путешествии. Джетлаг и нарушение биологических часов внутри организма, также называемых циркадными ритмами, не ограничивается только этими неприятными симптомами, но в дальнейшем вызывает ожирение, диабет и рак. Как мы убедимся позже, у всех этих заболеваний есть связь с микробами. За последние два года ученые смогли убедиться в наличии сильной связи между микробиомом и джетлагом, а также другими нарушениями внутреннего распорядка организма, и связь эта часто проявляется самыми неожиданными способами.

Циркадные ритмы находятся под контролем гипоталамуса – области мозга, которая испытывает на себе воздействие света и других факторов для контроля сна, аппетита и остальных ежедневных ритуалов. Однако нам известно, что другие части тела тоже имеют собственные молекулярные часы, которые синхронизуются с часами мозга. Например, есть часы, которые «будят» печень и кишечник, когда нужно переваривать пищу в течение дня, и замедляют их работу, пока мы спим. В 2014 году ученые обнаружили, что микробиота кишечника обладает собственным циркадным ритмом. Ученые произвели генетические мутации в некоторых молекулярных часовых генах мышей, которые нарушали ритмические колебания жизни микробиоты. Они обнаружили, что внутренние часы организма руководят жизнью микробиоты, так как почти у 15 % штаммов микробов наблюдались изменения циклических ритмов. Ученые даже смогли обнаружить характерные «суточные» микробные штаммы. Изменения можно было предотвратить с помощью регулярного кормления, то есть мыши возвращались к нормальным суточным биологическим ритмам благодаря регулярным приемам пищи в строго определенное время – подобным способом и люди преодолевают джетлаг после путешествия. При нерегулярном кормлении основные часы в мозге мышей выпадали из ритма всех остальных часов, в том числе кишечника, которые «будят» его для переваривания пищи и останавливают работу во время сна. Результаты исследования подтвердили то, что мы подозревали и прежде: нарушение работы биологических часов плохо влияет на различные биологические процессы, в том числе на пищеварение и жизнь микробиоты.

Изменения в метаболической активности – нашем способе перерабатывать молекулы в энергию – могут привести к ожирению и диабету. Например, ученые ввели образец экскрементов мышей с джетлагом или людей (выпускников, которые вынуждены перемещаться по миру ради посещения научных конференций) мышам, у которых нет своего микробиома. Если вам интересно, как мыши смогли заработать джетлаг, то знайте, что они не летали по всему свету – достаточным оказалось лишь на трое суток сместить время освещения мышиного вольера на восемь часов, а затем снова вернуться к первоначальному режиму. Ученые обнаружили, что метаболические симптомы джетлага (то есть сильное желание питаться углеводами и фастфудом), связанные с развитием ожирения и диабета, проявились у мышей после переноса микробов. Введение фекалий от мышей с джетлагом настолько повлияло на метаболизм здоровых мышей, что они стали сильнее подвержены развитию диабета и ожирения. Кроме того, ученые выяснили, что кормление мышей жирным кормом разрушительным образом сказывалось на их циркадных ритмах (а также на микробиоте и обхвате талии). В ходе других экспериментов над мышами выяснилось, что особи женского пола сильнее подвержены изменениям в микробиоте, вызванными джетлагом, чем мужские особи; что алкоголь усугубляет эти изменения у обоих полов и что даже кишечные инфекции стремительнее развиваются из-за нарушений сна и отдыха.

Так как же нам применить эти полезные знания, чтобы следующий трансатлантический перелет прошел замечательно? К сожалению, наука пока только начинает получать ответы на эти вопросы, а исследования пока проводились только при участии лабораторных животных, и их результаты рано переносить на человека. Однако кое-что уже становится очевидным. Жирная пища и алкоголь усугубляют джетлаг. Если питаться по своему обычному расписанию, как дома, и выходить днем под солнечный свет, то вы и ваши микробы сможете быстрее адаптироваться к пляжному сезону. Мы надеемся, что со временем, когда мы узнаем больше об их сложной взаимосвязи, то сможем разработать пробиотик или пребиотик для нормализации сна после перелетов.

Будущее

Из всех частей тела и органов, которые мы обсуждаем в нашей книге, у мозга можно отметить, пожалуй, самый большой потенциал для будущего. Улучшение качества жизни, благополучие и здоровое старение – все это возможно благодаря науке о микробиоме. Как мы убедились, болезни Альцгеймера, Паркинсона, деменция, тревога, стресс, депрессия и инсульт имеют микробные аспекты. Проведя больше исследований, мы сможем сформировать четкое представление о том, как работает MIND-диета, и разработать более эффективные планы питания для мозга. Пока новые технологии находятся на стадии тестирования, мы можем рассчитывать на скорое появление методов диагностики микробиоты кишечника с целью заблаговременного и точного определения риска развития когнитивных заболеваний. С новым поколением пробиотиков – научно разработанных «коктейлей» из полезных микробов – мы вправе предвкушать пользу от лечения микробами, «изменяющими сознание», которые способны контролировать или устранять депрессию и другие негативные психические состояния.

Возможно, у нас вскоре появятся лекарства, которые будут поражать микробные энзимы и предотвращать инсульты и сердечно-сосудистые заболевания, или пробиотики, которые смогут восстанавливать колонии полезных микроорганизмов после лечения антибиотиками и инсультов. Принимая во внимание все сказанное выше, мы надеемся, что вскоре сможем управлять своими микробами и направлять их на борьбу со снижением когнитивных способностей, а также с их помощью сможем победить самые большие опасности старения.

Простые советы

• Тренировка для мозга. Мозг не отличается от других частей тела – ему тоже нужны тренировки, чтобы оставаться здоровым. Физические упражнения заставляют сердце качать кровь, что приводит к усиленному притоку крови к головному мозгу. В результате мозг лучше выполняет свои функции и у него появляется защита от болезни Альцгеймера и деменции. Физические упражнения снимают стресс и улучшают настроение (и у микробов тоже).

• Замените стейк на брюкву. Диета с повышенным содержанием пищевых волокон снижает риск развития инсульта, а употребление красного мяса этот риск усугубляет. Продукты, богатые пищевыми волокнами, полезны для мозга и микробов кишечника. К ним относятся цельнозерновые продукты, фрукты, в том числе и тропические, ягоды, орехи, овощи – зеленые листовые и корнеплоды, бобовые, семена.

• Настройте биологические часы

• Сон необходим для здоровья мозга, и, безусловно, для здоровья микробиоты. Недостаток регулярного, полноценного сна (как во время джетлага) вызывает проблемы с памятью, мышлением и настроением.

• Пейте по утрам кофе. Кофе не только помогает предотвратить запоры и нормализовать стул, но и защищает от развития болезней Паркинсона и Альцгеймера.

Глава 4. Здоровая улыбка, здоровое тело: микробиом ротовой полости

Когда в 1683 году Антони Ван Левенгук изобрел микроскоп, он провел исторически значимое наблюдение и заметил, что у него во рту обитает больше «анималькулей» (то есть бактерий), чем людей на просторах его родных Нидерландов. Человечество впервые бросило взгляд на мир микробов и, преисполнившись удивления, осознало, что во рту у человека полно живых организмов. Как и в случае со многими великими исследователями и новаторами, сперва в открытие «сумасшедшего голландца», как его тогда прозвали, никто не поверил. Чтобы убедить мир в своей правоте, ему потребовалось отправить десятки писем в Лондонское королевское общество с подробным описанием микробов. Когда другие люди смогли заглянуть в микроскоп Ван Левенгука, его открытие подтвердилось и родилась наука микробиология.

Ротовая полость – все содержимое рта от губ, зубов и десен до твердого нёба и языка – в состоянии нормы заполнена миллионами микробов. Ежедневно мы проглатываем миллиарды бактерий вместе со слюной. Естественная среда ротовой полости пышно цветет бактериями, потому что они постоянно получают жидкость, питательные вещества и содержатся при подходящей для них температуре. Как и люди, микробы вынуждены сражаться за свое благополучие и выживание, поэтому они прикрепляются к языку, внутренней поверхности щек, зубам и деснам, чтобы их не смыло при глотательных движениях. Мы побеседовали с доктором Ричардом Элленом, ныне пенсионером, бывшим профессором факультета стоматологии в Торонтском университете. Эллен является признанным авторитетом в области микробной экологии ротовой полости. Он сказал нам: «Никто не пользовался термином «микробиом» в 1970-х, когда я начинал свою карьеру». После получения диплома стоматолога он стал научным сотрудником Гарвардского университета и Стоматологического центра Форсайта, где познакомился с энергичным микробным экологом, доктором Рональдом Гиббонсом.

Гиббонса интересовал принцип закрепления бактерий на поверхностях ротовой полости, а также вопрос о том, является ли этот механизм общим для распределения болезнетворных бактерий во всем организме. Он отправил Эллена в библиотеку, чтобы тот отыскал побольше информации о потенциале закрепления бактерий при ангине. С этого момента началось их плодотворное сотрудничество, которое привлекло внимание многих микробиологов. Позже Эллен вложил свой опыт в изучение микробной экологии в периодонтологии – разделе стоматологии, который изучает поддерживающие структуры зубов, такие как десны, а также поражающие их заболевания. По соседству с кабинетом Гиббонса располагалась лаборатория доктора Зигмунда Сокранского, который использовал самые современные методы того времени для описания бактериальных популяций на разных поверхностях ротовой полости. «Процесс заключался в отборе отдельных бактериальных колоний, которые росли в питательной среде, и проведении трудоемких биохимических анализов для определения тех, кто сможет выжить в лабораторных условиях, – объясняет доктор Эллен. – Работа помогла нам изучить огромное количество микроорганизмов, которые живут на языке, щеках, зубах и в слюне, но она также сильно препятствовала осознанию их разнообразия, потому что большинство резидентных бактерий невозможно было культивировать таким способом». Эта отрасль науки с тех пор шагнула далеко вперед. Доктор Эллен вспоминает: «Я чувствую себя настоящей древностью, потому что начал изучать эти направления, когда точное определение ключевых, хотя и ограниченных кластеров бактерий в оральной полости находилось еще в зачаточном состоянии. Современное секвенирование ДНК и анализ микробиома ротовой полости кажутся мне технологиями далекого будущего!»

Ученые и стоматологи сегодня знают, что сотни микробных штаммов ротовой полости живут вперемежку, а не отдельными популяциями (представьте себе оживленный город с огромным количеством людей и зданий). У взрослых это сложное оральное сообщество ведет себя достаточно стабильно, но может выйти из-под контроля в старости. Уменьшение численности в микробных сообществах у престарелых людей дает возможность патогенам проникать в ротовую полость и размножаться там. Этот процесс затрагивает не только десны и зубы, но и весь организм в целом.

В любом возрасте состояние ротовой полости отражает состояние здоровья всего организма. Здесь находится первая точка контакта пищеварительного тракта (на всем протяжении от рта до ануса) и иммунной системы с окружающим миром. Если мы представим себе пищеварительный тракт в виде реки, то рот – это ее исток, место, откуда река берет начало и уносит свои воды дальше по течению. На самом деле большинство всех системных заболеваний (которые поражают несколько органов или все тело) сопровождаются симптомами в ротовой полости.

Миф. Чистка зубов необходима только для здоровья ротовой полости.

Факт. Чистка зубов позволяет поддерживать здоровье во всем организме, в том числе защищает от болезней сердца и деменции.

Существует неожиданная корреляция между микробиомом тела и деменцией в связи с гигиеной полости рта. По результатам близнецового исследования ранняя потеря зубов (до 35 лет) коррелирует с повышенным уровнем деменции. Имеющаяся статистика говорит о том, что у людей, которые не чистят зубы регулярно, риск развития деменции выше на 22–65 % по сравнению с теми, кто чистит зубы три раза в день!

Как усердная чистка зубов может влиять на развитие деменции? С возрастом у человека замедляется производство слюны, что приводит к слабовыраженному воспалительному процессу в ротовой полости, потому как слюна обладает антибактериальным эффектом. Из-за недостатка слюны человек реже смывает и проглатывает больше вредных микробов, поселяющихся во рту. Предположительно по этой причине численность микробов и их воспалительных производных возрастает, они проникают в кровоток и далее вызывают дополнительные воспалительные процессы. Исследования доказывают, что при наличии в крови большого числа антител к микробам ротовой полости, – что является, между прочим, косвенным показателем того, что вредные микробы попали в организм и находятся на прицеле у иммунной системы – обнаруживается прямая связь с повышенным риском болезни Альцгеймера.

Таким образом, здоровье ротовой полости – нечто куда большее, чем просто красивая улыбка. Ваш рот – это зеркало, в котором отражается состояние всего организма, он служит наблюдательной позицией, с которой можно заметить заболевание и предотвратить его развитие.

Щетка, нить, повторить

Микробиота ротовой полости живет в миниатюрных микробных мегаполисах, которые называются биопленками. «Небоскребы» мегаполисов строятся из молекул – внеклеточных полисахаридов, которые формируют внутри и вокруг микробов липкие структуры и защищают их от окружающей среды. Биопленки встречаются практически повсеместно, но чаще всего их можно обнаружить во рту в виде зубного налета. Важно то, какие микробы населяют биопленку, а это, в свою очередь, зависит от того, какие из них прикрепятся первыми. Первые поселенцы обусловливают качество более поздних поселенцев, то есть выбирают себе «соседей» и формируют облик всего «жилого квартала» – приличный или не очень. Самые распространенные первые поселенцы – это штаммы Streptococcus, которые помогают быстрее заселиться другим полезным микробам. Когда заселятся новые жильцы и квартал расширится, в зубном налете уже будет насчитываться около сотни штаммов, тесно переплетенных между собой. Слой микробов обычно бывает высотой от 300 до 500 клеток – настоящий небоскреб!

Каждому человеку в некоторой степени знакомо ощущение появления налета на зубах: белые или темные кусочки, которые стоматолог удаляет с зубов, называются твердые назубные отложения (или камень) – старая биопленка, в которой бактерии склеились в кальцинозную массу. К сожалению, налет начинает немедленно возобновляться сразу же после того, как вы завершаете чистку зубов, и накапливается в труднодоступных местах за шесть месяцев после посещения дантиста. Тем временем, пока налет нарастает на деснах и под ними, прямой контакт между биопленкой и деснами вызывает раздражение. Десны воспаляются (срабатывает «скорая помощь» организма), и воспаление начинает призывать на место аварии макрофагов и нейтрофилов: клетки, которые созданы специально для уничтожения микробов. У некоторых людей пролонгированные и повторяющиеся воспаления приводят к различным побочным проблемам тканей десен, что позже ведет к развитию периодонтита – заболевания, разрушительного для десен. Микробы становятся более патогенными, болезнь усугубляется, поражаются мягкие ткани, а затем и кости.

Удивительно, но две самые распространенные инфекции в мире не связаны с группой самых опасных и разрушительных пандемий – это не СПИД, малярия или туберкулез, а периодонтит (болезнь десен) и кариес зубов (болезнь твердых тканей зуба). Почти все люди на земле хоть раз лечили кариес и почти у половины населения есть какое-нибудь заболевание десен. Однако в отличие от самой опасной тройки заболеваний болезни ротовой полости вызывает целая группа микробов, а не какой-то один патоген. Пациенты с периодонтитом обладают совершенно иным микробным составом, нежели здоровые люди. Porphyromonas gingivalis и Treponema denticola чаще всего повинны в развитии этого заболевания. Удивительно, но стерильные лабораторные животные, не содержащие микробных организмов, не болеют периодонтитом, что вполне логично – ведь у них нет никаких микробов.

Люди старшего возраста сильнее подвержены опасности развития болезней десен: по данным медицинской организации США, 47,2 % взрослого населения старше 30 лет болеют какой-либо формой периодонтита, а в возрасте старше 65 лет риск развития заболевания составляет уже 70,1 %. Тем не менее эти проблемы не считаются «нормальной» составляющей старости: тщательная гигиена и здоровая микробиота полости рта предупреждают развитие болезней ротовой полости. Вы знаете, что нужно делать: старательно пользоваться щеткой, чистить между зубами (зубной нитью) и регулярно посещать стоматолога. В будущем, возможно, мы начнем принимать специальные пробиотики, которые помогут полезным микробам заселять десны и эффективно препятствовать патогенам. Пробиотики чаще всего содержат лактобактерии и бифидобактерии. Они по праву входят в состав микробиоты ротовой полости, считаются полностью безопасными, и их можно принимать в форме капсул или с продуктами питания. Пищевые источники пробиотиков – это молочные продукты: йогурт, кефир, зерненый творог и пахта. Из немолочных продуктов можно выбрать ферментированные овощи, например квашенную капусту и настой чайного гриба – комбучу. Однако употреблять эти продукты следует с осторожностью, так как лактобактерии и бифидобактерии не подходят людям, которые часто едят ферментируемые углеводы. К ним относятся сладости (например, печенье, торты, газированные безалкогольные напитки, конфеты) и такие на первый взгляд невинные продукты, как хлеб, крекеры, бананы и хлопья для завтрака. Лактобактерии и бифидобактерии из пищевого сахара производят кислоту. Говоря научным языком, они очень кислотопродуцирующие и ацидурические организмы, то есть обладают толерантностью к высококислотной среде налета, который способствует появлению кариеса: через производство кислоты они усугубляют зубной налет.

Миф. Сахар портит зубы.

Факт. Кариес возникает не напрямую из-за употребления сахара, а из-за микробов, которые этим сахаром питаются. Микробы производят кислоту, которая растворяет зубную эмаль и вызывает кариес.

Пробиотики для приема внутрь сегодня не используются стоматологами для лечения зубов из-за недостатка научных исследований на эту тему. Но вскоре может появиться новая терапевтическая стратегия, которая будет поддерживать здоровье ротовой полости и всех систем тела. Местное лечение культурами Lactobacillus acidophilus хорошо снимает симптомы заболеваний пародонта (например, гингивита и периодонтита). По результатам исследований, пробиотики штаммов Lactobacillus, такие как L. reuteri, L. brevis (CD2), L. casei Shirota, L. salivarius WB21, а также Bacillus subtilis улучшают состояние десен и снижают количество периодонтальных патогенов. Жевательная резинка с пробиотиками (читайте в разделе «Жуй и лечи зубы») – новый простой метод, который позволяет с помощью привычки жевать жвачку улучшить состояние здоровья десен и снизить риск развития заболеваний пародонта. Продукт не только доставляет в ротовую полость полезные пробиотики, но еще и помогает старым людям усилить естественное выделение слюны.

Микробы вызывают как пародонтит, так и кариес, а еще появление полостей в зубах. Биопленка нарастает на поверхности зубной эмали, и тогда кариозные бактерии (например, Streptococcus mutans) заселяют свободные ниши и меняют состав микробиоты ротовой полости. Разнообразие микробов уменьшается, и всего несколько гадких штаммов типа S. Mutans и разных лактобактерий начинают усиленно размножаться (численность S. Mutans может возрасти с 2 до 30 %). Микробы радостно расселяются по поверхности зубов, поедают сахар и другие углеводы, которыми мы их заботливо снабжаем каждый день. Взамен они производят кислоты (молочную, метановую, уксусную и пропионовую), которые не вредят микробам, но пагубно воздействуют на зубы. Когда кислота растворяет эмаль, на зубах появляются дырки и начинает разлагаться дентин. В результате появляются слишком хорошо знакомые каждому симптомы: зубная боль, повышенная чувствительность зубов, боль при жевании или после употребления сладкого, горячего и холодного.

Мы часто не принимаем во внимание роль микробов в развитии кариеса зубов и обвиняем в появлении этих проблем только сладости. Стерильные лабораторные животные на диете с повышенным содержанием сахара никогда не страдают кариесом! Кроме общеизвестных стоматологических и диетических мер (например, чистка щеткой, зубной нитью и отказ от сахара) для сохранения здоровья зубов необходимо восстановить экологический баланс и разнообразие микробиома ротовой полости. По данным нескольких исследований, употребление пробиотиков с лактобактериями и бифидобактериями позволяет значительно сократить численность вредоносных стрептококков-мутантов в слюне. Streptococcus salivarius M18, который обычно содержится в пробиотиках для лечения ротовой полости, разрушает нехорошие бактерии S. Mutans и нейтрализует кислотность во рту. Повышение защитной функции микробиома позволяет справиться с основной первопричиной развития кариеса.

Всем известно, что для сохранения здоровья зубов необходимо регулярно чистить зубы. Здесь нужно отметить, что не все пасты одинаково полезны: те пасты, которые положительно влияют на микробные популяции, приносят больше пользы для здоровья. В ходе новейшего двойного слепого рандомизированного исследования 111 здоровых взрослых добровольцев чистили зубы дважды в день фторированной пастой в течение четырех недель. После этого эксперимента участников разделили на две группы: первая группа продолжила использование той же обычной фторированной пасты, а вторая перешла на другую пасту – тоже фторированную, но в которой содержатся три фермента, генерирующие антимикробные производные, и три антибактериальных белка. После того как испытуемые пользовались пастами в течение 14 недель дважды в день, ученые проанализировали состав микробов их ротовой полости. Результаты получились очень воодушевляющими: зубная паста с биодобавками изменила микробную композицию в лучшую сторону: повысилась численность полезных микробов (12 микробных таксонов, в том числе Neisseria) и сократилась численность штаммов, связанных с развитием заболеваний пародонта (10 таксонов, в том числе Treponema). По-видимому, зубная паста укрепила естественный защитный барьер ротовой полости за счет натуральных белков и ферментов, аналоги которых содержатся в слюне. Эта новая паста с полезным составом продается в большинстве стран Европы и на Ближнем Востоке. Кроме того, ее можно заказать на Amazon и других торговых онлайн-площадках Северной Америки.

Джессика попробовала эту пасту и пришла к выводу, что она отличается от традиционной зубной пасты, потому что в ней нет мыльного агента лаурилсульфата натрия. Хотя после нее зубы не скрипели от чистоты, вкус ей понравился и во рту сохранялось ощущение свежести. Сегодня научные разработки в области молекулярных технологий дают нам возможность лучше познакомиться с обитателями микробиома ротовой полости. Вскоре в продаже появится большой выбор зубных паст, направленных на поддержку здоровья микробиома. Учитывая то, что состояние ротовой полости зависит от баланса полезных и болезнетворных бактерий, мы можем склонить чашу весов в нашу пользу с помощью пробиотических средств и продуктов.

Жуй и лечи зубы

То, что периодонтит, кариес, неприятный запах изо рта и другие проблемы ротовой полости вызывают болезнетворные микробы, которые расселяются во рту, означает, что мы можем оградить себя от этих неприятностей, заменив «плохих» бактерий на «хороших» микробов, правильно? Для этой цели можно воспользоваться пробиотиками для приема внутрь. Сегодня в качестве пробиотика используют Streptococcus salivarius K12. Этот полезный микроб производит бактериоцины (токсины), которые убивают микробов-возбудителей периодонтита и галитоза (неприятного запаха изо рта). После проведения рандомизированного клинического исследования, в рамках которого испытуемые принимали 10 млрд микробов ежедневно в течение 28 дней, ученые сделали заключение, что эта бактерия безопасна для людей. Сейчас проводятся более масштабные исследования для подтверждения этих результатов, но, по результатам небольших исследований бактерии могут справиться с дурным запахом изо рта и препятствовать развитию инфекций горла (например, ангины и тонзиллита).

Изобретательные производители создали жевательную резинку с пробиотиком S. Salivarius, которая продается под торговым названием BLIS K12. Жвачка бывает двух вкусов: перечная мята и малина-гранат. В ней нет сахара или искусственных подсластителей, а каждый кусочек содержит 500 млн пробиотических бактерий. Джессика очень заинтересовалась этим продуктом и заказала себе резинку с мятным вкусом через интернет. Вначале она пробовала жевать один кусочек в день в течение пяти или десяти минут после чистки зубов перед сном (как было рекомендовано производителями). Жвачка была вкусной, хотя довольно быстро теряла мятный аромат. Основная неприятность заключалась в цене – 13,50 долларов США за восемь кусочков. Эти траты не вписывались в ее аспирантский бюджет.

Принимая во внимание высокую стоимость продукта, Джессика решила пользоваться жвачкой от случая к случаю, например по дороге домой от стоматолога, чтобы заново заселить полезными микробами свежевычищенные зубы и десны. Также жевательная резинка была нужна после лечения антибиотиками, потому что лекарство убивало все микробы в организме. Людям старшего возраста жевательную резинку можно использовать в качестве простого источника пробиотиков и генератора слюноотделения.

В других жевательных резинках с пробиотиками содержатся L. reuteri ATCC 55730 и ATCC PTA 5289, которые эффективно снижают численность цитокинов, таким образом улучшая здоровье ротовой полости и всего организма.

Чистота и порядок

Слюна необходима для сохранения здоровья ротовой полости. Она увлажняет рот, помогает чувствовать вкус пищи и переваривать ее, в ней содержатся защитные вещества, которые контролируют чрезмерный рост зубного налета. Кроме того, в ней живут многочисленные полезные микробы: примерно 500 млн бактерий на чайную ложку. Слюна доставляет микробам необходимую влагу и питательные вещества, отделяет и смывает кислотные продукты кариозных микробов с зубов. У каждого из нас свой индивидуальный микробиом слюны, который практически не меняется с течением жизни. Но с возрастом источник слюны может высохнуть: гипосаливация и ксеростомия (сухость во рту) встречается у одной трети людей старшего возраста и у 40 % людей старше 80 лет. При сухости во рту процессы жевания, глотания, приема пищи, общения и даже насвистывания, – пожалуй, это действие можно назвать самым важным в списке! – сильно осложняются. Без предохранительных свойств и питательных веществ слюны полезные микробы не могут выжить, а значит, мы будем сильнее подвержены патогенным инфекциям.

У здоровых людей старшего возраста, которые не принимают медицинские препараты, не наблюдаются недостаточное слюноотделение и сухость во рту, следовательно, эти неприятности не являются неизбежной частью старения. Чтобы облегчить симптомы, если они у вас есть, специалисты рекомендуют пить маленькими глотками воду в течение дня и во время приема пищи, чтобы улучшить вкус еды. Откажитесь от напитков с кофеином и сахаром, которые создают сухость во рту. Национальный институт здоровья США рекомендует жевать жвачку без сахара или сосать леденцы, чтобы усилить выделение слюны. Кроме того, они считают конфеты с цитрусовым вкусом, корицей и мятой «самыми подходящими». В аптеках без рецепта можно купить заменители слюны, увлажняющие спреи и гели, которые на время помогают избавиться от ощущения сухости и увлажнить ткани ротовой полости. Возможно, жевательная резинка с пробиотиками через воздействие на микробов ротовой полости поможет восстановить слюноотделение: по данным исследований, Lactobacillus species L. reuteri (DSM 17938 и ATCC PTA 5289), L. rhamnosus GG (ATCC 53103), L. rhamnosus LC705, а также Propionibacterium freudenreichii ssp shermanii JS эффективно снижают риск развития гипосаливации и ощущения сухости во рту (ксеростомии) через восстановление естественного слюноотделения.

Многим пациентам и врачам не известно, что более 400 самых распространенных медицинских препаратов вызывают ощущение сухости во рту. Риск появления симптомов увеличивается, если принимать четыре или больше препаратов в день. Если вы или кто-то в вашей семье с этим столкнулся, поговорите с лечащим врачом и попросите уменьшить дозировку или заменить лекарство.

Микробное дыхание

А нельзя ли просто воспользоваться ополаскивателем для рта и убить всех плохих микробов ротовой полости? Антони Ван Левенгук ставил эксперименты с ополаскиванием рта еще несколько веков назад. Он знал, что спирт и уксус способны убивать «анималькулей», которых он извлек из своего рта. Он поступил так, как поступил бы любой истинный ученый: использовал свой организм для опытов. Он полоскал рот алкоголем и уксусом и затем изучал микробов во рту. Эти меры оказались безрезультатными: микробы выжили, возможно, потому что их покрывала защитная оболочка – биопленка. Результаты его экспериментов актуальны и по сей день: обычные ополаскиватели рта эффективны только отчасти. Они прекрасно подходят для удаления частичек пищи, до которых не смогла добраться щетка и зубная нить, удаляют зубной налет с линии десен и освежают дыхание, но не убивают микробов, которые вызывают кариес, и тех, которые живут под линией десен.

Миф. Полоскание рта дает тот же эффект, что и чистка зубной щеткой.

Факт. Ополаскиватель для рта – это не более чем дополнительный уход. Тщательная чистка зубов щеткой и зубной нитью гораздо лучше препятствуют нарастанию зубного налета, чем полоскание рта. Некоторые ополаскиватели для рта убивают как вредных, так и полезных микробов.

Доктор Эллен говорит, что обычные ополаскиватели для рта обещали «убивать микробов, которые вызывают неприятный запах изо рта», то есть применялись для косметических целей. Для выпуска ополаскивателя для рта не требовалось одобрения FDA, потому что производители не замахивались на «медицинскую» помощь. По мере того как ученые получали больше информации о зубном налете и его связи с гингивитом, начали появляться клинические версии ополаскивателей для рта. Первый антимикробный ополаскиватель, который предотвращал появление зубного налета и гингивита, содержал хлоргексидин, который вскоре врачи начали назначать своим пациентам в Северной Америке. «На вкус он был ужасен, однако работал хорошо, – вспоминает доктор Эллен. – Он препятствует образованию зубного налета. Кроме того, он полезен людям, которые не могут пользоваться щеткой, например больным старикам, для эффективного устранения налета и предупреждения развития гингивита. Однако не стоит пользоваться раствором постоянно и уж точно не следует заменять им чистку зубов щеткой. Кроме того, хлоргексидин не может проникнуть глубже в десны, где обитают самые опасные для десен бактерии».

А что можно сказать об обычных антимикробных ополаскивателях? Как и хлоргексидин, они без разбора убивают все бактерии, и «плохие», и «хорошие». Кроме того, они не могут препятствовать развитию периодонтита. Доктор Эллен предупреждает потребителей о необходимости внимательно читать отказ от ответственности, который обычно пишут мелким шрифтом на задней стороне упаковки, чтобы узнать о недостатках продукта. Обычно ополаскиватели для рта безвредны, но длительное использование этих продуктов может вызвать нежелательные последствия, в том числе пятна на зубах и резистентность к антимикробным препаратам.

Ищите ополаскиватели для рта с пробиотиками – это новые средства, которые поддерживают гигиену ротовой полости эффективнее, чем традиционные продукты. Опубликованные результаты предварительных исследований говорят о том, что ополаскиватели для рта с пробиотиками содержат три штамма стрептококков, которые уменьшают зубной налет и сокращают численность бактерий S. Mutans, вызывающих кариес. В магазинах можно найти несколько вариантов таких ополаскивателей, но прежде чем менять программу гигиены рта, проконсультируйтесь с врачом. Подводя итог, доктор Эллен говорит, что современные ополаскиватели для рта не смогут заменить механическую чистку: «Ополаскиватель для рта оказывает поверхностное и временное воздействие. Он не может добраться в труднодоступные обрасти пародонтальных карманов, почистить между зубов и попасть в фиссуры». Ополаскиватель – это всего лишь один из компонентов комплексной гигиены рта, его роль не так важна, как чистка зубной щеткой, зубной нитью и регулярные визиты к стоматологу.

Съешь лук, и все разбегутся

У каждого из нас бывают дни, когда по утрам нам необходимо сперва почистить зубы, а уж потом начинать приветствовать других людей. Если во время сна у вас возникает сухость в горле, то наутро может появиться дурной запах изо рта. Галитоз (хронический неприятный запах изо рта) поражает 25 % населения и сильно портит качество жизни. Неприятный запах вызывают микробы, которые живут в глубоких бороздках на поверхности языка. Эти микробы производят до 150 разных летучих молекул – это означает, что они испаряются в воздухе. Среди них встречаются серные компоненты, например сероводород (запах тухлых яиц) и другие не менее неприятные молекулы с запахом тухлой капусты, разлагающихся водорослей, рыбы и чеснока. Фу! Дурной запах изо рта – заслуга не одного микроба: стараются все микробы, населяющие язык.

Старые люди чаще сталкиваются с проблемой неприятного запаха изо рта из-за гипосаливации (у них меньше слюны, и они не могут смывать ею микробов и их неприятные продукты). Кроме того, плохо подогнанные вставные зубы создают вместилище для бактерий в образовавшихся карманах, и в них, как и в бороздках на языке, расселяются производители «ароматных» молекул.

Традиционные методы контроля неприятного запаха изо рта заключаются в чистке зубов щеткой, зубной нитью, чистке языка скребком, использовании ополаскивателя для рта и употреблении большого количества воды. С помощью этих мер можно достичь весьма заметных успехов. Ученые считают, что лучше всего от дурного запаха поможет замещение таких бактерий полезными.

Отобранные учеными штаммы пробиотиков, которые успешно справляются с галитозом, – это E. coli Nissle 1917, S. salivarius K12, и изоляты Weissella confusa. Напомню, что в жевательной резинке с пробиотиками BLIS K12 содержится 500 млн бактерий S. salivarius K12, и ее тоже можно привлекать для улучшения запаха изо рта. Штамм E. coli Nissle 1917 часто встречается в пробиотиках для приема внутрь, но эти бактерии нужно употреблять с осторожностью: в результате исследований ученые выяснили, что подорванный иммунитет и плохое состояние микробиоты могут вызвать сильную нежелательную реакцию на препарат. Weissella confusa тоже пробиотик, однако может вызвать сепсис и другие серьезные инфекционные заболевания у людей и животных.

Последние два примера напоминают о необходимости пользоваться пробиотиками с осторожностью и чаще обращаться к научной литературе. Как мы уже говорили в начале книги, FDA классифицирует пробиотики в качестве продуктов питания, а не лекарственных средств. То есть производители пробиотиков в отличие от производителей медикаментов не обязаны научно доказывать безопасность и эффективность своей продукции. Нет точных данных о том, что продукт может вылечить или предотвратить развитие каких-либо заболеваний, из-за чего появляется обилие дезинформации и ложных обещаний. Прежде чем начать принимать пробиотик, исследуйте все штаммы, входящие в его состав. Запрос в Google приведет вас на сайт Национального центра биотехнологической информации США, где любой может ознакомиться с подтвержденной научной информацией. В главе 14 мы обсудим, как правильно подбирать пробиотики, которые прошли клинические испытания и одобрены научным сообществом.

Ротовая полость курильщика

Курение оказывает серьезное воздействие на состояние микробиоты ротовой полости, поскольку микробы подвергаются прямому воздействию дыма. Биопленка поддесневой области (ниже края десны) под действием дыма заселяется патогенами и вызывает заболевания пародонта. Курение препятствует расселению полезных микробов – они не успевают первыми занять место и не пустить патогены на поверхности ротовой полости. С учетом нездорового микробиома и прямого негативного воздействия табачного дыма на ткани, болезни ротовой полости курильщика не вылечиваются, когда курильщики обращаются к врачу за помощью при периодонтите. Около 42 % случаев периодонтита в Соединенных Штатах связаны с курением, но, несмотря на все известные опасности этой привычки, 45 млн взрослых американцев продолжают курить, а во всем мире курильщиков насчитывается около 1 млрд.

У курильщиков микробные сообщества ротовой полости менее стабильны. Недостаток полезных и разнообразных микробов восполняется засильем патогенов в носоглотке (область головы и шеи). Это приводит к дальнейшим проблемам в верхних дыхательных путях (например, к инфекциям ушей и горла), особенно у людей старшего возраста, которые сильнее подвержены инфекциям, а также к размножению бактерий, которые из горла попадают в среднее ухо. Ухудшает и без того плачевное положение тот факт, что из-за болезней десен и размножения патогенных микробов у курильщиков часто бывает плохой запах изо рта.

Вред от курения обладает накопительным эффектом, то есть чем дольше человек курит, тем выше риск развития различных заболеваний. Исследования показывают, что лечение таблетками с L. Salivarius WB21 позволяет улучшить состояние десен у курильщиков и сократить число периодонтальных патогенов в налете. L. Salivarius можно найти в молочных продуктах с живыми культурами, а также в биодобавках с пробиотиками. Полезные микробы при приеме пробиотиков перорально помогают укрепить защитный барьер против инородных патогенов, которые вызывают заболевания пародонта и инфекции верхних дыхательных путей. Разумеется, лучшей мерой защиты от заболевай является отказ от курения, что позволит мгновенно улучшить состояние здоровья в любом возрасте. Если вы курите, то ради здоровья микробов и хорошего самочувствия вашего тела проконсультируйтесь с врачом и попросите порекомендовать вам лекарства для отказа от курения, например жевательные резинки или пластыри с никотином.

Миф. Если чистить зубы сразу после курения, то можно снизить отрицательный эффект вредной привычки, производимый на зубы и десны.

Факт. Курение убивает полезных микробов в ротовой полости, которые защищают нас от болезней зубов и неприятного запаха изо рта. Микробы-разрушители заново заселяют ротовую полость сразу после чистки зубов.

Нас ждут лучшие времена

Сегодня забота о здоровье полости рта переживает интересный период своей истории, поскольку мы наконец осознали важность функции микробов, обитающих во рту. В будущем реколонизация ротовой полости полезными микробами для восстановления сильных микробных сообществ будет играть ведущую роль на приеме у стоматолога и дома во время гигиены полости рта. Потребительские товары, подобные жевательной резинке с пробиотиками и зубной пасте с биодобавками, постепенно проникают в нашу жизнь и готовы заботиться на наших микробах. Мы считаем, что ополаскиватели для рта с пробиотиками помогут сократить численность патогенных бактерий, которые вызывают неприятный запах изо рта, кариес и периодонтит.

Учитывая, что здоровье десен неразрывно связано со здоровьем всего организма и запасом жизненных сил, медицинское сообщество с особым вниманием будет изучать микробов, которые вызывают болезни десен. Так как ротовая полость является наиболее доступной частью тела, вскоре по анализу микробов, взятому из этой области, мы сможем определять риски развития заболеваний у людей в возрасте и подбирать таргетированное лечение. С помощью персонализированного лечения мы сможем изменять микробиом и помогать полезным бактериям посредством правильной диеты, пребиотиков и пробиотиков. Об этом стоит задуматься!

Простые советы

• Щетка, нить, полоскание… и повторить. Ранняя потеря зубов связана с высоким уровнем деменции. Регулярно чистите зубы (в идеале – три раза в день), и вы сократите риск развития деменции и болезни Альцгеймера.

• Пробиотики нового поколения. Пробиотики для восстановления здоровья ротовой полости чаще всего состоят из лактобактерий и бифидобактерий. Вы можете добыть «полезных для десен» микробов, если включите в свой рацион молочные продукты и ферментированные овощи (например, йогруты с живыми культурами, кефир, квашеную капусту). Начните принимать биологически активные добавки с определенными штаммами бактерий. Жевательные резинки и зубные пасты с пробиотиками помогают избавиться от неприятного запаха изо рта и улучшить состояние здоровья ротовой полости. Пользуйтесь этими обогащенными продуктами регулярно, особенно после антибактериального лечения и визита к стоматологу, чтобы заново заселить полезными микробами ротовую полость и повысить иммунитет.

• Вы знаете, что надо делать. Если регулярно чистить зубы щеткой, пользоваться зубной нитью и посещать стоматолога, то можно в несколько раз сократить риск развития болезней десен и выпадения зубов в старшем возрасте. Особенно важно пользоваться зубной нитью и вычищать микробов, образующих зубной налет.

• Проблемы коммуникации. Проконсультируйтесь с врачом, если вас беспокоят симптомы сухости во рту. Чаще всего в этом виноваты медицинские препараты, которые можно заменить другими или снизить дозировку. Если прием лекарств исключить нельзя, то специалисты рекомендуют пить больше воды, жевать резинку без сахара (можно попробовать ту, что с пробиотиками), отказаться от курения и алкоголя. Кроме того, можно начать курс пробиотиков (например, L. reuteri and L. rhamnosus) после лечения антибиотиками.

• Дурно пахнущие микробы. Ополаскиватели для рта на основе спирта не могут достать до микробов, а антимикробные ополаскиватели убивают все микробы без разбора – и «плохие», и «хорошие». В результате у «плохих» микробов, которые вызывают неприятный запах, появляется возможность победить без боя. Чтобы вылечить неприятный запах, регулярно пользуйтесь щеткой и зубной нитью, а также дополните обычный уход ополаскивателем для рта с пробиотиками и жевательной резинкой с бактериями S. Salivarius.

Глава 5. Сделайте глубокий вдох: микробиом легких

Сделайте очень глубокий вдох. Задержите дыхание. Выдохните. Что вы почувствовали? Хотя в данный момент вы сознательно контролировали движение мышц при дыхании, обычно мы не обращаем внимания на механику этого автономного процесса. Вот как работает дыхание: когда вы вдыхаете, диафрагма – мышца, которая располагается прямо под легкими в нижней части грудной клетки, – сокращается и опускается вниз. В результате пространство в грудной клетке увеличивается, у легких появляется больше места, они могут заполниться воздухом и расшириться с помощью межреберных мышц. Затем расширившиеся легкие втягивают воздух через рот и нос. Воздух проходит по трахее и через бронхи попадает в альвеолы (маленькие пузырьки с воздухом). Кроме того, вместе с воздухом мы втягиваем в легкие микробов. Далее кислород через тонкие стенки альвеол попадает в окружающие их капилляры (кровеносные сосуды) и через них начинает свой путь по всему организму. В то же время из капилляров в альвеолы поступает углекислый газ. Выдох расслабляет диафрагму и межреберные мышцы, после чего пространство внутри грудной клетки уменьшается, а углекислый газ и влага выталкиваются из легких и трахеи.

Весь этот процесс протекает без усилий и повторяется от 17 до 30 тыс. раз в день – это в среднем от 12 до 20 раз в минуту в состоянии покоя. Без дыхания нет жизни. Мы можем прожить довольно долго без еды и воды, но без воздуха протянем лишь жалкие несколько минут. Ежедневно мы вдыхаем около 8 тыс. литров воздуха. Максимальный объем воздуха, который могут удерживать легкие за один раз, составляет примерно 6 литров (это три большие бутылки газировки).

Мы часто представляем себе строение легких в виде перевернутой буквы Y, раздваивающуюся на доли по двум сторонам от центральной трахеи. Но если мы посмотрим на них внимательнее, то увидим очень сложную структуру, состоящую из тысячи крохотных ветвистых альвеолярных протоков, которые увеличивают объем легких и обменивают между собой кислород и углекислый газ. Если представить эти мельчайшие протоки в плоскости, то их площадь будет в три раза больше площади кожного покрова!

Стареющие легкие

Что происходит с легкими с возрастом? Прежде всего максимальная вентиляция легких (максимальная сила, с которой мы можем делать вдохи и выдохи) в старости естественным образом приходит в упадок. После 30 лет средний объем потока воздуха через воздушные каналы постепенно уменьшается, а также сокращается объем кислорода, который альвеолы передают в кровь. Позже на объеме легких начинают сказываться и другие структурные изменения. Грудная клетка истончается и меняет форму из-за дегенерации мышц, поэтому кости теряют возможность реагировать на расширение и сжатие легких и диафрагмы при дыхании. Без возможности для расширения диафрагма ослабевает, что, в свою очередь, лишает нас возможности дышать полной грудью. Мышцы и ткани, которые поддерживают воздушные протоки открытыми, со временем теряют эластичность, а альвеолы теряют форму и обвисают. В старости область мозга, которая отвечает за дыхание, перестает посылать сильные сигналы в легкие (из-за потери функций, вызванной старением), а нервные окончания в дыхательных путях, которые инициируют откашливание, становятся менее восприимчивыми к инородным частицам. Кроме того, иммунная система становится слабее, и тело хуже справляется с необходимостью противостоять легочным инфекциям (например, пневмонии и бронхиту) и другим заболеваниям.

Миф. У всех людей в старости сокращается объем легких, поэтому они теряют способность совершать бытовые действия.

Факт. У молодых и здоровых взрослых людей есть дополнительный запас объема легких. Он начинает сокращаться после 30 лет. В старости этот запас помогает поддерживать здоровые функции легких, необходимые для выполнения ежедневных обязанностей.

В результате этих изменений люди старшего возраста сильнее подвержены риску недостаточности дыхания, пониженному уровню кислорода и нарушениям нормального ритма дыхания, например апноэ во сне.

Несмотря на естественный спад, у людей преклонного возраста должен оставаться достаточный запас объема легких для выполнения ежедневных обязанностей. В молодости у нас есть «лишняя» функция легких: молодые и здоровые люди могут перенести хирургическое удаление целого легкого и продолжать дышать сравнительно хорошо. У здоровых людей возрастные изменения редко приводят к серьезным проблемам с дыханием. В действительности нормальному дыханию чаще препятствует плохое состояние сердца, сосудов и ожирение, чем изменения в легких и смежных с ними областях. Занятия физкультурой необходимы как для здоровья всего тела, так и для дыхательной функции. По данным исследований, занятия спортом и аэробикой способствуют расширению объема легких даже в старости. Аэробные тренировки увеличивают объем легких от 5 до 15 %, так как в основном «тренируются» два самых важных для жизнедеятельности органа: легкие и сердце. Регулярные тренировки повышают выносливость, восстанавливают недостаточность дыхания благодаря усиленному притоку кислорода. Отказ от курения – это первостепенная мера для предупреждения развития возрастных изменений легких. Старики должны усерднее прочих возрастных групп проводить больше времени на ногах, двигаться и глубоко дышать, особенно во время болезни и после операции. Постельный режим или длительное сидение на одном месте в любом возрасте способствует накапливанию слизи в легких, что чревато развитием инфекций.

Миф. Легкие стерильны – в них нет микробов.

Факт. Наши легкие взаимодействуют с миллионами бактерий каждый день, и, скорее всего, обладают собственным микробиомом.

Исследования микробиома легких

С каждым вдохом наш организм получает гораздо больше, чем просто кислород, необходимый для жизни. Воздух вокруг нас наполнен миллионами микробов, которые смешиваются с некоторыми микробами в ротовой полости и, в конце концов, попадают через трахею в легкие. Наш организм оснащен хорошей защитной системой против нежелательных микробов, в которую входят покрытая слизью поверхность легких, где вязнут и застревают микробы. Клетки легких выталкивают слизь в рот, затем слизь проглатывается и переваривается. Этот процесс называется мукоцилиарным клиренсом. Вспомните, что во время простуды откашливается много мокроты – так наше тело освобождается от нежелательных бактерий и клеточного мусора. Кроме того, у нас есть специальные клетки – альвеолярные макрофаги, – они патрулируют нижний отдел дыхательных путей и встают на пути вредных микробов, которые хотят чинить разрушения (подробнее об иммунной системе, описанной в главе 11).

Однако в дыхательном процессе участвуют не только легкие. У дыхательного аппарата есть два основных раздела: нос, глотка и гортань объединяются в верхние дыхательные пути, а трахея, бронхи и легкие составляют нижние дыхательные пути. Во всех классических медицинских учебниках говорится, что нижние дыхательные пути стерильны и в них не бывает микробов. Чтобы узнать об истории этой парадигмы, мы расспросили доктора Джеймса Хогга, почетного профессора общей патологии из университета Британской Колумбии и опытного исследователя болезней легких при больнице Святого Павла в Ванкувере. «Так уже никто не считает, – заявляет доктор. – Легкие не стерильны! Осознание этого факта произошло не так давно – примерно в то же время, когда начал развиваться интерес к изучению микробиома». Когда мы спросили его, почему раньше идея о стерильности легких пользовалась таким успехом, доктор Хогг ответил, что в распространении этого заблуждения виноваты сами исследователи. Во время обычной бронхоскопии специалистам положено очищать дыхательные проходы – эта процедура позволяет врачам увидеть состояние воздухоносных путей и легких. Чтобы очистить дыхательные проходы, специалисты орошают поверхность бронхов физраствором, особенно те области, которые невозможно увидеть, а затем собирают клетки, которые смылись с поверхности тканей, и исследуют их под микроскопом. Проблема заключается в том, что в эти смывы попадают загрязнения из ротовой полости, поскольку трубку для проведения процедуры заводят через рот в дыхательные пути, и в результате возникает контаминация микробов из ротовой полости.

Кроме того, ученым не удавалось вырастить микробов из легких для изучения посредством традиционных лабораторных методов, например в чашках с агаровой средой – чашке Петри с агаром, который создает среду для роста – и питательными веществами, которые способствуют росту микроорганизмов. Но появление технологий, не зависящих от бакпосева, например секвенирование ДНК, позволило наконец обнаружить микробные следы глубоко внутри легких. Как часто бывает, это революционное открытие не было принято сразу. Некоторые ученые продолжали отстаивать мнение, что обнаруженный микробиом – это всего лишь контаминации из верхних дыхательных путей, которые попали туда из-за механических процедур. Доктор Хогг объясняет, что контаминация из ротовой полости остается довольно спорным аргументом и создает определенные сложности. Чтобы избежать контаминации, он обычно замораживает легкие трупа, прежде чем приступать к их изучению. Усовершенствованные техники взятия образцов и отличие микробного состава образцов от композиции ротовой полости в последнее время смогли развеять существовавшие в научной среде сомнения. Однако ситуация все еще далека от идеала. Как шутит доктор Хогг, патологоанатомы превратились в натуральных гончих, которые в поисках тканей и разнообразных образцов из легких рыщут по больницам в надежде изучить и понять ситуацию в дыхательной системе.

Наличие микробиома легких сегодня признают многие специалисты и исследователи, но все же для полной уверенности необходимы новые научные исследования. «Многие сегодня только говорят, но ничего не делают», – сообщает доктор Хогг. Нам все еще не удалось вырастить этих микробов в лаборатории, поэтому до сих пор сохраняется некоторая неопределенность относительно концепции «микробиома легких». Наличие ДНК микробов еще не говорит о наличии живых микробов. Предполагаемая численность микробов невероятно мала по сравнению с микробным населением других частей тела: она в тысячу раз меньше, чем во рту, и в миллион раз меньше, чем в кишечнике. Если посчитать, получается 2 тыс. бактерий на один квадратный сантиметр легких (может показаться, что это много, но с позиции микробов это очень мало). Итак, со всей определенностью мы можем сказать только то, что в легких, вполне вероятно, обитает небольшая группа микробов! Это расплывчатое заявление все же заставляет заново обдумать ситуацию микробиома легких, которая должна быть учтена при медицинских исследованиях и заботе о здоровье.

Ось кишечник-легкие

Кроме оси кишечник-мозг существует подобная ей ось кишечник-легкие, тесно связанная с иммунной системой организма. Исследования в лаборатории Бретта показали, что некоторые микробы кишечника, приобретенные в раннем возрасте, определяют риск развития астмы в старшем возрасте. Это открытие подтвердили результаты нескольких других исследований. Вероятно, сформировавшийся в ранний период жизни микробиом влияет на развитие иммунной системы, что делает человека более или менее восприимчивым к развитию астмы. Кроме сформировавшегося микробиома, который влияет на легкие через иммунную систему, по данным последних исследований, также на дыхательные пути воздействуют пробиотики при приеме их внутрь. При попадании в ЖКТ некоторые лактобактерии, как и другие микробы, способны модулировать воспалительные процессы в легких через ось кишечник-легкие. Например, Lactobacillus reuteri и Lactobacillus plantarum помогают снять аллергические воспалительные реакции дыхательных путей, а Lactobacillus casei способствует излечиванию бактериальной и вирусной пневмонии у мышей.

Постепенное знакомство ученых с микробными обитателями легких приводит к тому, что мы начинаем осознавать их роль в здоровом функционировании органов дыхания. Мы видим, какими путями микробы прокладывают себе дорогу в легкие: верхние и нижние дыхательные органы схожи друг с другом, поэтому вполне вероятно, что микробы в нижних дыхательных путях посеялись из микрочастиц, которые проникли туда из верхних дыхательных путей посредством вдыхания и рефлюкса (обратного заброса). Микробы нижних дыхательных путей насчитывают, как минимум, 140 различных семейств, похожих друг на друга, в том числе и несколько видов аэробных бактерий (микробы, которые живут в присутствии кислорода, что и понятно – ведь они обитают в легких), аэротолерантные микробы, которые не пользуются кислородом, но могут защититься от опасных кислородных молекул, и анаэробные бактерии – они не могут жить на воздухе, поэтому прячутся глубоко в тканях и других защищенных от кислорода местах. Мы знаем совсем не много о деятельности микробов нижних дыхательных путей, но нам известно, что они препятствуют размножению патогенов, которые на вдохе попадают в легкие, выделяя антибактериальные вещества. Они также способствуют иммунному ответу слизи в дыхательных путях, а значит, помогают контролировать распространение инфекций и защищают от различных опасностей, с которыми мы вынуждены контактировать ежедневно.

От чего конкретно защищают нас микробы? Учитывая, что легкие постоянно подвергаются воздействию содержащихся в воздухе частиц, микробиота легких взаимодействует со всем, что мы вдыхаем. Попав в легкие, загрязняющие вещества вызывают оксидативный стресс и воспаление, которое способно изменить баланс микробиома. Микробиота, по-видимому, восприимчива к загрязняющим веществам. Например, микробы могут расщеплять загрязняющие вещества или изменять реакцию иммунной системы на их появление. Когда люди оказываются под воздействием дыма лесных пожаров или табака, то у них чаще развивается пневмония из-за Streptococcus pneumoniae (S. pneumoniae, или пневмококков). Кроме очевидных мер безопасности это еще одна причина оставаться в помещении, когда есть опасность надышаться дымом. Здания фильтруют большую часть мелких частиц дыма, поэтому мы и наш микробиом можем дышать относительно чистым воздухом.

Антибактериальные лекарственные препараты изменяют легочный микробиом, как и противовоспалительные препараты, а также стероиды. Учитывая наши ограниченные познания о микробиоме легких, пока рано говорить, насколько эти изменения губительны. Но справедливости ради можно сказать, что нарушение нормального состояния микробиома во всех остальных частях тела приводит к губительным изменениям в той или иной степени. Пройдет немного времени, и мы узнаем, почему отказ от антибиотиков способствует улучшению функций легких. Кроме того, ученые выяснили, что микробиота легких изменяется при хронических неспецифических заболеваниях легких (ХНЗЛ), астме и кистозном фиброзе. Пока не известно, являются ли эти изменения следствием заболеваний или их причиной, но с помощью этой информации ученые ищут новые методы укрепления здоровья легких в старости. Они хотят определить, какие действия усугубляют состояние легких, и составить соответствующие рекомендации.

Курение

По данным нескольких исследований, курение вызывает изменения в микробиоме ротовой полости и верхних дыхательных путей, но не влияет на микробный состав нижних дыхательных путей. Как мы уже обсуждали в предыдущей главе, у курильщиков в ротовой полости мало полезных микробов и много патогенных. Возможно, это приводит к неспособности противостоять пневмококкам и высокой степени риска развития респираторных инфекций. В теории курение разрушает нормальную микробиоту, и она теряет способность защищать нас от патогенов. Курение оказывает негативное воздействие на иммунную систему и разрушает защитную стену в дыхательных путях. В результате курильщики чаще болеют инфекционными заболеваниями. Но надежда есть: если отказаться от курения, то микробиота может восстановиться до нормального, здорового состояния.

Ученых приводят в замешательство изменения в микробиоте кишечника, которые влечет за собой курение. У курильщиков снижена относительная разница в численности Firmicutes к Bacteroidetes в кишечнике (это состояние не является нормой – подробнее об этих важных кишечных бактериях читайте в главе 7). Кроме того, у них ограничена численность противовоспалительных бифидобактерий. В кишечнике курильщиков скапливается множество патогенных бактерий. Ученые пока не знают, почему курение влияет на микрофлору кишечника. Они предполагают, что изменения в окружающем пространстве и внутри носителя (в курящем человеке) оказывают влияние на иммунную систему и, как следствие, на микробов в кишечнике. Курение относится к факторам риска развития болезни Крона, что подтверждает наличие микробной взаимосвязи. При этом курение самым не понятным образом защищает от развития других воспалительных болезней кишечника, а именно язвенного колита и, что совершенно непонятно, от болезни Паркинсона. Мы не можем с уверенностью ответить, почему это происходит, но ни в коем случае не думайте, что нужно начинать курить в целях профилактики развития этих заболеваний.

Хронические неспецифические заболевания легких

ХНЗЛ обозначает группу хронических легочных заболеваний, в числе которых эмфизема и хронический бронхит, осложняющих процесс дыхания. Хотя больше всего внимания в прессе уделяется сердечно-сосудистым, онкологическим заболеваниям и инсультам, ХНЗЛ – очень опасные и часто смертоносные состояния. В 2013 году у 329 млн человек, что составляет 5 % мирового населения, обнаружили ХНЗЛ. Заболевания этой группы становятся причиной 2,9 млн смертей ежегодно, при этом 90 % случаев приходится на развивающиеся страны. Эти цифры поражают: от ВИЧ, туберкулеза и малярии умирают в год столько же людей, сколько от ХНЗЛ. В Соединенных Штатах Америки они на третьем месте в списке самых опасных заболеваний. ХНЗЛ поражает более 11 млн американцев, а по данным Американской ассоциации легочных заболеваний, с болезнью живут и не подозревают о ней еще 24 млн человек. Болезнь может привести к длительному периоду ограниченной подвижности и даже летальному исходу, если не начать своевременное лечение.

К причинам появления ХНЗЛ относятся: дыхание загрязненным воздухом, пассивное курение и пыль; вдыхание дыма лесных пожаров и вредных частиц из печного дыма; воздействие химических веществ на рабочем месте. У курильщиков сильнее всего повышен риск развития ХНЗЛ – примерно 20 % курильщиков болеют ХНЗЛ, а от 85 до 90 % пациентов с ХНЗЛ в развивающихся странах курят сигареты. Тлеющая сигарета производит более 7 тыс. химических веществ, и эти токсины при вдыхании повреждают легкие так же, как и другие внешние загрязнители. Курение и ХНЗЛ состоят в линейной зависимости: чем дольше человек курит, тем выше риск развития заболевания.

ХНЗЛ часто обнаруживают уже на серьезной стадии, потому что люди не обращают внимания на тревожные признаки в начале заболевания. Недостаточность дыхания, перерастающая в хронический кашель, частое отделение мокроты явно указывают на имеющиеся нарушения. Различные респираторные инфекции, синие губы или ногти (цианоз), усталость и свистящее дыхание также являются ранними симптомами болезни. Нельзя ждать, пока симптомы усугубятся, потому что чем раньше будет обнаружено ХНЗЛ, тем успешнее пройдет его лечение. Нельзя восстановить поврежденные ткани легких, но можно устранить симптомы и остановить прогрессирование заболевания. Существует несколько видов лечения ХНЗЛ, в том числе медикаментозное, хирургическое и терапевтические методы, которые позволяют улучшить качество жизни. Симптомы то усиливаются, то ослабевают, и легкие находятся под ударом в периоды сильно выраженных признаков заболевания. Респираторные вирусные инфекции усугубляют заболевание, поэтому пациентам с ХНЗЛ очень важно делать прививки от гриппа и пневмонии. Бронхолитические средства и ингаляционные кортикостероиды помогают снять воспаление, нормализовать отделение мокроты и облегчить процесс дыхания во время усиления симптомов. Прежде всего для предупреждения развития заболевания и лечения симптомов необходимо бросить курить и никогда не начинать снова.

Миф. ХНЗЛ – это мужская болезнь.

Факт. С исторической точки зрения это утверждение верно: мужчины старшего возраста, которые курили чаще и дольше, чем женщины, заболевали ХНЗЛ.

Исследования подтверждают, что у пациентов с ХНЗЛ происходят сильнейшие изменения в микробиоте легких, особенно в период усиления заболевания. По мере ухудшения циклической природы заболевания защитные системы легких приходят в упадок и возникает дисбиоз на фоне сокращения разнообразия бактерий. Нарушенный микробный баланс очень опасен – он может усилить воспалительный процесс в легких. Ученые доказали, что изменения в микробиоте легких начинаются при раннем ХНЗЛ и заключаются в увеличении численности протеобактерий – респираторных патогенов. Можно предположить – эта связь пока еще не доказана, – что микробиота участвует в развитии заболевания. В пользу этого предположения говорит тот факт, что бактериальные патогены, сродни тем, что вызывают пневмонию, у пациентов с ХНЗЛ встречаются чаще. Существует гипотеза о том, что иммунный ответ на микробиоту легких может быть частью патогенеза ХНЗЛ. По данным некоторых исследований, лечение антибиотиками от семи до десяти дней во время усиления симптомов помогает справиться с ХНЗЛ. Однако отношение научного сообщества к этому факту пока остается неоднозначным, потому что антимикробная терапия не дает эффекта при умеренной и незначительной выраженности ХНЗЛ. В ходе исследования ученые выяснили, что наличие ХНЗЛ можно определить по десяти микробным штаммам в легких. Учитывая, что двадцать четыре миллиона американцев, сами того не зная, живут с заболеванием, этот метод идентификации должен стать удобным способом выявления заболевания на ранней стадии. Ранняя диагностика болезни может искоренить проблему болезней легких.

Но сегодня от этого заболевания чаще умирают женщины, чем мужчины.

Причин может быть несколько.

1) За последние 50 лет больше женщин стали курить.

2) Женщины сильнее подвержены заболеванию из-за меньшего объема легких и высокого уровня эстрогена (который усугубляет состояние при легочных болезнях).

3) Женщинам не ставят своевременный диагноз, потому что врачи не предполагают найти у них «мужское заболевание».

Если пробиотики помогают снять воспаление, то, может быть, они помогают справиться с ХНЗЛ? Вполне вероятно. По результатам опытов, Lactobacillus rhamnosus и Bifidobacterium breve помогают снять воспалительные реакции в изолированных макрофагах – белых кровяных клетках, которые поглощают и переваривают опасные частицы, особенно в зонах распространения инфекций. Lactobacillus casei улучшают состояние специализированных естественных клеток-киллеров, которые брали у курильщиков. Кроме того, некоторые пробиотики смягчают воспалительные процессы у мышей с ХНЗЛ. Следите за новыми исследованиями микробиоты легких, которые связаны с развитием и лечением ХНЗЛ.

Ангел смерти

Пневмония – это распространенное инфекционное заболевание легких, которое вызывают бактерии, вирусы и грибы, но основным возбудителем является S. Pneumoniae. Это типичный обитатель ротовой полости, который при благоприятных условиях (например, при ослабленном состоянии легких) может вызвать пневмонию. Если зловредные микробы пробираются через защитный барьер верхних дыхательных путей, они заселяют нижние дыхательные пути, чем вызывают серьезные повреждения тканей и воспалительные процессы в нижнем отделе легких. Степень инфекции и ее симптомов варьирует от умеренных до сильных. Шансы на скорое излечение выше всего у молодежи, если инфекция еще не успела распространиться, а также подвергается лечению на ранних этапах. Важным фактором является наличие у пациента сильной иммунной системы и отсутствие других заболеваний. Большинство здоровых людей поправляются через две-три недели, но пневмония может быть опасна для жизни грудных детей, стариков и пациентов с хроническими заболеваниями.

Миф. Если у человека есть бактерия S. Pneumoniae (бактерия, вызывающая пневмонию), то он обязательно заболеет.

Факт. Бактерию часто обнаруживают в горле, особенно у детей, но она не всегда вызывает пневмонию.

Пневмония чаще прочих инфекций становится причиной смерти больного. Она уносит жизни 3,5 млн людей ежегодно. Особенно беспощадно она расправляется с людьми старшего возраста. Среди людей старше 85 лет смертность от пневмонии достигает 44 %, а средний показатель смертности от этого заболевания во всех возрастных группах не превышает 10 %. Раньше пневмонию называли «ангелом смерти», потому что она поражала ослабленных и хрупких людей. Защитный барьер легких особенно уязвим, если дополнительно подвергается воздействию инфекций и слабой иммунной системы, которая угасает с возрастом или из-за курения.

Пневмония повреждает легкие двумя способами: при долевой пневмонии повреждается только одна часть (доля) легкого; при бронхопневмонии болезнь распространяется очагами по всей площади обоих легких. Она вызывает кашель (часто с мокротой), жар, тремор, озноб и недостаточность дыхания. Первые симптомы можно перепутать с обычной простудой или гриппом. Однако в отличие от простуды, которая без медикаментов проходит за одну-три недели, в течение которых организм успевает восстановить здоровье, пневмония требует тщательного лечения. В большинстве случаев симптомы можно облегчить, если пить большое количество жидкости, которая разжижает и выводит мокроту. Поэтому обильное питье всегда рекомендуют при пневмонии и других респираторных заболеваниях. Кроме того, можно принимать жаропонижающие препараты, а при ухудшении состояния – антибиотики по назначению врача. Нельзя начинать принимать лекарства от кашля без предварительной консультации с врачом, потому что через кашель организм естественным образом очищается от мокроты и вредных частиц и быстрее восстанавливается. В прошлом бактериальную пневмонию с большим успехом лечили пенициллином, но из-за развивающейся резистентности к антибиотикам для лечения пневмонии необходимы новые средства. В самых серьезных случаях больных госпитализируют и вводят им жидкость, проводят кислородную терапию и лечат сильнодействующими антибиотиками.

Чтобы избавиться от риска развития пневмонии, нужно следовать нескольким простым правилам.

1. Ежегодно делайте прививку от гриппа (читайте об этом подробнее в главе «Нужна ли мне вакцина от гриппа?»). Грипп делает организм более восприимчивым к пневмонии из-за повреждения легких. Центры по контролю и профилактике заболеваний США рекомендуют использовать разные вакцины в зависимости от возраста (например, детям до двух лет и взрослым старше 65 нужны разные вакцины). Также необходимо учитывать наличие некоторых заболеваний, в связи с которыми риск развития бактериальной пневмонии (вызванной пневмококками) повышается. Проконсультируйтесь с врачом, чтобы грамотно подобрать вакцину.

2. Заведите привычку часто мыть руки в сезон простуды и гриппа (вирусные инфекции, передающиеся воздушно-капельным путем, разносят кашель, чихание и даже простое дыхание. Их можно подцепить с зараженных поверхностей и руками перенести на слизистые оболочки носа и рта).

3. Откажитесь от курения, потому что табак лишает легкие возможности противостоять инфекциям.

Миф. Пневмонией болеют только в холодный сезон.

Факт. Хотя всем нам не раз говорили: «Одевайся теплее, иначе простудишься», – на самом деле температура воздуха слабо влияет на способность микробов вызывать инфекции. Этот миф родился, по-видимому, из-за того, что в холодное время люди чаще собираются вместе в помещениях, где микробам легче перебираться от одного человека к другому.

Внешние бактерии вызывают пневмонию, но могут ли микробы, живущие внутри легких, повлиять на ее течение? Глядя на данные последних исследований, можно говорить о значительной роли внутренних микробов в развитии заболевания. Современная гипотеза гласит: дисбаланс в микробиоте ротовой полости (дисбиоз) делает человека предрасположенным к чрезмерному росту патогенов, особенно пневмококков. Это приводит к развитию заболеваний нижних дыхательных путей. Исследования показывают, что у пациентов с пневмонией микробиота верхних дыхательных путей отличается от микробиоты здоровых людей. Ученые выяснили, что предсказать развитие пневмонии можно по анализу пяти особых штаммов микроорганизмов в верхних дыхательных путях – с 95-процентной специфичностью и 84-процентной чувствительностью.

Это означает, что микробиота ротовой полости делает многое для защиты легких, а также засевает нижние дыхательные пути патогенами.

Мы все еще пытаемся понять, как применить полученные знания для защиты людей от пневмонии. Однако ученые с большим успехом научились ограждать от заболевания лабораторных мышей. В ходе исследования мышей лечили антибиотиками широкого спектра действия, после чего у них повысилась восприимчивость к развитию пневмонии от S. Pneumoniae (скорее всего, по причине дисбаланса микробиоты ротовой полости). Но когда ученые ввели больным животным образцы фекалий здоровых мышей, то тенденция пошла на убыль! Инфицированные мыши вылечились от пневмонии. Как сработал этот опыт, пока до конца не понятно, – возможно, из-за повторного заселения микробиоты кишечника или даже микробиоты ротовой полости (ученые вводили образцы фекалий через рот). Так или иначе, открытие получилось грандиозным, потому как в будущем несколько пробиотических микробных штаммов можно будет использовать для лечения и профилактики пневмонии.

Нужна ли мне вакцина от гриппа?

Да!

Вирус гриппа вызывает вирусную инфекцию, которая поражает нос, горло, бронхи, а иногда и легкие. Большинство из нас болели гриппом, потому нам хорошо знакомы его симптомы: жар, боль в мышцах, головная боль, боль в горле, кашель, озноб и слабость. Люди старшего возраста особенно восприимчивы к гриппу: от 80 до 90 % смертельных случаев заболевания гриппом приходится на людей в возрасте старше 65 лет. Это происходит потому, что с возрастом иммунная система ослабевает (старики хуже могут противостоять инфекциям), и грипп негативно сказывается на здоровье в целом, например осложнениями после гриппа могут быть болезни сердца и легких, в частности астма. Грипп ослабляет защитный респираторный барьер, что приводит к развитию вторичной бактериальной пневмонии – заболеванию, которое угрожает жизни пациента. В связи с этими факторами людям старше 65 лет можно получить одобренную государством вакцину с большей дозировкой. В ней содержится четырехкратная доза обычной вакцины, которая вызывает сильный иммунный ответ и активную выработку защитных антител.

Обычно прививку от гриппа проводят осенью, чтобы подготовиться к зиме, когда люди проводят больше времени в помещении и тем самым создают максимальную концентрацию вирусов. Вирус гриппа передается от человека к человеку воздушно-капельным путем, что происходит быстрее при близком контакте в помещении. Некоторые противники вакцин считают, что гриппом можно заразиться от вакцины, но это не так. Вакцину делают из мертвых – то есть инактивированных – вирусов. Худшее, что может произойти от вакцины, – это покраснение, раздражение и отек. На основании последних исследований можно сделать вывод, что микробиота связана с тем, как наш организм реагирует на прививки от гриппа. Микробные продукты стимулируют иммунный ответ человека, который, в свою очередь, усиливает ответ на вакцину, во всяком случае, у мышей. Поэтому радуйтесь, если у вас есть небольшая реакция на вакцину! Это доказательство того, что ваш иммунитет действительно распознал вакцину, а значит, будет хорошо вас защищать.

Возможно, вы слышали, что иногда вакцина от гриппа работает не так хорошо, как в другие годы. Дело в том, что вирус гриппа, как хамелеон: он постоянно меняет свою поверхность, чтобы иммунная система не могла его распознать и микробы-защитники не могли нам помочь. Но мы создаем вакцины специально, чтобы научить наш организм справляться с этими изменчивыми компонентами, а именно Н и N (вспомните H1N1). Ежегодно в феврале Всемирная организация здравоохранения изучает положение дел в Южном полушарии и определяет, какие штаммы там наиболее сильны. Затем специалисты составляют прогноз того, какой штамм появится осенью в Северном полушарии. То есть производителям вакцин нужно всего за шесть месяцев наладить производство препаратов на будущий сезон. Иногда все получается сделать точно, и вакцины хорошо помогают; а в другие годы вирус успевает за эти шесть месяцев измениться, появляются новые штаммы, и тогда вакцина становится менее эффективной. Этот процесс тщательно отлеживается Всемирной организацией здравоохранения, чтобы вовремя начать весь процесс заново и подоспеть к новому сезону гриппа в Южном полушарии. В любом случае эффективная или менее эффективная прививка против гриппа нужна; ее рекомендуют делать ежегодно, чтобы защитить себя от основного штамма. Кроме того, вакцины защищают и от новых штаммов. Даже если вакцина защищает не на 100 %, она хорошо работает против слабых форм гриппа.

Все еще недостаточно убедительно? Подумайте вот над чем: по результатам экспериментов над мышами, вакцины помогают противостоять развитию деменции и других воспалительных заболеваний (к ним относятся сердечно-сосудистые заболевания и диабет второго типа) за счет смягчения вредного воздействия воспалительных процессов, возникающих при респираторных инфекциях. После вакцинации у молодых мышей укрепляется здоровье, они меньше болеют хроническими заболеваниями. На этом основании можно предположить, что прививаться нужно ежегодно, хотя две трети канадцев и почти 60 % американцев старшего возраста вообще не делают прививки от гриппа. Каждый человек старше шести месяцев нуждается в ежегодной вакцинации. Редкое исключение составляют люди с сильными аллергическими реакциями на вакцины.

Взгляд вперед

Признание научным сообществом существования микробиома легких и его взаимоотношений с микробиотой ротовой полости позволяет пересмотреть проблемы легочных заболеваний. Вскоре должно появиться новое поколение пробиотиков, которые будут защищать людей от респираторных инфекций, в том числе пневмонии. Еще один немаловажный компонент легочных заболеваний – воспаление – оказывает свое воздействие на микробиоту. Обнадеживающие результаты предварительных исследований говорят о том, что пробиотики Lactobacillus помогают справиться с воспалением легких. Кроме того, вскоре мы получим возможность обнаруживать такие заболевания, как ХНЗЛ и пневмония, по анализу микробиома и его некоторых ключевых штаммов. Это значит, что в будущем не нужно будет полагаться на флюорографию, а болезни дыхательных путей можно будет успешно лечить в самом начале их развития.

Простые советы

• Обращайте внимание на предупреждающие знаки. Ранние симптомы пневмонии и ХНЗЛ часто можно спутать с обычной простудой или возрастными изменениями. Обратитесь к врачу, если симптомы не проходят. Чем раньше будет поставлен диагноз, тем успешнее пройдет лечение.

• Дышите свежим воздухом. Ограничьте контакты с дымом и вредными загрязняющими веществами, насколько это в ваших силах. Если вы курите, то откажитесь от этой привычки, чтобы восстановить здоровье дыхательной системы и улучшить состояние микробиоты легких.

• Принимайте пробиотики. Прием лактобактерий предотвращает аллергические заболевания легких. Кроме того, при ХНЗЛ пробиотики помогают снять воспаление.

• Делайте прививки. Ежегодно делайте прививку от гриппа. В связи с возрастающим риском бактериальной пневмонии людям старше 65 лет необходимо также вводить однократную пневмококковую вакцину (по показаниям), чтобы уберечь себя от таких заболеваний, как менингит и пневмония.

Глава 6. Микроскопические обитатели: микробиом желудка

Принятие пищи – это очень простой процесс. Еда попадает в рот, мы пережевываем ее и проглатываем. Но задумывались ли вы когда-нибудь над тем, что происходит дальше? Каким образом мы перевариваем пищу и как она приносит пользу нашему организму? Желудок способен удерживать примерно один литр пищи. Внутри него поддерживается кислая среда (уровень кислотности всего 2, как у аккумуляторной кислоты), так как соляная кислота необходима для дальнейшего разбивания пищи на составляющие компоненты. Пищеварение в желудке происходит при помощи белков протеаз и других пищеварительных ферментов, которые расщепляют большие молекулы, например белки и сложные углеводы, на более мелкие части. Но процесс пищеварения на этом не заканчивается: после кислотной «ванны» еда проталкивается дальше в тонкий кишечник, где разворачивается основное действие пищеварения. Белки разъединяют жиры, белки и углеводы на составляющие части таким образом, чтобы необходимые организму микронутриенты всасывались и передавались в кровоток. С кровью микронутриенты разносятся во все части тела. В толстом кишечнике остатки того, что мы переварить не можем, поглощают полчища микробов – в основном их рацион состоит из пищевых волокон и других пребиотических углеводов. Взамен микробиота кишечника синтезирует необходимые человеку витамины, в том числе витамин В_12 и витамин К.

Миф. Весь процесс пищеварения проходит в желудке.

Факт. Часть процесса пищеварения проходит в желудке, но в действительности пища претерпевает изменения на протяжении всего желудочно-кишечного тракта (ЖКТ): рот, пищевод, желудок, тонкий и толстый кишечник.

Мы долгое время считали, что в желудке не могут жить микробы из-за очень низкого рН, и были уверены, что он стерилен, как и легкие (но и о них мнение специалистов постепенно меняется, как мы показали в предыдущей главе). Раньше считалось, что специально в целях защиты тела от инфекций кислота в желудке убивает всех микробов, которые попадают внутрь с пищей. Однако представления о кислоте изменились в 1982 году, когда произошло революционное открытие бактерии Helicobacter pylori (H. Pylori), обитающей в желудке. Как мы вскоре убедимся, H. Pylori изменила подход к гастроэнтерологии, лечению желудочных заболеваний и оздоровлению всего тела.

Посредством современных технологий секвенирования ДНК мы пришли к осознанию того, что в желудке есть собственный небольшой микробиом, которой совершенно не похож на микробиом кишечника. В желудке содержится от 1 до 10 тыс. микробов на один миллилитр. Может показаться, что это много, но напомню: в кишечнике – в толстом кишечнике – на один миллилитр приходятся миллиарды микробов. В желудке можно найти микробы из пищи, из ротовой полости, из легких (из-за сглатывания мокроты), а также из верхнего отдела пищеварительного тракта (который соединяется с желудком). Гуще всего желудок населен вполне ожидаемыми штаммами, такими как протеобактерии (H. Pylori), Firmicutes, бактероиды, Actinobacteria и Fusobacteria. Как и другие микробные сообщества в теле человека, микробиом желудка отличается у разных людей. У одних тела заселены H. Pylori (к ним относится примерно половина населения планеты), и этот штамм доминирует в микрофлоре желудка. Эти бактерии влияют на других микробов через изменение воспалительной ситуации в желудке. В дальнейшем изменения затрагивают весь желудок и влияют на жизнь остальной микробиоты. Сегодня мы с уверенностью можем говорить о том, что в желудке обитают микробы, но их функции нуждаются в дальнейших исследованиях. Знания о микробиоме желудка постоянно пополняются, и вскоре мы научимся использовать их для укрепления здоровья и развития медицины.

Язва и микробы

Когда Бретт был еще маленьким, у его отца была язва (эрозия на стенке пищевода, желудка или тонкого кишечника), которая, как считалось, появилась из-за постоянного беспокойства и стресса. Услышав это диагноз, все кивали в ответ и рекомендовали ему найти метод качественного расслабления, а также избегать острой пищи. В то же время единственный способ лечения симптомов язвы заключался в приеме антацидов – препарата «Пепто-Бисмол» (салицилат висмута. – Прим. науч. ред.). Бретт до сих пор помнит розовые бутылочки с белой как мел жидкостью, которую его отцу приходилось пить каждый день, чтобы унять симптомы и предположительно восстановить поврежденный желудок. Активный ингредиент висмута субсалицилат обволакивает раздраженные ткани на внутренних стенках пищевода и желудка и защищает их от желудочного сока. Сегодня мы продолжаем пользоваться подобными препаратами для облегчения симптомов раздраженного желудка, но новые знания о бактерии Хеликобактер Пилори многое изменили.

Миф. Язва появляется из-за острой пищи.

Факт. Возрадуйтесь, любители острых соусов! Сегодня мы уверены, что язву вызывает бактерия хеликобактер пилори (H. Pylori), а также прием противовоспалительных и обезболивающих средств, например аспирина и ибупрофена. Бывает, что у некоторых людей острая пища вызывает усиление симптомов, но она не разъедает желудок до дыр. Язва – это воспаление внутренней стенки желудка: когда кислота просачивается сквозь защитный слизистый слой, появляется ранка, и ткани повреждаются.

Мы беседовали с доктором Мартином Блейзером, заслуженным профессором кафедры медицины и микробиологии при Нью-Йоркском университете и всемирно признанным экспертом в области H. Pylori. По образованию он терапевт, но последние 40 лет с увлечением изучает микробиологию и бактерии микробиома человека, в том числе штаммы хеликобактера. Доктор Блейзер неоднократно повторяет, что у людей с определенными заболеваниями снижена концентрация хеликобактера. Именно из-за этого родилось мнение, что хеликобактер не так уж опасен. Он оказывает неоднозначное влияние на человека, как доставляя ему неудобства, так и принося пользу. Будучи врачом, он знал, что между кислотным рефлюксом и астмой существует явная связь. А как микробиолог он видел, что снижение концентрации хеликобактера приводит к усилению астмы. Интегрировав врачебную практику и микробиологические исследования, он пришел к выводу, что хеликобактер защищает организм от астмы.

Большинство врачей сегодня продолжают работать, руководствуясь устаревшими представлениями о необходимости уничтожать микробов, если у пациента с язвой обнаружен хеликобактер. Но открытия доктора Блейзера коренным образом изменили ситуацию, хотя ему и потребовалось более 20 лет на то, чтобы убедить аудиторию в терапевтической значимости результатов его исследований. Как сказал нам сам врач: «Теперь, когда я говорю с микробиологами о потенциальных защитных свойствах H. Pylori, они отвечают: “Разумеется, это предположение вполне разумно”. Но специалисты в медицинской среде продолжают выслеживать и уничтожать H. Pylori. Если симптомы пациента полностью связаны с H. Pylori и гастроэнтерологией, то специалист сделает все возможное, чтобы уничтожить бактерию. Это экстраполирование на основе недостаточных сведений». Он сравнивает H. Pylori с канарейкой в угольной шахте: когда эта бактерия исчезает, без ее защиты мы можем столкнуться с неожиданными последствиями.

Нобелевское достижение

История H. Pylori – это классический рассказ о темной лошадке, которая изменила науку. Как мы уже говорили выше, раньше желудок считался стерильным органом с недоброжелательной кислотной средой. Однако еще в 1875 году в одном немецком исследовании описывались спиралевидные бактерии, найденные в желудке, хотя их невозможно было вырастить в лаборатории. Итальянцы в 1893 году тоже разглядели эти бактерии, а польские исследователи сообщали о них в 1899 году. В 1950-е годы американские ученые провели крупное исследование биопсии желудков, но не обнаружили ни следа микробов. Так укрепилось представление о том, что в желудке нет микробов. В 1979 году доктор Робин Уоррен – австралийский гастроэнтеролог – увидел спиралевидных микробов и убедил своего коллегу доктора Барри Маршалла продолжить их изучение. Они были убеждены, что спиральки связаны с развитием язвы, но им предстояло найти способ вырастить эти «дикие» микроорганизмы, чтобы подтвердить свои догадки.

Этот рассказ удивительным образом похож на историю открытия пенициллина Александром Флемингом. Маршалл тоже случайно оставил чашки на лабораторном столе на целых пять дней, потому что как раз на это время выпали пасхальные каникулы. Как вы думаете, что он обнаружил, вернувшись на работу? Микробов. Тех самых, которых они обнаружили у всех пациентов с язвами и гастритами (воспалением желудка). Маршалл и его коллеги пришли к выводу, что язву вызывают не стресс и острая пища, а эти самые микробы. Хотя через несколько месяцев их открытие получило признание и одобрение, первую работу в 1982 году научная общественность встретила холодным скепсисом. Чтобы доказать роль H. Pylori в развитии язвы, Маршалл решил принести науке священную жертву – он поставил опыт на самом себе.

Сперва при помощи эндоскопии он доказал, что в его организме нет хеликобактера. Затем он взял образцы из двух чашек Петри, где выращивались штаммы H. Pylori, полученные от пациентов с язвой. Сперва он, конечно, убедился, что штаммы восприимчивы к лечению антибиотиками, чтобы по окончании эксперимента суметь себя вылечить. Маршалл думал, что первых результатов он сможет дождаться только через несколько лет, но уже через пять дней ему стало плохо: у него появились тошнота и рвота. Снова воспользовавшись эндоскопией, он обнаружил, что болен гастритом (возможно, острой, самокупирующейся инфекцией), и его желудок заселили H. Pylori. Он начал принимать антибиотики и вскоре полностью поправился. Его эксперимент привлек внимание мировой общественности. Научное сообщество постепенно согласилось с его концепцией о том, что гастрит может вызывать микроб. Сегодня все врачи уверены, что гастриты, язвы и многие виды рака желудочно-кишечного тракта имеют микробную природу. Доктору Маршаллу и доктору Уоррену в 2005 году присудили Нобелевскую премию в области медицины за их фундаментальное открытие.

H. Pylori обитает в организмах более половины населения Земли. Хеликобактер считается самым распространенным человеческим патогеном в мире. Последние 60 или 100 тыс. лет (об этом читайте в разделе «Ледяной человек Этци») мы с хеликобактером развивались бок о бок. Обычно человек приобретает их в самом начале жизненного пути от своей матери. Микроб формой напоминает штопор с особым спиралевидным хвостиком (он называется флагелла), с помощью которого он зарывается глубоко в слизистую желудка, где уровень рН от 6 до 7, что гораздо приятнее для постоянного проживания. H. Pylori производит мочевину – химическое вещество, которое нейтрализует кислотность желудка. Кроме того, бактерия оснащена специальной шприцеобразной системой, которая позволяет ей вводить фактор вирулентности прямо в клетки желудка, чтобы перепрограммировать их и сделать более пригодными для собственных целей. Очевидно, что H. Pylori научилась использовать стотысячелетний опыт жизни рядом с человеком себе на пользу!

Ледяной человек Этци: застывшее время

В 1991 году немецкие путешественники обнаружили человеческое тело, вмерзшее в альпийский лед. Тело вынули изо льда и отвезли в австрийскую лабораторию, где специалисты установили, что смерть этого человека наступила примерно 5300 лет назад (между 3359 и 3105 годом до н. э.). Мумию назвали Этци, по имени находящейся неподалеку долины Этци. С тех пор ученым удалось немало узнать о своей находке. Они секвенировали его геном и выяснили, что он имеет общее происхождение с современным населением Корсики и Сардинии. На теле Этци обнаружили 61 татуировку, и сегодня он – самая старая татуированная мумия из известных науке. У него был власоглав (кишечный паразит), он не переносил лактозу, страдал от сердечно-сосудистых заболеваний, имел проблемы с коленями от постоянной ходьбы (возможно, он был пастухом) и занимался плавлением меди. Кроме того, нам удалось узнать кое-что о последнем дне жизни Этци: перед смертью он ел мясо благородного оленя и хлеб, а убила его стрела, пронзившая спину, или расшибленный череп – так или иначе, он умер насильственной смертью. К счастью для нас, мужчину быстро занесло снегом, и он замерз в естественных условиях, что спасло его тело от хищников и разложения. У Этци даже появился свой институт – Институт мумий и ледяного человека в итальянском городе Больцано, где ученые продолжают изучать его останки.

Спустя несколько лет ученые обнаружили, что его желудок не разложился, а оставался незамеченным внутри тела. Более того, ученым удалось взять микробный генетический материал из тканей желудка. Из этого ценнейшего материала им удалось секвенировать геном одного из штаммов старой доброй H. Pylori! Он больше походил на азиатские штаммы, чем на европейские, которые обычно встречаются у современного населения этой области. Эта находка многое говорит об истории развития H. Pylori внутри человека. Современные европейские штаммы произошли от африканского штамма, который появился после трагической гибели Этци более 5 тыс. лет назад.

H. Pylori сегодня пользуется дурной славой, потому что в центре внимания ученых – те 10 % обладателей хеликобактера, которые больны язвой желудка, хотя язва – не обязательное условие жизни с хеликобактером. Наличие этой связи внушает опасение, что длительное формирование язв и генетические мутации могут вызвать появление раковой опухоли. Но только у 1–2 % обладателей хеликобактера развивается рак желудка. Тем не менее H. Pylori стал единственным микробом-канцерогеном класса А – то есть он в одной категории канцерогенов с сигаретами – за то, что он виновен в 80 % случаев развития рака желудочно-кишечного тракта (третьего по популярности онкологического заболевания в мире). К наиболее значительным факторам риска развития рака желудка относится возраст. Чем дольше H. Pylori обитает в теле, тем выше вероятность появления рака из-за клеточных манипуляций и мутаций. Наиболее вероятно возникновение рака ЖКТ у пациентов от 60 до 80 лет.

Миф. Человек не пропустит появление рака желудка, потому что он будет чувствовать острую боль.

Факт. Люди с раком желудка редко жалуются на симптомы на первых стадиях заболевания. По этой причине трудно поставить диагноз в начале заболевания. В Соединенных Штатах Америки только один из пяти случаев рака желудка удается диагностировать на ранней стадии, прежде чем он успеет распространится на другие части тела.

Итак, если H. Pylori создает для человека столько проблем, почему бы просто не избавиться от нее по примеру наших предшественников? Доктор Блейзер предостерегает от этого шага, потому что этот микроорганизм приносит нам столько пользы, что с его недостатками приходится мириться. Результаты эпидемиологических исследований говорят о том, что H. Pylori защищает от астмы, ожирения, аллергии, различных инфекций и воспалительных заболеваний кишечника.

Благодаря этой защите человеческий вид смог выжить и развиться. Доктор объясняет: «Люди и хеликобактер служат типичным примером коэволюции. Эта коэволюция заставляет людей расплачиваться за полученные блага в старости, когда люди начинают болеть раком желудочно-кишечного тракта и язвой желудка. Вопрос пользы H. Pylori на первом этапе человеческой жизни все еще остается открытым. По-видимому, он помогает организму противостоять инфекциям. Существует огромное количество доказательств в пользу того, что здоровому телу необходим здоровый микробиом, неотъемлемой частью которого является H. Pylori. Эти организмы развивались вместе с человеком на протяжении, по крайней мере, 200 тыс. лет. Сегодня H. Pylori встречается менее чем у 5 % детей в Соединенных Штатах, Германии и Скандинавии. Эти данные свидетельствуют о том, что в мире произошли серьезные экологические изменения всего за несколько поколений. Этот факт очень тревожит. Мы растрачиваем свое наследие». Доктор Блейзер подчеркивает, что нам прежде всего нужно осознать, кто действительно находится в группе риска развития рака желудка, и перестать бессистемно убивать микроорганизмы, которые могут стать его причиной. Люди с высоким риском развития рака ЖКТ нуждаются в истреблении H. Pylori, но те, кому рак не угрожает, должны задумываться о благоприятном влиянии этих бактерий. Учитывая способность хеликобактера препятствовать развитию астмы, нам стоит задуматься о том, как вернуть хеликобактер будущим поколениям.

Вторая причина, по которой не стоит расставаться с H. Pylori, – это его исключительная живучесть. От хеликобактера не существует вакцины, они переносят семь различных антибиотиков и не существует надежной терапии для их полного удаления из организма. Современные терапии для уничтожения H. Pylori применяют два разных антибиотика и ингибиторы протонной помпы (ИПП) для снижения кислотности желудка. Десятки миллионов людей по всему миру принимают ИПП, поэтому этот препарат считается наиболее коммерчески успешным. Принято думать, что ИПП безопасны и не могут навредить, но нельзя безоговорочно соглашаться с этим мнением. ИПП оказывают очень сильное воздействие на микробиоту желудка, повышают восприимчивость к инфекциям, вызванным Clostridium difficile, и пневмонии. Кроме того, в 70 % случаев ИПП назначают без показаний, а их мощнейшее воздействие способно убить всего от 50 до 70 % H. Pylori.

В-третьих, ученые доказали, что микробиота способствует развитию рака желудочно-кишечного тракта даже в отсутствии H. Pylori. В ходе эксперимента над лабораторными животными с разным составом микробиома выяснилось, что при заражении H. Pylori болезнь в разной среде проявляется по-разному. В Колумбии у жителей побережья степень риска развития рака желудка в несколько раз ниже, чем у жителей горных районов. У этих людей совершенно разное меню: приморские жители едят фрукты, овощи и морепродукты, а горцы в основном едят картофель и бобы фава. В ходе недавнего исследования ученые сравнили микробиоту желудка колумбийцев из двух разных городков – один располагается высоко в Андах, а другой – на берегу моря. 20 участников из каждой деревни разделили по полу и возрасту. У жителей горной деревни риск развития рака желудка был выше в 26 раз по сравнению с жителями прибрежного города. Как и ожидалось, у жителей одной и той же области микробиота имела больше сходств, чем микробиота жителей разных районов. Исследователи обнаружили значительные микробные различия у жителей двух разных местностей. Две микробные группы (штаммы Leptotrichia wadei и Veillonella) в больших количествах населяли организмы прибрежных жителей. Эти различия были легко объяснимы, потому что горцы и приморцы питались совершенно по-разному. При этом и у той, и у другой группы обнаружился одинаковый уровень H. Pylori. Это объяснить было уже сложнее, потому что люди питались по-разному и в разной степени были подвержены развитию рака желудка. Влияет ли питание на способность H. Pylori вызывать рак? Может, эти H. Pylori были разными штаммами? Или дело в остальном микробиоме? Хотя эти исследования не доказывают, что в развитии рака желудка участвуют еще какие-то микробы, кроме H. Pylori, но они дают основание для дальнейшего изучения влияния H. Pylori и других микроорганизмов (а также рациона) на здоровье и развитие заболеваний желудка.

Казнить или помиловать

Существует четыре способа определить инфекцию H. Pylori.

1. Дыхательный уреазный тест: человек проглатывает безопасную таблетку, жидкость или пудинг с мочевиной (побочным продуктом расщепления белков в организме). Если у пациента есть H. Pylori, то бактерия превратит мочевину в углекислый газ. С помощью специального прибора на выходе можно измерить содержание углекислого газа. Используя такой тест, наличие H. Pylori можно выявить практически у любого человека и определить, полностью ли удалось избавиться от бактерий.

2. Анализ кала: по этому анализу можно определить наличие следов H. Pylori в фекалиях. В лаборатории кал проверяют на наличие антигенов (инородных белков), которые связаны с инфекцией H. Pylori. С помощью этого теста можно поставить диагноз и определить успешность лечения.

3. Анализ крови: с помощью этого теста можно обнаружить активную инфекцию H. Pylori или выявить следы прошедшей инфекции. Однако дыхательный тест и анализ кала точнее определяют активную инфекцию, потому что анализ крови может давать положительный результат еще несколько лет после успешного излечения.

4. Биопсия: специалисты берут образец ткани со стенки желудка во время эндоскопии. Пациент находится в сидячем положении, а доктор вводит ему через рот длинную эластичную трубку с камерой на конце. Трубку проталкивают в глотку, и через пищевод она попадает в желудок и верхний отдел тонкого кишечника. Полученные образцы проверяют на наличие H. Pylori. Обычно этот метод не рекомендуют для постановки диагноза, чаще пользуются менее инвазивными дыхательным тестом или анализом кала. Биопсию назначают в определенных случаях, например для диагностики язвы, лечения кровотечения или для выявления онкологии.

Пробиотики или ИПП

Принимая во внимание сложность безопасного и эффективного метода удаления H. Pylori из организма, сегодня специалисты пытаются разработать способ избавить тело от этих бактерий с помощью пробиотиков. Живые микробы, которых пациент принимает внутрь, могут численно подавить H. Pylori и снять воспаление, которое обычно сопровождает рост H. Pylori в желудке. Ученые протестировали способности Lactobacillus, Bifidobacter и Saccharomyces boulardii (дрожжи) – эти штаммы очень широко распространены и умеют снижать уровень кислотности в желудке. На сегодняшний день результаты тестов показывают частичное улучшение симптомов гастрита, но о полном избавлении от H. Pylori говорить пока рано (лучше всех с воспалениями справляется Lactobacillus reuteri). Если добавить в стандартную схему лечения двумя антибиотиками и ИПП пробиотики, то с ними лечение от H. Pylori проходит эффективнее. Кроме того, в таком сочетании лечение дает меньше побочных эффектов (диарея и боли в животе), что облегчает пациентам процесс выздоровления. В одном интересном исследовании специалисты сравнили сочетание йогурта с пробиотиками и ИПП со стандартным лечением сочетанием двух антибиотиков и ИПП. Результаты получились одинаковыми, но группа, принимавшая йогурт и ИПП, испытывала меньше побочных эффектов. В целом наличие пробиотиков повышает эффективность стандартной медикаментозной терапии и облегчает процесс лечения язвы.

Нет никаких сомнений в том, что H. Pylori играет важную роль как в здоровье, так и в болезнях желудка. Однако вполне вероятно, что здесь не обходится без других обитателей желудка, которые либо оказывают влияние на размножение H. Pylori, либо на связанный с ним воспалительный процесс. Ожидается, что в будущем появится больше эффективных пробиотиков, которые смогут влиять на колонии H. Pylori и смягчать воспалительные процессы в желудке, что особенно важно с учетом толерантности H. Pylori к антибиотикам. Наука идет вперед, и у нас формируется более правильное представление о «нормальном» микробиоме желудка и его роли в появлении гастроэнтерологических заболеваний. Вполне вероятно, что вскоре от H. Pylori и гастроэнтерологических заболеваний будут лечить полезными микроорганизмами.

Простые советы

• Не игнорируйте симптомы. Сходите на прием к врачу, если вас постоянно и/или сильно мучают симптомы болезни желудка, такие как плохой аппетит, дискомфорт в верхней части живота, ощущение заполненности желудка после небольшой порции пищи, отеки, накапливание жидкости, непреднамеренное снижение веса, боль или дискомфорт в низу живота, изжога и несварение, тошнота и рвота, анемия. К сожалению, рак желудка на ранних стадиях протекает бессимптомно, поэтому наличие этих нарушений может говорить о запущенности заболевания.

• Идите на компромисс. Если у вас обнаружены гастроэнтерологические заболевания и H. Pylori, то постарайтесь вызвать лечащего врача на честный разговор и выяснить, действительно ли вам необходимо избавляться от этих микроорганизмов.

• Добавьте пробиотики. Если вы лечитесь ИПП, попробуйте дополнить свой рацион йогуртом с пробиотиками, чтобы повысить эффективность терапии и облегчить побочное действие препарата.

Глава 7. Микробная Мекка: микробиом кишечника

«У невероятно здоровых и бодрых стариков состав микробиома кишечника такой же, как у здоровых тридцатилетних людей». Этот заголовок немедленно привлек наше внимание. В статье рассказывалось об исследовании, проведенном под руководством доктора Грега Глура, ведущего исследователя микробиоты человека в университете Западного Онатрио. В эксперименте приняли участие более тысячи здоровых китайцев в возрасте от трех до 100 лет. В ходе эксперимента ученые обнаружили, что микробиота кишечника у здоровых людей старшего возраста имела большое сходство с микробиомом здоровых молодых людей. Если организм здоров, то микробиота, по-видимому, может не изменяться в течение целого века. Неужели ученым удалось обнаружить источник вечной молодости?

Микробы кишечника пожилых людей дают массу полезной информации для исследования здоровья, долголетия и жизненной силы. Мы изучаем микробиомы людей старшего возраста (от 65 лет и старше), в том числе микробиомы долгожителей (от 100 лет и старше) и даже супердолгожителей (от 105 лет и старше). После того как десять лет назад появилась возможность проведения молекулярного микробиомного анализа, ученые пришли к выводу, что с возрастом у старых людей сокращается разнообразие микробов кишечника. Вместо полезных бактерий в кишечнике начинают размножаться протеобактерии, которых иногда еще называют патобионтами из-за способности вызывать воспаление. Как мы уже неоднократно упоминали (а подробнее об этом можно прочитать в главе 11), длительное вялотекущее воспаление связано с процессом старения, что полностью подтверждают результаты анализов. Ученые предполагают, что усугубление воспалительного процесса отчасти связано с усиленным производством кислорода. Реактивный кислород, который сопровождает воспаление, способствует увеличению количества бактерий – аэробов и факультативных анаэробов, способных переносить кислород и опасные протеобактерии. В результате некоторые полезные микробы, которые не могут переносить кислород (анаэробы), гибнут под воздействием кислорода. Мы изучили результаты многих исследований и обнаружили, что у пожилых людей действительно есть склонность к дисбиозу микробиома и потере микробного разнообразия. У людей в возрасте 65 и более лет бывает снижена численность полезных микроорганизмов, у них количественно преобладают вредные бактерии.

Но к очень старым людям эти данные не относятся, потому что в определенном возрасте разнообразие микробов начинает увеличиваться. Микробиомы долгожителей (старше 100 лет) и микробиомы молодежи главным образом заселяют полезные фирмикуты и бактероиды (о них мы поговорим подробнее в следующем разделе этой главы). Так как супердолгожителей в мире очень мало, об этой прослойке населения сложно получить исчерпывающие данные: всего 1 из 70 000 человек доживает до 105 лет. Но исходя из той информации, которую все же удалось получить, люди в этом возрасте тоже обладают крайне разнообразным и полезным микробным миром (Akkermansia, Bifidobacterium и Christensenellaceae). Теперь мы видим, что микробиом кишечника не находится в линейной зависимости от возраста: мы предполагали, что состояние организма ухудшается по «нисходящей спирали», но в действительности после семи десятилетий жизни траектория «здоровья» усложняется. Так как сегодня большая часть населения живет намного дольше 65 лет, у исследователей появляется все больше возможностей изучить изменения, которые происходят с микробиомом в глубокой старости, и понять, как нужно заботиться о микробах до наступления пенсии, чтобы обеспечить себе долгую и здоровую жизнь.

Кишечник: учебное пособие для начинающих

Говоря о кишечнике, нужно рассматривать всю длину желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) – он представляет собой полую трубку, которая тянется от рта до анального отверстия. Желудочно-кишечный тракт разделен на несколько секций, таких как желудок, тонкий кишечник, толстый кишечник и прямая кишка. Хотя эти органы располагаются внутри тела, технически их содержимое находится снаружи. Стенки кишечника, как и кожа, служат барьером, который отделяет наш организм от окружающей среды, и выполняют функцию наружного покрова. Просто этот покров находится внутри тела. Как и кожа, кишечник является важнейшей проницаемой мембраной, через которую тело взаимодействует с окружающей средой, в том числе и с микробами.

Представьте микробиом кишечника как экосистему: множество различных видов микроорганизмов сосуществуют друг с другом в гармонии и прямо или косвенно влияют на жизни друг друга. У этой экосистемы есть своя особенность: чем глубже она погружается в кишечник, тем меньше в ней кислорода (в толстом кишечнике, например, кислорода нет вообще). Здесь доминируют анаэробные бактерии, особенно много их в прямой кишке – там они составляют 99 % бактериального населения. Микробы, которые отчасти могут переносить кислород (их называют факультативные анаэробы), обитают в больших количествах в верхних отделах кишечника. Как и в любой развитой экосистеме, для ее нормального функционирования требуется большое разнообразие видов.

Мы убедимся, что в разных отделах ЖКТ создается собственная, отличная от другой атмосфера, в которой проживают разные микроорганизмы. Как мы узнали из главы 6, в желудке (примыкающем к кишечнику органе с очень кислой средой, небольшим количеством кислорода, который попадает в него вместе с пищей) обитает совсем не много микробов (примерно от 10^3 до 10^4 бактерий на грамм). Ниже него располагается тонкий кишечник, в котором еще меньше кислорода, а уровень рН более приемлем для жизни микробов. Тонкий кишечник делится на три части: двенадцатиперстная кишка, тощая кишка и подвздошная кишка. В тощей кишке проживают от 10^5 до 10^6, а в подвздошной кишке – от 10^8 до 10^9 микробов на грамм. В толстой кишке содержится 10^11 бактерий на грамм содержимого кишки. Наконец, мы достигли завершающего отрезка ЖКТ, где обитает самое большое число бактерий в теле, в том числе на его поверхности. В толстом кишечнике обитает примерно 10 трлн бактерий. В толстой кишке нет кислорода и поддерживается нормальный уровень рН. Такая беспрецедентная концентрация микробов в конце пищеварительного пути объясняет тот факт, что фекалии человека на 30 % состоят из микроорганизмов. В одном грамме кала содержится более 100 млрд микробов – это в десять раз больше, чем людей на нашей планете. Все микроскопические обитатели кишечника, вместе взятые, весят от 1 до 2,3 кг – примерно столько же весит человеческий мозг.

Принимая во внимание огромную численность микробов кишечника и разнообразные функции микробиоты, некоторые ученые считают микробиом кишечника своего рода новым органом.

Откуда у нас в кишечнике миллиарды микробов? В момент рождения мы получаем первый и самый главный подарок от матери: огромную дозу вагинальных и фекальных микробов. Да, в список самых главных желаний ко дню рождения обычно такое не заносят. Тем не менее этот микробный подарок защищает здоровье в младенчестве и закладывает фундамент кишечного микробиома и его функций. Если вам интересно узнать больше о функциях микробов в первые годы жизни ребенка, об их влиянии на состояние здоровья и развитие заболеваний, то прочтите книгу Бретта и Мари-Клэр Арриеты «Микробы? Мама, без паники, или Как сформировать ребенку крепкий иммунитет» (М.: Эксмо, 2018). Молодые родители знают, насколько сильно благополучие малыша зависит от здоровья пищеварительной системы – у них даже есть возможность увидеть воочию, как выглядит «здоровый» микробиом кишечника. Помните подгузники малыша после того, как вы начали вводить в его рацион твердую пищу? Изменения в типе питания приводят к перестройке микробиома кишечника.

В первые годы жизни мы подвергаемся воздействию множества разных бактерий, которые могут стать частью микробиома кишечника. Во взрослой жизни наш организм становится домом для бактерий, вирусов, грибов (дрожжей) и простейших. Микробная композиция остается сравнительно стабильной большую часть взрослой жизни, но только если вы не совершите что-нибудь экстремальное в сознательном возрасте, например станете веганом или переедете в другую страну. Подробнее об этом позже. Экосистема кишечника не обладает иммунитетом к переменам, поэтому новые условия могут так же сильно повлиять на микробную композицию кишечника, как переход на твердую пищу в раннем детстве. Как мы уже убедились ранее, антибиотики способны разнести наш микробиом с силой ядерной бомбы, потому что они истребляют все микроорганизмы без исключения. Мы атакуем не только ту бактерию, которая причиняет нам страдания, но попутно с ней уничтожаем огромное количество безвредных, дружелюбных созданий. Продолжая аналогию с ядерным взрывом, можно сказать, что его последствия ощущаются еще очень долго: по результатам последних исследований, воздействие курса антибиотиков на микробиом продолжается еще как минимум год после завершения лечения. По некоторым данным, изменения в микробиоме сохраняются до четырех лет.

Микробное поселение в кишечнике

Почему так важно обеспечить защитой микробное поселение у себя в кишечнике? Для начала важно запомнить, что без микробов нам было бы просто тяжело жить, потому что микробиота участвует в расщеплении и переваривании пищи. Большую часть потребляемой нами пищи мы никак не смогли бы усвоить без помощи микробов. Особенно это касается сложных сахаров растительного происхождения – полисахаридов из злаков, бобовых, овощей, фруктов и других растительных источников. Микробы превращают их в короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК), которые служат одновременно источником энергии для клеток кишечника и важнейшими сигнальными молекулами. Подробнее мы поговорим об этой функции позже. Полезных свойств КЦЖК – микробных продуктов – очень много. Они помогают предотвратить ожирение и уменьшить резистентность к инсулину, упрочить кишечный барьер, дают энергию другим микробам, снимают воспаление, подают сигналы для укрепления и развития иммунной системы. Усилить производство КЦЖК можно с помощью изменений рациона. Диета с повышенным содержанием пищевых волокон, небольшим количеством жиров и минимальным количеством мясной пищи способствует появлению новых полезных микроорганизмов и производству большего объема КЦЖК. Неудивительно, что короткоцепочечные жирные кислоты помогают улучшить общее состояние здоровья и продлить годы жизни (подробнее о MIND-диете в главе 3).

Микробы кишечника полезны с точки зрения конкурентного вытеснения, или способности численно превосходить патогены. Исследователи из лаборатории Бретта и другие ведущие ученые доказали, что нормальная микробиота кишечника способна эффективно справляться с инфекциями, которые вызывают Salmonella и патогенная E. coli. Во время экспериментов над лабораторными животными образец кала, в котором содержались микробы невосприимчивых к инфекциям животных, вводили животным с повышенной восприимчивостью, после чего у них повышался уровень резистентности к инфекциям. Некоторые штаммы микробиоты даже производят молекулы, которые ингибируют механизмы вирулентности Salmonella и E. coli (то есть диарею) и таким образом препятствуют развитию заболеваний. Вполне возможно, что микробы-резиденты блокируют диарею, чтобы самим не добраться до конца туннеля и не оказаться на улице – они оберегают свое благополучие.

Защита многочисленности и многообразия микробов – основа здоровья кишечника. Но кроме микробов, в кишечнике располагается еще один не менее важный слой – толстая слизистая оболочка кишечника, которая помогает микробам удерживаться в родной среде кишечника. Слизистый слой состоит из гликопротеинов – комбинации сложных сахаров (углеводов), связанных с белками, – которые покрывают стенки кишечника. Слизь смазывает кишечник и создает барьер между клетками, выстилающими его стенки, и микробиомом. При этом в тонком кишечнике слизистая оболочка более тонкая, скорее всего, из-за меньшего количества микробов. В толстом кишечнике слизистая состоит из двух слоев: один очень вязкий, прилегающий к эпителию кишечника, – он образует защитный барьер от микробов, а другой – более рыхлый, в нем обитают микробы.

Некоторые микробы умеют расщеплять слизь и использовать ее в качестве источника пищи. К таким микробам относится Akkermansia muciniphila. Считается, что она защищает кишечник от болезней, связанных с истончением слизистой оболочки. Поедая слизь, микроб вызывает обратную реакцию организма: производство слизи усиливается, слизистая оболочка утолщается, и здоровье кишечника улучшается. При истончении слизистой оболочки повышается проницаемость кишечника. Микробы начинают преодолевать кишечный барьер, вызывая в кишечнике воспалительные процессы и дисбиоз, которые могут привести к повреждению тканей и развитию заболевания. Как мы узнаем далее из этой главы, большинство гастроэнтерологических заболеваний связано именно с истончением слизистой оболочки.

Встроенный детокс организма

Изучая микробиомы разных людей, мы наблюдали замысловатую связь, которая соединяет эти мельчайшие бактериальные сообщества и наш организм. Эта связь присутствует и в микробиоме кишечника. Из-за того, что в нем проживают не менее 100 трлн бактерий, влияние микробиома распространяется на здоровье всего организма и доходит до весьма отдаленных от кишечника областей.

Непосредственно к ЖКТ прилегают два очень важных органа, которые тоже заняты процессом пищеварения, – это печень и почки. Они находятся под сильным влиянием микробов. Печень фильтрует кровь, которая исходит из пищеварительного тракта, и затем выпускает ее дальше. Она перерабатывает лекарства, обезвреживает токсины, участвует в метаболизме жиров и производит белки для свертывания крови. Здоровые почки фильтруют примерно полстакана крови в минуту, очищая ее от отходов и излишка жидкости, из которых производят мочу. Если один из этих трудолюбивых органов вдруг перестанет нормально функционировать, то может произойти настоящая катастрофа.

Болезни печени – это обширная категория различных заболеваний, которые разрушают печень и препятствуют ее нормальному функционированию. К наиболее распространенным из них относится цирроз (хроническое повреждение печени, возникающее по разным причинам, в том числе из-за употребления алкоголя, приводящее к рубцеванию и отказу органа); гепатиты А, В и С (серьезные вирусные инфекции, которые атакуют печень и вызывают воспаление); гемохроматоз (наследственное заболевание, вызванное чрезмерным всасыванием железа) и неалкогольное ожирение печени (аккумуляция жира в печени у людей, которые почти и/или совсем не пьют алкоголь). Все виды заболеваний печени связаны с микробным дисбиозом – повышенной проницаемостью кишечника, которая, как мы убедимся позже, способствует проникновению в организм опасных бактериальных продуктов, вызывающих воспалительные процессы, и сопутствующим хроническим воспалением.

Пить и быть здоровым – худышки на красном вине

Алкогольная болезнь печени (которая включает в себя ожирение печени, алкогольный гепатит и хронический гепатит с фиброзом или циррозом печени) наступает из-за хронического чрезмерного употребления алкоголя. Риск развития заболевания увеличивается пропорционально продолжительности и объемам употребляемого спиртного. Хотя чрезмерное употребление алкоголя приводит к развитию заболеваний, красное вино в умеренных количествах приносит пользу организму, например защищая от сердечно-сосудистых заболеваний и развития диабета второго типа. Как мы узнали из главы 3, красное вино является неотъемлемой частью средиземноморской и MIND-диеты; оно значительно снижает риск появления неврологических заболеваний, в том числе деменции.

Основной полезный компонент красного вина – полифенолы. Это мощные антиоксиданты, которые защищают организм от повреждений реактивными формами кислорода. Они содержатся в кожице и косточках винограда, без которых не обходится процесс приготовления вина. В белом вине не бывает тех полифенолов, которые содержатся в красном: один бокал белого вина (120 миллилитров) содержит 60 мг полифенолов, а с одним бокалом того же объема (рекомендуемая доза) красного вина можно получить не менее 210 миллиграммов полезных веществ.

Оказывается, красное вино положительно воздействует на микробиом кишечника, так как от 90 до 95 % полифенолов перерабатываются в ободочной кишке. Если пациент с метаболическим синдромом – заболеванием, сопровождающимся ожирением и диабетом, начнет выпивать одну порцию красного вина объемом около 270 миллилитров ежедневно в течение 30 дней, то в его кишечнике значительно возрастет количество полезных бифидобактерий и лактобактерий, которые восстанавливают чрезмерную проницаемость кишечника. Кроме того, повышается концентрация бутирата, который производят Faecalibacterium prausnitzii, и снижается численность воспалительных протеобактерий. Кроме того, при расщеплении полифенолов микробами кишечника выделяются полезные метаболиты, которые хорошо влияют на состояние здоровья. Еще один повод поднять бокал красного вина за свое здоровье!

Неалкогольная жировая болезнь печени – общее наименование целого ряда заболеваний печени, к которым относятся стеатоз, неалкогольный стеатогепатит, гепатоцеллюлярная карцинома, фиброз и в конечном итоге цирроз (рубцевание) печени, приводящий к отказу органа. Неалкогольная жировая болезнь печени является наиболее распространенным хроническим заболеванием печени в западных странах – оно встречается у 30 % взрослого населения. Только в Соединенных Штатах ежегодно регистрируют более 3 млн случаев этого заболевания. Причина неалкогольной жировой болезни печени неизвестна, но к факторам риска принято относить ожирение, желудочное шунтирование, повышенный холестерин и диабет второго типа. От этого заболевания не существует стандартного метода лечения, поэтому врачи стараются лечить стоящее за ним нарушение. Пациенты поправляются после изменения образа жизни, а именно когда начинают заниматься физическими упражнениями, худеют, снижают уровень холестерина и триглицеридов, берут под контроль диабет и отказываются от алкоголя.

Пациенты с неалкогольной жировой болезнью печени отличаются повышенной проницаемостью кишечника и наличием хронического воспаления. Так как печень очищает кровь от потенциально опасных токсических веществ, по определению повышенная проницаемость кишечника повышает нагрузку на печень. Она подвергается воздействию большого количества бактериальных антигенов, таких как ЛПС, которые вызывают обширное хроническое воспаление и последующее повреждение тканей. Зеленый чай и кофе ингибируют прогрессирующую неалкогольную жировую болезнь печени, и данный эффект, по-видимому, достигается за счет микробиоты. Неалкогольная жировая болезнь печени сопровождается дисбиозом микробиоты: наблюдается рост фирмикутов и снижение численности бактероидов.

Возможно, вскоре мы научимся использовать эти данные для раннего диагностирования неалкогольной жировой болезни печени, которую обычно обнаруживают уже на поздней стадии. Но даже в этом случае для определения диагноза требуется инвазивная биопсия печени. Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего сообщают, что по составу микробиома пациента на основе образца кала (стул человека – это «фотография» микробиома кишечника), можно определить наличие неалкогольной жировой болезни печени с точностью от 88 до 94 %. Исследователи обнаружили, что у людей с запущенной формой заболевания по сравнению с пациентами на начальной стадии в составе микробиома превалируют протеобактерии, а фирмикуты количественно проигрывают им. Среди отдельных штаммов отмечается рост бактерии E. coli, которая вызывает воспаление: в случае прогрессирующей болезни печени наличие этой бактерии в три раза больше, чем у пациентов на ранних стадиях заболевания. Своевременная постановка диагноза и выявление предрасположенности к заболеванию – это важнейшие шаги на пути к эффективному лечению и профилактике болезней печени. Наличие неалкогольной жировой болезни печени возможно определить по анализу кала на специфические микробные штаммы.

Как мы говорили выше, почки выводят из организма отходы и излишки жидкости. Кроме того, они удаляют кислоту и поддерживают баланс жидкости, солей и минералов в крови. Нервные окончания, мышцы и другие ткани не могут нормально функционировать, если почки не в состоянии поддерживать оптимальный баланс веществ. Хроническая почечная недостаточность поражает от 5 до 10 % мирового населения и уносит жизни почти миллиона человек ежегодно. Это неспецифическое заболевание характеризуется медленным разрушением почек, которое протекает от нескольких месяцев до нескольких лет. Когда почки начинают плохо работать или отказывают совсем, отходы накапливаются в кровотоке и в тканях тела. На поздних стадиях почечной недостаточности пациенту требуется пересадка почки или диализ – процедура, во время которой аппарат отфильтровывает из крови воду, растворенные в ней вещества и токсины. Как и другие многочисленные хронические воспалительные заболевания, о которых мы говорим в нашей книге, хроническая почечная недостаточность тоже находится в зависимости от микробиома. Развитие болезни напрямую связано с микробным составом и коррелирует с артериальным давлением, диабетом и сердечно-сосудистыми заболеваниями. Поведение микробов также похоже на то, что мы наблюдаем при других заболеваниях: дисбиоз микробиоты кишечника, снижение численности полезных КЦЖК-производящих бактерий (которые снижают воспаление) и повышенная проницаемость стенок кишечника, из-за чего бактериальные отходы, такие как эндотоксины (ЛПС), попадают в кровеносную систему, вызывают воспаление и повреждают почки. Результаты нескольких исследований говорят, что восстановление баланса в микробиоте кишечника способствует улучшению состояния почек. Восстановление микробиоты происходит за счет диеты с повышенным содержанием пищевых волокон, а также пробиотиков, которые улучшают маркеры хронической почечной недостаточности.

Кроме того, у людей часто встречаются камни в почках: небольшие твердые образования, формирующиеся из-за отложения химических веществ (фосфатов кальция и, главным образом, оксалата кальция) в почках. Почти 12 % американцев обращаются за медицинской помощью с жалобами на боли, которые свидетельствуют о наличии камней в почках. Если камень появился единожды (и вы этого никогда не забудете), то с 50-процентной вероятностью в последующие десять лет появится второй. Химические вещества, из которых формируются камни, попадают в наш организм вместе с продуктами питания. Считается, что камни появляются из-за уменьшения численности Oxalobacter и Lactobacillus, которые расщепляют оксалаты. Недавно завершилось небольшое исследование при участии 23 пациентов с мочекаменной болезнью и шести контрольных субъектов. Оказалось, что у пациентов с МКБ микробиом кишечника значительно отличается от микробиома здоровых людей. В нем содержится больше Bacteroides и Prevotella. В другом исследовании, где наблюдение велось главным образом за Oxalobacter formigenes, при участии 247 пациентов с мочекаменной болезнью и 259 контрольных субъектов, ученые обнаружили обратную корреляцию между камнями в почках и изучаемой бактерией. Другими словами, если у человека мало этих бактерий, то шанс развития мочекаменной болезни гораздо выше. В ходе еще одного исследования трем людям однократно дали дозу Oxalobacter formigenes при питании с повышенным содержанием оксалатов. В результате у них сократилась концентрация оксалатов в моче. Прием антибиотиков также связывают с повышением риска развития мочекаменной болезни.

Пока мы еще ждем научных подтверждений наличия причинной связи между микробиомом кишечника и камнями в почках. Но, по уже имеющимся данным, можно предположить ее существование. Возможно, в будущем благодаря ей мы сможем предупреждать развитие этого тяжелого заболевания.

Без здорового кишечника нет успеха

Некоторые специфические заболевания пищеварительного тракта, например синдром раздраженного кишечника (СРК), напрямую связаны с микробиомом кишечника. СРК встречается у 10 % населения Земли, причем чаще этому заболеванию подвержены женщины и люди молодого возраста. При этом СРК – одно из наиболее часто наблюдаемых функциональных нарушений работы кишечника у людей старших возрастов. Симптомы этого заболевания неоднозначны и многочисленны, среди них периодические боли в животе и изменения в работе кишечника, в том числе вздутие. Лечение помогает снять симптомы, но не избавиться от заболевания. СРК не влияет на продолжительность жизни, но сказывается на ее качестве и становится причиной многолетних хронических болей.

СРК – сложный синдром. Некоторые свидетельства указывают на роль микробиома, а именно потерю микробного баланса и/или оскудение микробного разнообразия (ученые пока еще не смогли обнаружить характерные микробные сигналы, которые можно было бы связать с заболеванием). Специалисты подозревают микробиальную природу заболевания в виду того, что СРК часто развивается на фоне гастроэнтерита (он называется постинфекционный СРК) и приема антибиотиков. После введения образцов фекалий пациентов с СРК стерильным лабораторным мышам животные начинают испытывать многочисленные симптомы данного заболевания, в том числе диарею и чувство беспокойства. Подобно другим заболеваниям кишечника СРК повышает проницаемость кишечника и вызывает слабовыраженное системное воспаление. Считается, что заболевание вмешивается в сигнальный путь кишечник-мозг, предположительно изменяя нервно-мышечные реакции, подвижность кишечника и способность к восприятию боли. По-видимому, в результате симптомов развивается депрессия и появляется чувство беспокойства, хотя это предположение не доказано.

Хотя от СРК не существует лекарства, результаты пилотных исследований указывают на способность пробиотиков снимать воспалительные процессы в кишечнике и снижать интенсивность сопутствующих симптомов. В ходе одного исследования при участии 44 пациентов с СРК ученым удалось выяснить, что Bifidobacterium longum NCC3001 устраняет депрессию, вызванную СРК, но не снимает другие его симптомы и не уменьшает чувство тревоги. Существуют некоторые терапевтические методы устранения симптомов СРК, среди которых диета с высоким содержанием пищевых волокон, занятия спортом, техники управления стрессом, препараты против диареи, слабительные, пробиотики и другие биологически активные добавки.

Сегодня все чаще во время разговоров о здоровье кишечника упоминается целая группа серьезных заболеваний – воспалительные заболевания кишечника (ВЗК). Их часто путают с СРК из-за схожести названий и симптомов, однако эти кишечные заболевания отличаются друг от друга. ВЗК развивается из-за того, что иммунная система начинает атаковать различные отделы пищеварительной системы. Примерно 1,4 млн американцев живут с диагнозом ВЗК, при этом от 10 до 15 % пациентов приобретают эти заболевания после 60 лет. Людям старшего возраста тяжело поставить диагноз ВЗК, так как у специалиста уходит масса времени на исключение других возрастных заболеваний, сопровождающихся такими же симптомами. Инфекции и некоторые медицинские препараты, например нестероидные противовоспалительные препараты (НПВП) и антибиотики, могут осложнять определение диагноза у людей пожилого возраста.

Миф. Синдром раздраженного кишечника (СРК) развивается из-за стресса и беспокойства.

Факт. Специалисты доподлинно не знают, почему у людей развивается СРК. Стресс и депрессия усугубляют симптомы, но СРК нельзя отнести к чисто психическим заболеваниям. При наличии двусторонней связи между мозгом и кишечником нельзя точно сказать, появляются ли симптомы из-за нарушений в центральной нервной системе, в кишечнике или одновременно в обоих местах.

У людей обычно развиваются два вида ВЗК: язвенный колит и болезнь Крона. Язвенный колит вызывает воспаление в пищеварительном тракте, а болезнь Крона повреждает стенки пищеварительного тракта, что приводит к чрезмерной проницаемости стенок кишечника, воспалениям, повреждению тканей и фиброзу (уплотнению и рубцеванию тканей). Как становится понятно из названий, оба заболевания сопровождаются воспалительным процессом в кишечнике, который приводит к диарее, ректальному кровотечению, абдоминальным спазмам, болям и другим серьезным побочным симптомам. Учитывая, что оба заболевания приобретаются на всю жизнь, старики вынуждены страдать от неприятных симптомов ВЗК долгие годы. Пожилые люди чаще ложатся в больницу с ВЗК, чем молодые, и на них приходится 25 % всех случаев ВЗК. От ВЗК, как и от СРК, не существует лекарства, а также неизвестна точная причина появления этого заболевания.

Ученые предполагают, что к развитию ВЗК приводит совокупность четырех факторов: генетический компонент, триггер из окружающей среды, дисбаланс бактерий в кишечнике и неадекватная реакция иммунной системы. Существует более 200 человеческих генов, связанных с риском развития ВЗК, в том числе гены, вызывающие воспаление и осуществляющие контроль за микробными инфекциями. Однако на них приходится очень небольшая доля риска развития заболевания: около 13 % при болезни Крона и 8 % – при язвенном колите. Это говорит о том, что на самом деле нужно искать совершенно другие причины заболеваний.

Сегодня их ищут в микробиоме, главным образом, из-за его связи с иммунной системой (подробнее об этом читайте в главе 11), которая в конечном итоге вызывает воспаление в кишечнике. В норме иммунные клетки защищают организм от инфекций, но у пациентов в ВЗК недостаточно выражен нормальный иммунный ответ, который удерживает микробов кишечника там, где они должны быть. В таких условиях микробы беспрепятственно преодолевают кишечный барьер, вызывают воспаление и повреждение тканей. У пациентов с ВЗК обнаруживается дисбиоз кишечника, а именно сокращение численности бактероидов, фирмикутов и бутират-продуцирующих Faecalibacterium prausnitzii, а также рост воспалительных протеобактерий и микробов, которые производят болезнетворный газ сероводород, повреждающий ткани кишечника.

Ученые обнаружили два свидетельства в пользу того, что микробиом действительно играет важную роль в развитии ВЗК. Во-первых, трансплантация кала (которая позволяет перенести микробиоту от одного субъекта к другому) уменьшает симптомы заболевания, особенно при язвенном колите. Во-вторых, исследования показывают, что при трансплантации фекалий от пациентов с ВЗК здоровым лабораторным мышам у животных начинается воспаление в кишечнике и появляются другие симптомы, связанные с ВЗК. На сегодняшний день считается, что ВЗК вызывает не один микроб, а сочетание нескольких факторов риска, которые главным образом касаются иммунной системы, повышают проницаемость кишечника и вызывают воспаление. Поэтому современное лечение этих заболеваний прежде всего начинается со снятия воспалительного процесса с помощью противовоспалительных препаратов и восстановления микробного баланса при помощи трансплантации кала, изменения питания и корректировки образа жизни.

Трансплантация кала

Предел мечтаний микробиологов – это отыскать особенно полезных микробов, культивировать их в лаборатории и раздать людям для лечения СРК и ВЗК, улучшения общего состояния здоровья и увеличения продолжительности жизни. Описание выполнения этой задачи выглядит достаточно простым, но, к сожалению, найти тот самый микробиом здорового старения мы пока не в состоянии. Однако у нас появилась одна процедура, которая полностью перевернула традицию изучения микробиомов и заставила множество компаний развивать направление микробной терапии: процедура заключается в трансплантации фекалий от одного человека к другому.

Концепция пересадки фекалий уже не новая. Эту процедуру называют также трансплантацией фекальной микробиоты (ТФМ), фекальной бактериотерапией или дуоденальной инфузией. Еще в IV веке в Китае людей, страдавших от сильной диареи, перорально лечили жидким раствором фекалий (слава Богу, наука дала нам более совершенные методы!). В XVI веке стул и воду – «желтый суп» – использовали для лечения различных заболеваний кишечника, от диареи до запоров. Наша история знает немало подобных свидетельств использования фекалий в медицинских целях. Современный метод трансплантации появился в 1958 году, когда доктор Бен Эйсеман из Колорадо руководил группой хирургов, которые лечили четверых пациентов клизмами с фекалиями от серьезного кишечного заболевания (псевдомембранозного колита). Специалистам удалось полностью вылечить своих пациентов. Сегодня ТФМ привлекает большое внимание медицинского сообщества и популярной прессы, особенно по причине инфекций, вызываемых Clostridium difficile (Клостридиум диффициле, или просто C. Diff).

C. Difficile – это кишечный патоген, который вызывает сильную диарею за счет производства токсинов в кишечнике. Однако, как это свойственно всем патогенам, бактерия не может полностью прижиться в условиях здорового, сильного микробиома (конкурентное вытеснение на практике). Инфекции часто обнаруживаются у госпитализированных больных, которые принимают антибиотики, например после операции по замене тазобедренного сустава. Обычно хирурги назначают такие препараты, как клиндамицин и другие фторхинолоны, чтобы снизить риск появления инфекции в постоперационный период. Когда антимикробный препарат начисто убивает всю микробную экосистему, C. Difficile спокойно заселяет внутренности человека, вызывая сильнейшее заболевание кишечника, которое может привести даже к летальному исходу.

Заражение C. Difficile сегодня считается одной из самых распространенных инфекций, связанных с оказанием медицинской помощи. Ежегодно в Соединенных Штатах более полумиллиона человек обнаруживают у себя инфекцию, показатель смертности от которой достигает 9 %. Так как антибиотики создают благоприятную среду для развития инфекции, лечение такими антибиотиками, как метронидазол и ванкомицин, достигает успеха только в 25 % случаев. Повторяющиеся инфекции C. Difficile после двух или трех антибактериальных терапий сегодня встречаются очень часто и тяжело поддаются лечению.

По данным нескольких профессиональных клинических исследований, ТФМ оказывает помощь в 90 процентах случаев заражения этой инфекцией. Результаты этих революционных исследований доказывают, что простая пересадка фекалий от одного человека к другому позволяет практически полностью избавиться от смертельного заболевания. ТФМ сегодня признана основным видом лечения повторяющихся инфекций C. Difficile. От 30 до 100 граммов фекального раствора пациенту подают либо через назогастральный зонд (это трубочка, которую через горло заводят в кишечник), либо через клизму (введение жидкости в ободочную кишку через прямую кишку). Доноров фекалий тщательно проверяют на наличие потенциальных патогенов и изучают их историю приема антибиотиков, эпизодов диареи и так далее. Пока принято считать данный метод лечения безопасным и эффективным, хотя до сих пор мы не знаем его краткосрочных и долгосрочных последствий. Например, трансплантация от донора с ожирением к стройному реципиенту позволяет вылечится от C. Difficile, но после лечения реципиент набирает массу лишних килограммов. Подробнее о «микробной памяти» мы поговорим ниже.

Если процедура ТФМ работает с C. Difficile, то почему бы не начать применять ее для лечения ВЗК? На самом деле в настоящее время проводится огромное количество клинических исследований на тему использования ТФМ для лечения сотен различных заболеваний, от ВЗК (на момент создания книги на сайте ClinicalTrials.gov (ссылка??) опубликован список из 198 исследований ТФМ). Пока ученым удалось выяснить, что наряду с повторяющимися инфекциями C. Difficile метод ТФМ хорошо подходит для лечения язвенного колита. Но результаты экспериментов пока нельзя назвать многообещающими, потому что после ТФМ от ВЗК выздоравливают лишь 25 процентов пациентов. ВЗК не так восприимчивы к микробиальным изменениям, как инфекции, вызванные C. Difficile, потому что при ВЗК кишечник находится в воспаленном состоянии, а микробиота уже выведена из равновесия. Прибывающие во время фекальной трансплантации микробы заменяют микробов-резидентов, снимают воспаление и заново запускают работу всего кишечника, но пока не понятно, как именно.

Как мы говорили ранее, разные доноры оказывают на реципиентов различные воздействия, по-видимому, исходя из особенностей композиции собственного микробиома. Некоторые исследователи ставят эксперименты по смешиванию фекалий от различных доноров, чтобы получить исключительно разнообразный микробиом. Кроме того, сейчас проводятся исследования по повторной фекальной инфузии в сочетании с предварительным курсом антибиотиков и/или противовоспалительных препаратов с целью обеспечить максимально комфортные условия для новых микроорганизмов внутри реципиента. Сообщают также, что ТФМ успешно справляется с другими заболеваниями разного рода. В рамках небольшого предварительного исследования процедура ТФМ способствовала повышению чувствительности к инсулину, что крайне важно при лечении диабета второго типа и ожирения. К сожалению, исследователи не наблюдали за испытуемыми достаточно долго, чтобы мы могли оценить влияние трансплантации на изменение веса тела.

Если сама мысль о жидкой субстанции ТФМ переворачивает ваш желудок (или кишечник), то все равно у вас есть возможность смотреть в будущее с оптимизмом. Специалисты сейчас работают над созданием капсул с фекалиями (хотя все равно придется пить их очень много, чтобы проглотить полкилограмма фекалий). Еще более приятным кажется вариант с выращиванием определенных штаммов бактерий в лаборатории, которые затем пациент может получить для лечения. Такой подход снимает риск попадания в организм неизвестных вирусов и других патогенов, передающихся через кровь. Доктор Эмма Аллен-Верко совместно с коллегами из Гуэлфского университета приступила к работе над этим экспериментом и успешно вылечила двух пациентов с C. Difficile с помощью синтетической микробной смеси. Она ласково называет свой метод репопуляции кишечника rePOOPulating (от английского «poop» – какашка), который мы максимально подробно осветим в завершающей главе книги. По мере того как мы будем определять зависимость тех или иных положительных воздействий от определенных микробов, мы сможем отойти от фекалий и переключиться на клиническое культивирование бактерий. Некоторые компании разрабатывают особую комбинацию живых микроорганизмов (Live Microbial Products – живые микробные продукты), которую можно будет использовать вместо примитивной трансформации кала. Следите за развитием событий!

Пускание ветров

Хотя флатуленция (пускание кишечных газов) в большинстве современных обществ считается неприличным актом, она представляет собой совершенно естественный процесс, который происходит во многом благодаря микробам. Термин «флатуленция» образован от латинского слова flatus, что означает «дуновение, резкий порыв ветра». Всякий раз, когда вы проглатываете жидкость или пищу, вместе с ней в желудочно-кишечный тракт попадает небольшое количество воздуха. Попавший внутрь воздух должен найти выход – он либо выходит как отрыжка, либо как газы. Газированные напитки и жевательная резинка способствуют попаданию большего количества воздуха в ЖКТ. В среднем человек пускает газы от 10 до 20 раз в день, что составляет от 500 до 1500 миллилитров газа, то есть от двух до шести стаканов. Почти 99 % газов не имеют запаха и состоят из азота, кислорода, углекислого газа, водорода и метана.

Существенное неудобство флатуленции заключается в запахе, которым нас щедро награждают микробы. В дополнение к газам, не обладающим запахом, микробы умеют производить сероводород (газ, пахнущий тухлыми яйцами, – именно из-за него газы приобретают неприятный запах), метилмеркаптан (запах гниющих овощей) и диметилсульфид (запах вареной брокколи). Вонючие вещества производятся в ободочной кишке, когда микробы расщепляют сложные олигосахариды (то есть волокна растительного происхождения). Без их посредничества наш организм не способен самостоятельно усвоить эти вещества. Таким образом, употребление брокколи, бобовых, цветной капусты и других волокнистых растительных продуктов повышает концентрацию неприятного запаха в газах. Вегетарианцы чаще пукают газы из-за обилия овощей в рационе. Стоит отметить, что регулярная флатуленция говорит о здоровье человека, достаточном потреблении пищевых волокон и наличии полезных микробов, производящих газы.

Забота о микробах – забота о себе

Привычный рацион жителей западных стран за последние 50 лет претерпел серьезные изменения, к несчастью для обхвата талии и микробиома. В среднем американцы в 2010 году съедали примерно на 23 % больше калорий в день, чем в 1970 году, что подтверждают данные Департамента сельского хозяйства США. Почти половину лишних калорий они получают из двух источников: мука-злаки и жиры-масла. Курица обошла говядину и стала самым востребованным мясным продуктом. В молочном отделе тоже стало все иначе: американцы стали пить меньше молока (на 42 % меньше, чем в 1970 году) и стали есть больше сыра (около 10 кг в год, что почти в три раза больше, чем в 1970 году). Сегодня население Америки ест на 29 % больше зерновых, в основном в виде хлеба, пирожных и выпечки. В 1999 году средний американец потреблял около 26,7 чайной ложки подсластителей ежедневно. В 2014 году этот показатель снизился до 22,9 чайной ложки в день, хотя напомню, что при этих расчетах не учитывались не содержащие калорий подсластители типа аспартама. Основным подсластителем 1970 года был рафинированный сахар, но сегодня мы чаще едим подсластители на основе кукурузы, в том числе дешевый и легкодоступный кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы.

При изменении рациона, например переходе на диету с повышенным содержанием пищевых волокон и пониженным содержанием жира, изменения в микробиоме наступают уже на третий день.

Ученые предполагают, что больше половины (57 %) вариаций в микробиоме происходит за счет смены питания, а на долю генетических вариаций приходится только 12 %. Японцы предложили очень занимательный пример того, как микробиом кишечника адаптируется к диете. Известно, что некоторые микробные ферменты (бета-порфираназы) расщепляют компоненты морских водорослей (гликаны). Они были обнаружены у морских микроорганизмов. Оказалось, что те же ферменты присутствуют в некоторых микробах (Bacteroides plebeius), населяющих кишечные микробиомы японцев, но их нет в микробиомах североамериканцев. По-видимому, употребление нестерильных морских водорослей по японской традиции позволило перенести ген, кодирующий синтез ферментов морских обитателей, к микробам-резидентам человеческого микробиома японцев и распространить этот ген по всей Японии, тем самым облегчив процесс переваривания морских водорослей.

Случай с водорослями иллюстрирует отдельный пример того, как рацион может привнести уникальные изменения в микробиом целого сообщества. Существует мнение, что значительные изменения в рационе всего населения планеты приведут к тому, что люди потеряют тех микробов, с которыми бок о бок развивался человеческий род, потому что мы перестали есть те продукты, которые способствовали эволюции нашего вида. По окончании серии любопытных экспериментов доктор Джастин Зонненберг из Стэнфордского университета с уверенностью говорит о том, что мы причиняем серьезный, непоправимый вред коллективному человеческому микробиому. Сначала он кормил «очеловеченных» лабораторный мышей (то есть стерильных мышей, заселенных человеческими фекальными микробами от представителя западной культуры) рационом, состоящим из растительных волокон, в течение шести недель. Затем он принялся кормить половину мышей согласно диете с низким содержанием пищевых волокон (западная диета) в течение семи недель, а затем снова перевел их на диету с повышенным содержанием пищевых волокон на шесть недель. Контрольная группа оставалась на диете с повышенным содержанием пищевых волокон все время эксперимента. Мыши давали потомство, и эксперимент продолжался с каждым последующим поколением. Команда исследователей в ходе экспериментов обнаружила нечто очень тревожное. Сперва изменения микробиома, вызванные изменением рациона, отчасти восстановились до прежних показателей в первом поколении (одна треть потомков из первого поколения не смогла полностью восстановиться). Но в дальнейшем с каждым последующим поколением западная диета с низким содержанием пищевых волокон продолжала все сильнее разрушать микробное разнообразие. Через четыре поколения диета с высоким содержанием пищевых волокон, не взирая на длительность «лечения», не смогла вернуть в микробиом микроорганизмы, которые умеют расщеплять пищевые волокна. Интересно, однако, что исследователи могут восстановить популяцию перерабатывающих пищевые волокна микробов с помощью трансплантации кала от здоровых животных.

В целом можно сделать вывод, что мы сами создаем условия для исчезновения микробов, которые умеют переваривать большие объемы пищевых волокон (и взамен производить КЦЖК, а также другие полезные вещества), продолжая придерживаться рациона с низким содержанием пищевых волокон и высокой концентрацией простых сахаров. Всего за несколько поколений эти изменения достигают точки невозврата, и таким образом мы разрываем отношения с полезными микробами, которые сопровождали нас на всем протяжении эволюции. Потеря разнообразия и изобилия микрофлоры кишечника наших предков может негативным образом отразиться на нашем здоровье и благополучии. Если у нашего вида останется меньше микробов и уменьшится их разнообразие, то мы станем более восприимчивы к желудочно-кишечным нарушениям, другим заболеваниям и дисбиозу. Возможно, то разнообразие микробиома кишечника, которое сейчас есть у долгожителей и супердолгожителей, мы уже не сможем воссоздать, что может самым неприятным образом сказаться на продолжительности человеческой жизни. Ученые сегодня поднимают вопрос о возможности хранения в биобанке фекалий наших бабушек и дедушек ради здоровья будущих поколений. Если мы хотим сохранить в себе популяцию жизненно важных микробов, пока еще не поздно, то должны вернуть в свой рацион как можно больше продуктов с высоким содержанием пищевых волокон.

Эпидемия ожирения

Когда-то ожирение считалось косметической проблемой, которую влекут за собой переедание и недостаточный самоконтроль. Но сегодня многочисленные международные медицинские и научные сообщества, в том числе Всемирная организация здравоохранения, признают ожирение хроническим прогрессирующим заболеванием, которое возникает по причине многочисленных внешних и генетических факторов. Ожирение – это распространенное, серьезное и, по мировым меркам, очень дорогое в лечении заболевание: по некоторым данным, глобальные затраты на лечение ожирения составляют 2 трлн американских долларов ежегодно. Более одной трети (36,5 %) взрослого населения Соединенных Штатов страдает от ожирения, а в 1962 году было всего 14 %, и более 2/3 (69 %) взрослых американцев живут с избыточным весом. Во всем мире живут 2,2 млрд взрослых людей с избыточным весом, в том числе 700 млн человек страдают от ожирения. Заболевание сильно сказывается на продолжительности и качестве жизни. Оно приводит к развитию других опасных заболеваний, в том числе проблемам с сердцем и сосудами, инсультам и к диабету второго типа.

Миф. Физические упражнения – это ключ к успешному похудению.

Факт. В целях похудения гораздо эффективнее меньше есть, чем больше заниматься, – об этом говорят результаты исследований. Принимая во внимание то, что микробы настолько сильно зависят от нашего рациона (а иногда и от физических нагрузок), мы можем разработать специальные диеты для похудения, ориентированные на состав микробиома.

Ожирение сегодня опережает курение по количеству жертв как причина гибели от рака: ежегодно из 600 тыс. смертей от онкологических заболеваний примерно 20 % связаны с ожирением. Ожирение повышает риск смерти у людей всех возрастов, но у людей старше 50 лет риск возрастает на целых 50 %. Люди среднего возраста с ожирением в два раза чаще умирают раньше срока, чем люди с нормальным весом. Умеренное количество лишнего веса в старости снижает риск преждевременной смерти, но диагностированное ожирение повышает шансы на скорую гибель, особенно у пациентов с коронарной болезнью сердца. Ожирение плохо сказывается на когнитивных функциях и повышает риск развития болезни Альцгеймера и деменции.

Распространенность и острота проблемы ожирения сегодня служит главной причиной пристального изучения микробиома. В середине первого десятилетия XXI века в лаборатории Джеффри Гордона при Вашингтонском университете было сделано ошеломляющее открытие: микробиом является одним из основных определителей веса человеческого тела. Исследования показывают, что стерильные мыши потребляют намного больше калорий, чем обычные, хотя набирают меньше веса. Кроме того, перенос микробов от ожиревших мышей худым мышкам посредством ТФМ заставляет животных толстеть, а перенос «стройного» микробиома толстым мышам помогает им сбросить вес. Это выдающееся открытие говорит о том, что микробиом влияет не только на сам вес, но и на скорость метаболизма и производство калорий. Наш организм использует короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК) и другие вещества, которые производят микробы, в качестве источника энергии.

Делаем шаг на десять лет вперед. Мы узнали много нового об этой связи и, кроме того, обнаружили, как это часто бывает в науке, что она намного сложнее, чем мы предполагали изначально. Известно, что микробиом расщепляет большую часть потребляемой нами пищи на энергетические продукты, такие как КЦЖК, чтобы давать телу энергию. Если человек питается по способствующей развитию ожирения западной диете, в основе которой – обработанные сахара и рафинированные углеводы, потребляет мало пищевых волокон и много калорий, то в его теле снижается разнообразие микробиома. Большая часть обработанных продуктов сразу же всасывается в тонком кишечнике, потому что пища уже разбита на нужные вещества, а микроскопические любители пищевых волокон в толстой кишке вынуждены голодать.

Следовательно, у людей с ожирением микробиом по составу отличается от микробиома людей с нормальным весом: у них больше фирмикутов, которые крайне эффективно вытягивают энергию из пищи, и меньше бактероидов, которые предпочитают селиться в организме человека, придерживающегося диеты с повышенным содержанием растительных волокон. Получается, что для решения проблемы нужно больше бактероидов, чем фирмикутов. Результаты многочисленных исследований подтверждают связь между ожирением и композицией микробиоты кишечника по принципу фирмикуты/бактероиды (Ф/Б), хотя некоторые ученые утверждают, что эта связь не так проста. Прибавление лишних килограммов и похудение – это процесс, основанный на образе жизни, и его нельзя упростить до одного лишь микробного состава.

Вспоминая о связи микробиома и воспаления, мы теперь понимаем, что микробный дисбиоз у людей с ожирением приводит к повышению проницаемости кишечника. В результате микробные продукты попадают в организм и вызывают воспалительные процессы. Это приводит к появлению резистентности к инсулину (диабету второго типа), сердечно-сосудистым заболеваниям, онкологии и деменции. Диеты с повышенным содержанием пищевых волокон и низкой долей обработанных продуктов, по мнению специалистов, помогают восстановить дырявый кишечник, установить контроль над производством энергии из КЦЖК и регулировать вес.

Из-за сложности микробиома мы пока не можем составить волшебную комбинацию микробов, которые человек может выпить, чтобы восстановить оптимальный баланс микробиоты, способствующий похудению (хотя очень многие сегодня работают над решением этой задачи). Персонализированные диеты пока остаются самым перспективным подходом к восстановлению отношений с микробиомом. Мы очень надеемся, что в будущем ориентированность на микробиом кишечника позволит избавиться от проблемы ожирения.

Эффект йо-йо

Всем известно, что похудеть довольно сложно. Ну кто из нас не обещал себе на Новый год, что наконец сбросит эти лишние 5 кг, потом ценой больших усилий все-таки худел на несколько килограммов, и через несколько месяцев снова набирал их обратно. А может, даже набирал больше, чем было. И мы снова с надеждой даем себе обещание на следующий год.

Эффект йо-йо при похудении очень распространен в нашем обществе. Примерно 80 % людей с застарелым ожирением, которые пытаются похудеть с помощью диеты, набирают вес обратно за год и становятся толще, чем были до начала применения диеты. Спустя шесть лет после участия в реалити-шоу «Потерявший больше всех», одном из самых нашумевших телепроектов по избавлению от лишнего веса, где участники питались согласно строгой диете и много занимались спортом под присмотром специалистов, звезды проекта вернулись к тому же весу, с которого начинали. Более того, после шоу их метаболизм настолько замедлился, что они начали сжигать намного меньше калорий за день, чем до похудения. Наше тело отчаянно сопротивляется похудению. В прошлом человечества лишний вес был жизненно необходимым эволюционным резервом, который помогал нашим предкам выживать в условиях длительного голода и спорадических пищевых изобилий.

Заслуженный израильский микробиолог и гастроэнтеролог, доктор Эран Элинав из института Вейцмана знает об этом из первых рук: «Один из проектов нашей лаборатории начался из-за моего проблемного образа жизни. Раньше я постоянно пил сладкие газированные напитки и сидел на диетах. Я мучился постоянно возвращающейся проблемой лишнего веса». Вместе с коллегой Эраном Сегалом и другими исследователями из института Вейцмана он разработал модельный объект – лабораторную мышь с эффектом йо-йо, как у человека на диете. Ученые кормили мышей тремя разными способами:

1) нормальной пищей,

2) жирной пищей,

3) двумя видами пищи поочередно через каждые пять недель.

Мыши на попеременной диете с эффектом йо-йо испытывали серьезные проблемы. В течение одной четверти мышиной жизни у них происходили массовые изменения в составе микробиома (исследовали обнаружили 773 бактериальных гена с повреждениями). Кроме того, эти мыши быстрее толстели, чем те, которые постоянно сидели на жирной диете (или контрольная группа на нормальной пище).

«Шаблон рецидивирующего ожирения усугубляется с каждым новым циклом, – объясняет доктор Элинав. – По этой причине мы каждый год набираем больше лишних килограммов». Результаты эксперимента позволяют предположить наличие «микробной памяти» в кишечнике, которая саботирует процесс похудения (по крайней мере, у мышей). Память «хранит предыдущие эпизоды ожирения». Хотя вес мышей сильно колебался то вверх, то вниз, память микробиома мышей не поддавалась изменениям.

Воспользовавшись трансплантацией фекалий, Элинав и Сегал, к своему большому удивлению, обнаружили, что данные свойства можно перенести к стерильным мышам. Фекалии мышей, питающихся в соответствии с цикличной попеременной диетой, способствовали быстрому набору веса стерильных мышей. Это еще одно доказательство существования микробной памяти. Хотя точный механизм этого процесса пока остается неразгаданным, ученые обратили внимание на снижение концентрации флавоноида апигенина (содержится в артишоках, петрушке и сельдерее) у мышей на йо-йо диете. Скопление флавоноидов связывают с высоким потреблением энергии и предотвращением появления лишнего веса. После введения мышам флавоноидов у них нормализовалась скорость потребления энергии.

Хотя эта теория внушает оптимизм, мы пока еще плохо представляем, как на практике применить ее к людям. Доктор Элинав говорит: «Мы изучали, как мыши худели и толстели в течение шести месяцев, что составляет одну четверть от всей продолжительности жизни мыши в лабораторных условиях. Изучить четверть жизни человека гораздо сложнее, потому что этот период тянется гораздо дольше, чем пара лет». Пока мы ждем новых данных. Доктор Элинав и его коллеги проводят когортное исследование при участии людей. Они изучают микробиом в условиях рецидивирующего ожирения в течение года.

Для себя мы можем сделать вывод, что для сохранения положительных изменений в микробиоме необходимо придерживаться одной диеты длительный период, а не соскакивать с нее время от времени. При нерегулярной диете микробиом может быстро вернуться к своей первоначальной композиции. В будущем мы можем рассчитывать на появление более эффективных и полезных для здоровья микробиальных планов питания для эффективного похудения.

Диабет

В 2015 году 30,3 млн американцев (9,4 % населения) были больны диабетом, включая 12 млн взрослых старше 65 лет. Диабет остается ведущей причиной смерти в Соединенных Штатах, а затраты на лечение этого заболевания в 2017 году составили 237 млрд долларов. Болезнь возникает из-за недостаточной реакции на инсулин, который стимулирует потребление глюкозы организмом. В результате в крови накапливается сахар (развивается гипергликемия), который повреждает ткани тела, вызывает слепоту и проблемы с циркуляцией крови (например, диабетическую стопу, которая может привести к ампутации конечности). Избыточный вес и ожирение оказывают дополнительную нагрузку на способность организма взаимодействовать с инсулином и контролировать уровень глюкозы в крови, поэтому люди с лишним весом сильнее подвержены развитию диабета. Существует три типа диабета.

• Диабет первого типа, известный под названием инсулинозависимого диабета. Это аутоиммунное заболевание часто начинается в детстве. Развитию диабета первого типа способствуют различные факторы риска, в том числе гены и вирусы. Тело начинает атаковать собственную поджелудочную железу, и ее клетки теряют способность вырабатывать инсулин.

• Гестационный диабет: этот тип диабета появляется только во время беременности. Ученые не могут ответить на вопрос, почему у некоторых женщин развивается это заболевание. К факторам риска относятся возраст старше 25 лет, наличие преддиабета, близкого родственника (родителя, брата или сестры) диабета второго типа, и избыточный вес. У женщины с гестационным диабетом повышается уровень сахара в крови, который можно нормализовать с помощью лекарств, изменения рациона и образа жизни. После родов гестационный диабет обычно проходит.

• Диабет второго типа: у большинства людей, больных диабетом, именно этот тип заболевания. Почти 10 % американцев страдают от диабета второго типа, а еще 86 млн человек находятся на стадии преддиабета (когда уровень сахара в крови повышен, но не настолько сильно, чтобы говорить о полноценном диабете; уровень глюкозы в крови натощак от 5,5 до 6,9 ммоль/л считается преддиабетом, а 7 ммоль/л и выше указывает на диабет второго типа). Организм человека с диабетом второго типа производит инсулин, но клетки не могут использовать его по назначению (резистентность к инсулину). Основной фактор риска развития диабета второго типа – это избыточный вес, потому как чем больше жировой ткани в теле, тем сильнее развивается резистентность клеток к инсулину. Хотя, чтобы заболеть, не обязательно обладать лишним весом. К дополнительным факторам риска относятся распределение жира (если организм запасает жир исключительно в абдоминальной области), низкий уровень активности, генетическая предрасположенность (родственники с диабетом второго типа) и возраст. Риск развития диабета второго типа повышается с каждым годом, особенно после 45 лет. Возможно, эта связь объясняется тем, что в старшем возрасте мы легче набираем вес, меньше занимаемся спортом и теряем мышечную массу (читайте в главе 12 подробнее о связи между подвижностью и возрастом).

Диабет ускоряет естественный процесс старения и сокращает продолжительность жизни. У людей в возрасте от 55 до 64 лет диабет сокращает продолжительность жизни на восемь лет. На фоне диабета у старых людей могут ухудшаться другие заболевания, в том числе болезни глаз, десен, появляться сексуальная дисфункция и периферическая нейропатия (которая повышает вероятности падений из-за онемения или болей в ногах). Людям старшего возраста сложнее осуществлять контроль за своим здоровьем, в том числе измерять уровень сахара в крови, выбирать дозировку инсулина и планировать питание.

Учитывая тесную связь ожирения и диабета второго типа, микробная среда в этом заболевании очень похожа на состав микробов при ожирении. Смещение в сторону повышенной концентрации фирмикутов, уменьшение бактероидов и сильная проницаемость стенок кишечника создают условия для развития резистентности к инсулину. Как и при ожирении, многочисленные исследования говорят о том, что модуляция микробиома улучшает гомеостаз глюкозы и облегчает течение заболевания. Хотя научных доказательств еще нет, но некоторые ученые считают, что пребиотики и пробиотики, например Lactobacillus reuteri GMNL-263, способны снимать воспалительные реакции, улучшать метаболизм и повышать чувствительность к инсулину при диабете второго типа.

Полезные диеты с повышенным содержанием пищевых волокон тоже способствуют повышению чувствительности к инсулину, скорее всего, это происходит за счет восстановления полезных микробов и снятия воспаления. В ходе одного небольшого исследования с использованием фекальной трансплантации больные диабетом второго типа с ожирением получали фекалии от здоровых доноров. Через шесть недель у них повысилась чувствительность к инсулину, хотя вес оставался прежним. Также неудивительно, что многократное лечение антибиотиками (от двух до пяти курсов за несколько лет) связывают с повышенным риском развития диабета второго типа, но однократный курс лечения антибиотиками не находится в этой взаимосвязи.

Чаще всего для лечения диабета второго типа назначают метформин, он снижает уровень сахара в крови и ингибирует производство глюкозы в печени. Результаты нескольких исследований указывают на то, что препарат, во всяком случае, отчасти, работает через микробиоту. По этой причине его принимают перорально (для обеспечения доступа с микробиому кишечника). А при введении в кровоток лекарство не работает. Существует два механизма, которые заставляют метформин работать. Во-первых, определенные жители микробиома могут модифицировать препарат в более полезные молекулы, на которые организм дает положительную реакцию. Во-вторых, несколько исследователей поддерживают теорию о том, что метформин воздействует на состав микробиома и приводит его в противовоспалительное состояние, что способствует повышению чувствительности к инсулину. Это благотворное микробное воздействие можно воссоздать с помощью трансплантации кала от пациентов на метформине (с измененной под действием метформина микробиотой) к стерильным мышам.

Искусственно сладкий

Безалкогольные напитки с искусственными подсластителями активно употребляют люди во время диеты, потому что их признают безвредными в рамках программы снижения веса и лечения диабета второго типа. На сегодняшний день Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) одобрило шесть искусственных подсластителей, безопасных для человека: ацесульфам калия (или ацесульфам К), аспартам, сахарин, сукралоза, неотам и адвантам. Их используют для подслащивания пищи, потому что искусственные подсластители содержат меньше калорий и углеводов, чем обычный сахар. При этом сладость низкокалорийных подсластителей как минимум в 100 раз выше. За исключением аспартама ни один из этих подсластителей не расщепляется организмом, поэтому они проходят сквозь ЖКТ непереваренными, а значит, не добавляют калорий.

Но действительно ли искусственные подсластители являются панацеей от чрезмерного употребления сахара? Это очень спорный вопрос с многочисленными вариантами ответов, а результаты исследований на эту тему всегда получаются разными. Не так давно организаторы одного исследования поставили под вопрос безопасность подсластителей с точки зрения их воздействия на микробиом. Эран Элинав и его израильская команда поили лабораторных мышей водой с тремя видами подсластителей (сахарин, сукралоза и аспартам) в течение одиннадцати недель (контрольная группа получала обычную воду). Они обнаружили, что у получавших искусственные подсластители мышей быстро развивалось нарушение толерантности к глюкозе, а у мышей, которым давали обычный сахар, толерантность к глюкозе оставалась в пределах нормы. Также ученые обнаружили, что лечение антибиотиками мышей на искусственных подсластителях, которые придерживались и постной, и жирной диеты, блокирует нарушение толерантности к глюкозе, что подтверждает вовлеченность микробов в процесс усваивания глюкозы.

Если перейти от мышей к людям, то можно обнаружить, что у 381 добровольца, среди которых не было диабетиков, употребление искусственных подсластителей вызвало усугубление признаков метаболического синдрома, в том числе нарушение толерантности к глюкозе. Когда испытуемые, которые в обычной жизни не употребляют искусственных подсластителей, в течение недели ели сахарин, то у половины группы через семь дней произошли значительные изменения в микробиоте кишечника в ответ на сахарозаменитель. Их микробная среда стала похожа на среду больных диабетом второго типа: повышенная концентрация Bacteroides и снижение численности Clostridiales. Когда фекалии от этих респондентов перенесли стерильным мышам, животные-реципиенты развили сильную толерантность к глюкозе по сравнению с мышами, которым перенесли фекалии от контрольных субъектов. Результаты этого эксперимента позволяют сделать вывод, что продукты питания, которые мы используем для контроля толерантности к глюкозе при лечении ожирения, диабета второго типа и метаболического синдрома, на самом деле отягчают симптомы и повышают риски из-за воздействия на микробиоту. Нам необходимы новые исследования при участии людей, чтобы лучше оценить краткосрочные и долгосрочные последствия употребления искусственных подсластителей.

Персонализированная микробная диета

Пожалуй, самым многообещающим из развивающихся направлений по заботе о микробиоте кишечника можно назвать персонализированные диеты, основанные на уникальной микробиальной композиции каждого человека. Они помогают нам найти ответ на самые острые вопросы: почему разные люди не одинаково реагируют на одни и те же продукты и почему некоторые диеты одним помогают лучше, чем другим.

Чтобы найти ответ, мы можем сравнить микробиальные композиции людей и пищи, которую они употребляют. Так мы определим, как пища связана с пиком глюкозы, который вызывает ожирение, диабет второго типа и метаболический синдром. В выдающемся исследовании 2015 года команда ученых под руководством Эрана Элинава и Эрана Сегала наблюдала за 800 добровольцами в течение недели и отслеживала всю пищу, которую употребляли испытуемые (что составило почти 50 тыс. приемов пищи). Исследователи измеряли уровень глюкозы и изучали микробиом каждого участника эксперимента. Они обнаружили, что некоторые продукты у разных людей вызывали пики глюкозы разной интенсивности (это говорит о том, что стандартная диета не может быть одинаково эффективной для всех). С помощью алгоритмов машинного обучения ученые смогли предсказать, какие продукты будут вызывать сильнейшие пики глюкозы у отдельных людей, взяв за основу данные об их микробиомах. Затем они подтвердили свои расчеты на когортном двойном слепом контролируемом исследовании при участии 100 человек.

Результаты проведенной работы говорят о том, что каждый человек по-разному реагирует на разные продукты в зависимости от состава микробиоты. Сегодня возможно предугадать, какая пища вызовет пик глюкозы, а значит, и составить персонализированную диету, исключающую появление этих пиков. Доктор Элинав объясняет: «Пока мы занимаемся длительным исследованием, в ходе которого сравниваем эффективность основных диет и персонализированного подхода к питанию. У диабетиков и преддиабетиков, например, наша диета помогает сгладить или совсем устранить колебания сахара в крови. Мы все еще изучаем эффект диеты в долгосрочной перспективе, но за короткий срок диета уже проявила себя довольно успешно».

Сегодня эти исследования превратились в источник дохода отдельных компаний, которые предлагают провести анализ микробиома и спрогнозировать персонализированную диету. По предварительным данным, можно заключить, что такой подход к питанию гораздо эффективнее контролирует появление лишнего веса, чем обычные (не микробные) диеты. Кроме того, он позволяет предотвратить пики глюкозы, связанные с развитием диабета второго типа.

Пример из практики: внутренности Бретта

Учитывая то, что Бретт всю свою жизнь провел за изучением микробов, вполне понятно, что ему стало интересно узнать, какие микробы живут в нем самом. Благодаря современным технологиям у него появилась возможность поэкспериментировать с тремя широко известными компаниями, специализирующимися на анализе микробиома.

Заявление об ограничении ответственности: Бретт не состоит в финансовой связи ни с одной из этих компаний, хотя лично знаком с основателями American Gut и DayTwo по причине работы в одной сфере.

American Gut. Компания под руководством Роба Найта, крупного исследователя микробиоты, в первую очередь занимается сбором информации. Используя огромное количество данных, полученных от клиентов, сотрудники компании надеются лучше понять микробиом человека – микробы принимают участие в краудсорсинг-проекте. Тест на микробиом стоит 99 долларов США (плюс 25 долларов на отправку в Канаду) и проводится в Калифорнийском университете в Сан-Диего, где располагается лаборатория доктора Найта. Бретт оформил заказ с пересылкой в Канаду, но спустя несколько недель заказанный им тестовый набор так и не прибыл. После беседы со службой поддержки оказалось, что почтовая служба отказались передавать стерильные зонд-тампоны в Канаду.

Наконец, спустя еще шесть недель, набор доставили. Бретт поместил небольшой образец своих фекалий в раствор, содержащийся в пробирке (образец он взял с туалетной бумаги) и тщательно перемешал (чтобы ДНК микробов не повредилось во время транспортировки). Также за отдельную плату можно провести анализ микробиоты кожи и слизистой рта. К счастью, почта Канады и США без проблем занимается пересылкой фекалий через границу. Еще через два месяца (что составляет обычное время ожидания результатов для анализов подобного рода) результаты можно было посмотреть онлайн.

Результат представляет собой расшифровку микробиома. Заказчик получает длинный список кишечных микробов, которые в нем обитают, и различные диаграммы, где ваши микробы сравниваются с усредненными значениями количества микробов других рецепиентов. Это очень полезная услуга, если вы с таким же увлечением занимаетесь микробиологией, как Бретт, но в целом из анализа нельзя ничего перенести в жизнь. Результаты даже сопровождаются такой припиской от лаборатории:

«Мы пока не можем вам ответить, что означает большая или меньшая концентрация бактерий у вас по сравнению с другими людьми. Наука о микробиоме кишечника еще только формируется, и нам предстоит поиск ответов на многие вопросы. Ваше участие в проекте American Gut позволит получить больше информации, и мы надеемся, что наши исследования дадут новые результаты, и мы вам о них обязательно расскажем».

Сотрудники лаборатории предоставляют список микробов, которых у вас больше, чем у других, пишут название самых многочисленных штаммов (у Бретта 17,7 % Faecalibacterium) и не очень интересные точечные диаграммы, где ваши образцы сравниваются с другими, в том числе взятыми от эскимосов и жителей Малави (представителей не западных культур, у которых, как вы уже догадались, совершенно другой состав микробов). На сайте лаборатории также можно получить общую теоретическую информацию об анализе и микробиоме человека.

Если вы хотите оказать спонсорскую помощь изучению микробиома, то пройдите тест от лаборатории American Gut. Однако учтите, что если вы не квалифицированный микробный эксперт, то результаты анализов не покажутся вам особенно интересными.

uBiome. Эта компания больше ориентирована на анализ персонального микробиома, чем на сбор информации (на самом деле первая «u» в названии лаборатории – это символ микрона, отсюда игра слов «микро» и «биом»). В этой лаборатории набор для анализа стоит 89 долларов и 19,99 долларов обходится доставка. Так как это бизнес-проект, то упаковка теста выглядит гораздо солиднее, чем у лаборатории American Gut. Сбор анализа кала проходит таким же образом, как и в предыдущем эксперименте. К счастью, на этот раз проблем с пересылкой материала через границу в обе стороны не оказалось. Компания очень дотошно проверяет все документы и даже предлагает вернуть образцы назад. Спустя стандартные два месяца ожидания клиент получает письмо на электронную почту с приглашением оценить результаты анализов.

В самом начале письма присутствует сообщение о снятии ответственности: «Результаты не подвергались оценке FDA. Наш продукт не предполагает диагностирование, лечение или профилактику каких-либо заболеваний». Вы получаете обзор всех микробов, которые обитают у вас в кишечнике, в том числе отношение фирмикутов к бактероидам, которое, как мы уже знаем, связано с развитием ожирения. Хотя у Бретта нормальный ИМТ, у него оказалось соотношение 1,2:1 (напомню, что высокое содержание фирмикутов показал и первый тест от компании American Gut). uBiome не нашли в анализах никаких пробиотиков, что хорошо, поскольку Бретт их не принимает. Его микробиом оценили по степени разнообразия на 81 %, что тоже было очень неплохо, учитывая многочисленные результаты исследований, подчеркивающие важность разнообразия микробиома для поддержания здоровья. Также в тесте есть несколько биоинформативных инструментов, с которыми можно побаловаться, например можно составить прогноз метаболизма на основе микробного состава. Как и лаборатория American Gut, эта компания, в сущности, предоставляет подробную выписку всех микробов, которые находились в кишечнике в момент взятия образца.

Хотя Бретт намеревался взять и выслать образцы для обеих компаний в один день, у него ничего не получилось из-за проблем с почтой. Хотя ему все равно было интересно сравнить результаты и осознать, что микробиом человека меняется ежедневно. Например, American Gut обнаружили 17,7 % Faecalibacterium, а uBiome только 12 %. Больше того, American Gut определили концентрацию Akkermansia (полезный микроб, который помогает утолщать слизистую на стенках кишечника) не более 0,23 %, а uBiome показал уже целых 8,7 %. На самом деле обнаружилось очень мало сходства % двумя результатами анализов, что можно отчасти объяснить разным временем получения образцов, хотя можно было рассчитывать на более схожие результаты. Возможно, существуют различия в методах тестирования и анализа образцов двух разных компаний, а также существенное влияние на результат оказывает то, что именно Бретт ел и пил накануне.

DayTwo. По-настоящему прочувствовать технологии будущего можно, обратившись в компанию DayTwo за анализом микробиома. Как уже упоминалось выше, эта компания главным образом занимается определением пиков глюкозы по персонализированному анализу микробиоты. Это очень молодая компания-стартап. Они просят 300 долларов за свои услуги и оказывают их только на территории США, поэтому Бретту пришлось сперва доехать до границы, чтобы отправить им свои фекалии. Когда вы соглашаетесь на проведение исследования, вас просят заполнить обширный опросник по питанию и предоставить сравнительно объемный образец (примерно грамм фекалий в специальной пробирке – это больше, чем просили в предыдущих двух компаниях). Снова по истечении двух месяцев заказчик получает результаты через интернет или в специальном приложении для iPhone.

Результаты этого теста предлагают гораздо больше подробностей и секвенирование с детальным анализом микробиомного наполнения. Например, по результатам Бретта, концентрация Faecalibacterium составляет 9,74 % (меньше, чем в двух предыдущих анализах) и Akkermansia составляет 0,06 %, что приближается к результатам American Gut. Кроме того, эксперты сопровождают результаты тестов интересной информацией и любопытными деталями о каждом микробе, а также диаграммами, чтобы наглядно показать концентрацию различных микробов.

Польза от анализов DayTwo заключается в том, что они дают прогноз продуктов, от которых у заказчика могут происходить пики глюкозы. Приложение и страница в интернете предлагает длинный список отдельных продуктов и готовых блюд, промаркированных от А+ до С– по их способности нормализовать пики глюкозы по индивидуальным параметрам клиента. Так как Бретт прошел тест, продукты специально для него оценили по шкале от 1 до 10. Разбирать этот список было очень интересно, хотя объединения продуктов в группы порой кажутся нелогичными. Главное, о чем нужно помнить, что индекс отдельного продукта говорит только об одном – что произойдет, когда ты съедаешь его сам по себе. Но так происходит редко, потому что продукты смешиваются с другими для приготовления блюда, и их индикатор меняется – отсюда возможность составить планировщик питания по результатам анализа.

Цель рекомендаций – помочь людям придерживаться выбора продуктов с пометкой А+ или сочетать вместе продукты А+ для приготовления блюд (программа также показывает пищевую ценность блюд – количество углеводов, белков, сахара, калорий и так далее). После небольшой работы с программой она предоставляет список оптимальных блюд и сочетаний продуктов, которые подойдут под индивидуальный вкус, будут включать ваши любимые продукты и учитывать способности к кулинарии. Когда список блюд будет готов, его можно сохранить и ориентироваться по нему в будущем.

С помощью индивидуального метода разработки меню Бретт выяснил, что бейгл с крем-сыром и копченым лососем промаркирован А. Немного удивляет, что наличие бекона в этом блюде все равно сохраняет рейтинг А, но кусочек цельнозернового хлеба портит показатели до В-! Также в приложении можно найти таблицу напитков, хотя, к большому сожалению, в ней нет напитков с сахарозаменителем аспартамом, который оказывает сильное воздействие на микробиом. Например, у Бретта под А+ проходит сорокаградусный виски, а под В– виноградный сок без сахара (угадайте, что он выбрал?)

Еще один приятный аспект анализов DayTwo – тридцатиминутная консультация по телефону с опытным диетологом, который помогает расшифровать результаты и спланировать индивидуальное меню. Разговор со специалистом очень помог получить максимум пользы от анализа, в том числе Бретт получил очень интересное определение того, что такое «углеводы».

Стоящая за планером еды технология очень интересна и достойна восхищения, но пока не доказано, как эти рекомендации способствуют улучшению здоровья. По предварительным данным, персональные рекомендации помогают эффективнее сбросить лишний вес и нормализовать уровень глюкозы в крови, чем традиционные программы питания, не ориентированные на микробов. DayTwo получает обратную связь от клиентов, которые утверждают, что их рекомендации помогают похудеть, начать меньше есть, повышают уровень энергии и улучшают метаболические показатели. Омри Касспи из Memphis Grizzlies[3], первый игрок NBA[4] из Израиля (учредители DayTwo израильтяне, поэтому большая часть продуктов из списка отражает их национальный колорит), настолько полюбил рекомендации компании, что теперь вся национальная израильская сборная по баскетболу питается согласно этому приложению. Пока еще не завершились исследования по сравнительному анализу традиционных и персонализированных диет. Результаты этих исследований точно определят достоинства персонализированного подхода к питанию и помогут ответить на вопрос, способна ли такая диета предотвратить ожирение, диабет и метаболический синдром, а также сохранить здоровый вес на всю жизнь.

В погоне за долголетием доверяйте своему нутру

В начале этой главы мы узнали, что композиция микробиома престарелых людей с отличным здоровьем похожа на состав микробиома молодежи. Является ли это обстоятельство причиной или следствием, пока не ясно. Крайне разнообразный микробиом у «невероятно здоровых» девяностолетних стариков развивается потому, что они много двигаются и хорошо питаются? Или они сохраняют здоровье в старости благодаря бактериям в кишечнике? Так или иначе мы видим четкую взаимосвязь между здоровым кишечником и здоровым старением. Микробиом человека – это биомаркер здорового старения.

Мы развивались вместе с нашими кишечными микробами и оказывали друг другу взаимную помощь. Защита микробной экосистемы кишечника от потрясений вознаграждается отличным здоровьем и долголетием. Повреждения экосистемы чреваты серьезными последствиями, в том числе риском развития хронических заболеваний пищеварительного тракта (например, болезни Крона, язвенного колита, СРК) и метаболических нарушений (например, диабета второго типа и ожирения). Сегодня ученые стараются отыскать «центральную» микробиоту кишечника, которая позволяет управлять механизмами различных заболеваний. Диета – это основной и наиболее контролируемый внешний фактор, который влияет на состав микробиоты. Мы ищем новые способы воздействия на него через персонализированные диеты, улучшенные пробиотики и пребиотики, которые нацелены на восстановление «основных» штаммов. Мы даже совершаем попытки изолировать штаммы пробиотиков от здоровых людей старшего возраста и долгожителей, чтобы разработать терапию здорового старения. Мы рассчитываем, что в будущем сможем получить специальный микробный коктейль из образцов фекалий долгожителей.

Дальнейшие исследования безопасности, эффективности и легитимности трансплантации кала позволят сделать процедуру более доступной для лечения заболеваний пищеварительного тракта, а также СРК, ВЗК, ожирения, диабета второго типа и колоректального рака. Мы даже сможем перенастроить микробиом пожилого человека с помощью микробов от тридцатилетнего донора, чтобы побороть эти заболевания и обеспечить здоровый процесс старения. Но принимая во внимание то, что микробиота кишечника и атмосфера в желудочно-кишечном тракте у всех разная, требуется провести еще множество исследований, прежде чем мы найдем самых «полезных» и «идеальных» микробов. Кроме того, еще нужно понять, как отвечать индивидуальным требованиям каждого организма. Тем не менее научный прогресс вскоре позволит нам найти способ диагностирования и предупреждения различных заболеваний, и наш кишечник – и весь организм – сохранит здоровье на долгие годы.

Простые советы

• Стягивайте все силы. Сохраните разнообразие и многочисленность микробов в кишечнике на протяжении всей жизни. Для этого принимайте антибиотики только в случаях крайней медицинской необходимости, принимайте пробиотическую пищу (например, кимчи, квашенную капусту, кефир, темпе, йогурт, комбучу), не забывайте и пребиотические продукты (например, спаржу, топинамбур, бананы, овсянку, красное вино, мед, кленовый сироп, бобовые; подробнее об этих продуктах читайте в главе 14). Чтобы обеспечить более прицельный подход, воспользуйтесь современными услугами и получите полную характеристику микробиома своего кишечника и скорректируйте питание.

• Отложите йо-йо в сторону. Цикличность диет плохо сказывается на обхвате талии и вредит микробам, так как они могут запоминать свое нездоровое состояние при самом большом весе тела и усложнять процесс похудения.

• Трансплантация кала. Если вы или кто-то из ваших близких мучается постоянными инфекциями C. Difficile (а возможно, и ВЗК), поговорите с врачом о возможности фекальной трансплантации вместо еще одного курса антибиотиков. Результаты исследований говорят о том, что перенос фекалий от одного человека к другому излечивает от этого заболевания. Но запомните: никогда не пытайтесь самостоятельно провести эту процедуру дома!

Глава 8. Микробная любовь: сердце и микробиом

Сердце – это сильная мышца размером примерно с кулак. Оно, как двигатель в автомобиле, позволяет телу работать. У него есть два насоса. Первый использует артерии, чтобы отправлять насыщенную кислородом кровь из сердца во все части тела. Второй насос через вены возвращает кровь к сердцу и направляет ее в легкие для обогащения кислородом. Сердечно-сосудистая система охватывает все тело; к ней относятся сердце, вены, артерии и кровь. Сердечно-сосудистые заболевания возникают, когда «двигатель» и отходящие от него «трубки» засоряются. В артериях нарастает налет, появляются холестериновые бляшки – они и становятся причиной атеросклероза. Если бляшки перемещаются или их становится слишком много, они могут закупорить артерию и прекратить поставки крови. Если закупорка происходит в артерии, которая питает сердце, случается сердечный приступ (инфаркт миокарда). А если блокируется артерия, снабжающая кровью мозг, то происходит инсульт. Сгустки крови и закупоренные артерии могут появляться в ногах (тромбоз глубоких вен) и в легких (тромбоэмболия легочной артерии).

Каждые 39 секунд в Соединенных Штатах Америки от сердечно-сосудистого заболевания умирает один человек. Заболевания этой группы являются основной причиной смерти населения по всему миру. Ежегодно примерно каждая третья смерть в мире (более 17 млн) вызвана «поломкой» сердечного «двигателя», который «глохнет» и перестает качать кровь. Хотя сердечно-сосудистые заболевания традиционно связывают с неправильным питанием и нездоровым образом жизни, сегодня мы уверены, что немаловажную роль в появлении заболеваний сердца играют микробы.

Возраст является ведущим фактором риска для сердечно-сосудистых заболеваний. Риск увеличивается втрое в каждом последующем десятилетии. Некоторые ученые полагают, что предрасположенность к заболеваниям сердца и сосудов можно определить еще в юности. Возрастные изменения в сердце и кровеносных сосудах приближают возможную угрозу. Артерии становятся тверже и теряют гибкость, как старая ржавая велосипедная цепь, и поэтому артериальное давление с возрастом ползет вверх. Кровеносные сосуды теряют эластичность, а стенки сердца утолщаются, чтобы усилить кровоток, то есть наращивается больше мышц для движения крови. Клапаны, похожие на односторонние двери, открываются и закрываются, контролируя поток крови, тоже могут стать толстыми и твердыми. В таком состоянии они прилегают неплотно или препятствуют нормальному потоку крови. 82 % людей, которые умирают от сердечно-сосудистых заболеваний, старше 65 лет, а средний возраст наступления смерти от сердечно-сосудистых заболеваний составляет 80 лет.

Кроме того, важную роль здесь играет пол: женщины в три-пять раз более предрасположены к сердечно-сосудистым заболеваниям, чем мужчины. У женщин уровень холестерина повышается примерно до 65 лет (холестерин накапливается в артериях и препятствует нормальной работе сердечного «мотора»), а у мужчин холестерин достигает плато между 45 и 55 пятью годами. Некоторые полагают, что эту разницу объясняют гормоны: эстроген защищает сердце, но уровень эстрогена падает после наступления менопаузы (в главе 9 мы расскажем подробнее о взаимосвязи менопаузы и микробов).

Миф. Сердечно-сосудистые заболевания – это результат наследственности, поэтому их нельзя предотвратить.

Факт. Почти все сердечно-сосудистые заболевания можно предотвратить. Хотя те, у кого есть родственники с сердечно-сосудистыми заболеваниями, находятся в группе повышенного риска, все равно есть методы, позволяющие значительно снизить вероятность развития заболевания.

Микробы и профилактика ССЗ

Мы уже изучили работу многих отделов организма, и, как всегда, когда дело касается микробов и болезней, образ жизни сейчас определяет риски возникновения заболеваний в преклонном возрасте. Никогда не поздно перейти к здоровому образу жизни и поддержать работу сердца. Принятие ежедневных решений – выбрать бургер или салат на обед, регулярно посещать новую групповую программу или «забить» на абонемент в спортклуб – сказывается на состоянии кровеносных сосудов и обладает накопительным эффектом (вы только вспомните все бургеры, которыми баловали себя в течение прошедших лет!). Вам повезло, если у ваших родителей хорошие гены, но в случае с сердечно-сосудистыми заболеваниями (ССЗ) каждый отвечает за свое здоровье самостоятельно.

По оценкам экспертов, почти 90 % ССЗ можно предотвратить, и только оставшиеся 10 % происходят по вине наследственной предрасположенности. К предупреждаемым аспектам болезни относятся высокое артериальное давление, на которое приходится 13 % смертей от сердечно-сосудистых заболеваний; курение, которое принимает на себя 9 % (хотя если бросить курить до 30 лет, то риск болезни исчезает); ожирение – 5 %; плохое питание; и чрезмерное употребление алкоголя. Хотя задача предупреждения риска ССЗ, кажется, не из простых, в действительности можно сделать очень многое для того, чтобы предотвратить или отсрочить появление проблем с сердцем и сосудами, вызванных этими факторами. Физическая пассивность, то есть менее пяти тридцатиминутных тренировок с умеренной нагрузкой в неделю, стоит на четвертом месте в списке главных причин смерти во всем мире. Тем не менее почти 70 % американцев не дотягивают даже до этих минимальных стандартов. Питание с повышенным содержанием насыщенных жиров, сахара, соли и обработанных мясопродуктов значительно повышает риск развития ССЗ. Такие программы питания, как DASH-дета, где присутствует много фруктов, овощей, пищевых волокон и орехов, существенно снижают вероятность ССЗ.

Принимая во внимание, что питание и физическая активность играют огромную роль в развитии ССЗ, уже не кажется удивительным, что и микробиота связана с возникновением и профилактикой этих заболеваний. У пациентов с ССЗ происходят изменения основных штаммов кишечной микробиоты: повышается численность фирмикутов, а бактероидов становится меньше. Такие же изменения в микробиоте происходят при ожирении (о них мы рассказали в главе 7), что говорит в целом о переходе к более проблемной, «воспалительной» микробной композиции. Как мы уже знаем, организм защищается с помощью воспаления от бактерий или кусочков бактериальных клеток, особенно липополисахаридов (ЛПС), проникающих через стенки кишечника. Защитные меры – отклик организма на инфекции – вызывают разрушение тканей, в том числе износ кровеносных сосудов и сердца. Как мы уже убедились на примере мозга, слабовыраженное хроническое воспаление плохо влияет на состояние сердечно-сосудистой системы.

ССЗ поражают не только сердце. Многие не знают, но эти заболевания распространяются по всему организму, в том числе затрагивают здоровье ротовой полости. Как мы уже говорили в главе 4, ротовая полость покрыта разными микробами, а кариес и болезни десен связаны с патогенными микробами. При болезни десен вокруг зубов в десневых карманах собирается гной, и развивается воспаление кровеносных сосудов в тканях десен. Ученые уверены, что проблемы с деснами открывают для периодонтальных патогенов двери в кровеносную систему. Патогены циркулируют в венах и артериях и вызывают новые и новые вспышки воспалений. В результате происходит повреждение тканей, в том числе тканей сердечно-сосудистой системы. У больных с ССЗ в клапанах сердца часто обнаруживают патогенные организмы из ротовой полости. По этой причине при сердечно-сосудистых заболеваниях стоматолог назначает антибиотики перед совершением процедуры, чтобы исключить попадание микробов в кровеносную систему во время стоматологической хирургической операции. При этом антибиотики часто производят нежелательные и непреднамеренные побочные действия на микробиоту. Учитывая, что люди старшего возраста чаще болеют периодонтитом и сталкиваются с проблемой выпадения зубов, они также находятся в группе риска сердечно-сосудистых заболеваний. Поэтому, вооружившись этой дополнительной мотивацией, не забывайте чистить зубы, пользоваться зубной нитью и регулярно делайте гигиенические чистки у стоматолога.

Большой жирный сюрприз

Сейчас многие пытаются переосмыслить роль насыщенных жиров в развитии ССЗ. Доктор Ансель Кис, влиятельная фигура в научном мире с 1950 до конца 1970 годов, первым выдвинул предположение, что насыщенные жиры вызывают повышение холестерина в крови и являются причиной болезней сердца. Он убеждал Американскую кардиологическую ассоциацию и все научное сообщество в том, что жиры – это враг номер один, и от них необходимо отказаться. Мы приняли его слова близко к сердцу: потребление пищевого жира в США с 1970 года сократилось на 11 %, а в продуктовых магазинах до сих пор можно найти обезжиренные продукты питания.

Но нам же все равно нужно что-то есть, и лучше что-нибудь вкусное! Поэтому взамен жирам мы налегли на углеводы – в том числе сахар – и повысили их потребление на 25 %. Известно, что сахар и рафинированные углеводы повышают риск развития ССЗ. Насыщенные жиры – всего лишь один кусочек большой мозаики, а сливочное масло, мясо и сыр в умеренных количествах непременно должны быть частью здорового рациона. Если вам интересно узнать больше подробностей, то прочитайте книгу «Большой жирный сюрприз» (Big Fat Surprise) (ссылка) Нины Тейхольц.

Вот что на сегодняшний день говорит Американская кардиологическая ассоциация о жирах.

• Можно: ненасыщенные жиры снижают риск развития ССЗ. Полезные жиры содержат правильный ЛПВП-холестерин, который работает как вакуумная чистка для артерий. Он удаляет плохой ЛПНП-холестерин и налет со стенок сосудов и снижает риск развития болезней сердца. К полезным жирам относятся оливковое масло, бобовые и чечевица, злаки, жирная рыба и орехи.

• Умеренно: насыщенные жиры больше не находятся под запретом, но их нужно есть умеренно. Насыщенные жиры содержатся во многих натуральных продуктах, в том числе, в мясе (например, в жирной говядине, баранине, свинине, домашней птице с кожей) и молочных продуктах (например, в сливках, сливочном масле, сыре). Рекомендуется не превышать норму в 5 или 6 % насыщенных жиров от общего числа потребляемых калорий в сутки.

• Нельзя: искусственные трансжиры, гидрогенизированные и тропические масла, в том числе пальмоядровое масло; они увеличивают риск ССЗ и повышают концентрацию плохого холестерина. Постарайтесь оставить жареную пищу и выпечку только для особых случаев.

Химия сердца, или наука о ССЗ

Теперь давайте подробнее поговорим о мясе и его связи с микробами и ССЗ. Мы знаем, что любители мяса, в особенности красного, сильнее рискуют заболеть сердечно-сосудистыми заболеваниями, чем вегетарианцы. В ходе одного исследования у стерильных мышей – тех, у которых нет микробов, – обнаружился очень слабый риск развития ССЗ, даже если животных кормили теми продуктами, которые повышали риск развития заболеваний у нестерильных мышей, то есть с нормальной микробиотой. Откуда взялись такие результаты? Мясо и яичные желтки содержат два структурно схожих компонента – L-карнитин и холин. Эти компоненты составляют 2 % западной диеты. Через серию превращений микробы кишечника создают из этих компонентов молекулярный побочный продукт, идущий в отходы, – триметиламин. Затем триметиламин окисляется печеночными ферментами и превращается в триметиламиноксид (ТМАО), который способствует возникновению ССЗ.

Из этого следует, что если из уравнения исключить микробов, то ТМАО не будет формироваться (некому будет производить микробный побочный продукт триметиламин). А значит, показатели риска ССЗ снизятся. Примечательно, что этот процесс можно наблюдать в реальной жизни: стерильные животные не производят ТМАО, и в модельной системе у них не развиваются ССЗ, так как они не могут производить триметиламины. Но как только животных заселяют микробами, они начинают производить ТМА, затем ТМАО, и в итоге у них развиваются сердечно-сосудистые заболевания. В рамках исследования при участии 4 тыс. человек выяснилось, что высокий уровень ТМАО приравнивался к риску тромботических заболеваний, в том числе инсульта и инфаркта. По уровню ТМАО можно определить степень вероятности появления заболевания. Чем выше уровень ТМАО, тем выше риск смерти от сердечного приступа.

Миф. Красное мясо вызывает болезни сердца.

Факт. Красное мясо само по себе не является причиной ССЗ. Причина в том, что наши микробы расщепляют красное мясо и создают побочные продукты, которые затем вызывают болезни сердца.

Мы взяли интервью у доктора Стенли Хейзена, который с помощью своих революционных исследований доказал, что триметиламин является микробным продуктом, а ТМАО вносит основной вклад в появление инсультов и сердечно-сосудистых заболеваний. Доктор Хейзен, врач-клиницист и исследователь сердечно-сосудистой медицины в Кливлендской клинике, объяснил нам, что «наткнулся на связь с микробиомом кишечника» в контексте своей работы, связанной с болезнями сердца и инсультами, что в конечном итоге привело его к знаменательному открытию о триметиламине и ТМАО. Работая в химической лаборатории, доктор Хейзен сделал открытие еще в 2007 году, когда исследовал большую популяцию пациентов на химические сигнатуры в плазме. Он и сотрудники его лаборатории обнаружили высокую концентрацию неизвестного компонента у пациентов с сердечно-сосудистыми заболеваниями. После того как было найдено редкое и очень дорогое оборудование для идентификации этого компонента, исследователи обнаружили ТМАО, который был известен, как продукт ТМА. Тем не менее доктор Хейзен мог найти только описания ТМА, образующегося при гниении, то есть когда бактерии осуществляют свою жизнедеятельность на гниющих продуктах, когда приступил к их отдельному изучению. Он пришел к выводу, что если существует достаточно бактерий для того, чтобы увидеть ТМАО в плазме, то они должны быть в главной микробиальной крепости организма – в кишечнике.

Команда доктора Хейзена была в шоке после того, как он решил полностью поменять ход работы и переключился на кишечник. Но изумление исследователей вскоре вытеснил энтузиазм от осознания того, что вся пища, которую мы едим, проходит через микробный фильтр в кишечнике, и именно микробы помогают нам переваривать и усваивать ее. Доктор Хейзен сказал нам: «Мы часто представляем себя чистыми, почти стерильными существами, но на самом деле такими не являемся. Наше существование и развитие от первого Homo sapiens неразрывно связано с микробами. Теперь мы смотрим шире, и многое стало проясняться». Клиническая работа научила доктора Хейзена тому, что генетические факторы риска сердечно-сосудистых заболеваний отвечают только за 10–15 % случаев. «Микробы кишечника отфильтровывают самые опасные эпизоды взаимодействия с окружающей средой, то есть приемы пищи, – поясняет доктор Хейзен. – Когда два человека придерживаются одного и того же рациона, один из них начинает испытывать проблемы с сердцем и сосудами, а другой нет. По большей части этому способствуют микробы». Наконец, был найден недостающий фрагмент целостной картины понимания человеческой физиологии и развития заболеваний.

Доктор Хейзен и его научная группа провели первичные исследования на животных, а затем продемонстрировали те же процессы на людях. Он давал испытуемым съесть 225 граммов стейка и затем измерял уровень ТМАО, который вскоре после усвоения мяса повышался. Затем он давал людям антибиотики, которые подавляли производство ТМАО, потому что производящие триметиламин микробы погибали. По завершении курса антибиотиков микробы и производство ТМАО возвращались к прежним позициям. В этом эксперименте даже участвовал веган, который пять лет не ел мяса, – и съел стейк! Но исследователь утверждает, что с его стороны не было никакого принуждения во благо науки:

«Во время первичных исследований мы должны были дать испытуемым пищу, прежде чем дать им капсулу. Тем, кто соглашался на эксперимент, мы давали стейк. Однажды участник эксперимента съел в моем кабинете филе-миньон с электрогриля – в то время такое происходило часто. Результаты анализов крови и мочи этого человека разительно отличались от всех остальных. Когда мы проводили повторный прием на выявление генетических заболеваний, этот человек сказал, что ел стейк всего три раза в жизни – я понятия не имел, что этот доброволец был веганом! Это был поворотный момент в исследовании, который позволил нам учитывать разницу между веганами, вегетарианцами и омниворами».

Как можно догадаться, после поедания стейка уровень ТМАО у вегана был гораздо ниже, чем у обычных мясоедов. Просто у вегана было меньше микробов, которые продуцируют прекурсор триметиламин. После доктора Хейзена другие исследователи тоже обнаружили высокий уровень ТМАО у омниворов по сравнению с веганами и вегетарианцами. Это открытие подтверждает наличие связи между некоторыми продуктами животного происхождения, а именно красным мясом, и угрозой для сердца при посредстве микробиоты кишечника.

Не только красное мясо является источником опасных компонентов: биодобавки, содержащие холин, лецитин и карнитин, тоже усиливают производство ТМАО. Если в день выпивать несколько банок энергетического напитка, которые в большинстве случаев обогащены карнитином, то карнитина в организме будет столько же, сколько было бы после нескольких стейков. Ученые доказали, что у мышей на диете с повышенным содержанием карнитина или холина в десять раз повышается концентрация ТМАО, а также увеличивается численность микробов, которые выделяют ТМА, прекурсор ТМАО.

Продолжая изучать взаимосвязь микробов и ССЗ, исследователи выяснили, что ТМАО вызывает закупорку «труб», или атеросклероз, подавляя обратный транспорт холестерина из периферийной ткани в печень. Также ТМАО влияет на активность тромбоцитов, что может приводить к дальнейшей закупорке кровеносных сосудов (тромбозу). Оба заболевания перекрывают ток крови и вызывают сердечные приступы.

Как показывают убедительные результаты экспериментов с трансплантацией кала, микробы кишечника участвуют в развитии ССЗ. Когда фекалии от выводка мышей, которые производят большое количество ТМАО, перенесли мышам с низким уровнем ТМАО, то уровень ТМАО у реципиентов пошел вверх, возросло и количество микробов и ферментов, участвующих в производстве триметиламинов. Это значит, что благодаря простому обмену фекалиями (и микробами) мы можем снизить вероятность развития ССЗ! Еще десять лет назад об этом нельзя было и подумать, но сегодня ученые работают над поиском конкретных микробов, которые «в ответе» за инсульты и инфаркты. В будущем с таким же успехом этот метод можно будет применять и на людях.

Заставь микробов попотеть

Физические упражнения занимают важное место в защите от ССЗ. По новейшим данным, их пользу можно отчасти объяснить способностью изменять микробиоту. Когда ученые кормили мышей нормальной едой или пищей с повышенным содержанием жиров, то у стройных и толстых «спортивных» мышей (которые получали неограниченный доступ к беговому колесу) не наблюдалось повреждения артерий, а у «неспортивных» мышей (которые не бегали в колесе) повреждения были. У мышей, которые занимались физическими упражнениями, также наблюдались улучшения в состоянии микробиома, в том числе рост Faecalibacterium prausnitzii, которые защищают от ожирения и ВЗК за счет снятия воспалений. Исследователи обнаружили, что физические нагрузки восстанавливают целостность кишечника (то есть меньше ЛПС просачивается в организм, чтобы вызвать воспаление) и, вне зависимости от диеты, производят оздоравливающий эффект на микробиом. Обнаружился и еще один не менее важный фактор: занятия спортом снижают воспалительные маркеры, а также улучшают состояние кишечника даже у старых мышей.

Дальнейшие исследования этой темы раскрывают способы влияния микробов на выносливость (в будущем нас ждет новая мода на микробный допинг, читайте подробнее в главе 12). Благодаря экспериментам (с различными этическими принципами проведения исследований при участии животных) удалось выяснить, что если мышей заставлять плавать до изнеможения, то мыши с микробиомом справлялись с задачей лучше, чем стерильные животные. Мыши, заселенные микробами, обладали более развитой мышечной массой, отличались повышенной антиоксидантной активностью, которая помогает справиться с окислительным повреждением мышц после упражнений (то есть с мышечной болью).

Как мы можем применить эти знания для себя? Учитывая, что 70 % населения ведет малоподвижный образ жизни, результаты исследования могут говорить о том, что повышение физической активности способствует снижению риска ССЗ. Одно ирландское исследование проливает свет на эту связь в человеческом организме. Исследовательская группа изучила команду профессиональных ирландских регбистов во время подготовки к новому игровому сезону и сравнила их результаты с обычными людьми. Ученые выяснили, что спортсмены обладали более разнообразным микробиомом, что в целом очень хорошо сказывается на состоянии здоровья. Контрольные субъекты с низким ИМТ и спортсмены отличались высоким уровнем Akkermansia, полезных бактерий, которые повышают концентрацию короткоцепочечных жирных кислот. Для сравнения у людей с ожирением и метаболическими заболеваниями этих бактерий очень мало. Результаты всех описанных исследований указывают на прямое положительное воздействие физических упражнений и питания на состояние микробиоты.

Лекарства для микробов

Каким образом мы можем воспользоваться этой информацией, чтобы снизить риск развития ССЗ? Можно предположить, что прицельное уничтожение ферментов человеческой печени, которые производят ТМАО из ТМА, с помощью ингибиторов снижает риск ССЗ. Но тогда мы поднимаем уровень прекурсора ТМА, который пахнет тухлой рыбой. Не самый приятный побочный эффект лечения! В результате нескольких исследований, которые ставили своей целью «вырубить» ферменты печени, лабораторные мыши начали вонять как тухлая рыба. Но зато они были полностью защищены от ССЗ. Адресный удар по печеночным ферментам человека произвести фармакологически сложно – в дополнение к отвратительному запаху все вещества оказались токсичными. По этой причине ученые отказались от намерения прицельно бить по ферментам печени, участвующим в производстве ТМАО.

Тогда, может, нам лучше обратиться напрямую к микробам? Группа Хейзена провела такой опыт над животными. Они выявили естественное вещество (3,3-диметил-1-бутанол), которое содержится в виноградных косточках, красном вине и оливковом масле холодного отжима extra virgin (вспомните средиземноморскую диету). Это вещество ингибирует бактериальные ферменты (лиазы), которые создают ТМА из холина и L-карнитина. Поразительно, но, когда ученые скормили мышам ингибитор 3,3-диметил-1-бутанола, у животных снизилось производство ТМАО и уменьшились признаки атеросклероза. 3,3-диметил-1-бутанол не убивает микробов – это хорошо, потому что в этих условиях они развиваются и становятся выносливее (точно так развивается невосприимчивость к антибиотикам). Хотя эти ингибиторы проверяли только на мышах, команда исследователей продолжает заниматься поисками более эффективных ингибиторов, результаты уже проведенных опытов определенно говорят о том, что медикаментозное воздействие на микробов скоро станет новым методом борьбы с ССЗ.

Кардиологи и терапевты начинают учитывать некоторые из результатов исследований при лечении пациентов. В настоящее время доступно тестирование TMAO, и некоторые используют TMAO в качестве инструмента клинической диагностики для распознавания ранее не выявленных лиц, подверженных риску сердечно-сосудистых заболеваний, а также тех, кого могут не идентифицировать традиционные тесты, такие как маркеры холестерина. Доктор Хейзен считает, что человек с высоким уровнем ТМАО должен использовать прогрессивный подход к профилактике сердечно-сосудистых заболеваний путем снижения веса, улучшения диеты (например, сокращения продуктов животного происхождения) и наблюдения за традиционными показателями артериального давления и холестерина. Как всегда, необходимо осторожно подходить к изменению уровня ТМА или ТМАО, предупредил доктор Хейзен, учитывая отсутствие надежных доказательств эффективности и безопасности метода в долгосрочной перспективе. «ТМАО – это только верхушка айсберга. Существуют десятки и сотни других связей между кишечными микробами и кардио-метаболическими процессами. Все станет намного сложнее, прежде чем станет проще». Доктор Хейзен видит необходимость в тщательных научных испытаниях, которые помогут исключить любую возможную опасность для здоровья.

Оправдания красному вину

Чрезмерное употребление алкоголя является, пожалуй, вторым наиболее распространенным фактором риска сердечно-сосудистых заболеваний после употребления красного мяса, но на самом деле, это палка о двух концах, когда дело касается сердца. Нет сомнений, что чрезмерное потребление алкоголя увеличивает риск сердечного приступа. После сердечного приступа у пациентов спросили, выпивали ли они за час до инфаркта; те, кто употреблял крепкие алкогольные напитки (например, джин, водку, виски), увеличили риск приступа сильнее, чем если бы они пили пиво или вино.

Но риск сердечного приступа от употребления пива и вина все равно выше по сравнению с людьми, которые вообще не употребляют алкогольных напитков. Пьянство, по определению Национального института злоупотребления алкоголем и алкоголизма, – это схема употребления алкоголя, которая повышает концентрацию алкоголя в крови до 0,08 г/дл, что обычно происходит после четырех напитков у женщин и пяти напитков у мужчин в течение примерно двух часов. Сильно пьющие люди на 72 % чаще страдают от сердечного приступа, чем те, кто употребляет алкоголь умеренно – до одного напитка в день для женщин и до двух в день для мужчин. Даже любители выпивать редко могут столкнуться с повышенной проницаемостью кишечника, высоким уровнем воспалительного ЛПС и бактериальных ДНК. Это указывает на то, что микробы в сыворотке крови после обильных возлияний могут способствовать общему воспалению.

Хорошая новость состоит в том, что бокал красного вина в день защищает от сердечно-сосудистых заболеваний точно так же, как способствует укреплению здоровья кишечника, о чем мы говорили в главе 7. (Мы думаем, что это лучшая часть диеты MIND, средиземноморской и DASH). Хотя раньше мы думали, что антиоксиданты в красном вине каким-то образом помогают защитить артерии от воспаления и сердечно-сосудистых заболеваний, но подтверждений этому не нашлось. Микробы заставляют нас переосмыслить то, насколько красное вино может быть полезным.

Красное вино, виноградные косточки и оливковое масло содержат соединение под названием «3,3-диметил-1-бутанол», которое ингибирует микробный фермент, превращающий мясные продукты в TMA. Это в конечном итоге снижает уровни ТМАО и атеросклероз у животных. Преимущества ресвератрола, полифенольного соединения, обнаруженного в кожуре винограда и других ягод (и в красном вине), могут быть аналогичными. Исследователи обнаружили, что ресвератрол вызывает снижение уровня ТМАО у мышей, а также реструктуризацию всей кишечной микробиоты и, что особенно важно, – уменьшение количества микробов, продуцирующих ТМА. Несмотря на то что пока еще не пришло время испытаний на людях, предполагается, что полифенолы красного вина (такие как ресвератрол) благоприятно изменяют микробиоту в течение месяца.

За это определенно стоит поднять бокал красного вина и произнести тост за здоровье наших микробов!

Будущее

Учитывая удивительные открытия, описанные в этой главе, профилактика сердечно-сосудистых заболеваний претерпит серьезную революцию в ближайшие несколько лет. Сейчас мы изучаем, как благотворно на микробов влияет наш образ жизни (например, физические упражнения) и рацион (например, красное вино). Наиболее многообещающие выводы связаны с изучением определенных микробных ферментов: предотвращение заболеваний с помощью новых лекарств, которые будут иметь гораздо больше шансов на минимальные побочные эффекты, поскольку путь, на который они нацелены, обнаруживается только у микробов, а не у людей. Одной из возможностей нового лечения является разработка пробиотиков или пребиотиков для борьбы с нежелательными микроорганизмами и их генами. Кроме того, профилактический анализ микробиома человека может дать представление об уровне присутствующих микробов, которые способствуют развитию ССЗ. На основе этих данных мы сможем разработать конкретные модификации диеты для определения и уменьшения количества этих микробов до того, как случится сердечный приступ или инсульт. Уже сейчас мы можем проанализировать присутствие микробов, но точные изменения в питании, необходимые для исправления и состава микробов, пока не выявлены. Взаимодействие с отдельными микробами позволит изобрести новые способы борьбы с убийцей номер один в будущем.

Простые советы

• Ешьте и пейте то, что велит сердце. Включите в свой рацион много фруктов, овощей, цельного зерна, клетчатки и орехов. Оберегайте счастье своего сердца и микробов, ограничивая потребление насыщенных жиров, сахара, соли и красного мяса. Красное вино может подавить производство ТМАО и помочь защитить артерии. Оливковое масло холодного отжима высшего качества и продукты, богатые антиоксидантами (например, темный шоколад и зеленый чай) и хорошим ЛПВП-холестерином (например, орехи, авокадо), в умеренных количествах также помогут защитить здоровье сердца.

• Улыбайтесь от сердца. Регулярная чистка зубов, чистка зубной нитью и стоматологические осмотры помогут избежать сердечно-сосудистых заболеваний. Не торопитесь, когда вы чистите зубы, чтобы добраться до глубоких полостей, где могут прятаться микробы!

• Разгоняйте кровь. Регулярные физические упражнения необходимы для здоровья вашего сердца и микробов. Занимайтесь любыми активными упражнениями: прогулки, походы, плавание, езда на велосипеде, садоводство и даже танцы. Рекомендуется посвящать не менее 30 минут умеренной активности большую часть недели или каждый день, хотя не обязательно отрабатывать все 30 минут сразу. Десятиминутные блоки упражнений так же полезны (а может быть, они даже полезнее, поскольку благодаря им вы не сидите непрерывно весь день).

Глава 9. Женщины – это не маленькие мужчины: менопауза и микробиом влагалища

Будучи заядлой триатлонисткой, а прежде всего увлеченной бегуньей, Джессика постоянно ищет научную информацию о тренировках, питании и восстановлении. Тем не менее она постоянно разочаровывается в том, что эта наука чаще всего основана на изучении образа жизни мужчин студенческого возраста. Фактически до 1980-х годов обычно предполагалось, что физиологические реакции на физические упражнения не различаются между полами. Когда дело доходит до связи физических упражнений и микробиома, мы не можем просто «добавить немного женственности» в мужские программы из-за фундаментальных физических и гормональных различий между полами.

До сих пор эта книга была довольно нейтральной в гендерном отношении, и по большей части микробиом можно обсуждать как постоянную величину для мужчин и женщин. В этой главе основное внимание уделяется гормональным и микробным процессам, с которыми сталкивается большинство женщин, поэтому мы использовали слово «женщины» повсюду для простоты, хотя мы признаем, что эти процессы не имеют отношения к людям, которые идентифицируют себя как женщины. В целом существуют фундаментальные физиологические и гормональные различия между мужчинами и женщинами, которые отражаются в их уникальных микробиомах. Например, у женщин бывают месячные, и об этом можно говорить. Микробиом влагалища меняется на протяжении всей жизни женщины, особенно с возрастом. В этой главе обсуждаются конкретные микробные особенности влагалища, изменения, которые могут произойти во время менопаузы, а также роль микробиома кишечника в управлении уровнем эстрогена. Еще в этой главе мы исследуем зарождающееся направление микробиома мочеполовой системы.

Привычки здорового влагалища

Женщины отличаются от мужчин в строго биологическом смысле. Влагалище – это эластичная мышечная часть женской половой системы, которая простирается от вульвы до шейки матки; оно бывает только у женщин и имеет решающее значение для половых сношений, родов и менструальных выделений, которые оно выводит из организма. Оно взаимосвязано с другими органами женского таза, включая мочевой пузырь и кишечник, которые находятся в непосредственной близости друг от друга. Влагалище содержит удивительно характерный микробиом, который формирует взаимовыгодные отношения с остальным телом и оказывает большое влияние как на здоровье, так и на развитие болезней. Как и кишечник, нормальный вагинальный микробиом образует сложную экосистему из более чем 200 бактерий. На его состав влияют многочисленные факторы, в том числе этническое происхождение, экологические и поведенческие факторы, а также этап жизни – пубертат, юность, репродуктивные годы и менопауза.

Поскольку он относительно легко доступен, микробиом влагалища культивируется много лет. Традиционно считалось, что в нем преобладают виды Lactobacillus, которые продуцируют молочную кислоту и дают влагалищу кислый рН (от 3,5 до 4,5), обеспечивая сильную защиту от патогенных микробов. Лактобактерии также производят другие антимикробные продукты (бактериоцины), которые специфически лизируются (распадаются) и убивают другие бактерии, защищая влагалище от патогенов. Интересно, что люди являются одним из немногих видов млекопитающих, которые имеют богатые лактобациллами микробиомы влагалища с низким рН.

Миф. Плохой запах для влагалища – естественное явление.

Факт. Считается нормой, если у влагалища есть легкий запах. Запах может меняться в зависимости от фазы менструального цикла, половой активности и пота. К причинам появления плохого запаха влагалища относятся бактериальные вагинозы, которые развиваются на фоне дисбаланса между полезными и вредными вагинальными бактериями. В результате нарушения баланса создается климат, подходящий для роста анаэробных бактерий. Вагинозы отличаются от дрожжевых инфекций, которые вызывают грибки (кандида). Обычно дрожжевые инфекции сопровождаются зудом, густыми белыми выделениями без запаха. Бактериальные вагинозы же обычно сопровождаются водянистыми белыми, серыми или зелеными выделениями, чувством жжения при мочеиспускании и рыбным запахом. От бактериальных вагинозов врачи обычно назначают антибиотики, а от дрожжевых инфекций – противогрибковые препараты.

Мы значительно расширили наше понимание микробиома влагалища, когда получили метод секвенирования, независимый от посева, что позволило нам обнаруживать микробы, которые не так легко культивировать, как лактобактерии. Ученые определили пять основных типов вагинальных микробиомов у здоровых женщин, каждый из которых имеет уникальный микробный отпечаток. Большинство женщин (одно исследование говорит о 73 %) имеют один доминирующий штамм лактобактерий: L. Crispatus (обнаружился у 26 % женщин в том исследовании), L. iners (преобладает у 34 % женщин), L. gasseri или L. jensenii. При этом в микробиомах, в которых доминирует один конкретный штамм, часто встречаются и другие, просто в меньшем количестве. Пятый тип идентифицированного вагинального микробиома лишен доминирования лактобактерий и населен разнообразной коллекцией строгих и факультативных анаэробов (последние либо погибают от кислорода, либо могут переносить кислород, но предпочитают жить без него).

Некоторые исследования показывают, что разные виды лактобактерий могут снизить рН влагалища до разных уровней. У белых и азиатских женщин более вероятно наличие микробиома с преобладанием лактобацилл, чем у латиноамериканских и афроамериканских женщин. Интересно, что у афроамериканок и латиноамериканок более высокий средний рН влагалища, 4,7 и 5,0 соответственно, по сравнению с азиатскими (4,4) и белыми (4,0) женщинами. До 40 % афроамериканок и латиноамериканок имеют микробиом без доминирования лактобацилл. Микробные сообщества нелактобактериальных микробиомов включают в себя представителей родов Atopobium, Corynebacterium, Anaerococcus, Peptoniphilus, Prevotella, Gardnerella, Sneathia, Eggerthella, Mobiluncus и Finegoldia и многих других.

Когда ученые выяснили, что у здоровой женщины может быть микробиом без лактобактерий, а уровень рН – более 4,5, традиционный взгляд на здоровую среду во влагалище изменился.

Влагалища значительно отличаются у разных женщин. Месячные тоже идут по-разному: хотя средний менструальный цикл длится 28 дней, у взрослых женщин он может длиться 21–35 дней. Менструации вызывают значительные изменения во влагалище, что отражается в преходящих изменениях в вагинальном микробиоме. В целом во время менструации количество лактобактерий уменьшается и увеличивается количество других микробов, которые связаны с вагинальными инфекциями. Половой акт также нарушает микробиом влагалища, уменьшая количество лактобацилл и их защитное действие. Это может привести к более дисбиотической композиции, что является одним из многих факторов, которые могут объяснить, почему некоторые женщины могут заразиться инфекциями мочевыводящих путей после полового акта: с меньшим количеством защиты кислой среды вредные микробы могут легко попасть в организм. У некоторых женщин бактерии также могут проникать в мочевой пузырь во время полового акта.

Как и остальные части тела, влагалище и вульва значительно изменяются со временем, а вместе с ними меняется и микробиом влагалища. До полового созревания женщины имеют полимикробное сообщество, богатое грамотрицательными анаэробными бактериями, с низким содержанием лактобацилл и Gardnerella vaginalis. После полового созревания и изменения гормонального фона у женщины формируется один из пяти вагинальных микробиомов, описанных выше. У женщин в постменопаузе уровень эстрогена ниже, поэтому микробиом становится больше похожим на тот, который был до полового созревания.

Поддержание нормального влагалищного микробиома очень важно для предотвращения развития заболеваний. Бактериальный вагиноз – наиболее распространенная вагинальная инфекция у женщин репродуктивного возраста. Он затрагивает от 10 до 15 % женщин и приводит к миллионам посещений врачей. Риск возникновения бактериального вагиноза увеличивается за счет изменений в вагинальной среде, включая менструальную кровь, нового полового партнера и спринцевание влагалища. В Соединенных Штатах, по оценкам исследователей, от 20 до 40 % женщин в возрасте от 15 до 44 лет практикуют спринцевание. В большинстве случаев вагиноз не доставляет серьезных проблем для здоровья, но иногда может приводить к нарушениям в работе репродуктивных органов, осложнять беременность, вызывать воспалительные заболевания малого таза и повышать восприимчивость к болезням, передающимся половым путем.

Как и ожидалось, появление бактериального вагиноза связано с дисбиозом вагинального микробиома. Он сопровождается уменьшением количества лактобацилл и разрастанием полимикробного сообщества, состоящего из строгих или факультативных анаэробов. Хотя ранее мы писали, что около четверти женщин обладают микробиомами такого типа и обычно здоровы, мы не понимаем, почему в этой ситуации развивается заболевание. У женщин с вагинозом часто можно обнаружить толстые биопленки (большие скопления склеившихся микробов), растущие на поверхности влагалищных клеток, особенно много в них Gardnerella vaginalis и Atopobium vaginae. Однако причина не в единственном микробном возбудителе. Мы пришли к мысли о том, что БВ связан с изменениями в целом вагинальном сообществе, что, как мы уже знаем, постоянно всплывает на поверхность при обсуждении дисбиотической микробиоты. Известно, что биопленки устойчивы к антибиотикам, потому что затрудняют им проникновение в микробные слои. Лечение бактериальных вагинозов антибиотиками, такими как метронидазол, часто бывает безуспешным и приводит к частым рецидивам: регистрируется около 30 % повторных заболеваний через три месяца и 60 % – через шесть месяцев. У большинства женщин симптомы обычно проходят без лечения.

Миф. Спринцевание – обработка внутренних стенок влагалища раствором воды с уксусом или другими «чистящими» веществами – прекрасно подходит для поддержания чистоты во влагалище.

Факт. Для поддержания чистоты во влагалище не нужно делать спринцевания. Тело естественным образом смывает с влагалища лишний мусор, а спринцевания только нарушают нормальную флору и кислотно-щелочной баланс. Врачи не рекомендуют женщинам проводить спринцевания, так как в ходе исследований не найдено никаких подтверждений пользы этой процедуры. Спринцевание может стать причиной различных проблем со здоровьем, в том числе бактериального вагиноза, воспалительных заболеваний малого таза, осложнения беременности, болезней, передающихся половым путем, и воспаления влагалища. Все эти нарушения связаны с дисбалансом микробной среды.

Полная остановка: микробы и месячные

В жизни женщины есть два основных состояния, которые связаны с сильнейшими изменениями в организме и способностью к деторождению: начало и конец менструации, начало и конец способности женщины рожать детей. Женщины рождаются с определенным количеством яйцеклеток, которые хранятся в яичниках. Яичники также вырабатывают гормоны эстроген и прогестерон, которые модулируют менструацию и овуляцию. В период полового созревания яичники начинают выделять яйцеклетки примерно один раз в месяц, и, если эмбрион не зачат, то слизистая оболочка матки отторгается во время менструации. (Слово «менструация» происходит от латинского mensis, что означает «месяц».) Когда у женщины высвобождается полный запас яйцеклеток, менструация прекращается. Эта точка называется менопаузой (все просто: менструация + пауза), она обычно наступает у американок в возрасте от 48–55 лет (в среднем в 51 год) после того, как женщина проживет без менструации 12 месяцев подряд. Жизнь после наступления менопаузы часто называют «постменопаузой».

Менопауза – это естественная фаза жизни. Это часть старения, а не болезнь. Опыт менопаузы становится все более и более распространенным, учитывая увеличение продолжительности жизни женщин во всем мире. Менопауза связана с более низким уровнем репродуктивных гормонов, особенно эстрогена. Общее снижение уровня репродуктивных гормонов связано с повышенным риском развития остеопороза, переломов костей и потери мышечной массы (саркопения; подробнее – в главе 12). Низкий уровень эстрогена может привести к колебаниям температуры тела (приливы и потливость), психологическим изменениям (смена настроения, раздражительность и депрессия), бессоннице, сухости влагалища и проблемам с контролем мочевого пузыря. Низкий уровень андрогенов (мужских гормонов) может способствовать снижению полового влечения. Женщины переживают менопаузу по-разному, и не все женщины испытывают перечисленные симптомы. Тем, кто сталкивается с серьезными симптомами, которые влияют на качество жизни, предлагают перейти на заместительную гормональную терапию (ЗГТ). ЗГТ в основном заключается в пополнении эстрогена. Однако гормональная терапия может быть сопряжена с риском, поэтому поговорите с врачом, если планируете начать лечение.

Кишечный микробиом человека современные ученые считают эндокринным органом, то есть органом, который продуцирует гормоны (или влияет на них) и затрагивает функции тела. Хотя яичники являются основным производителем эстрогена до наступления менопаузы, в более позднем возрасте другие клетки организма все еще могут производить эстроген. К ним относятся и клетки в кишечнике. Стерильные крысы (без микробиомов) выделяют очень низкий уровень эстрогена по сравнению с крысами с микробными сообществами – гормона настолько мало, что у них нет менструальных циклов и возникают проблемы с размножением. Когда таким крысам реколонизировали микробов, их уровень эстрогена повысился, и циклы размножения и менструации были восстановлены. Микробиом кишечника напрямую влияет на уровень эстрогена.

На протяжении всей жизни женское тело стремится к балансу уровня эстрогена. Слишком малое количество эстрогена может вызвать головные боли, приливы, ночную потливость, сухость влагалища и другие симптомы менопаузы, которые могут повлиять на качество жизни. С другой стороны, наличие слишком большого количества эстрогена может также нанести вред организму: это нерегулярные месячные, вздутие живота, увеличение веса, головные боли, беспокойство, уменьшение полового влечения и усиление симптомов предменструального синдрома. Мы хотим, чтобы уровень гормонов был сбалансированным как чаши весов, чтобы неприятные симптомы не появлялись. Поскольку кишечные микробы имеют специфические ферменты (бета-глюкуронидазы), которые могут расщеплять прекурсоры эстрогена, называемые фитоэстрогенами, в кишечнике может образовываться эстроген. В этом мы видим новый способ потенциальной помощи при снижении уровня эстрогена у женщин в период менопаузы, в том числе с помощью питания.

Фитоэстрогены содержатся в некоторых растениях: изофлавоны – в соевых продуктах (соевое молоко, творог, проростки сои) и лигнаны – в семенах, особенно в льне, ягодах, фруктах, овощах и злаках. Кишечный микробиом деконъюгирует (расщепляет и метаболизирует) прекурсоры эстрогена и образует активные формы эстрогена, которые затем могут поглощаться организмом: они могут действовать как слабые гормоны и снижать риск некоторых заболеваний, связанных с низким уровнем эстрогена, таких как остеопороз.

Исследования показывают, что в кале у строгих вегетарианцев увеличено количество конъюгированных эстрогенов. Это указывает на то, что микробные ферменты у них в кишечнике, которые обычно деконъюгируют эти соединения для высвобождения активного эстрогена, отсутствуют или не активны в той же степени, как у мясоедов. Исследования женщин, питающихся по западной диете (с высоким содержанием жира и низким – клетчатки), в сравнении с вегетарианками показали, что вегетарианцы имеют на 15–20 % меньше эстрогена в кровообращении и в три раза больше конъюгированного эстрогена в кале. При исследовании 60 женщин в период менопаузы ученые обнаружили, что у женщин с разнообразными микробиомами было меньше эстрогена и больше продуктов распада, чем у женщин с менее разнообразным микробиомом. Мы еще точно не знаем, чем это объяснить, но, безусловно, это тема для дальнейших исследований.

Идея, что кишечный микробиом может изменять уровень эстрогена, очень перспективна. Возможно, мы сможем разработать ЗГТ лучшего качества, включив микробный подход при модуляции уровня эстрогена во время менопаузы. Это может снизить риск менопаузальных состояний, включая ожирение, непереносимость глюкозы и метаболические заболевания. Следите за дополнительными научными исследованиями, посвященными взаимосвязи уровней эстрогена и микробных ферментов.

Микробы в период менопаузы

Учитывая значительные изменения во влагалищной среде во время менопаузы, вполне ожидаемо видеть различия в менопаузальных и постменопаузальных вагинальных микробиомах, хотя в отличие от предменопаузальных вагинальных микробиомов, где в сообществе наблюдаются ежемесячные изменения, постменопаузальный вагинальный микробиом кажется удивительно стабильным. Во время менопаузы (момент, когда месячные прекращаются) в микробиоме по-прежнему преобладают лактобациллы (хотя и в меньшем количестве), включая L. crispatus и L. iners, а также Gardnerella vaginalis и Prevotella; и меньше распространены Candida, Mobiluncus, Staphylococcus, Bifidobacterium и Gemella. В последующие годы после менопаузы наблюдается общее уменьшение количества лактобактерий и их последующая замена другими микробами. Лактобактерии могут расщеплять гликоген до органических кислот, особенно молочной кислоты, которая сохраняет кислотность влагалища. После менопаузы остается меньше лактобацилл, и снижается выработка молочной кислоты. Затем увеличивается рН влагалища, что, как полагают некоторые специалисты, может помочь объяснить увеличение риска инфекций мочевых путей и гинекологических инфекций среди пожилых женщин.

Эстроген сохраняет здоровую поверхность влагалища, вызывая отложение гликогена (сахара) на поверхности слизистой влагалища. Подобно растениям, нуждающимся в регулярном удобрении, эти вагинальные микробы, в том числе лактобациллы, нуждаются в гликогене для поддержания жизнедеятельности. Недостаток эстрогена вызывает генитоуринарный синдром в менопаузе (ГУСМ), также называемый вульвовагинальной атрофией, вагинальной атрофией и атрофическим вагинитом. Это состояние приводит к истончению стенки влагалища, что означает меньшее отложение гликогена и меньшее количество полезных резидентных микробов. Симптомы ГУСМ включают сухость, зуд, жжение, внезапное сильное желание помочиться и/или недержание мочи, отсутствие смазки и кровотечение во время полового акта, выделения из влагалища, подверженность инфекциям, передаваемым половым путем, и воспаление влагалища. Эти симптомы проявляются примерно у половины всех западных женщин в постменопаузе, при этом самая частая жалоба – сухость влагалища.

В шведском исследовании, в ходе которого сравнивали 20 фертильных (до менопаузы) женщин с 20 женщинами после менопаузы, фертильные женщины имели гораздо большее разнообразие подвидов лактобацилл. Другое исследование подтвердило корреляцию между уровнями гликогена и видом лактобактерий: у женщин в постменопаузе уменьшается уровень гликогена и лактобацилл. Существуют сильные корреляции между здоровьем влагалища и лактобактериями и обратные корреляции между Gardnerella и Atopobium, двумя образующими биопленки видами, также наблюдаемыми при бактериальном вагинозе. Обычно, но не всегда, ГУСМ ассоциируется с более низким уровнем лактобацилл. В рамках исследования женщин в постменопаузе разделили на группы по степени сухости влагалища. В группе, где не было вагинальной сухости или сухость присутствовала в легкой форме, у женщин было много видов лактобактерий и при этом низкое бактериальное разнообразие, а оба эти признака считаются положительными маркерами здоровья влагалища. В группе женщин с более выраженной сухостью влагалища лактобациллы были в меньших количествах, а бактериальное разнообразие было выше и включало Prevotella, Porphyromonas, Peptoniphilus и Bacillus. Женщины с более серьезными признаками ГУСМ имеют тенденцию к большему разнообразию микробиоты влагалища, где не преобладают лактобактерии. В некотором смысле здоровье влагалища улучшается через дисбиоз, что являет собой противоположную картину по сравнению со всеми остальными органами, которые мы обсуждаем в этой книге.

Нам каким-то образом нужно восстановить популяцию лактобактерий, а также снизить бактериальное разнообразие, чтобы в период постменопаузы улучшить состояние своего здоровья.

Если недостаток эстрогена вызывает эти проблемы, разве нельзя просто его вернуть? Уровень эстрогена и здоровые микробы, кажется, идут рука об руку. В одном исследовании 44 % женщин в постменопаузе, не получавших ЗГТ, не имели лактобацилл по сравнению с 6,9 % женщин в постменопаузе, получавших ЗГТ. Все пути введения эстрогена (пероральный, инъекционный, местный или вагинальный) могут улучшить здоровье влагалища и микробиоту. Виды лактобацилл, обычно наблюдаемые до наступления менопаузы, похоже, возвращаются к аналогичным показателям, что способствует здоровью влагалища. В исследовании женщин, не получавших эстроген в течение трех месяцев, 20 % контрольных пациенток по сравнению с 80 % женщин, принимавших эстроген, сообщили об устранении сухости и раздражения влагалища. В группе также наблюдалось повышение уровня лактобацилл и снижение рН влагалища. Не было никаких изменений в сексуальных жалобах на плацебо или эстрогене. Это говорит о том, что терапия низкими дозами эстрогена может помочь пациенткам с ГУСМ вернуть лактобактерии обратно и уменьшить разнообразие и рН влагалища. Тем не менее есть также совершенно здоровые женщины с высоким рН влагалища 6,6, которые имеют крайне мало лактобацилл и высокое микробное разнообразие. Как и кишечник, каждое влагалище уникально: здоровый микробиом у одной здоровой женщины может заметно отличаться от микробиома других здоровых женщин, а это означает, что широкие обобщения не являются универсальными. Следует также иметь в виду, что высокие дозы эстрогена у женщин в постменопаузе могут повышать риск развития рака эндометрия и молочной железы. Потенциальная опасность ЗГТ выше для определенных групп женщин, в том числе тех, у которых уже были диагностированы рак молочной железы, ишемическая болезнь сердца, инсульт или активное заболевание печени. Эстроген можно вводить в виде вагинальных добавок в низких дозах в виде крема, таблеток или интравагинальных колец.

Учитывая важность микробиома влагалища, мы должны помнить, что существует значительная перспектива быстрого прогресса при использовании микробов (особенно лактобацилл) в качестве пробиотических препаратов. Они могут быть получены перорально или через влагалище. По-видимому, вагинальные пробиотики работают несколькими способами: восстановление нормального микробиома, снижение кислотности, вытеснение микробных патогенов, усиление эпителиального барьера и иммунитета слизистой. Существует несколько отчетов о пероральном и вагинальном введении лактобактерий женщинам в периоде постменопаузы. Из них следует, что пробиотики по сравнению с контрольной группой могут улучшить состояние здоровья и снять вагинальные симптомы. Испытание, в котором проверялось влияние вагинального применения низких доз эстриола (эстрогена) и Lactobacillus acidophilus у женщин в постменопаузе, показало, что терапия улучшила их состояние и сняла симптомы вульвовагинального заболевания по сравнению с контрольной группой. Концепция доставки как эстрогена, так и микробов здорового микробиома – лактобактерий – особенно привлекательна, учитывая, что оба эти фактора имеют тенденцию к снижению в постменопаузе. Однако, как отмечалось ранее, ЗГТ может вызывать негативные последствия для здоровья, в том числе болезни сердца, инсульт, тромбы и рак молочной железы.

Пробиотики могут иметь выраженные эффекты как до, так и после менопаузы. Одно исследование у женщин в пременопаузе показало, что после использования пробиотика, вводимого вагинально в течение шести месяцев, микробиом влагалища приобрел больше лактобактерий по сравнению с контрольными пациентками. По-видимому, пероральный прием лактобактерий, которых не выделили непосредственно из влагалища, работает не настолько хорошо. Вероятно, это происходит потому, что они не являются нормальными вагинальными микробами и могут фактически разрушать биосферу сообществ. В главе 14 мы подробно обсудим, как выяснить, какие пробиотики прошли тщательное клиническое тестирование.

Можно ли доверять Smart Jane?

Хотите познакомиться с микробами своего влагалища поближе? В конце 2017 года uBiome запустили первый тест на определение вагинального микробиома и патогенов: Smart Jane. Как и для анализа кала на микробиом кишечника, в лабораторию uBiome нужно предоставить мазок, который вы берете дома самостоятельно. Там делают анализ ДНК для определения некоторых специфических микробов, связанных с состоянием здоровья и развитием заболеваний. В отличие от анализов на микробиом кишечника здесь секвенируют не все. Проверяют только 14 самых распространенных опасных штаммов вируса папилломы человека (ВПЧ), которые могут быть причиной рака шейки матки, в том числе ВПЧ-16 и ВПЧ-18. ВПЧ – это вирус, передающийся половым путем. Существует современная и достаточно популярная вакцина для подростков, которая защищает от этого вируса и предупреждает развитие рака шейки матки. Smart Jane также способна обнаружить пять малоопасных штаммов ВПЧ, которые вызывают генитальные бородавки в том числе ВПЧ-6 и ВПЧ-11. От этих штаммов возникает до 90 % всех случаев генитальных бородавок, хотя они редко перерастают в онкологию. Помимо этого, Smart Jane определяет еще четыре распространенные бактериальные инфекции, передающиеся половым путем: хламидии, гонорею, сифилис и Mycoplasma genitalium. И, наконец, тест позволяет выявить 23 распространенных вагинальных микроба, в том числе лактобактерии. Результаты сравниваются с показателями нормы. На сайте лаборатории написано, что тест подходит трансгендерам и небинарным гендерам.

В отличие от анализов кала, которые могут быть приобретены любым человеком, этот тест может быть заказан только поставщиком медицинских услуг. В первый раз тестирование микробиома проводится совместно с поставщиками медицинских услуг и покрывается медицинскими страховыми компаниями. Smart Jane считается способом определения состояния здоровья влагалища. Это не тест на рак шейки матки (хотя тестирование на ВПЧ в наборе может выявить признак рака) и не заменяет мазки Папаниколау (которые служат анализом непосредственно на рак шейки матки) или обычные вагинальные исследования. Тест предназначен для информирования пациентов и их врачей о балансе микрофлоры влагалища, хотя они тестируют только некоторые из множества микроорганизмов. Знание флоры может дать представление о наличии бактериального вагиноза, связанного с микробным дисбиозом.

Smart Jane не задумывался как набор для домашнего использования: поскольку его продажа осуществляется по запросу врача, он попадает в сферу медицинских анализов и, следовательно, в сферу возмещения по медицинской страховке. Будет интересно следить за доступностью и полезностью Smart Jane, так как тестирование микробиома выходит на арену здравоохранения.

Неправда о мочевом пузыре

Ученые традиционно считали, что моча и мочевой пузырь, который удерживает ее до мочеиспускания, абсолютно стерильны. Эта мысль восходит к середине 1800-х годов и основана на том факте, что флакон с запечатанной мочой не становится мутным. Доктор Линн Стотерс, профессор урологии в университете Британской Колумбии, ученый-исследователь и практикующий уролог, объяснила эту историю так: «Давно специалисты полагали, что мочевой пузырь стерилен. Каким-то образом уретра выполняла роль строгого привратника между влагалищем и мочевым пузырем. Но позже мы обнаружили, что у некоторых людей наблюдается бессимптомная бактериурия (то есть бактерии могут присутствовать в моче, но никаких симптомов может не быть). Большая часть исследований влагалища проводилась под впечатлением, что в мочевом пузыре не было никаких организмов. Если в мочевом пузыре обнаруживали какие-либо микробы, их пребывание там объясняли как вероятные загрязняющие вещества из влагалища или результат инфекции мочевых путей. В рамках проекта «Микробиом человека» (данные, собранные с 2008 по 2013 год) не был сделан анализ мочевого пузыря для секвенирования, поскольку в то время он считался стерильным. Эта догма сохранялась до самого недавнего времени. Анализ на основе последовательности теперь показал, что в мочевом пузыре действительно есть микробные следы. Доктор Стотерс признается: «Это открытие вызвало большое удивление. Клинически, как мы знаем, приблизительно у 20 % женщин есть бактерии в моче, и их присутствие бессимптомно. Как это может быть? Возникла клиническая путаница, которая сохраняется до настоящего времени». Многие врачи, все еще полагая, что здоровый мочевой пузырь и моча должны быть стерильными, назначают ненужные антибиотики, чтобы избавить организм от бактерий, которые не вызывают никаких симптомов. Предпринимаются активные усилия по выведению микробов из мочи. «Мы пытаемся прийти к мысли, что мочевой пузырь не всегда является стерильной средой», – объяснила доктор Стотерс.

Миф. Моча стерильна.

Факт. В моче содержится много бактерий, причем не только у пациентов с инфекциями мочевыводящих путей. Бактерии присутствуют в моче здоровых людей.

«Однако проблема в том, что из мочевого пузыря трудно получить устойчивые штаммы. Каким способом собрать мочу? Обычно ее естественным путем собирают в баночку и затем изучают. Чтобы получить мочу прямо из мочевого пузыря, нужно приложить больше усилий. Можно ввести катетер (полую трубку) в уретру или иголку в низ живота и вытянуть мочу из заполненного мочевого пузыря, но так или иначе эти способы инвазивные. Это становится препятствием для проведения исследований». Была проделана большая работа по сравнению естественных образцов мочи с образцами, полученными непосредственно из мочевого пузыря. Ученые обнаружили, что при правильных условиях (усиленный количественный посев мочи) в мочевом пузыре действительно обнаруживаются микробы. На миллилитр мочи приходится более 100 000 разнообразных жизнеспособных микробов, многие из которых, в том числе Lactobacillus и Gardnerella, сходны со штаммами во влагалище. Это количество микробов традиционно использовалось в качестве порога для определения инфекций мочевого пузыря, но теперь мы понимаем, что даже числа, намного превышающие это, не обязательно указывают на инфекции.

Влияют ли микробы в мочевом пузыре и моче на здоровье и развитие болезней? Как во многих других случаях, есть предположение, что да, но мы пока мало что знаем о принципах их работы. Например, мочевой микробиом у женщин с гиперактивным мочевым пузырем отличается от микробиома контрольных субъектов. Те, у кого гиперактивный мочевой пузырь, имеют больше разнообразных микробов и меньше лактобацилл, поэтому считается, но опять же не доказано, что микробы, такие как лактобациллы, защищают от патогенов, которые могут заразить мочевые пути. Микробиом пациентов, страдающих недержанием мочи, также отличается от контрольных субъектов: у них много Gardnerella и больше разнообразных штаммов. Д-р Стотерс пояснила, что до тех пор, пока мы не сможем регулярно собирать клинические образцы, которые обеспечивают специфический профиль организмов в микробиоме, будет трудно перевести научные открытия в медицинскую практику: «Сейчас мы едва приоткрыли дверь в мир микробиома мочевого пузыря. Переломный момент в клинической медицине настанет, когда мы сможем получать образцы микробиома мочевого пузыря на ежедневной основе. На данный момент клиницисты могут получить только стандартный посев мочи. Но нам нужно иметь возможность видеть результаты анализов на микробиом». Но чтобы к этому прийти, сначала нужно убедить консервативных специалистов в том, что мочевой пузырь не стерилен.

Миф. Клюквенный сок помогает при инфекциях мочевыводящих путей (ИМП).

Факт. Профилактика ИМП отличается от лечения симптомов инфекции. Есть подтверждения тому, что клюквенный сок подходит для профилактики ИМП, но не для лечения. Сперва ученые считали, что кислая клюква изменяет кислотно-щелочной баланс во влагалище, что способствует укреплению защиты от патогенов. Новые данные указывают на то, что компоненты сока связываются и закупоривают поверхностные структуры (называемые пили) на поверхности микробного патогена, тем самым блокируя его способность прилипать к клеткам-хозяевам. Многочисленные клинические исследования проверяли способность клюквенного сока блокировать (предотвращать) действие ИМП. Поскольку некоторые исследования предполагают, что клюквенные продукты могут уменьшить повторные инфекции у женщин, врачи рекомендуют использование добавок с клюквой в профилактике или лечении ИМП. Доктор Стотерс рекомендовала клюкву как «метод профилактики без риска для пациентов с рецидивирующими ИМП с положительным потенциалом (в отличие от хронического применения антибиотиков)».

Доктор Стотерс надеется, что новые знания о микробиоме мочевого пузыря могут быть полезны для ранней диагностики и лечения заболеваний мочевыводящих путей. «Прежде всего мы можем потенциально влиять на микробиом мочевого пузыря с помощью диеты. Мы знаем, что вещества из употребляемых продуктов, таких как клюква, попадают в мочу. Надеемся, что в будущем мы сможем с помощью рациона прицельнее воздействовать на микробиом мочи, чтобы предотвращать развитие ИМП». ИМП также возникают из-за различных микробных патогенов, особенно кишечной палочки, которые поражают почки, мочеиспускательный канал или мочевой пузырь. Здоровый влагалищный микробиом способен защищать от этих вторжений из-за численного превосходства дружественных микроорганизмов над патогенными.

Возможно ли использовать пробиотики для укрепления этой защиты? Нет достаточных данных для того, чтобы это подтвердить. В обзоре девяти опубликованных исследований (всего 735 участников), в которых проверялась эффективность пробиотиков для предотвращения ИМП, рецензенты пришли к выводу, что имеющиеся в настоящее время доказательства указывают на отсутствие значительного снижения риска рецидивирующих бактериальных ИМП.

Доктор Стотерс также упомянула о важной взаимосвязи между вагинальным и мочевым микробиомом. Она рассказала о том, как эти две области изменяются у женщин в течение жизни и при изменениях в гормональном статусе. Она твердо уверена, что существует огромный потенциал для расширения возможностей работы с микробами вместо их уничтожения: «Я призываю своих пациентов думать о своем теле как о канве, в которую вплетены бактерии». Мы состоим в важных симбиотических отношениях.

Передозировка антибиотиками у женщин

Антибиотики часто назначают при специфических бактериальных инфекциях, включая инфекции дыхательных путей, бронхит и ИМП. Анализ 11 исследований, посвященных применению антибиотиков в 2016 году более чем у 44 млн человек, показал весьма удивительные результаты. Женщины на 27 % чаще получают назначение на курс антибиотика в течение жизни, чем мужчины. Количество антибиотиков, назначаемых женщинам в возрасте от 16–34 лет, на 36 % выше, чем у мужчин аналогичного возраста, а женщины в возрасте от 35–54 лет получают на 40 % больше антибиотиков, чем мужчины той же возрастной группы. Два типа антибиотиков, часто используемых при инфекциях дыхательных путей, цефалоспорины и макролиды, особенно популярны среди женщин.

Мы знаем, что у женщин особые отношения с ИМП, и можно подумать, что все дело в гендерных особенностях. Тем не менее при более тщательном рассмотрении это предположение не соответствует действительности: типы антибиотиков (хинолонов), обычно применяемые для лечения ИМП, женщинам назначают реже, чем мужчинам. Существуют документы, подтверждающие то, что амбулаторное лечение инфекций дыхательных путей с помощью антибиотиков назначается чаще, чем следует, причем от 40 до 50 % пациентов получают «неправильные» назначения. Женщины обычно посещают врачей чаще, чем мужчины, и в два раза чаще обращаются за лечением инфекций дыхательных путей, чем мужчины, несмотря на тот факт, что меньше мужчин предрасположены к этим заболеваниям.

Антибиотики – не единственный класс лекарств, при назначении которых гендерные различия очевидны; лекарства для лечения щитовидной железы и депрессии также ориентированы на женщин, и эти различия не могут быть полностью объяснены медицинскими причинами. Тем не менее антибиотики демонстрируют наибольшее несоответствие в назначении лекарств среди пациентов мужского и женского пола, поэтому женщины должны уделять особое внимание этим назначениям. Спросите о надлежащих обоснованиях, чтобы убедиться, что антибиотик необходим с медицинской точки зрения. Обычно говорят, что «антибиотик может не сработать, но не повредит». Учитывая все, что мы знаем об антибиотиках и их влиянии на микробиом, эта концепция нуждается в серьезном пересмотре для представителей обоих полов.

Взгляд в будущее

Открытие того, что мочевой пузырь не стерилен, полностью изменяет парадигму восприятия биологии мочевыводящих путей. Это новое знание может быть использовано для улучшения состояния здоровья мочевого пузыря, в том числе для лечения ИМП. Женщины в возрасте чаще болеют ИМП, но такие люди в целом больше страдают от проблем с мочевым пузырем, поскольку ослабление мышц затрудняет полное опорожнение мочевого пузыря. Когда моча остается в мочевом пузыре дольше, инфекции более вероятны.

Здоровье влагалища тесно связано с микробами, обитающими во влагалище. Способность модифицировать или вводить определенные вагинальные микробы дает многообещающие результаты при лечении вагинальных инфекций, а также способствует улучшению состояния влагалища во время менопаузы. Учитывая, что кишечный микробиом может модулировать уровни эстрогена после менопаузы, мы надеемся, что в будущем сможем облегчить симптомы менопаузы с помощью диетологических практик, включая потребление определенных пробиотиков, пребиотиков и ферментированных продуктов. Поскольку стенки влагалища представляют собой слизистую оболочку (являющуюся частью иммунной системы), существует предположение, что вагинальные микробы можно использовать в вакцинах или для изменения иммунных ответов.

Простые советы

• Не нужно спринцеваний. Внутренняя среда влагалища способна к самоочищению и отторжению ненужной жидкости и бактерий. Спринцевания вредят нормальным микробным сообществам влагалища и нарушают рН, что в конечном итоге приводит к раздражению и серьезным гинекологическим заболеваниям.

• Клюквенный коктейль. Если для вас привычна проблема ИМП, то можно начать принимать добавки с клюквой, чтобы предотвратить появление инфекций в будущем. Клюква блокирует способность микробных патогенов прикрепляться к клеткам-хозяевам. Употребление клюквы в пищу – это безопасная профилактическая мера, особенно по сравнению с перспективой хронического употребления антибиотиков.

• Гендерное неравенство и назначения врачей. Женщинам чаще, чем мужчинам, назначают антибиотики, то есть к ним применяется сексистское, гендерное медицинское обслуживание. В следующий раз, когда вам назначат антибиотики, спросите, действительно ли они вам нужны с учетом вашего заболевания и симптомов.

Глава 10. Микробы и онкология

В редакционной статье, появившейся в 2016 году в мартовском выпуске влиятельного медицинского журнала Lancet Oncology, было написано, что рак больше не считается таким страшным заболеванием, каким представлялся раньше. Медицинская реальность онкологии меняется, поскольку врачи и ученые начинают осознавать, что многие виды злокачественных опухолей теперь можно сдерживать в течение очень долгого времени, а некоторые даже поддаются лечению. Тем не менее слово «рак» все еще вызывает у большинства людей понятный прилив внутреннего холода. Диагноз «рак» ужасает и может нанести огромный урон физическому и психическому здоровью пациентов и их близких. После постановки диагноза продолжительность жизни может варьироваться от нескольких месяцев до десятилетий.

Рак – это не одно заболевание. Скорее, этот термин описывает более 100 заболеваний, при которых нормальные клетки выходят из-под контроля и разрастаются. Здоровые клетки делятся организованным образом, поэтому, когда они изнашиваются или повреждаются, их место занимают новые клетки. Однако, когда развивается рак, этот упорядоченный процесс нарушается. Клетки делятся непрерывно, образуя опухоли. Рак может возникнуть в любом отделе тела – в мозге, легких, молочной железе, толстой кишке, даже в крови. Некоторые виды рака растут и распространяются быстро, в то время как другие растут медленнее. Также они по-разному реагируют на лечение. Наиболее распространенными методами лечения являются хирургическое вмешательство, химиотерапия и облучение, которые могут давать значительные побочные эффекты. Но есть многообещающие новые способы лечения рака, такие как иммунотерапия и высокоточные методы медицины, в том числе секвенирование опухоли, которые предлагают наименьшее количество побочных эффектов. Только с ноября 2015 года по октябрь 2016 года FDA одобрило восемь новых методов лечения рака и разрешило для использования еще 12 видов онкологической терапии, одобренных ранее, в том числе первую жидкую биопсию, которая раскрывает новые возможности лечения рака.

Профилактика онкологических заболеваний улучшается с помощью таких методов, как отказ от табакокурения, здоровое питание, регулярная физическая активность, удаление асбеста из окружающей среды и защита от солнца. Профилактика стоит во главе угла, но многие факторы, которые невозможно контролировать, способствуют развитию рака. Каждый год 14 млн человек во всем мире узнают, что у них рак, и более 8 млн умирают от этой болезни. Необходимы новые разработки и достижения в области лечения рака для уменьшения глобальной угрозы, и микробы, похоже, готовы занять центральное место в борьбе с болезнью.

Изучая рак более 30 лет, доктор Шукат Дедхар – выдающийся ученый в отделе генетики Британского Колумбийского онкологического института в Ванкувере и профессор кафедры биохимии и молекулярной биологии в университете Британской Колумбии – видел взлеты и падения в этой области исследований. Когда он говорил с нами, то отметил, что ученые начинают понимать роль микробов как в развитии онкологических заболеваний, так и в их лечении. От них зависит намного больше, чем мы думали прежде. Доктор Дедхар узнал о микробиоме, когда выяснил, что микробы, а не стресс, вызывают язву желудка и рак (тема, которую мы подробно изучили в главе 6). «Это было удивительно, и все же не настолько, если как следует подумать. Мы видим влияние микробов повсюду». Его список микробных заболеваний включал язвенный колит (хроническое воспалительное заболевание кишечника, вызванное микробами, повышающим риск развития рака кишечника), рак толстой кишки, вирусы, связанные с раком печени, и многое другое.

Миф. Рак – это клеточная болезнь, поэтому микробы в ней не участвуют.

Факт. Микробы принимают участие в развитии некоторых видов рака. Они влияют на риск развития рака, появление иммунной реакции, которая вызывает рак и одновременно осуществляет контроль за ростом опухолей, прогрессированием заболевания и откликом на лечение.

Почему мы только сейчас приходим к этим знаниям? Развивающиеся технологии позволяют исследователям лучше «видеть» микробиом и его многочисленные взаимодействия с онкологическими заболеваниями.

Доктор Дедхар особенно интересовался наблюдением за микросредой опухолей: «Есть ли в опухолях бактерии, которые помогают им расти? Какую функцию они выполняют? Возможно, опухоль становится более агрессивной из-за помощи микробов? Пока ничего из этого не ясно». Тем не менее наука не стоит на месте. По последним данным, можно говорить о том, что рак ободочной кишки возникает из-за мутаций определенных генов (например, ZEB2), которые способствуют проникновению бактерий в опухоли. Антибактериальное лечение ингибирует рост опухоли. «И как раз эту тему, – говорит доктор Дедхар, – мне бы очень хотелось исследовать».

Микробные канцерогены

Приблизительно 20 % всех видов рака связано с микробными агентами. В главе 6 мы увидели, как бактерия Helicobacter pylori связана с раком желудка; она может вводить бактериальную молекулу в клетку-хозяина, которая активирует путь деления, и запускает деление клеток без остановки. Рак желчного пузыря также связан с инфекциями Salmonella typhi. Поскольку хроническое воспаление, вызываемое микробами, приводит к повреждению тканей, последующие мутации, возникающие во время восстановления, могут привести к раку как в желчном пузыре, так и в желудке. У модельных объектов Helicobacter hepaticus микроб, который вызывает воспаление кишечной ткани, вызывает увеличение опухолей молочной железы у нескольких мышей. Вероятно, это происходит из-за активации иммунной системы организма и воспаления.

Как мы увидим в главе 11, этот воспалительный ответ является одним из ключевых способов, посредством которого влияние микробов на развитие и функционирование иммунной системы тесно связано с раковыми заболеваниями. Защитные механизмы нашей иммунной системы обычно выявляют и пытаются контролировать опухоли с помощью процесса, известного как иммунологический надзор, своего рода системы сигнализации, которая защищает организм. Если сигнализация срабатывает, она вызывает ответ организма, а он, в свою очередь, останавливает нежелательных захватчиков. Если микробы делают нашу иммунную систему менее эффективной (представьте себе, что мощность периодически отключается от системы сигнализации), это может повлиять на скорость развития опухолей. Еще одна тактика, которую использует наша иммунная система для защиты организма от вторжения микробов, – воспаление. Сигнал тревоги, провоспалительный ответ может предшествовать формированию опухоли, поскольку сработавшая сигнализация приводит к дальнейшему повреждению клеток и их неисправности.

Пока сигнал тревоги усиливается, воспалительное состояние организма повышает риск развития рака.

До настоящего времени Международное агентство по исследованию рака определило в общей сложности десять микробов как канцерогенных для человека; на самом деле это невероятно малая часть от оцененных триллионов микробов, найденных на Земле. Большинство из этих вызывающих рак микроорганизмов представляют собой вирусы, в том числе вирус гепатита С (приводит к раку печени), вирус папилломы человека (рак шейки матки) и вирус Эпштейна-Барр, который был первым вирусом, вызвавшим целый ряд разнообразных видов рака.

Быстро развивающиеся знания о роли микробиома в организме в целом также предполагают дальнейшие развитие гипотезы микробиологического происхождения рака. Например, многочисленные факторы риска развития рака, включая ожирение, сердечно-сосудистые заболевания, диабет второго типа и возраст, обладают связями с микробами. Существует даже предложенная «гигиеническая гипотеза рака» основанная на более общей гигиенической гипотезе, в которой рост некоторых видов опухолей связан с современным образом жизни в безмикробной, стерильной среде, а также с потреблением облученной и обработанной пищи.

Мы также ощущаем на себе риски и выгоды множества различных молекул, которые микробы производят и выделяют в организм. Часть из них может влиять на развитие рака. Например, некоторые кишечные микробы расщепляют пищевые волокна и образуют бутират, пропионат и ацетат – короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК). Эти молекулы могут подавлять воспаление, что, в свою очередь, снижает заболеваемость раком, но другие микробные метаболиты могут, наоборот, способствовать канцерогенезу. К ним относятся желчные кислоты, газ сероводород и модифицированные стероидные гормоны. Узнав больше о наличии любой из этих молекул, можно вооружится мощным оружием для войны против рака.

Токсины Коли

Использование микробов в лечении рака восходит к концу XIX века, когда американский врач Вильям Коли начал лечить различные опухоли смесью двух убитых теплом бактерий: Streptococcus pyogenes и Serratia marcescens. Этот коктейль, получивший название «токсины Коли», вводили локально в опухоль. Процедура вызывала значительное воспаление, которое могло помочь иммунной системе в борьбе с опухолями. Метод применялся с 1893 по 1963 год в Соединенных Штатах и до 1990 года в Германии. Однако результаты были неоднозначными, и поэтому лечение было решено прекратить. Клинические испытания не были окончательными, и научные данные не подтвердили репутацию этого лечения.

Однако эксперимент не исчез полностью, поскольку концепция токсинов Коли стоит за нынешним лечением рака мочевого пузыря. Bacillus Calmette Guérin (BCG) является штаммом Mycobacterium bovis (M. Bovis), который тесно связан с Mycobacterium tuberculosis. Поскольку M. Bovis является родственником туберкулезной бактерии, но не вызывает туберкулеза, он широко используется в качестве живой ослабленной (причудливое название для ослабленного, но живого микроба) вакцины против туберкулеза. M. Bovis является единственным одобренным FDA методом лечения рака мочевого пузыря. Живые микробы вводят в мочевой пузырь после операции. Здесь они, предположительно, вызывают сильный воспалительный ответ, который помогает предотвратить повторное возникновение опухолей. Метод устраняет рак у 70 % пациентов.

Страх перед новообразованиями

Каждый октябрь можно заметить, что на пиджаках появляются розовые ленты, профессиональные спортсмены надевают розовые туфли, а здания освещаются розовым светом. Месяц повышения осведомленности о раке молочной железы призван привлечь внимание населения к заболеванию и собрать средства на исследования, профилактику и лечение. Рак молочной железы поражает каждую восьмую женщину в Соединенных Штатах и является второй по значимости причиной смерти от рака у женщин после заболевания легких. Мужчин это тоже касается: каждый год рак молочной железы диагностируется чуть более чем у 2 тыс. мужчин. Их уровень смертности несколько выше, чем у женщин, возможно, потому что осведомленность среди них ниже, и они с меньшей вероятностью предполагают, что обнаруженная опухоль является раком молочной железы. В целом только в Соединенных Штатах рак молочной железы является причиной 40 тыс. смертей в год. Для обоих полов рекомендовано проводить самообследование молочных желез, чтобы проверить наличие каких-либо стойких уплотнений или изменений в ткани молочной железы.

Некоторые факторы риска развития рака молочной железы не могут быть изменены, включая пол, возраст и генетику. Но изменения в образе жизни могут повлиять на другие факторы, такие как избыточный вес, недостаток физических упражнений, неправильное питание и курение. Как и при многих заболеваниях, риск развития рака молочной железы увеличивается с возрастом. Примерно два из трех случаев инвазивного рака молочной железы случаются у женщин в возрасте от 55 лет и старше. Высокий уровень эстрогена является фактором риска, особенно для нынешних или бывших пользователей ЗГТ. Гормональное лечение менопаузы, как правило, использует комбинацию эстрогена и прогестерона, что увеличивает риск появления рака молочной железы, даже когда терапия длится короткий период времени. Чисто эстрогенная ЗГТ повышает риск развития рака молочной железы, но только при использовании более десяти лет. Чисто эстрогенная ЗГТ также может увеличить риск рака яичников. Учитывая эти риски, ЗГТ обычно назначают только тогда, когда у женщин наблюдаются тяжелые симптомы менопаузы, которые значительно снижают качество жизни.

Учитывая связь между кишечным микробиомом и уровнем эстрогена, которая обсуждалась в предыдущей главе, существуют ли связи между микробиомом и раком молочной железы? Может быть. В предварительном исследовании у 48 женщин в постменопаузе с раком молочной железы наблюдался измененный микробиом кишечника. У них уменьшилось микробное разнообразие и сменился состав микроорганизмов по сравнению с контрольной группой здоровых субъектов, кроме того, сильно повысился уровень эстрогена. Есть также несколько эпидемиологических исследований, показывающих, что потребление кисломолочных продуктов (например, кефира или йогурта) связано с уменьшением риска рака молочной железы, хотя ученые не установили, происходит ли это улучшение через микробиом кишечника и ферменты, которые он кодирует. Требуется больше научных исследований, чтобы определить, производит ли микробиом прямой причинный эффект на риск возникновения рака молочной железы. Возможно, корреляция существует, поскольку снижение микробного разнообразия соотносится с развитием ожирения, резистентностью к инсулину и другими факторами риска, связанными с раком молочной железы.

Антибиотики, особенно ампициллин, который используется для лечения различных видов бактериальных инфекций, в том числе ушных, мочевого пузыря и пневмонии, уничтожают кишечные микробы, которые вызывают активность ферментов, деконъюгирующих (растворяющих) эстроген. Это означает более низкий уровень эстрогена в крови и более высокий уровень конъюгированных эстрогенов в кале. Также появляется все больше доказательств того, что дисбиоз, связанный с широким применением антибиотиков (включая обычно используемые тетрациклин и сульфаниламид), коррелирует с карциномой молочной железы.

Означает ли это, что мы должны избегать приема антибиотиков за исключением случаев, когда это необходимо с медицинской точки зрения, чтобы защитить себя от рака молочной железы? Может быть. Но в настоящее время нет данных, свидетельствующих о том, что минимизация воздействия антибиотиков могла бы напрямую защитить от этого конкретного заболевания. В большом североамериканском исследовании, где приняли участие около 10 тыс. женщин, усиленное применение антибиотиков увеличило риск развития рака молочной железы. Все классы антибиотиков были связаны с повышенным риском заболевания. Другие исследователи обнаружили более высокий риск рака молочной железы, связанный с использованием антибиотиков. Индуцированные антибиотиками изменения в микробиоме могут повлиять на метаболизм половых гормонов, таких как эстрогены, и, в свою очередь, на риск рака молочной железы. Общее мнение заключается в том, что существует небольшой рост риска в связи с антибиотиками, но их использование стало настолько обыденным, что трудно доказать здесь четкую связь.

Употребление алкоголя также увеличивает риск рака молочной железы, особенно у женщин в постменопаузе. Опять же, кишечный микробиом может принимать участие в этом процессе. У людей с хронической привязанностью к алкоголю всегда можно найти существенные изменения в микробиоме кишечника, в том числе появление микробов толстой кишки в тонкой кишке, состояние, называемое синдромом избыточного бактериального роста, или СИБР. Избыток бактерий в тонкой кишке часто становится причиной хронической диареи и мальабсорбции, и пациенты с СИБР также могут страдать от потери веса, дефицита питательных веществ и остеопороза. СИБР также встречается у животных-моделей алкогольного заболевания печени. Как «алкогольный» микробиом изменяется по отношению к эстрогену и раку груди, пока не ясно, хотя несколько метаболитов, связанных с производством эстрогена, изменяются у лабораторных животных-моделей. Если у людей происходят такие же процессы, то значит, здесь можно говорить о повышении предрасположенности к раку груди.

Удалось сделать новое удивительное открытие: существует микробиом ткани молочной железы с разнообразием, не уступающим микрофлоре кишечника. Исследователи наблюдали различия в микробиоме молочной железы у пациентов с раком молочной железы по сравнению с контрольной группой без этого заболевания. Несколько небольших исследований показывают, что микробиом молочной железы у пациентов с раком молочной железы, а также у контрольных субъектов отличается от близлежащих здоровых тканей. В небольшом исследовании при участии 40 женщин (у 20 из которых был рак молочной железы) особая микробиота была дифференциально обогащена опухолевой тканью молочной железы и нормальной тканью. Это означает, что ученые наблюдали снижение нагрузки ДНК бактерий (то есть меньшее количество микробов) в опухолевой ткани, а в здоровых тканях молочной железы микробов было больше.

Еще сильнее усложняет эту новую область другое недавнее исследование при участии 70 женщин, у которых был рак молочной железы (была также собрана нормальная смежная ткань), и здоровых участниц, оно предоставило совершенно иную картину. Это исследование показало, что микробиомы из биоптатов рака и нормальной соседней ткани не отличались, но по сравнению со здоровой контрольной тканью молочной железы оба образца имели отличия. Другими словами, похоже, что профиль микробиома не специфичен для опухолей, но общий профиль для здоровой и раковой ткани молочной железы отличается у индивидуума с раком молочной железы по сравнению со здоровыми контрольными образцами. Женщины с раком молочной железы имели повышенный уровень энтеробактерий (в том числе кишечной палочки) и стафилококка. Используя культивируемые клетки человека в лаборатории, исследователи также показали, что эти микробы усиливают разрывы двухцепочечной ДНК. Процесс связан с ускорением образования опухоли, но это пока лишь предварительное лабораторное наблюдение. Хотя не было обнаружено никаких различий, основанных на менопаузальном статусе, один интересный вывод заключается в том, что у больных раком молочной железы в изобилии обнаруживались бактерии, кодирующие бета-глюкуронидазу, которые, как мы видели, повышают уровень эстрогена.

Подводя итог, безусловно, стоит отметить, что существуют различия в микробиоме молочной железы у женщин с раком молочной железы и здоровых женщин из контрольной группы. Но мы еще не на той стадии исследований, чтобы использовать микробиом в качестве инструмента для выявления, профилактики или лечения этого заболевания. В ближайшие несколько лет мы ожидаем начала интенсивной работы в захватывающей новой области изучения рака молочной железы.

Антибиотики и рак

Часть аргументов в пользу «гигиенической гипотезы рака» связана с ролью антибиотиков при онкологии, поскольку некоторые исследования показывают, что дисбиоз, вызванный антибиотиками, может со временем влиять на уровень заболеваемости раком. Например, в когортном исследовании в Финляндии наблюдались люди, которые практически не принимали антибиотики (назначений от нуля до одного) по сравнению с теми, у кого было шесть или более назначений. Они обнаружили, что у заядлых потребителей антибиотиков риск развития рака толстой кишки увеличился на 15 % в течение девяти лет наблюдения. Аналогичным образом, большое исследование колоректальной аденомы (предшественника колоректального рака) у медсестер показало, что длительное применение антибиотиков, начинающееся в раннем и среднем возрасте, было связано с повышенным риском развития колоректальной аденокарциномы после 60 лет. Интересно, что за последние четыре года использование антибиотиков не увеличило заболеваемость, хотя это имеет смысл, учитывая, что для развития рака толстой кишки часто требуется десяток лет.

Есть также подозрения, что воздействие антибиотиков может повлиять на развитие других видов рака. Эпидемиологические данные в большом исследовании, в котором участвовало более 600 тыс. человек, показали, что воздействие антибиотиков может увеличить частоту рака легких, простаты и мочевого пузыря. Эти результаты подчеркивают необходимость с осторожностью принимать решения о том, следует ли пить антибиотики. Хотя они очень эффективны при лечении бактериальных инфекций, антибиотики могут иметь долгосрочные последствия, приводящие к онкологическим заболеваниям. Наука, связывающая использование антибиотиков с онкологией, все еще находится в зачаточном состоянии, и мы еще не до конца понимаем ее механизмы, но они, безусловно, основаны на активности микроорганизмов.

Колоректальный рак

Если учитывать многочисленные взаимодействия между кишечными микробами и кишечником, неудивительно, что существуют связи между кишечными микробами и колоректальным раком (КРР), который часто называют раком толстой кишки. Он является третьим наиболее смертельным видом рака среди мужчин и женщин во всем мире. Приблизительно у 140 000 человек диагностируется рак толстой кишки, и более 50 000 человек заболевают ежегодно. В промышленно развитых странах риск развития КРР в течение всей жизни составляет 5 %, но число случаев возрастает среди людей в возрасте до 50 лет – группы, которая редко проходит скрининг на это заболевание. Некоторые эксперты прогнозируют, что уровень заболеваемости раком толстой кишки среди людей в возрасте 20–34 лет вырастет на 90 % к 2030 году.

Миф. Не нужно проверяться на рак толстой кишки, если регулярно ходишь в туалет и хорошо себя чувствуешь.

Факт. Рак толстой кишки – это тихий убийца, и часто он не сопровождается симптомами. Начиная с 50 лет и даже раньше для тех, у кого в семье есть онкологические больные, всем необходимо проходить колоноскопию и проверяться на рак ободочной кишки. Чем раньше болезнь будет обнаружена, тем выше шанс на успешное лечение и сохранение жизни.

Приблизительно треть случаев КРР связана с генетикой или семейным анамнезом. Пока не ясно, с чем связаны оставшиеся две трети случаев, но, как мы вскоре увидим, долгосрочные эффекты диеты и микробы способствуют развитию заболевания. В действительности рак толстой кишки можно предотвратить и вылечить – вероятность его излечения составляет более 90 % при ранней диагностике. Для развития КРР может потребоваться от 10 до 40 лет, отчасти потому, что генетические мутации в толстой кишке накапливаются с течением времени, что может привести к аномальному раковому делению клеток. Происходящее в результате этого разрастание кишечных клеток образует аденому – полип – или небольшой рост ткани, обычно доброкачественный. Но в некоторых случаях рак может начаться в аденоме. В качестве профилактической меры для поиска и удаления более крупных и подозрительных аденом применяется колоноскопия.

Запущенный колоректальный рак – смертельное заболевание, которое уносит множество жизней. Поэтому мы подчеркиваем важность своевременной колоноскопии, особенно после 50 лет. Несколько дней придется потерпеть, зато они спасут вам жизнь.

Помимо проактивного скрининга полипов существует множество факторов риска для КРР, которые поддаются контролю, но есть и те, которые контролировать не получается. Вы не сможете повлиять на риск заболевания, когда речь идет о старости, наличии в анамнезе колоректальных полипов, воспалительных заболеваниях кишечника и/или наличии аденом. В этой связи очень важно сосредоточивать внимания на факторах, которые мы можем контролировать, таких как избыточный вес или ожирение, малоподвижность, курение и интенсивное употребление алкоголя – все эти риски можно уменьшить, отказавшись от прежнего образа жизни. Диеты с высоким содержанием жиров, красного мяса и обработанных мясных продуктов повышают риск развития колоректального рака, в то время как богатый клетчаткой рацион защищает от болезни. Здесь на сцену выходят микробы. Как мы узнали из главы 8, и в красном мясе, и в обработанном мясе содержатся белки и другие молекулы, которые кишечные бактерии могут модифицировать, образуя соединения, вредные для слизистой оболочки кишечника. Они запускают мутации в клетках, и они могут привести к полипам, а в конечном итоге – к колоректальному раку. Питание насыщенными жирами может увеличить выработку желчных кислот. Хотя желчная кислота помогает растворять и расщеплять эти жиры, она также является весьма разрушительным моющим средством. Кишечные микробы сильно влияют на метаболизм желчных кислот и модифицируют их с образованием нескольких других соединений, которые могут способствовать клеточным мутациям, вызывающим колоректальный рак.

Многие иммуномикробные связи играют особую роль в развитии КРР. Дисбактериоз увеличивает количество воспалительных микробов, что, в свою очередь, вызывает воспаление и последующий КРР. У моделей-мышей, лишенных врожденных иммунных путей, которые являются ключом к воспалению, наблюдается устойчивость к КРР. Продолжаются дебаты относительно того, несут ли ответственность определенные микробы за возникновение КРР. Одним из микробов, которому уделяется много внимания, является Fusobacterium nucleatum (F. Nucleatum) – распространенный микроб полости рта и слабовыраженный компонент кишечной микробиоты, который может вызывать воспалительный ответ. Изучая микробную композицию аденом и тканей ободочной кишки, ученые обнаружили высокую численность F. Nucleatum в колоректальных аденомах (полипах) и хронических опухолях по сравнению с нормальной тканью ободочной кишки того же пациента. Когда этим микробом прививают стерильных мышей, чувствительных к опухолям, опухоли увеличиваются. F. Nucleatum является инвазивным; это означает, что он может сильно прилипать к клеткам-хозяевам и даже проникать в них. Кроме того, нежелательный микроб имеет белок клеточной поверхности (FadA), который способен связываться с клеточным рецептором и приказывать клетке бесконтрольно размножаться. Требуется больше исследований, чтобы лучше понять эти механизмы и то, как управлять F. Nucleatum, который на самом деле может быть «биомаркером» для КРР. Его мы можем измерять, чтобы уменьшить частоту возникновения опухолей или даже предотвратить прогрессирование опухоли у пациентов с повышенным риском КРР.

Миф. Любой пациент с онкологией должен начинать немедленное лечение.

Факт. Не обязательно. В некоторых обстоятельствах – если рак обнаружен на начальной стадии, если опухоль растет медленно или если лечение принесет больше дискомфорта, чем болезнь, – врач может порекомендовать активный надзор, то есть процесс пристального наблюдения за раком. Лечение начинается, если рак показывает признаки роста или появляются сопутствующие симптомы. Лечение подвергает пациента риску инфекций, что весьма опасно в условиях всеобщей резистентности к антибиотикам.

Есть и другие специфические микробы, связанные с КРР, но данные, полученные на людях, пока не очень убедительны. Мы должны относиться к открытиям критически и вдумчиво и ждать исследований, подтверждающих результаты, прежде чем заявлять о причинно-следственной связи. Помните, что, если тот или иной микроб связан с опухолями (или с любым другим заболеванием), это еще не означает, что он вызывает их; возможно, среда опухоли просто способствует росту этого конкретного микроба. Другая проблема с изучением КРР состоит в том, что эти опухоли чрезвычайно медленно растут. Микроб, который вызвал рост образования, вполне мог уже давно покинуть тело к моменту обнаружения опухоли. Ученым еще предстоит пройти долгий путь для установления причинно-следственных связей между конкретными микробами и распространенностью КРР, но мы добьемся устойчивого прогресса.

Рак и инфекции, устойчивые к действию антибиотиков

Инфекции представляют собой серьезную и опасную для жизни побочную проблему для всех онкологических больных, учитывая, что рак и методы его лечения препятствуют работе иммунной системы в полную силу. Некоторые патогены, вызывающие инфекции, устойчивы ко многим антибиотикам, что делает лечение чрезвычайно сложным. Мы использовали одни и те же лекарства так смело и так долго, что инфекционные организмы адаптировались к ним и теперь часто устойчивы к традиционным антибиотикам. Поэтому потребность в новых решениях чрезвычайно возросла.

Хотя исследование находится в зачаточном состоянии, уже можно говорить о том, что изменение микробиома может помочь противостоять инфекциям, резистентным к антибиотикам. Хорошо известно, что здоровый микробиом может блокировать патогенные микроорганизмы, конкурируя с ними за питательные вещества и места для колонизации. Пациенты, проходящие лечение любого типа, могут направить усилия на поддержание здорового микробиома и стимулирование полезной внутренней среды. Они должны заботиться о здоровой, разнообразной микробиоте с помощью диеты, включающей такие продукты, как кефир и биологически активные йогурты; ферментированные растительные продукты (например, темпе, мисо, квашеная капуста); фрукты и листовая зелень.

Здоровый микробиом улучшает кишечный барьер, уменьшая его проницаемость, что дополнительно предотвращает попадание нежелательных микробов или их молекул в организм, особенно в кровоток. Интересно, что пациенты, подвергающиеся пересадке стволовых клеток, колонизированных определенными микробами, были защищены от последующей инфекции устойчивым к ванкомицину энтерококком (VRE). Ежегодно VRE несет ответственность за 20 000 инфекций и 1300 смертей. Энтерококки вызывают целый ряд заболеваний, включая инфекции кровотока, инфекции в местах хирургического вмешательства и инфекции мочевыводящих путей. Для их лечения почти не осталось антибиотиков, так как эти бактерии продолжают «хитрить» и обходят действие нашего текущего запаса лекарств. Вот почему открытие микробного способа защиты привлекает такое внимание. Потенциал для спасения жизней огромен, и мы надеемся, что в будущем мы станем использовать микробиом для снижения риска инфекций у онкологических больных.

Трансплантация стволовых клеток

Глубоко в костном мозге есть стволовые клетки, которые являются клетками-предшественниками, образующими все клетки нашей крови. Иногда раковые клетки, которые возникают в костном мозге, приводят к раку крови и костного мозга (например, множественной миеломе и лейкемии). Для лечения этих видов рака весь костный мозг пациента разрушается химиотерапией или облучением. Полученные из крови стволовые клетки от родственного донора, например родного брата, трансплантируют пациенту, они локализуются в костном мозге и «перезагружают» производство нормальной крови и иммунных клеток. Эта методика называется трансплантацией аллогенных гемопоэтических стволовых клеток (алло-ТГСК). Этот метод все еще чреват такими осложнениями, как инфекции и болезнь «трансплантат против хозяина» (БТПХ), когда иммунные клетки донора по ошибке атакуют организм реципиента. Состояние может варьироваться от умеренно до смертельно опасного. И чем старше человек, тем выше риск развития БТПХ.

Несколько недавних сообщений предполагают, что микробиота может влиять на результат пересадки костного мозга до и после процедуры. Дисбактериоз перед трансплантацией связывают с повышенным риском инфекций, БТПХ и снижением общей выживаемости. В исследовании 80 реципиентов низкое бактериальное разнообразие также было связано со значительно худшими итогами трансплантации. Это говорит о том, что надежный микробиом важен для предотвращения осложнений. В недавнем очень любопытном клиническом пилотном исследовании успешно использовались фекальные трансплантации для лечения БТПХ после трансплантации. Ученые сделали важный и неожиданный шаг вперед в этой области, а также открыли новаторский путь к более эффективному лечению рака.

Повышенная смертность от БТПХ также связана с применением антибиотиков широкого спектра, которое часто следует за трансплантацией костного мозга и уменьшает микробное разнообразие. Поскольку в результате этой процедуры иммунная система пациентов разрушается, они подвергаются высокому риску заражения, и им необходимо полагаться на сильные антибиотики для борьбы с инфекцией. Важно разорвать бесконечный круг зависимости от антибиотиков, а восстановить иммунную систему с помощью современных методов помогут микробы. Кроме того, позже они помогут облегчить проблемную зависимость от антибиотиков. В ретроспективном исследовании 541 микробиома от индивидуумов с трансплантацией алло-ТГСК нашелся конкретный микроб, Eubacterium limosum, который был связан со сниженным риском рецидива и прогрессирования заболевания. Интересно, что этот микроб также широко распространен у долгожителей. Существует огромный потенциал практического применения этих знаний в медицине. Возможно, мы сможем лучше прогнозировать клинические исходы на основе состава микробиома отдельных пациентов. Кроме того, мы научимся восполнять микробиом после трансплантации, чтобы снимать воспаление кишечника и улучшать состояние здоровья.

Терапия рака и микробы

Помимо хирургического удаления традиционные методы лечения рака включают лучевую терапию и химиотерапию, в которых используют токсичные химические вещества и которые работают преимущественно, убивая быстрорастущие раковые клетки. Учитывая токсичность этих методов лечения, неудивительно, что они оба значительно уменьшают микробное разнообразие.

Одним из многообещающих потенциальных новых решений этой проблемы является использование нашей микробиоты для прогнозирования успеха химиотерапии. Микробы могут влиять на биодоступность химиотерапевтических агентов, воздействуя либо на метаболизм препарата, либо на его прием. В исследованиях на животных с использованием химиотерапии подкожные опухоли не реагировали на химиотерапию после лечения антибиотиками. Циклофосфамид, обычный химиотерапевтический агент, требовал здоровой кишечной микробиоты для достижения эффективности. Исследования показали, что микробиота необходима для усиления активности иммунной системы. Мы уже неоднократно возвращались к тому, что сильная иммунная система нужна для контроля роста опухоли, и микробы могут влиять на иммунный ответ. Придется предпринять дальнейшие исследования при участии людей, чтобы подтвердить эти открытия.

Что больше всего взволновало весь онкологический мир, так это потенциал микробиома не только прогнозировать, но и улучшать результаты иммунотерапии. Чтобы объяснить это, нам нужно сделать пару шагов назад. Иммунотерапия рака работает, блокируя ингибиторы контрольной точки – пути, которые тормозят иммунную систему. Это существенно укрепляет естественные защитные силы организма для борьбы с раком путем освобождения иммунной системы. Иммунотерапия улучшает или восстанавливает функцию иммунной системы, чтобы остановить или замедлить рост раковых клеток, а также препятствовать распространению рака на другие части тела. Существует несколько видов терапии, включая моноклональные антитела, неспецифическую иммунотерапию, онколитическую вирусную терапию, Т-клеточную терапию и противораковые вакцины. Иммунная терапия относительно нова и часто используется после того, как традиционные методы лучевой или химиотерапии потерпели неудачу. Лечение в некоторых случаях работает, а в некоторых нет.

Две публикации, появившиеся в конце 2015 года, изменили всю область иммунотерапии и выдвинули на первый план роль микробов в традиционных методах лечения рака, показав, что микробы могут влиять на результаты терапии. В первой статье доктор Томас Гаевски возглавил группу исследователей в Чикагском университете. Они задали довольно простой вопрос: изменит ли манипуляция с микробным составом эффективность иммунотерапии? Его команда искала ответ на этот вопрос на примере иммунотерапии, которая использует моноклональное антитело против PDL1 в качестве ингибитора контрольной точки. PDL1 ограничивает выработку специфических иммунных клеток (CD8 + T-клеток), которые активно ищут и уничтожают опухоли. Команда доктора Гаевского начала с изучения противоопухолевого эффекта у лабораторных мышей, которых разводили в двух разных клетках. Этих мышей специально населили различной кишечной микробиотой. Затем ученые имплантировали опухоли меланомы мышам. Они обнаружили различные реакции: опухоли у мышей одного выводка росли менее агрессивно, чем у представителей другого. Был обнаружен более сильный Т-клеточный ответ у мышей с более медленным ростом опухоли. Эти эксперименты показали, что разные микробиоты по-разному влияют на ответы Т-клеток и, что важно, влияют на скорость роста опухоли. Чтобы подтвердить этот результат, исследователи поселили мышей вместе, что позволило смешивать микробиоту из-за общего контакта и того факта, что мыши едят экскременты друг друга – самостоятельно проводят ТФМ! После обмена микробами у двух выводков мышей больше не было выявленных различий роста опухолей. Таким же образом, когда фекалии намеренно переносят от одной мыши к другой, с ними переносятся и противоопухолевые, и Т-клетки. При объединении фекального переноса и иммунотерапии у более восприимчивых животных наблюдался еще больший контроль за ростом опухоли. Это говорит о том, что микробиом может играть центральную роль в иммунотерапии рака.

Открытие вызвало еще один вопрос: какие конкретные микробы оказывают специальное воздействие на иммунотерапию? Секвенируя кишечную микробиоту, исследователи обнаружили, что Bifidobacterium были связаны с противоопухолевыми иммунными реакциями. Когда они добавили коктейль из этих микробов восприимчивым животным, получилось передать способность контролировать опухоли у чувствительных мышей в той же степени, какая была достигнута при трансплантации кала. Что действительно удивляло, так это то, когда ученые скармливали смесь Bifidobacterium мышам-мутантам, у которых не было CD8 + Т-клеток, они не могли контролировать опухоли. Это означало, что для контроля необходимы как CD8 + Т-клетки, так и эти микробы. Кроме того, если исследователи умерщвляли бактерии перед тем, как дать их мышам, эффекта не наблюдалось. Следовательно, для воздействия необходимы живые бактерии.

Второе исследование, проведенное доктором Лоуренсом Цитвогелем во Франции, предлагает дополнительные доказательства, но с участием других «игроков». Его команда использовала лабораторных мышей с различными саркомами, меланомами или колоректальными опухолями, чтобы исследовать эффект иммунотерапии другого ингибитора контрольной точки – анти-CTLA-4. Эта иммунотерапия одобрена для лечения пациентов с метастатической меланомой (рак кожи). Команда доктора Цитвогеля обнаружила, что ни стерильные животные, ни животные на антибиотиках не реагировали на терапию анти-CTLA-4, а мыши с нормальной микробиотой реагировали хорошо. Исследователи также обнаружили, что после добавления Bacteroides fragilis (B. Fragilis) стерильным животным и животным, получающим антибиотики, эффективность иммунотерапии восстанавливалась; этот эффект был опосредован Т-клетками. В другом эксперименте, в ходе которого изучались кишечные микробиомы 25 пациентов с раком кожи, исследователи обнаружили, что фекальный перенос на стерильных мышей от пациентов, которые содержали B. Fragilis, приводил к восстановлению у анти-CTLA-4 противоопухолевой активности.

Еще две работы были опубликованы в конце 2017 года в журнале Science: наблюдаемые у животных-моделей концепции сработали и у людей. Продолжая работу над своим открытием, группа Цитвогеля доказала, что резистентность к ингибиторам иммунных контрольных точек проистекает из микробиома и что антибиотики блокируют эффективность ингибиторов PD1. Они также доказали, что при переносе мышам фекалий от больных раком с реакцией и без реакции, реакция на ингибиторы контрольной точки (или ее отсутствие) может передаваться с фекальным микробиомом. Группа также проанализировала содержание микробиома у больных раком и обнаружила положительную корреляцию с Akkermansia muciniphila. Они даже подмешивали этот микроб в фекалии больных без реакции, вводили мышам, и те демонстрировали реакцию на PD1 иммунную терапию. В другой статье группы доктора Дженнифер Варго были проанализированы микробиомы кишечника 112 пациентов с меланомой. Исследователи обнаружили, что микробиом отвечающих на лечение анти-PD1 был разнообразнее и в нем насчитывалось множество микроорганизмов Ruminococcaceae. Исследователи выяснили, что положительный ответ на ингибиторы контрольных точек может передаваться мышам просто путем фекального переноса.

В совокупности эти результаты дали толчок новым исследованиям и вызвали необходимость переосмысления лечения рака. Многие научные группы сегодня изучают эти концепции, и в настоящее время проводят дополнительные клинические испытания. Хотя нам необходимо лучше узнать, какие именно микробы участвуют в развитии онкологии и каким образом они функционируют, многие уже считают, что очень скоро пациенты, проходящие курс иммунотерапии, сначала будут сдавать микробиотический анализ. Тем пациентам, у кого отсутствуют определенные микробы, потребуется изменение микробиоты для усиления эффекта лечения. Вскоре медицина сделает огромный шаг вперед в поисках более эффективной профилактики и методов лечения рака.

Простые советы

• Укрепите защитный барьер. Здоровый микробиом блокирует патогены и потенциально улучшает результаты лечения рака. Поддерживайте здоровую микробиоту с помощью разнообразных свежих, цельных и ферментированных продуктов.

• Попробуйте начать пить биодобавки с пробиотиками, особенно если если в данный момент вы проходите курс лечения.

• Проверяйтесь. Рак ободочной кишки можно предотвратить, и он хорошо поддается лечению на ранней стадии. Начиная с 50 лет, каждый человек должен регулярно проходить колоноскопию и проверять себя на наличие образований в ободочной кишке. Начинайте проверяться пораньше, если кто-то из ваших родственников болел раком.

• Сопротивляйтесь супермикробам. Учитывая то, что сильные антибиотики повышают риск развития рака и появления инфекций, принимайте антибиотики только тогда, когда они действительно необходимы, и только по схеме. Не пропускайте прием препарата, доводите курс до конца, даже если вы уже чувствуете себя лучше, иначе у вас повысится шанс на возникновение резистентности к антибиотикам, что в дальнейшем потребует дополнительного лечения. Не передавайте другим оставшиеся таблетки и не допивайте их сами. Приведите в порядок иммунную систему после курса антибактериальной терапии с помощью пищи, богатой пробиотиками и пребиотиками.

Глава 11. Решительная борьба микробов: иммунная система

Каждую секунду своей жизни мы подвергаемся нападениям. Триллионы бактерий, вирусов и грибов стараются превратить наше тело в свой дом. В ответ на эти угрозы мы создали сложную армию, состоящую из часовых, стражи, солдат, разведки, орудий, фабрик и систем коммуникаций, которая называется иммунитетом. Иммунная система как превосходно настроенная боевая машина защищает от опасностей внешнего мира, смертельных патогенов, «прочесывает» организм в поисках опухолей и запоминает прошлые опасные эпизоды и даже те, что произошли десятки лет назад. Иммунитет – наш персональный телохранитель: он всегда готов защитить от инфекций и снова бросается в бой, завидев новую опасность.

Но как эта система работает? Представьте, что вы гуляете в лесу прекрасным летним днем, поднялись на деревянный мост через ручей и вдруг наступили на ржавый гвоздь. Первая линия защиты иммунной системы – кожа – испытала повреждение. Оказавшиеся поблизости бактерии не упускают возможности попасть в ваше тело через открытую рану. Там, в теплой и влажной среде, они размножаются и пока не привлекают к себе внимания. Сигнал тревоги еще не сработал. Но когда бактерий становится слишком много, они начинают атаковать. Иммунная система приходит в действие и старается остановить их как можно скорее.

Клетки-часовые, которые называются макрофагами, первыми вступают в схватку. Эти клетки патрулируют и защищают каждый уголок тела. В большинстве случаев макрофаги в состоянии самостоятельно подавить атаку, поглощая и переваривая неприятеля (убивая патогены). Кроме того, они призывают на помощь прямо на поле боя другие клетки иммунной системы из кровеносных сосудов и молекулы, способные бороться с инфекциями. Этот процесс мы называем воспалением, он характеризуется покраснением, отечностью, раздражением, болью и в некоторых случаях – повышением температуры. Вся иммунная армия наносит скоординированный удар по инородным объектам, стабилизирует состояние тела и препятствует развитию заболевания. Однако защитная система срабатывает не только при травме на прогулке. Иммунная система постоянно находится на одной волне с окружающей обстановкой как при телесных повреждениях, так и без них. Она подстраивает интенсивность воспалительного процесса в зависимости от объема внешней угрозы и от вероятности успешного уничтожения «вражеских захватчиков».

Так как микробы являются ключевым компонентом внешнего воздействия, они очень тесно связаны с иммунной системой и ее функциями. Первое взаимодействие иммунной системы с микробами происходит в самом начале жизни – в момент вашего рождения. Вагинальные и фекальные микробы матери, с которыми ребенок взаимодействует в момент появления на свет, дают старт работе иммунной системы, а в первые несколько месяцев контактов с микробиомом матери происходит формирование иммунитета. В это время закладывается основа, определяющая вероятность того, будет ли человек в последующие годы страдать от аллергии, астмы или экземы. Микробы и иммунная система постоянно ведут напряженную борьбу в течение всей жизни человека. Как же нам удается одновременно препятствовать попаданию микробных патогенов в организм и уживаться с триллионами безвредных и даже полезных микроорганизмов в кишечнике, ротовой полости и на коже? В этой главе мы узнаем, как тело умудряется поддерживать баланс и какое воздействие микробы оказывают на иммунную систему – полезное и разрушительное.

Памятка по иммунологии

Беседа об иммунной системе состоит из множества понятий. Здесь мы вывели несколько наиболее часто употребляемых терминов, встречающихся в этой главе.

• Антитела – защитные белки, также называемые иммуноглобулинами, которые производит иммунная система в ответ на появление инородных субстанций, например патогенных микробов (антигенов). Антитела прицепляются к антигенам, чтобы вывести их из организма.

• Антиген – любое вещество, генетически не родственное организму, которое стимулирует иммунный ответ. Антигены бывают самыми разными, от цветочной пыльцы до инфекционных микробов. За антигенами охотятся антитела.

• В-клетки – также известны как В-лимфоциты – тип белых кровяных телец. Они помогают адаптивной (приобретенной. – Прим. науч. ред) иммунной системе, связываясь с определенным антигеном, против которого они в дальнейшем вырабатывают антитела.

• Цитокины – эти маленькие белки играют весьма значительную роль в передаче сигналов клеток при воспалительном процессе. Они обеспечивают межклеточную коммуникацию в иммунных реакциях и стимулируют движение клеток в зону воспаления, инфекции или травмы.

• IgA – иммуноглобулин А – это важнейший класс антител в иммунной функции слизистых оболочек. Эти специализированные антитела избирательно «отлавливают» и убивают микробов-захватчиков.

• Иммунная клетка – общее название для белых кровяных клеток, формирующих иммунную систему, в том числе лимфоцитов (Т-клетки, В-клетки), нейтрофилов (эти клетки одними из первых устремляются к очагу инфекции) и моноцитов/макрофагов.

• Лимфоцит – тип белых кровяных клеток, которые реагируют на появление инородных элементов в организме. Некоторые лимфоциты работают сами по себе, а другие координируют усилия с другими клетками.

• Макрофаги – тип крупных иммунных клеток, которые отвечают за поглощение и разрушение микробов-захватчиков (а также всех других генетически чужеродных организму веществ. – Прим. науч. ред.). Они одними из первых достигают области заражения.

• Патогены – любые биологические агенты, которые вызывают заболевания, к ним относятся бактерии, вирусы и грибы.

• Т-клетки – также известны как Т-лимфоциты. Они играют главную роль в выборе специфического иммунного ответа на антигены.

• Цитотоксические Т-клетки разрушают клетки, зараженные вирусом, и клетки опухоли.

• Регуляторные Т-клетки (Т-супрессоры) контролируют иммунные реакции.

• Т-хелперы помогают другим белым кровяным клеткам осуществлять иммунные процессы. К ним относятся Т-хелперы 17 (Th17) и подмножество провоспалительных Т-хелперов.

Микробы и иммунная система

Если микробы тревожат нашу иммунную систему, то, может быть, без них мы смогли бы вести безмятежное, стерильное существование? Хотя такая жизнь возможна (с некоторыми оговорками), но ее никак нельзя назвать идеальной, в чем мы убедились на примере эксперимента с Дэвидом Веттером, который родился в Техасе в 1971 году. Еще до рождения врачи обнаружили у Дэвида тяжелый комбинированный иммунодефицит (ТКИД) – наследственное заболевание, которое значительно повреждает иммунную систему. Пациенты с ТКИД умирают в раннем возрасте, потому что они чрезвычайно восприимчивы к инфекциям. Столкновение с обычными безвредными микробами становится для них смертельным.

Родители Веттера и врачи, к сожалению, знали, чего ожидать, потому что старший брат Дэвида с врожденным ТКИД умер в семимесячном возрасте. Единственный способ спасти Дэвиду жизнь заключался в том, чтобы с момента рождения содержать его в стерильной среде и надеяться на появление донора на трансплантацию костного мозга, которая поможет восстановить его иммунную систему (множество иммунных клеток появляются из костного мозга). Дэвида извлекли путем кесарева сечения, чтобы на него не попали микробы, и сразу же поместили в стерильный кокон, разработанный специально под его нужды. Пластиковая стерильная среда стала его домом на 12 лет.

Дэвид несколько раз выходил во внешний мир в транспортной камере – семь раз, если точнее, – облаченный в скафандр, предоставленный агентством NASA. Наконец, он дождался пересадки костного мозга от своей младшей сестры, которая родилась без ТКИД, но умер через несколько месяцев после операции, заразившись неизвестным вирусом, обитавшим в костном мозге его сестры. История Дэвида подчеркивает, насколько важна иммунная система для выживания во внешнем мире.

Хотя Дэвид был единственным человеком, участвовавшим в таком эксперименте, ученые ставили подобные опыты над мышами с 1950-х годов. Они выводили стерильных мышей, которые оставались защищенными от микробов с момента рождения и на всю жизнь. После множества экспериментов при участии стерильных мышей и мышей на антибактериальной терапии ученые установили, что микробы жизненно необходимы для нормального развития иммунной системы. В ходе экспериментов в кишечнике была обнаружена специализированная иммунная ткань, которая получила название кишечно-ассоциированная лимфоидная ткань (КАЛТ). КАЛТ – это первая линия обороны кишечника. У стерильных животных КАЛТ как часть иммунной системы развита очень плохо, у них в стенках кишечника содержится меньше полезных иммунных клеток, брыжеечные лимфоузлы (откуда появляются иммунные клетки) остаются у них слаборазвитыми и немногочисленными. Даже эпителиальные клетки кишечника – клетки, из которых состоят стенки кишечника и которые формируют кишечный барьер, – обладают меньшим количеством рецепторов, которые распознают микробные продукты. У стерильных животных меньше антител и иммунных клеток. Из этого следует, что микробиота необходима для нормального развития и функционирования иммунной системы.

Мы только начинаем понимать, какие микробы необходимы для осуществления определенных функций иммунной системы. Во многих случаях это может быть не конкретный микроб, а присутствие типичных общих поверхностных молекул (особенно ЛПС и пептидогликана), которые запускают развитие иммунной системы в раннем возрасте. В особо амбициозном и дорогостоящем эксперименте исследователи колонизировали отдельных стерильных мышей 53 различными видами микробов, которых обычно обнаруживают в кишечнике человека. Они выяснили, что каждый из этих видов по-разному влияет на развитие и активность иммунной системы. Чтобы пронаблюдать различные преобразования и комбинации в нормальном микробиоме (в котором содержится не менее нескольких сотен самых разных видов микроорганизмов), нужно описать их отдельные воздействия, а это очень трудно сделать. Однако, как мы вскоре увидим, в настоящее время идентифицированы определенные микробы, которые воздействуют на ключевые клетки иммунной системы, включая регуляторные T-клетки (Tregs) и Т-клетки Th17. Понимание важной роли, которую играют микробы в контроле над иммунной системой, поможет нам лучше справляться с многочисленными иммунными заболеваниями, которые стали весьма распространенными в современном мире, в том числе аллергия, астма, аутоиммунные и воспалительные заболевания.

Миф. От воздуха в самолете можно заболеть.

Факт. Переработанный воздух в кабине самолета проходит очистку высококачественными фильтрами и не является прямым источником простудных заболеваний. Заразиться можно только от других пассажиров, которые кашляют, чихают и даже просто разговаривают рядом с вами, если они заражены. Вы можете подцепить заразу от человека в паре метров от себя, если капельки жидкости с вирусом попадут в воздух. Утомление, которое некоторые из нас испытывают во время путешествий, подавляет нормальную работу иммунной системы: его может давать джетлаг, ранние вылеты и невозможность погрузиться в сон на узком сиденье. Во время перелета чаще мойте руки с мылом и старайтесь подольше спать, чтобы поддержать свою иммунную систему.

«Переговоры» микробов с иммунной системой

Кишечник исторически понимался как основная часть защитной системы иммунитета, оберегающая от вторжения патогенных микроорганизмов. Он действует как основной физический барьер внутри нашего тела, подавляя множество способов атаки микробов, прежде чем они могут вызвать инфекцию. Он подобен «демилитаризованной зоне» с чрезвычайно высокой степенью защиты, окруженной почти непреодолимым барьером. Если микроб пытается проникнуть в эту зону, он встречается с арсеналом противомикробных реакций иммунной системы. Во-первых, кишечник имеет почти непроницаемое слизистое покрытие. Во-вторых, он секретирует антимикробные пептиды и специализированные антитела, называемые IgA, которые избирательно нацеливаются и убивают вторгающиеся микробы. В-третьих, иммунные клетки, такие как макрофаги, «патрулируют» кишечник в поисках прячущихся микробов, которых впоследствии убивают. В-четвертых, клетки кишечника оснащены сенсорами, которые немедленно распознают микробные молекулы и дают команду начать иммунную реакцию.

Поскольку мы узнаем все больше об иммунной роли кишечника, наше понимание работы иммунной системы в кишечнике изменилось. Учитывая, что иммунная система развивалась в бесконечном потоке микробов, животные должны были найти способы отличать вездесущие безвредные и потенциально полезные микробы от тех немногих, которые могли их убить. Сегодня ученые знают, что через кишечный барьер проходит постоянная, но небольшая микробная утечка. Ранее мы думали, что это происходит только во время инфекций. Однако иммунная система находится в режиме постоянного наблюдения. Она не включается и не выключается, вместо этого она всегда работает на холостом ходу, иногда при необходимости разгоняется. Таким образом, она может немедленно приложить все свои силы для искоренения серьезных микробных угроз в случае их возникновения.

Главный вопрос, который до сих пор преследует ученых, заключается в том, как микробы «общаются» с иммунной системой. Несмотря на то, что найдены некоторые примеры микробов, имеющих тесный контакт с эпителиальными и/или иммунными клетками, предпочтительным методом общения для бактерий является производство молекул, которые могут диффундировать в рецепторы на клетках хозяина, распознающие эти сигналы от бактерий и вызывающие определенные эффекты. На сегодняшний день наиболее изученным классом таких молекул являются короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК), которые мы подробно обсудили в главе 7. В основном это ацетат (небольшая двухуглеродная молекула), пропионат (трехуглеродная цепь) и бутират (четырехуглеродная цепь). Эти молекулы вырабатываются определенными представителями микробиоты, которые расщепляют пищевые волокна и получают КЦЖК. Как обсуждалось ранее, у КЦЖК множество функций. В первую очередь, они поглощаются клетками кишечника и используются для получения энергии. Во-вторых, они являются «противовоспалительными средствами», предотвращающими чрезмерное воспаление. Этого они достигают, влияя на размер и функцию сети регуляторных Т-клеток (Tregs) – специализированных иммунных клеток, которые уравновешивают иммунный ответ. Это, в свою очередь, ослабляет эффекторные Т-клетки, которые вызывают воспаление. В-третьих, КЦЖК связываются с различными клетками организма для повышения сопротивляемости тканей. Сегодня мы уверены, что микробиальные КЦЖК вовлечены в работу большинства аспектов иммунной системы и ее реакций, связывая микробов с иммунной системой посредством активных молекул, которые они производят.

С другой стороны, теперь мы понимаем, что иммунная система осуществляет некоторый контроль над формированием микробного состава. При аномальных состояниях, таких как воспалительные заболевания кишечника, когда присутствует чрезмерный воспалительный процесс или если у хозяина ослаблен иммунитет, происходят значительные изменения в составе микробиоты кишечника. Как именно иммунная система производит эти изменения, не совсем понятно. Некоторые, но не все, микробы помечены антителами IgA, что облегчает иммунной системе работу, в то время как антимикробные пептиды, которые убивают бактерии, нацелены на определенные группы микробов, которые могут влиять на состав микробиома.

Микробы и развитый иммунитет

Иммунологи были одними из первых не-микробиологов, кто признал существование микробиома и понял, что он играет центральную роль в нормальном функционировании организма. Все началось со стерильных мышей, которые, как мы описывали выше, имели плохо развитую иммунную систему. Вскоре эксперименты начали показывать удивительные результаты; использование антибиотиков, трансплантации кала или совместное проживание стерильных мышей с мышами, у которых были разные микробы, приводило к изменению микробного состава животных и вызывало иммунные реакции. В настоящее время на встречах иммунологов обсуждаются важные аспекты микробиологии – эти две области тесно пересекаются, формируя новый взгляд на иммунную систему и ее функции.

Как правило, иммунологи занимаются двумя основными звеньями иммунной системы: врожденным и приобретенным иммунитетом. Врожденный иммунитет относится к неспецифическим защитным механизмам, которые готовы действовать немедленно или в течение нескольких часов после появления микроба в теле. Эти средства защиты включают физические барьеры, такие как кожа, антимикробные химические вещества в крови и такие клетки иммунной системы, как макрофаги, которые прикрепляются к чужеродным микробам и растворяют их. Эта система встречается почти у всех многоклеточных организмов, от мух до людей. Врожденные иммунные ответы активируются под действием микробных подписей микроорганизмов-захватчиков, в том числе сильных активаторов ЛПС и пептидогликанов.

Поскольку врожденная иммунная система защищает жизнь животных и растений, ее реакция на вторжение микробов носит более общий характер. В кишечнике специализированные кишечные эпителиальные клетки, называемые бокаловидными клетками, секретируют обильное количество гликопротеинов (белков, к которым прикреплены большие молекулы сахара), образуя важный защитный слизистый слой. В толстой кишке есть два слоя слизи: внутренний слой образует почти непроницаемый слизистый барьер, который удерживает микробов вдали от кишечного барьера и содержит относительно немного микробов. Внешний слой – более рыхлый и содержит несколько типов микробов, которые счастливо жуют слизь и переваривают ее. Их жизнедеятельность обеспечивает энергией как микробов, так и их хозяина (человека). В тонкой кишке, где меньше микробов, слизистый слой не имеет четких внутреннего и внешнего слоев. В слой слизи встроены антимикробные пептиды, продуцируемые специализированными эпителиальными клетками, называемыми клетками Панета. Эти крошечные молекулы убивают бактерии в целом или их основные подгруппы, во многом их работа похожа на антибиотик широкого спектра действия. Базовые кишечные эпителиальные клетки также имеют набор молекул, которые предназначены для обнаружения микробных отпечатков в случае проникновения микробов через этот барьер. При активации они отправляют сообщения (цитокины), которые запускают воспалительные реакции, чтобы помочь подавить вторжение микробов.

В большинстве случаев врожденная иммунная система выполняет большую часть тяжелой работы, чтобы поддержать нас в здоровом состоянии. Но если эта линия защиты недостаточно крепка или вот-вот рухнет, то приобретенный (адаптивный) иммунитет приходит с подкреплением. Из-за сложности системы, только позвоночные (животные, находящиеся выше по эволюционной лестнице) имеют этот дополнительный уровень защиты, более простые организмы должны полагаться только на свою врожденную иммунную систему, чтобы выжить. Приобретенный иммунитет распознает специфические молекулы на определенных микробах с использованием антител (вырабатываемых В-клетками) и некоторых Т-клеток, которые нацелены на конкретных микробов. Хотя для загрузки этой системы требуется, как минимум, неделя (мы так долго полагаемся на врожденную систему, чтобы поддерживать себя в живых), адаптивная иммунная система может создать долгосрочную стратегию для армии иммунных клеток и антител с целью осуществления поиска и уничтожения специфических поступающих патогенных микробов.

Эта пластичная система способна запоминать предыдущие встречи с определенным патогеном. После первого столкновения нашему телу не нужно разрабатывать новую оборону, оно может ссылаться на предыдущую тактику успешно отброшенного нападения. Запоминание происходит благодаря В-клеткам, чьи антитела распознают определенные молекулы на микробах и нейтрализуют производящих их микробов. Затем Т-клетки организуют иммунный ответ, секретируя цитокины, чтобы модулировать воспаление. Определенные типы Т-клеток непосредственно убивают и клетки организма хозяина, которые содержат вирусы и других внутриклеточных микробов, недоступных для антител (этим занимаются так называемые цитотоксические Т-клетки). Наличие этого дополнительного уровня иммунной защиты позволяет челюстным позвоночным, таким как люди и другие млекопитающие, птицы и рептилии, более гибко работать с патогенами, вакцинами и т. д. Приобретенный иммунитет создает «резервную копию» на тот случай, если врожденная система не справится с опасностью.

Вакцины

Ни одна глава об иммунной системе не будет полной без обсуждения вакцин, которые используют иммунную систему, чтобы дать нам дополнительную защиту от некоторых из самых опасных инфекционных заболеваний. Как мы писали в главе 5, настоятельно рекомендуется получать ежегодную вакцину против гриппа. Тем не менее отчеты показывают, что две трети канадцев не делают вакцину от гриппа каждый год, и только 59 % детей и 43 % взрослых в Соединенных Штатах проявляют в этом отношении сознательность. На лабораторных моделях-мышах обычные вакцины против гриппа уменьшают воспаление, которое способствует развитию инфламэйджинга (воспалительного старения), сердечно-сосудистых заболеваний и деменции. Мыши, которые были вакцинированы против гриппа в раннем возрасте, с меньшей вероятностью приобретают хронические заболевания по мере старения. У непривитых мышей раньше проявляются хронические заболевания, а в случае заражения гриппом ускоряется появление хронических заболеваний.

Хотя в литературе можно найти много обзоров и комментариев о потенциальной роли микробиоты в реакциях на вакцины, фактических исследований было проведено очень мало. Исследование макак показало, что у обезьян, которые лучше реагировали на вакцины, была стабильная и более разнообразная кишечная микробиота. Небольшое исследование на людях показало, что ответные реакции на вакцины были лучше у людей с развитыми сообществами разнообразных кишечных микробов. Учитывая способность микробов настраивать иммунную систему, весьма вероятно, что микробиота влияет на эффект вакцины. Мы надеемся, что в будущем сможем использовать микробов для получения положительных реакций на вакцины.

Режим новых открытий

За последнее десятилетие мы поняли, что микробы оказывают сильное влияние на формирование приобретенной иммунной системы. Вот что интересно: теперь есть, по крайней мере, три случая, которые идентифицируют определенных микробов или их продукты как критически важные для формирования иммунной системы. Это говорит о том, что в будущем мы сможем использовать эти знания, чтобы попытаться сформировать иммунные ответы.

Первый серьезный скачок в наших знаниях о влиянии микробов на Т-клетки произошел в 2005 году, когда доктора Саркис Мазманян и Деннис Каспер показали, что распространенный кишечный микроб Bacteroides fragilis (B. Fragilis) может восстанавливать соотношение Т-клеток. B. Fragilis влияет на соотношение сбалансированных элементов иммунной системы (так называемый баланс Th1 /Th2), что имеет решающее значение для нормального иммунного ответа. У стерильных животных увеличивается количество Th2-клеток (которые усиливают аллергические реакции), и благодаря колонизации этих животных B. Fragilis соотношение Т-клеток становится нормальным. Еще более удивительно то, что одна из поверхностных молекул микроба, капсульный полисахарид, называемый полисахаридом A (PSA), – сахар на внешней стороне бактерии – может сам восстанавливать баланс Т-клеток. Когда исследователи колонизировали мышей B. Fragilis без PSA, им не удалось восстановить дефект Т-клеток Отсюда следует, что одна эта молекула может правильно сбалансировать иммунную систему. Нам известно, что PSA запускает процесс производства IL-10 (интерлейкин 10) – одного из важнейших противовоспалительных цитокинов, которые снимают чрезмерную воспалительную реакцию. Например, PSA может защитить от экспериментального колита, заболевания, сходного с ВЗК, путем уменьшения воспаления кишечника посредством реакции Т-клеток. Эти выводы стали результатом изменения парадигмы иммунологии, поскольку они идентифицировали определенный микроб и молекулу, которую он производит, влияющую на функции Т-клеток. Так была обнаружена первая связь между микробами и приобретенной иммунной системой.

Около 2006 года в этой области произошел еще один шаг вперед, о котором мы говорили с доктором Дэном Литтманом, профессором молекулярной иммунологии на кафедре патологии и кафедре микробиологии Нью-Йоркского университета. Все случилось, когда постдокторант в лаборатории доктора Литтмана, Ивайло Иванов, изучал недавно обнаруженные клетки Th17. Выяснилось, что эти клетки играют решающую роль в развитии воспаления, особенно при аутоиммунных заболеваниях. Они участвуют в иммунном ответе и составляют от 30 до 40 % Т-клеток в кишечнике. У стерильных животных отсутствовали клетки Th17 (одновременно в трех группах), и никто не знал, что может вызвать их образование.

У Иванова было предчувствие, что микробы могут влиять на клетки Th17, так как эти клетки особенно распространены в кишечнике. Чтобы проверить свою гипотезу, он лечил своих мышей различными антибиотиками и успешно продемонстрировал, что антибиотики могут влиять на уровень Th17-клеток. Разные антибиотики производили разные эффекты, указывая на то, что в эти процессы вовлечен определенный микроб или группа микробов.

Доктор Литтман рассказал, что тогда Иванов сделал еще одно удивительное и совершенно случайное открытие: «Он заметил, что генетически идентичные мыши от двух разных стандартных поставщиков мышей имели очень разные концентрации этих клеток. Разница была в пять-десять раз! Иванов также показал, что, если мышей от одного поставщика содержать вместе с мышами другого, концентрация клеток Th17 изменялась (помните, что мыши копрофаги и обмениваются микробами при поедании фекалий друг друга). Это открытие имело далекоидущие последствия для иммунологов. До этого времени у ученых было обычной практикой заказывать специальную генно-мутированную мышь («нокаутированную мышь») у одного поставщика, а комплементарный штамм без мутации («родительский» штамм) – у другого поставщика, предполагая, что они будут идентичны, за исключением мутации гена мыши. Ученые могли даже сравнивать недавно прибывших специальных мышей с обычными мышами, которые жили в лаборатории в течение многих лет. Предположение Иванова побудило иммунологов разместить мышей в общих клетках, чтобы нормализовать их микробиоту и признать, что микробиом оказывает серьезное влияние на иммунную систему. Его открытие также поставило под сомнение пятьдесят лет развития иммунологии, которая развивалась на основе наблюдений за иммунитетом мыши.

Как только группа Литтмана показала, что микробы участвуют в производстве клеток Th17, начался поиск ответственного за эти изменения микроба. Однако оказалось, что это не так легко сделать. В те дни инструменты для идентификации конкретных микробов находились в зачаточном состоянии и не считались полностью надежными. Чтобы решить проблему, лаборатория Бретта в то время использовала особые последовательности ДНК микробов, соединенные с флуоресцентными зондами, чтобы сделать микробов видимыми под микроскопом. Таким образом исследователи получили общее представление о типах всех присутствующих микробов. Эта техника, возможно, была грубой, но она давала представление об общем микробном составе.

Бретт никогда не забудет тот день, когда взволнованный доктор Литтман позвонил ему и попросил помочь определить микроба-виновника. Лаборатория Литтмана пометила микробов. У животных, содержащих клетки Th17, они смогли разглядеть длинных и тощих сегментированных микробов, которых не было у тех животных, у которых отсутствовали клетки Th17. Еще в 2000 году лаборатория Finlay изучала кроликов, которые переносили эти сегментированные нитчатые бактерии (СНБ) и были при этом более устойчивыми к патогенным инфекциям кишечной палочки. Однако ученым ничего не оставалось, кроме как смотреть на них под мощными микроскопами. Итак, теперь ученые закатали рукава коллективного лабораторного халата и доказали, что, да, эти СНБ, по-видимому, связаны с производством клеток Th17. Микробы были разными у животных, продуцирующих Th17, и Th17-недостаточных.

Год спустя Иванов и Литтман вместе с доктором Кенией Хонда доказали, что СФБ отвечают за выработку клеток Th17 и что они прячутся в слизи, в тесном контакте с нижележащими эпителиальными клетками в тонкой кишке. Этих микробов теперь выращивают в лабораториях по всему миру. Вот-вот начнутся интенсивные исследования, которые помогут выяснить, каким именно образом они воздействуют на иммунную систему.

Третья глава в истории о микробиоме/Т-клетках вышла из лаборатории доктора Хонды в Японии в 2011 году. Используя аналогичные методы с мышами без микробов, группа показала, что коллекция микробов (всего 46), принадлежащих к роду Clostridiales, была необходима для правильного баланса клеток Treg. Еще важнее то, что им удалось доказать, что 17 специфических человеческих изолятов (но опять же ни одного штамма) клостридий идентично воздействовали на мышей. Эта группа человеческих микробов в настоящее время рекламируется как потенциальный способ модификации иммунной системы для лечения различных заболеваний, таких как ВЗК и других иммунологических заболеваний.

В совокупности эти три прорыва (а с ними и многие другие) подтверждают, что микробы оказывают сильное влияние на развитие и функционирование Т-клеток (одно из двух основных звеньев приобретенной иммунной системы). Доктор Литтман сказал, что мы переживаем удивительное время и начинаем понимать, как разные бактерии вызывают разные типы иммунных реакций. Мы начинаем обращаться к животным-моделям аутоиммунных заболеваний и видим, что некоторые бактерии могут усиливать и даже вызывать симптомы заболевания. Например, в исследовании по ревматоидному артриту мыши не болели, если их лечили антибиотиками или у них не было микробиоты (они были стерильными). Главная идея заключается в том, что контакт между бактериями и иммунной системой в кишечнике может привести к системным реакциям (во всем организме) через иммунную систему. Это, в свою очередь, может способствовать появлению аутоиммунных заболеваний даже в местах, очень удаленных от кишечника.

В дополнение к Т-клеткам микробы также подвержены влиянию другого основного компонента приобретенной иммунной системы, В-клеток и антител, которые они продуцируют. Животные без микробов не способны продуцировать антитела IgA. IgA – это тип антител, который секретируется в кишечнике, и было показано, что он влияет на состав микробиома путем распознавания специфических подмножеств микробов. Если хозяин производит IgA определенному микробу, это означает, что микроб нарушил слизистый барьер и вызвал иммунный ответ, то есть иммунная система была предупреждена о его присутствии. Значит, он очень близко общается с телом, а не просто болтается в просвете кишки. Таким способом предотвращается проникновение микробов в организм, а также выявляются микробы, которые напрямую связываются с иммунной системой.

Когда стерильные животные наполняются микробами, выработка IgA заметно увеличивается. С другой стороны, мы видим, что у людей с дефицитом IgA обычно присутствует больше «воспалительных» микробов в составе их микробиоты, а микробы, покрытые IgA, пересаженные животным, по-видимому, вызывают воспалительные реакции. Мы надеемся, что такие методы в дальнейшем могут быть использованы для выявления воспалительных микробов при таких заболеваниях, как ВЗК, поскольку IgA подсказывает, на каких микробов реагирует организм.

Нынешний сдвиг парадигмы в области иммунологии открывает удивительные возможности для микробиологии. Как сказал доктор Литтман: «Теперь совершенно ясно, что у нас есть определенные микробы, с которыми мы развивались, которые необходимы для нашего повседневного функционирования. Микробы могут быть нам очень полезны, учитывая их взаимосвязь с иммунной системой. Я думаю, что мы можем использовать эти знания для лечения аутоиммунных заболеваний и других нарушений». Хотя мы до сих пор не знаем принцип работы всех механизмов, доктор Литтман на всякий случай каждое утро съедает йогурт для своих микробов: «Надеюсь, мы вскоре сможем разработать идеальный йогурт, который сохранит молодость на долгие годы!»

Аутоиммунные заболевания

Иммунная система предназначена для обнаружения и уничтожения чужеродных микробов и частиц, и, как мы узнали в этой главе, по большей части она выполняет свою работу потрясающе. Тем не менее чтобы функционировать належащим образом, она должна уметь отличать друга от врага: чужеродный организм от того, который не причиняет вреда и счастливо обитает в нашем теле. В случае аутоиммунных нарушений иммунная система ошибочно принимает молекулы тела и ткани за злоумышленников, а затем организует атаку на эти предполагаемые внешние угрозы. Это приводит к тому, что организм нападает сам на себя без видимой причины, – явление, стоящее за рядом серьезных нарушений, называемых аутоиммунными заболеваниями. Они очень отличаются друг от друга, поэтому ниже мы рассмотрим только несколько распространенных болезней: ревматоидный артрит, анкилозирующий спондилоартрит, волчанку, рассеянный склероз и подагру. Теперь, когда мы распознали тесную связь микробов с иммунитетом, появляется все больше свидетельств того, как микробиота участвует во многих аутоиммунных заболеваниях. Так мы сможем прийти к новым перспективным методам лечения пациентов.

Ревматоидный артрит

Ревматоидный артрит – это хроническое воспалительное заболевание, которое поражает суставы, в том числе рук и ног. Организм вырабатывает аутоантитела, атакующие компоненты суставов; это приводит к воспалению в синовиальных суставах (смазываемые синовиальной жидкостью подвижные суставы, такие как локти, запястья и лодыжки), деформирующему повреждению хряща и кости, возможной инвалидности и смерти. Возраст является основным фактором риска этого заболевания – обычно оно начинается в возрасте от 40 до 60, но есть также генетические факторы и факторы окружающей среды, которые мы еще не до конца изучили. Мы полагаем, что в ходе развития заболевания равновесие между про– и противовоспалительными путями может потерять баланс. Увеличение количества Th17-клеток в сочетании с уменьшением количества Treg-клеток приводит к увеличению продукции B-клеток. Это, в свою очередь, приводит к увеличению аутоантител, продуцируемых В-клетками, что, по-видимому, приводит к ревматоидному артриту.

Несколько доказательств указывают на участие микробов в развитии ревматоидного артрита. В некоторых моделях стерильные мыши остаются здоровыми, а после заселения кишечными бактериями заболевают. Лечение антибиотиками на моделях-животных изменяет исход заболевания, ухудшая или улучшая его, в зависимости от антибиотика. Учитывая, что сегментированные нитчатые бактерии (СНБ) запускают производство клеток Th17 (как обсуждалось ранее в этой главе), введение СНБ животным без микробов запускает у мыши-модели артрит. Существует также сильная корреляция между заболеванием пародонта и ревматоидным артритом: стоматологический патоген Porphyromonas gingivalis (о котором мы говорили в главе 4) в настоящее время признан связующим звеном между периодонтитом и воспалением суставов. Несколько исследований показали, что у пациентов с этим заболеванием наблюдается дисбактериоз микробиоты полости рта и кишечника. В исследовании при участии 114 человек присутствие Prevotella copri сильно коррелировало с развитием заболевания. Понимание работы микробов укрепляет надежду на то, что в будущем могут появиться дополнительные методы лечения и профилактики ревматоидного артрита. Однако, как и в большинстве случаев, связанных с микробиотой, мы ждем новых исследований и информации, прежде чем сможем применить передовые методы лечения на практике.

Анкилозирующий спондилоартрит

Анкилозирующий спондилоартрит является еще одним видом аутоиммунного артрита и характеризуется длительным воспалением позвоночника. В конечном итоге это приводит к искривлению позвоночника и наклону тела. Более 90 % людей с этим заболеванием имеют положительный результат на HLA-B27 (маркер человеческого гена, обнаруженный только у небольшой части населения), хотя есть указания на то, что факторы окружающей среды/микробы также могут воздействовать на это заболевание. У таких пациентов обнаруживается дисбиотическая кишечная микробиота. У них также повышена проницаемость кишечника, наблюдается местное и системное воспаление. Количество воспалительных микробов, таких как кишечная палочка и Prevotella, увеличивается в области подвздошной кишки (нижнем отделе тонкого кишечника), что, предположительно, способствует дальнейшему воспалительному процессу. Как и инфламэйджинг, дисбиоз, как предполагают ученые, увеличивает проницаемость кишечника, что затем позволяет воспалительным бактериальным продуктам проникать в кровоток. Это наряду с измененной генетикой хозяина вызывает воспаление, связанное с анкилозирующим спондилоартритом.

Волчанка

Волчанка (системная красная волчанка) – это аутоиммунное заболевание, которое появляется, когда иммунная система атакует разные ткани организма. Оно может поразить суставы, кожу, почки, клетки крови, мозг, сердце и легкие. Заболевание сильнее распространено среди женщин: исследования показывают, что женщины чаще, чем мужчины, болеют волчанкой, в диапазоне от 1,2:1 до 7:1. Красная сыпь на лице – один из наиболее распространенных симптомов – дала название болезни. Волчанка от латинского слова lupus, что означает «волк»: сыпь на лице напоминает укус волка. Люди с этим заболеванием периодически испытывают вспышки таких симптомов, как усталость, боль в суставах, сыпь и лихорадка. Как и все аутоиммунные заболевания, которые мы здесь обсуждаем, это заболевание характеризуется сильным генетическим фактором в дополнение к микробному. В исследовании 67 пациентов с волчанкой и 16 здоровых пациентов микробиота кишечника у пациентов с волчанкой оказалась менее разнообразной, имела больше Proteobacter (воспалительные микробы) и меньше Firmicutes (как правило, противовоспалительные). Интересно, что у пациентов также наблюдалось увеличение Prevotella copri, которое появляется у пациентов с ревматоидным артритом. Кроме того, на ревматоидный артрит похоже и увеличение клеток Th17, первичных иммунных клеток, ответственных за воспалительные реакции и разрушение ткани, наблюдаемое при волчанке. Можно предположить, что исправление и восстановление кишечных микробов для улучшения баланса Т-клеток (увеличение Tregs и снижение Th17-клеток) проложит новый путь для лечения этого заболевания. В будущем для изменения иммунной системы больных волчанкой будет применятся микробная терапия.

Рассеянный склероз

Рассеянный склероз – это заболевание, при котором иммунная система разъедает миелиновую оболочку, защитное покрытие нервов. В результате повреждения нервов нарушается связь между мозгом и телом. Такие методы лечения, как физиотерапия и медикаменты, могут ослабить работу иммунной системы, чтобы помочь справиться с симптомами и замедлить прогрессирование заболевания, но не могут вылечить его. Симптомы могут включать в себя потерю зрения, боль, усталость и нарушение координации.

На животных-моделях показано, что изменения в Т-клетках, в том числе увеличение Th17-клеток и снижение Treg-клеток, приводят к изменениям аутоиммунного воспаления, включая продукцию аутоантител B-клетками. Стерильные мыши значительно меньше подвержены риску развития этого заболевания. Однако если стерильным мышам подсадить СНБ, концентрация клеток Th17 увеличивается, и этого достаточно, чтобы вызвать заболевание. Существует не менее восьми исследований на людях, сравнивающих состав микробиоты у пациентов с РС и здоровых людей. Отдельные детали в микробных исследованиях отличаются, но можно выделить общие моменты. Обнаружилось сокращение производителей короткоцепочечных жирных кислот, в том числе Faecalibacterium prausnitzii, что уменьшает противовоспалительное действие бутирата, а также увеличивает концентрацию провоспалительных микробов, таких как Enterobacteriaceae. Совсем недавно Akkermansia muciniphila и Acinetobacter calcoaceticus связали с состоянием пациентов с РС. Как доказали ученые, они вызывают провоспалительные реакции в крови человека, а также при пересадке стерильным мышам. Далее обнаружилась низкая концентрация Parabacteroides distasonis, противовоспалительного микроба, который, как известно, индуцирует клетки Treg. Когда фекалии от пациентов-близнецов с РС были трансплантированы стерильным мышам, у этих животных проявилось больше симптомов рассеянного склероза, чем у тех, которым перенесли фекалии от здоровых близнецов. Это наблюдение поразительно, потому что рассеянный склероз не является инфекционным заболеванием, – мы не можем заразится им. Поэтому тот факт, что пересадка микробов может повлиять на функцию иммунной системы, имеет большое значение. Подобные исследования вселяют надежду, что в ближайшем будущем микробиота может быть использована не только в качестве предиктора заболевания, но и, возможно, в качестве модификатора иммунитета при рассеянном склерозе.

Подагра

Подагра – это тип артрита, характеризующийся сильной болью, покраснением и болезненностью в суставах. Боль и воспаление возникают, когда излишки мочевой кислоты кристаллизуются и накапливаются в суставах. Потребление красного мяса, пива и алкоголя, некоторых морепродуктов и других продуктов с высоким содержанием пурина (который тело превращает в мочевую кислоту) может способствовать развитию подагры. Ожирение является первостепенным фактором риска заболевания. Из-за дорогостоящих компонентов диеты подагра в былые времена была известна как «болезнь богачей» или «болезнь королей». Среди знаменитых пациентов с подагрой можно упомянуть короля Генриха VIII Английского, Бенджамина Франклина, сэра Исаака Ньютона, Людвига ван Бетховена и Леонардо да Винчи.

Заболеваемость подагрой сегодня увеличивается в западных обществах, вероятно, из-за изменений в рационе, весе и продолжительности жизни. Около 4 % американцев узнают, что такое подагра, в течение жизни, и будут страдать от таких симптомов, как сильная боль, покраснение и припухлость суставов. Во время острого приступа противовоспалительные препараты (НПВП) могут помочь облегчить боль и сократить продолжительность приступа. Изменения в образе жизни, включая пересмотр питания, физические упражнения и снижение потребления алкоголя, могут минимизировать частоту приступов у жертв этого хронического заболевания.

Клинический диагноз подагры основан на измерении уровня мочевой кислоты в крови. В уникальном эксперименте с использованием микробиома группа исследователей разработала тест на подагру на основе кишечных микробов. Он показал себя даже лучше, чем классический анализ крови. Исследователи предположили, что кишечные микробы участвуют в метаболизме мочевой кислоты, так как 30 % мочевой кислоты выводится через кишечник. Взяв образцы у здоровых взрослых людей и больных подагрой, они обнаружили, что фермент, который разлагает мочевую кислоту, у людей с подагрой снижен по сравнению со здоровыми людьми (то есть у них уменьшается расщепление мочевой кислоты, что приводит к усилению симптомов заболевания). Исследователи обнаружили, что в общей сложности 17 микробных родов связаны с подагрой. Они использовали эти микробы для составления «микробного индекса подагры». Когда они протестировали его на 33 здоровых и 35 больных людях, точность диагностики подагры составила 88,9 % против 71,3 % при анализе крови. Это говорит о том, что улучшение диагностики и, возможно, лечение подагры может быть достигнуто с помощью кишечной микробиоты.

Инфламэйджинг: ключ к старению

Хотя воспаление необходимо для защиты тела от вторжения патогенных микроорганизмов, что уместно в большинстве случаев, слишком много хорошего тоже может быть вредно. Разобрав случай хронического слабовыраженного воспаления, мы узнали о его влиянии на здоровье наших тканей и органов в долгосрочной перспективе и, следовательно, как оно влияет на старение организма. Эффективность иммунной системы начинает снижаться примерно после 50 лет, этот процесс называется иммуносенесценцией. Хотя точные механизмы ее не известны, идея состоит в том, что длительная перегрузка различными антигенами может частично вызывать иммуносенесценцию, то есть с годами наши тела устают от постоянного реагирования на микробные молекулы. Кроме того, с возрастом мы перестаем производить достаточно новых иммунных клеток, чтобы продолжать контролировать микробов. Снижение численности клеток, производящих антитела, – (В-клеток) и других иммунных Т-клеток, а также утрата способности связываться с антигенами приводит к общему спаду эффективности в работе иммунной системы. Вот почему вакцины неэффективны у людей старшего возраста и почему такие люди более восприимчивы к инфекциям, например к пневмонии, не столь опасной для молодых и здоровых взрослых.

Миф. Биологическое старение и иммунная система не связаны между собой.

Факт. Наша иммунная система тесно связана с понятиями «молодость» и «жизнестойкость». Без иммунной системы долголетие недостижимо. Ключ к долгой и здоровой жизни заключается в устранении хронического слабовыраженного воспаления, которое вызывает общее повреждение тканей, воспринимаемое как старение тела.

Иммунная система с возрастом ослабевает, и одновременно у стареющего населения наблюдается заметное увеличение слабовыраженного воспаления. Этот процесс назван инфламэйджингом, или воспалительным старением. Суть в том, что по мере снижения эффективности иммунной системы она не может удерживать под контролем микробиоту и другие чужеродные тела. Микробы проникают в организм, вызывая воспаление. С возрастом стенки кишечника становятся «дырявыми». Это позволяет большему количеству микробов и их воспалительным молекулам проникать в организм, усиливая воспаления. Стимулирующие агенты запускают воспалительные реакции, которые через серию сложных связей, включающих увеличение провоспалительных цитокинов и уменьшение противовоспалительных цитокинов, приводят к слабовыраженному воспалению. У людей старше 65 лет в крови содержится в два-четыре раза больше провоспалительных цитокинов, чем у молодых. Измерение концентрации воспалительных цитокинов хорошо подходит для определения риска смерти в течение десяти лет, а также для определения предрасположенности к большинству возрастных заболеваний.

Каково влияние воспаления на здоровье и болезни? Как у мышей, так и у плодовых мушек (любимые животные-модели ученых) ограничение воспаления поддерживает здоровую кишечную микробиоту и увеличивает продолжительность жизни. Поскольку цитокины циркулируют по всему телу, воспаление поражает большинство тканей и органов. Его связывают с появлением атеросклероза (который приводит к сердечным приступам и инсультам), метаболических заболеваний печени и почек, ожирения и диабета второго типа, потерей мышечной и костной массы, рака, аутоиммунных и нейродегенеративных заболеваний на фоне депрессии и деменции. Есть и другие разрушительные последствия, так как слабовыраженное воспаление вызывает повреждение разных тканей. Инфламэйджинг находится в центре почти всех дегенеративных процессов, связанных со старением. Ключом к здоровой и долгой жизни является ограничение хронического слабовыраженного воспаления.

Тем не менее мы не можем не задаться вопросом: если инфламэйджинг так вреден для нас и угрожает долголетию, почему эволюция позволила ему существовать? Ответ заключается в том, что инфламэйджинг в основном возникает в более позднем возрасте, далеко после репродуктивного периода, а значит, он не оказывает существенного эволюционного давления. Эволюция отобрала лучшие качества для успешного размножения, и генетически не имеет значения, как долго мы живем после периода деторождения. Кроме того, воспаление имеет решающее значение для нашей способности справляться с инфекциями и другими заболеваниями в более раннем возрасте, в течение наших репродуктивных лет. Это выживание само по себе является ключом к долголетию. Таким образом, нет эволюционной причины для избавления от этого защитного механизма, даже если в дальнейшей жизни он вредит.

Что общего у микробов с воспалением? Как вы, наверное, уже догадались, много чего. Мы обсуждали в главе 7, что ученые обнаруживают значительные различия между микробиомами людей старшего поколения, особенно долгожителей, и молодых людей. Общее разнообразие микробов уменьшается примерно к 65 годам (меньшее разнообразие, как правило, является плохим экологическим признаком), и уменьшается количество полезных Firmicutes (включая Faecalibacterium prausnitzii), которые снимают воспаление. Одним из процессов, связанных с воспалением, является образование токсичных активных форм кислорода (или АФК), которые повышают общий уровень кислорода и, вероятно, способствуют снижению количества анаэробных (непереносящих кислород) Firmicutes. Кроме того, переживают расцвет провоспалительные микробы, которые продуцируют такие воспалительные молекулы, как ЛПС. Это факультативные анаэробы (то есть они могут переносить кислород и, следовательно, выживать в измененной кишечной среде), к которым относятся энтеробактерии (в том числе кишечная палочка). Еще одно свойство, связанное с возрастными изменениями, – это повышенная проницаемость кишечника (читайте в главе 7). Среда кишечника с меньшим количеством полезных микоорганизмов и большей концентрацией провоспалительных микробов наряду с повышенной проницаемостью стенок кишечника в совокупности приводят к слабовыраженному воспалению и в конечном итоге к повреждению тканей по всему телу.

Инфламэйджинг: угроза долголетию

Еще в 1908 году Илья Мечников, известный биолог, который считается отцом современной иммунологии, предположил, что кишечный микробиом является причиной ухудшения здоровья в старости. Он также полагал, что, если использовать микробы (те, которые сейчас содержатся в пробиотиках, например лактобациллы), то они восстановят здоровье кишечника и впоследствии увеличат продолжительность жизни. Его уверенность была настолько крепка, что он регулярно потреблял значительное количество богатых пробиотиками продуктов, таких как йогурт и другие ферментированные продукты. Излишне говорить, что в то время его идеи подверглись осмеянию. Потребовалось больше века, чтобы наука признала его правоту.

В серии экспериментов, проведенных в университете МакМастера, команда доктора Дауна Боудиша продемонстрировала, что микробы определяют процесс старения и долголетие у мышей. У старых мышей (которые, как и люди, имели повышенную проницаемость кишечника по сравнению с более молодыми особями) исследователи смогли обнаружить кишечных микробов вне кишечника, а также их продукты, такие как ЛПС. Однако при тестировании старых стерильных мышей, как и ожидалось, эти продукты не были обнаружены. Известно, что стерильные мыши живут дольше, чем нормальные. У них не развивается инфламэйджинг, они не подвержены разрушению тканей и не имеют повышенной кишечной проницаемости. Команда Боудиша продемонстрировала, что микробиота пожилых обычных мышей при пересадке к более молодым стерильным мышам вызывает инфламэйджинг и проницаемость кишечника у молодых особей. Они также показали, что макрофаги от старых обычных мышей не так эффективно поглощали и уничтожали микробов-захватчиков по сравнению с макрофагами старых стерильных мышей. Макрофаги старых стерильных животных по-прежнему нормально работали и не отличались от макрофагов молодых мышей по своей способности убивать микробов.

Одно из наиболее интересных исследований этой группы показало, что блокирование TNF (одного из воспалительных цитокинов, связанных со старением) может обратить вспять микробный дисбиоз. Другими словами, снижение уровня TNF для ограничения воспаления возвращает микробов к здоровому балансу. В совокупности эти эксперименты предполагают, что воздействие микробов и их продуктов в течение всей жизни приводит к постепенному увеличению проницаемости кишечника и инфламэйджингу. Развиваются микробный дисбиоз и дисфункция макрофагов, что, в свою очередь, приводит к большему воспалению и последующему повреждению тканей.

Зная, что инфламэйджинг играет центральную роль в процессе старения, можем ли мы что-нибудь предпринять, чтобы попытаться противостоять воспалению в нужное время (то есть когда оно становится вредным в преклонном возрасте, а не тогда, когда оно нам нужно в молодости)? В настоящее время мы полагаем, что да, но не имеем никаких научных доказательств. Все данные свидетельствуют о том, что воспаление может быть обратимым, поэтому не стоит терять надежду. В данный момент проводятся исследования при участии людей старшего возраста на средиземноморской диете и контрольных субъектов на обычной диете. За ними наблюдают в течение года, чтобы выяснить, способствует ли питание уменьшению воспаления. Кроме того, если пробиотики помогают поддерживать здоровый кишечный микробиом и снижают проницаемость кишечника, возможно, пробиотики, которые уменьшают воспаление и проницаемость кишечника, могут помочь уменьшить инфламэйджинг. Когда мы признаем роль микробов в иммунной функции, на которую Мечников указал больше ста лет назад, мы обретем множество новых возможностей для предупреждения и лечения воспалений. Иногда науке требуется очень много времени, чтобы все уяснить.

Две науки за одно: совместное будущее микробной иммунологии

Из этой главы есть два основных вывода:

1) микробы и иммунная система взаимосвязаны;

2) воспаление – проклятие долголетия.

Мы знаем, что иммунная система формирует микробный состав внутри нашего тела и на его поверхности, но теперь мы также понимаем, что микробы активно формируют иммунную систему. Их работа может повлиять на все, начиная с подавления инфекций до развития аутоиммунных заболеваний.

Несмотря на то, что в более позднем возрасте иммунная система успокаивается (так называемая иммуносенесценция), микробные продукты по-прежнему вызывают слабовыраженное воспаление. Многолетний инфламэйджинг вызывает повреждение тканей, что приводит к разрушению систем всего организма. Когда мы узнаем больше о том, как инфламэйджинг способствует старению, мы разработаем новые способы противодействия этому процессу через микробиоту. Мы надеемся, что сможем использовать эти новые данные для снижения общей заболеваемости аутоиммунными заболеваниями и замедления естественной деградации тканей организма, которая способствует развитию возрастных заболеваний.

Простые советы

• Принимайте помощь, когда это возможно. Не пропускайте вакцинацию (в том числе делайте прививки от гриппа каждую осень), чтобы поддержать способность иммунной системы бороться с вирусами.

• Старейте без инфламэйджинга. Сохраните свою микрофлору настолько здоровой и разнообразной, насколько это возможно. Она поможет вам справиться с проницаемостью кишечника и слабовыраженными воспалительными процессами. Чтобы устранить инфламэйджинг, нужно питаться продуктами, активизирующими производство бактериями короткоцепочечных жирных кислот (особенно клетчаткой) и содержащими антиоксиданты. Пища с высоким содержанием пищевых волокон – это чечевица, ягоды и крестоцветные овощи. Темный виноград, черника, красные ягоды, орехи и темно-зеленые овощи богаты антиоксидантами.

Глава 12. Тренированный микробиом: костно-мышечная система

Слабость. Потеря веса. Низкий уровень энергии. Ужасно медленная походка. Вот самые очевидные признаки старческой астении, которые можно наблюдать у большинства людей преклонного возраста. Однако в пику этим клише немощность – это заболевание, а не неизбежный спутник старения. Ее можно предотвратить или отсрочить с помощью осознанности, которая влияет на образ жизни, поведение и микробиом. Доктор Хезер Маккей, профессор кафедры ортопедии и семейной медицины в университете Британской Колумбии, стремится рассказать людям о том, почему эти россказни о неизбежном «упадке и разложении» не соответствуют действительности. Ее исследования направлены на изучение потребностей стареющего населения, особенно связанных с физиологией спорта. Это связано с ее личным опытом и как спортсмена высших достижений (она представляла Канаду на мировых соревнованиях по бегу, в том числе на Играх Содружества), и как мамы. Когда у нее появились дети, на собственном опыте она поняла «очевидность того, как мы определяем курс нашей дальнейшей жизни посредством выбора, осуществляемого в детстве». Она стремилась окончить медицинский институт, хотя дома у нее были маленькие дети. «Но потом я осознала, что мне не так интересно лечить людей, которые уже больны. Я хочу сохранять людям здоровье!» Резко отвернувшись от традиционной медицинской практики, сосредоточенной на неотложной помощи и лечении, она стала концентрироваться на профилактике.

Потребность в изучении состояния людей с такого ракурса никогда не стояла настолько остро. Доктор Маккей призналась, что интерес к исследованию старости возник частично из-за роста населения старше 65 лет – эта группа стала более многочисленной, чем «лица в возрасте до 15 лет. Такое впервые происходит в истории Северной Америки. Чтобы наша система здравоохранения имела хоть какой-то шанс на выживание в будущем, нам необходимо сделать все возможное, чтобы пожилые люди правильно старели и старели активными». Доктор Маккей отметила, что если у детей кости растут, то у людей преклонного возраста кости с такой же скоростью деградируют: «Я считаю это логическим продолжением моей предыдущей работы. Оказывается, я очень долго смотрела на старые кости! Понимание связей различных физических аспектов на протяжении жизни необходимо для сохранения здоровья костной системы. Физические упражнения и диета в первую очередь сохраняют здоровье организма в любом возрасте». Доктор Маккей посвятила всю себя вопросу долголетия и размышляет над тем, как мы можем спланировать последние 30 лет нашей жизни, которые она называет «третьим триместром». «Я убеждена, что физическая активность и мобильность являются ключом к продлению жизни, – сказала она, – и, что еще важнее, к повышению качества жизни».

Миф. Занятия спортом и все старания поправить здоровье в старческом возрасте бессмысленны, потому что деградация организма в старости неизбежна.

Факт. Множество симптомов, которые мы ассоциируем с образом старого человека, – слабость, потеря равновесия – на самом деле являются симптомами малоподвижного образа жизни, а не старости. Человек никогда не станет «слишком старым» для того, чтобы двигаться! Да, существуют бодибилдеры и марафонцы, которые продолжают заниматься в 70, 80 и даже 90 лет. Но с другой стороны, как показывают исследования, обитатели домов престарелых имеют неплохие шансы укрепить мышцы, если начнут заниматься физическими упражнениями даже в девяносто.

Она уточнила, что физическая активность не означает обычные 60 минут от умеренных до интенсивных физических нагрузок по пять дней в неделю. Это просто не вариант для малоподвижных пожилых людей, с которыми она работает. Вместо стандартной схемы тренировок доктор Маккей использует постепенный подход с легкой физической нагрузкой: «Даже чуть-чуть уже считается. Если вы лежите в постели большую часть дня, попробуйте сесть у кровати. Если вы сидите у кровати, идите к двери. Если вы можете добраться до двери, походите по району. Двигайтесь чуть больше каждый следующий день, в идеале с друзьями или семьей, чтобы было веселее и была возможность пообщаться». Даже такие занятия, как обустройство грядок и цветника, общение с внуками считаются физическими нагрузками, которые делают человека сильнее, препятствуют потере костной массы, улучшают равновесие и координацию движений, улучшают настроение и память, облегчают симптомы различных хронических заболеваний.

Борьба с немощностью

В 1900 году средний американец жил 47 лет. В настоящее время наша средняя продолжительность жизни составляет почти 79 лет. Добавочные 30 лет к продолжительности жизни человека – удивительная история успеха, но она также приносит новые проблемы, в том числе немощность – гериатрический синдром, характеризующийся слабостью, потерей веса и низкой активностью. Его двумя основными физиологическими факторами являются потеря костной массы (остеопороз) и мышечной массы (саркопения). В Соединенных Штатах приблизительно 15 % пожилого населения, не проживающего в специализированных заведениях, в возрасте от 65 лет и старше считаются немощными, то есть имеют три или более из следующих симптомов: истощение, низкая физическая активность, слабость, медлительность и согбенность; еще 45 % считаются в пограничном с немощностью состоянии (имеют один или два симптома). В возрасте 90 лет и старше немощность затрагивает до 38 % населения. По оценкам ученых, к 2050 году 1,2 млрд человек во всем мире станут немощными.

Хрупкость тела является сильным предиктором инвалидности и множества неблагоприятных последствий для здоровья. Исследование Джона Хопкинса показало, что немощность удваивает риск хирургических осложнений, увеличивает время пребывания в больнице и почти в 20 раз повышает шансы на переезд в дом престарелых или на необходимость в помощи после хирургического вмешательства. Более половины слабых людей в Соединенных Штатах обратились за помощью после падения годом ранее. Более одной трети обратившихся упали несколько раз, а две пятых были госпитализированы из-за падений или других заболеваний. Немощность точнее указывает на высокий риск смертности и госпитализации, чем фактический хронологический возраст. Другими словами, здоровое старение требует минимизации и в идеале, предотвращения старческой астении или немощности.

Что мы можем сделать, чтобы защитить себя? В соответствии с главной темой этой книги диета и физические упражнения творят чудеса, улучшая общее состояния здоровья и даря долголетие человеку. Как нам уже известно, оба подхода связаны с микробами. Одна из причин немощности – это возрастная потеря мышечной массы, поэтому нужно стараться быть активным и чаще двигаться. Выбирать нужно те занятия, которые придают сил и укрепляют мышцы. Не обязательно бежать за ними в спортзал – как сказала доктор Маккей, ношение сумок с продуктами и поднимание внуков тоже считается.

Не менее важно наличие сбалансированной и питательной диеты, в которой есть фрукты, овощи, белки, полезные жиры, злаки и нежирные молочные продукты. Как показало исследование, люди, которые добросовестно придерживались средиземноморской диеты, имели на 74 % меньше шансов стать немощными. Микробы также участвуют в развитии немощности через подлый слабовыраженный инфламэйджинг. С возрастом количество микробов, образующих противовоспалительные молекулы, такие как бутират, уменьшается, в то время как количество воспалительных микробов увеличивается. Оба этих микробных сдвига усиливают воспаление.

С немощностью, в дополнение ко многим другим болезням, обсуждаемым в этой книге, связывают общее сокращение разнообразия микробиоты. До сих пор не ясно, вызваны ли сдвиги в микробиоме внешними изменениями в рационе и сменой места жительства, которые сопровождают старение (более подробную информацию о роли окружающей среды в старческом возрасте читайте в главе 13), или же они вызваны биологическими изменениями стареющего организма.

Хотя причинно-следственная связь еще не доказана, ученые рассмотрели в нескольких исследованиях наличие взаимодействий кишечного микробиома с немощностью (микробиомы из других участков тела еще не исследованы). В одном небольшом исследовании, в котором приняли участие 23 человека (средний возраст добровольцев составлял 86 лет), ученые сравнили кишечный микробиом десяти очень слабых людей с 13 людьми с менее выраженной немощностью, которые сидели на одной диете и жили в одном доме. Они обнаружили 17 основных кишечных микробов, которые составили существенные различия между двумя группами. У сильно немощных людей было меньше анаэробных микроорганизмов, таких как лактобациллы, бактероиды и Faecalibacterium prausnitzii (F. Prausnitzii). Напомню, что эти микробы производят бутират, разновидность противовоспалительных короткоцепочечных жирных кислот, поэтому меньшее количество полезных микробов приводит к увеличению воспаления. Эти люди также отличались высоким количеством энтеробактерий, которые связаны с прогрессированием воспаления.

В более обширном великобританском исследовании, где в общей сложности приняли участие 728 женщин-близнецов, ученые секвенировали фекальные микробиомы участников, чтобы исследовать интересующую нас связь. Средний возраст участников составил 63 года (от 42 до 86 лет). Из-за молодого возраста многие участницы все еще вели социальную жизнь и не отличались признаками немощности, однако и в этот раз результаты отразили тенденцию, аналогичную результатам исследования, описанного выше. В целом старческая слабость связана с уменьшением разнообразия микробиома. Немощность в большей степени зависит от микробного разнообразия, чем от возраста, диеты, потребления алкоголя, курения или веса. Исследователи также обнаружили отрицательную корреляцию с Clostridiales, особенно F. Prausnitzii, основным производителем бутирата. Это означает, что у немощных участников исследования было меньше противовоспалительных микробов. Ученые обнаружили положительную корреляцию между некоторыми другими микробами и немощностью, хотя в настоящее время мы не знаем, действительно ли они усугубляют слабость.

Другое крупное исследование микробиома и немощности состоялось при участии 178 лиц ирландского происхождения в возрасте от 64 до 102 лет. В качестве контрольной группы ученые пригласили 13 молодых людей в возрасте примерно 36 лет. Один интересный аспект этого исследования заключается в том, что ученые провели анализ микробиома, разделив участников по рациону и месту жительства: 83 жили в социуме, а 60 постоянно проживали в социальных учреждениях. После переезда в специализированное учреждение потребовалось около года для того, чтобы «социальный» разнообразный микробиом превратился в ограниченный микробиом «дома престарелых» (подробнее об этом в главе 13). Обитатели учреждений отличались более высоким показателем индекса немощности, который измеряли по наличию пяти симптомов, описанных ранее, что естественно, поскольку они находились на длительном лечении; кроме того, у них обнаружили высокий уровень воспалительных цитокинов в крови, таких как TNF-альфа. В совокупности эти исследования показывают, что мы должны заботиться о микробиоме, чтобы наш организм дольше не терял силы.

Хрупкие кости

Потеря костной массы является естественным процессом после постоянного роста костной и мышечной массы в детстве. Существуют убедительные доказательства того, что детям жизненно важно выполнять упражнения с весовой нагрузкой, такие как прыжки и бег, чтобы у них развилась здоровая костная система, которая будет служить им всю оставшуюся жизнь. Джессика вспоминает, как ее мама-педиатр отправляла ее с братом на улицу перед обедом и заставляла прыгать в высоту 20 раз. В то время она думала, что это такая забавная игра, но теперь она понимает, что мама старалась укрепить их детские кости!

Миф. Старым людям небезопасно заниматься физическими упражнениями, потому что они часто падают и могут получить перелом бедра.

Факт. Ученые подтверждают, что занятия спортом помогают предотвратить падения, придать сил, улучшить равновесие и придать быстроту движениям. Мягкие упражнения, такие как тайчи и йога, особенно полезны для восстановления равновесия и укрепления костей, также они снижают риск возникновения остеопороза или замедляют процесс его развития.

Опыт доктора Маккей и других ученых подтверждает, что за два года после полового созревания мы набираем около 26 % взрослой костной массы. Столько же костной массы мы теряем за 50 лет взрослой жизни. Остеобласты – клетки, которые секретируют матрицу для формирования кости, – строят кость, а остеокласты – клетки, ответственные за растворение и абсорбцию кости, – разрушают ее. Пик костной массы приходится на возраст от 20 до 35 лет, то есть в этом возрасте у нас лучше всего развита костная система. Затем по мере старения процесс ремоделирования костей меняется: ваше тело постоянно строит и разрушает костную структуру, заменяя около 10 % скелета каждый год, но обновление кости происходит с меньшей скоростью. Этот процесс может привести к остеопении – заболеванию, характеризующемуся истончением костей, обычно предшествующему остеопорозу, если его не лечить должным образом. Остеопороз приводит к значительному ослаблению костей и увеличению риска неожиданных переломов.

После 50 лет вероятность перелома распространяется на каждую вторую женщину и каждого шестого мужчину. Женщины в постменопаузе в два раза чаще, чем мужчины того же возраста, страдают от переломов, отчасти потому, что женщины в основном легче и меньше мужчин, у них более тонкие кости, а из-за менопаузы в их организмах происходят гормональные изменения.

Существует два типа переломов, вызванных остеопорозом, которые особенно проблематичны у пожилых людей. Первыми являются компрессионные переломы позвоночника, которые вызывают разрушение позвонков и изгибают позвоночник вперед, образуя горб. В этом случае брюшная полость сжимается, что способствует многочисленным проблемам, включая проблемы с дыханием, пищеварением, функцией мочеиспускания, подвижностью и балансом. Второй распространенный тип перелома кости происходит в бедре, обычно в самой узкой части бедренной кости, где она соединяется с тазом (эта область называется шейка бедра). Эти переломы могут вызывать сильную боль и ограничивать подвижность; типичное лечение включает хирургическое введение штифтов/винтов, частичную или полную замену сустава. В дополнение к самой травме и долгой операции пожилые люди сталкиваются с длительным процессом восстановления. 20 % пациентов преклонного возраста с переломом бедра умирают в течение года, а 50 % выживших теряют независимость в жизненном положении и повседневной деятельности. В течение жизни риск развития остеопорозного перелома составляет от 30 до 40 %, что приводит к значительным расходам на здравоохранение.

Миф. О возрастной потере костной массы и остеопорозе нужно беспокоиться только женщинам.

Факт. Женщины в четыре раза чаще болеют остеопорозом. Однако на долю мужчин все равно приходится 20 % случаев заболевания. Более 2 млн мужчин в Соединенных Штатах болеют остеопорозом, а еще у 3 млн обнаружена остеопения.

Что вызывает остеопороз? Причины сложны и многочисленны. Болезнь начинается в юности, когда закладывается масса, плотность и сила кости человека в зависимости от генетики (на которую приходится от 50 до 80 % костной массы), степени активности в детстве и питания. На протяжении всей взрослой жизни важно учитывать факторы питания и образа жизни. Диета с низким содержанием кальция и курение ослабляют кости. Кроме того, физическая нагрузка с весом посредством механотрансдукции, когда клетки преобразуют механический стимул в электрохимическую активность, напрямую влияет на накопление и потерю костной массы. Поскольку у женщин продолжительность жизни больше, чем у мужчин, у них остается больше времени на изнашивание костей, но это лишь одна из причин того, почему женщины в четыре раза чаще заболевают этой болезнью (у двух из трех женщин в возрасте старше 80 есть остеопороз).

Существуют признаки того, что микробы участвуют в развитии остеопороза. Во-первых, люди с воспалительным заболеванием кишечника (ВЗК) подвержены гораздо большему риску остеопороза. Во-вторых, в главе 9 мы узнали, что менопауза характеризуется снижением уровня эстрогена, что способствует снижению костной массы и плотности костей. По мере снижения уровня эстрогена увеличивается количество провоспалительных гормонов, вырабатываемых Т-клетками, таких как TNF-альфа, которые вызывают увеличение остеокластов (клеток, которые разрушают кости). В-третьих, мы знаем, что микробы участвуют в выборе рациона, усвоении питательных веществ и физических упражнениях, и все это может влиять на остеопороз. Роль микробов во всех трех факторах говорит о том, что бактерии имеют отношение к развитию заболевания или предрасположенности к нему.

Ученые официально приступили к изучению того, как микробиом участвует в развитии остеопороза у «стерильных» животных. Полученные ими данные о плотности и массе костей неоднозначны и не позволяют сделать конкретных выводов. Некоторые исследования показали, что у определенной породы стерильных мышей (C57B1/6) были более высокие показатели объема кости, чем у обычных мышей. Когда исследователи подвергали стерильных мышей воздействию микробов, плотность их костей снижалась до уровня обычных мышей. Исследования с другим выводком стерильных мышей (BALB/c) обнаружили обратное: у этих мышей были слабые кости. Длительная колонизация микробами некоторых стерильных мышей привела к увеличению костной массы и обновлению кости. Эти противоречивые результаты можно объяснить различием выводков, пола и возраста животных.

Что не менее важно, исследователи сравнили уровни гормонов и костную массу у обычных мышей и стерильных животных. Используя гормон лейпролид для истощения эстрогена у модели-мыши, они обнаружили, что такие стерильные мыши не продуцируют воспалительные цитокины, связанные с образованием остеокластов и потерей костной массы. После изучения мышей в течение первых четырех недель исследователи заселили стерильных мышей микробами. Им удалось наблюдать удивительные результаты: стерильные мыши были надежно защищены от истощения плотности костей, связанной с потерей эстрогена, но у обычных животных наблюдалась повышенная потеря костной ткани, аналогичная состояниям, наблюдаемым у женщин в постменопаузе.

Несколько исследований на людях показали, что микробиом может оказывать большое влияние на ремоделирование кости (естественные процессы остеобластов и остеокластов) и костную массу. В небольшом исследовании из 18 человек участвовали шесть пациентов с остеопорозом, шесть – с остеопенией и шесть – без потери костной массы (нормальные контрольные субъекты). Исследователи обнаружили значительные различия в составе микробиома в каждой группе и могли отличать нормальных контрольных субъектов от людей, страдающих потерей костной массы, только по степени разнообразия микробиомов. Удивительно, но именно у контрольных субъектов обнаружилось самое низкое разнообразие микробов. Когда Джессика увидела эти результаты, она предполагала, что у людей без остеопороза должен быть более разнообразный микробиом. В большинстве случаев, которые мы рассматриваем в этой книге, большее разнообразие, как правило, говорит о здоровье, но это исследование, как и в случае с вагинальным микробиомом, обнаружило обратное. Мы в очередной раз убеждаемся, как много нам еще нужно узнать о сложных отношениях между микробами и болезнями и насколько сильно нам нужны дополнительные исследования, чтобы понять результаты уже состоявшихся исследований. Ученые также обнаружили несколько различных микробных родов у нормальной контрольной группы и группы с остеопорозом.

Почему возникли эти непредсказуемые результаты? Существует несколько различных способов влияния микробиома на плотность и массу кости. Воспаление вызывает образование воспалительных цитокинов, причем некоторые из них запускают выработку остеокластов, разрушающих кости. Мы знаем, что у женщин в менопаузе и у пациентов с ВЗК, а также у людей преклонного возраста уровень воспалительных цитокинов выше из-за микробной активности, которая может дополнительно активировать остеокласты.

Абсорбция кальция является еще одним фактором, который обусловливает плотность костей, и несколько исследований нашли подтверждение того, что микробиом участвует в процессе усвоения этого микроэлемента. Когда микробиота расщепляет пищевые волокна, полученные из пищи, и производит КЦЖК, в кишечнике понижается уровень рН. Низкий уровень рН способствует абсорбции кальция клетками тела. КЦКЖ, особенно бутират, могут модулировать сигнальные пути в кишечнике, что приводит к усилению абсорбции кальция и отражается на плотности костей.

Некоторые из лучших доказательств того, что микробиом влияет на плотность кости, получены в экспериментах с пробиотиками и пребиотиками. Несколько исследований на мышах показывают, что модуляция кишечного микробиома пробиотиками (главным образом, лактобациллами) увеличивает костную массу и может предотвратить потерю костной ткани, опосредованную эстрогенами. Существуют также данные об исследованиях на людях. В исследовании пробиотика Lactobacillus reuteri ученые обнаружили, что он повышает уровень витамина D в крови, который способствует усвоению кальция и укрепляет здоровье костей. Кроме того, состоялось крупное исследование при участии 417 пожилых пациентов со сломанными руками. Некоторым из них исследователи дали пробиотик Lactobacillus casei. Они обнаружили, что переломы заживают быстрее у тех, кто получил пробиотик, чем у тех, кто его не принимал. Также было показано, что у женщин с остеопенией, которые получали пробиотическую смесь из шести микробов в течение шести месяцев, наблюдалось снижение концентрации воспалительного цитокина TNF-альфа. У них увеличились маркеры формирования кости, но исследователи не заметили никакого влияния на плотность костей в течение этого короткого периода времени.

Результаты этих исследований приводят нас в новую область удивительных открытий. Несмотря на то, что нам еще только предстоит получить убедительные данные о связи между микробиомом и плотностью костей, такие профилактические меры, как прием пробиотиков, увеличение разнообразия микроорганизмов с помощью продуктов питания и, конечно же, продуктов с большим содержанием кальция, необходимы для снижения риска остеопороза и улучшения состояния здоровья.

Микробиом и белки

Наряду с остеопенией и остеопорозом потеря мышечной массы, называемая саркопенией, играет важную роль в развитии немощности. Диагноз относится к общей деградации мышц, которая включает потерю мышечной массы и силы. Это состояние приводит к инвалидности, повышает риск падения и в конечном итоге повышает риск гибели. Саркопения обычно усиливается в возрасте 70 пяти лет, хотя она может с разной интенсивностью выражаться в период от 65 до 80, что усугубляет состояние немощности. Саркопения объясняется несколькими факторами, среди которых сокращение числа нервных клеток, связанных с мышцами, гормональные изменения (гормоны роста и тестостерон), а также снижение потребления и синтеза белка.

Почему мы вообще теряем мышцы? Мышечная масса достигает пика позже, чем костная масса, в возрасте около 30 лет. С возрастом баланс между ростом и потерей мышечной ткани изменяется, в результате больше мышц теряется, чем синтезируется, что приводит как к снижению мышечной массы, так и к угнетению мышечной функции. Малоподвижные люди могут терять от 3 до 5 % мышечной массы каждые десять лет. Это до 30 % потери мышечной массы в период с 20 до 80 лет! Основной метод лечения саркопении заключается в тренировках с сопротивлением для увеличения мышечной силы и выносливости. Эти тренировки отличаются от кардиоупражнений, хотя они во многом пересекаются. В нескольких исследованиях показаны значительные улучшения состояния уже после двух недель тренировок. Постоянные тренировки помогают предотвратить дальнейшую потерю мышц и возвращают им силу, но не могут полностью остановить болезнь.

Миф. Невозможно нарастить мышцы, питаясь только продуктами растительного происхождения.

Факт. Веганы и вегетарианцы могут поддерживать плотность костей и упругость мышц. Самое главное – получать достаточное количество белка с пищевыми добавками и/или пищей (например, нужно есть орехи, бобовые, чечевицу, листовые овощи, растительное молоко, крестоцветные овощи, семена).

Связи между саркопенией и микробиомом только начинают проявляться. У мыши-модели с лейкемией, которая характеризуется атрофией мышц, обнаружилась корреляция с изменениями в микробиоме кишечника, связанная с уменьшением количества Lactobacillus. При обратном введении определенных видов лактобактерий мышечная атрофия у модели снижалась. Микробиомные исследования также проводились на стареющих крысах (которые, как и люди, подвержены саркопении). Сравнивая микробиом кишечника с физиологией мышц, исследователи обнаружили специфические возрастные изменения в микробиоме, которые коррелировали с физиологическим снижением скелетно-мышечной функции.

Мы с осторожностью относимся к этому результату, потому что с возрастом наблюдается общее изменение микробиома кишечника, как мы видели в главе 7. Вызывает ли новый микробиом скелетно-мышечные изменения или просто коррелирует с ними, это еще предстоит выяснить.

Еще не проводились эксперименты при участии людей, которые бы непосредственно исследовали влияние микробиома на саркопению. Однако одно исследование утверждает, что их взаимодействие может определять диета. В рамках исследования близнецов TwinsUK ученые попросили 2750 женщин в возрасте от 18 до 79 лет соблюдать средиземноморскую диету. Затем их классифицировали по степени добросовестности соблюдения диеты. Результаты отражают прямую положительную корреляцию между ростом мышечной массы и силы и добросовестностью в соблюдении диеты. Интересно, что обнаружилась обратная корреляция между потреблением мяса и мышечной силой. Другими словами, те, кто ел больше мяса, обладали меньшей мышечной силой (что еще больше опровергает распространенный миф о том, что на растительной диете нельзя наращивать мышцы). Диета сильнее сказывалась на женщинах старше 50 лет, и в том же возрасте наблюдается появление признаков саркопении. Это первое исследование саркопении, в котором рассматривалось питание в разных возрастных группах, а не только среди пожилых людей. Его результаты предполагают, что наше отношение к микробиому на протяжении всей жизни может влиять на здоровье в старости.

Миф. Если вы не выкладываетесь на тренировках до появления пота, то, значит, занимаетесь недостаточно усердно.

Факт. Пот не всегда является признаком большой нагрузки – с помощью пота тело всего лишь охлаждает само себя. Лучше всего степень воздействия кардиотренировок отражает сердечный ритм. Тренировки с весом не всегда вызывают потоотделение, все зависит от вида упражнений, способности тела выделять пот и температуры воздуха.

Почувствуйте жар

В недавних исследованиях на людях присутствуют интригующие намеки на то, что физические упражнения оказывают значительное влияние на микробиом, как мы говорили в главе 8: физические упражнения увеличивают разнообразие микроорганизмов, поскольку они повышают численность полезных продуцентов КЦЖК, которые могут уменьшить воспалительные реакции и улучшить общее состояние здоровья.

Из нескольких исследований на крысах и мышах мы получили предварительные доказательства влияния физических упражнений на микробиом кишечника. Исследование крыс, помещенных в клетки с беговыми колесами для «добровольной тренировки», показало, что у этих крыс более высокий уровень КЦЖК бутирата в толстой кишке по сравнению с животными, ведущими сидячий образ жизни и не имеющими доступа к беговому колесу. Благодаря упражнениям у них в кишечнике также увеличилось количество полезных микробов, производящих бутират. В рамках другого исследования на мышах ученые сравнили три группы мышей: «стерильных» животных, неспортивных нормальных животных (беговые колеса не доступны) и группу спортивных животных (беговые колеса в клетках). Как подтверждают другие исследования, в результате выяснилось, что физические упражнения повышают разнообразие микроорганизмов и микробов, продуцирующих бутират, что приводит к уменьшению воспаления. Затем исследователи пересадили микробиоту от тренированных и малоподвижных мышей стерильным животным; трансплантированная микробиота от тренированных мышей уменьшала воспаление у мыши-модели с ВЗК. В совокупности эти данные показывают, что одно только выполнение физических упражнений способствует модуляции микробного состава, что приводит к уменьшению воспаления в кишечнике.

Только одно исследование на мышах, о котором нам известно, проработало обратный сценарий: как микробиом влияет на производительность упражнений. В этом исследовании проверялась выносливость во время плавания нормальных мышей, стерильных мышей и стерильных мышей, колонизированных одной бактерией (Bacteroides fragilis). Ученые выяснили, что мыши, колонизированные нормальными микробами или даже единственной бактерией, могли плавать дольше, чем «стерильные» животные. Это говорит о том, что микробиом влияет на производительность упражнений. Возможно, это неудивительно, поскольку мы знаем, что микробиом регулирует энергетический обмен, иммунные реакции и реакции на стресс, – все это играет роль при выполнении упражнений.

Хотя таких исследований провели пока немного, похоже, что подобная тенденция сохраняется и у людей. В одном увлекательном исследовании были рассмотрены изменения у 18 худых и 14 малоподвижных людей с ожирением после начала тренировок. Они начинали с 30 минут умеренных упражнений (ходьба) три раза в неделю, а через шесть недель перешли к шестидесятиминутным интенсивным упражнениям (энергичные пробежки или езда на велосипеде) три раза в неделю.

Участники не меняли питание. Затем они прекратили программу тренировок, и исследователи наблюдали за ними еще шесть недель в «отмывочный период». Подтверждая результаты исследований на животных, ученые зафиксировали повышенное разнообразие микробиома и микробов, которые продуцируют КЦЖК, у всех участников, хотя изменения были более выраженными у худых людей. После остановки программы упражнений микробиом вернулся к своему первоначальному составу.

В исследовании 2017 года при участии женщин удалось обнаружить, что умеренные физические упражнения изменяют состав микробиома человека и увеличивают количество полезных для здоровья бактерий, таких как Bifidobacterium, Akkermansia и F. Prausnitzii. Все эти микробы связаны с продукцией КЦЖК и противовоспалительной активностью. Аналогичным образом анализ 1493 участников проекта «Американский кишечник» показал, что наличие умеренных физических нагрузок способствовало увеличению микробного разнообразия в группе Firmicutes, в том числе производителя бутирата F. Prausnitzii. Физические упражнения обычно рекомендуются для профилактики и лечения хронического воспаления при многих заболеваниях, таких как диабет второго типа, ишемическая болезнь сердца и ожирение, которые характеризуются дисбиотической микробиотой. В совокупности исследования физических упражнений предполагают, что умеренные физические нагрузки увеличивают концентрацию противовоспалительных КЦЖК за счет полезной модуляции микробиома.

Микробный допинг

Учитывая все, что мы узнаем о роли микробиома в спорте, возможно, в будущем мы сможем разработать идеальный (и, по-видимому, законный) микробный состав для повышения производительности профессиональных спортсменов. Пока существует только одно исследование, посвященное микробиому высококлассных спортсменов: ирландских игроков в регби (читайте в главе 8). На наш взгляд, это перспективная область для скрытых научных инноваций. Здесь мы опишем ингредиенты нашего гипотетического микробного коктейля.

• Во-первых, мы знаем, что регулярные тренировки профессиональных спортсменов отличаются от нагрузок «воинов выходного дня» или «любителей бега». Они часто тренируются два-три раза в день и находят различные творческие способы подтолкнуть себя к пределам возможностей для достижения определенных целей. Экстремальные упражнения вызывают значительное воспаление в организме, которое включает производство воспалительных цитокинов. Спортсмены, как правило, быстро выздоравливают, а уровень воспаления быстро падает до очень низкого. Поэтому при разработке нашей идеальной смеси для допинг-контроля мы должны включить микробы, которые производят противовоспалительные средства (а именно производителей бутирата, о которых мы говорили выше), чтобы еще больше усилить естественный эффект от их воздействия.

• Во-вторых, нам нужен микробный эликсир из смеси микробов, способных расщеплять молочную кислоту, которая является побочным продуктом интенсивных упражнений. Вспомните эти ужасные ощущения после нескольких забегов на короткие дистанции в начальной школе на уроке физкультуры, или как вы себя чувствуете после изнурительных интервальных тренировок. Молочная кислота может ограничивать работоспособность, потому что кислород не может поступать к мышцам с прежней эффективностью, и энергетический обмен (метаболизм) переключается на бескислородные формы (анаэробный метаболизм). Состояние можно восстановить после менее интенсивных упражнений или отдыха, что в результате возвращает метаболизм в аэробное состояние (с использованием кислорода), и кровь вымывает молочную кислоту. Исследуя 20 бегунов, которые тренируются для участия в Бостонском марафоне, ученые обнаружили, что после забега у них значительно повышается количество микробов, которые расщепляют молочную кислоту. Джессика пробежала Бостонский марафон в 2018 году и хорошо помнит изнурительные длинные забеги и тяжелые тренировки, которые, вероятно, пришлись этим микробам по душе.

• В-третьих, нам нужны микробы, которые могли бы эффективно расщеплять пищу, чтобы быстро генерировать энергию во время соревнований и увеличивать поглощение белка для восстановления мышц. Это особенно важно для ультрамарафонцев, участвующих в забегах от 80 до 160 км. Хотя ученые обнаружили у этих спортсменов микробов, которые эффективно и избирательно расщепляют углеводы и клетчатку, прикладное использование этих знаний осложняется тем, что оптимизированные персональные диеты пока не пережили подъем популярности.

• Пока мы спим, мы можем пользоваться микробами, которые влияют на состояние мозга. Возможно, мы сможем найти микробов, которые блокируют боль и помогают справиться с чувствительностью и усталостью в мышцах. Как мы узнали из главы 3, мы, вероятно, сможем отыскать микробов, которые помогают справляться со стрессом и снимают симптомы у спортсменов, которые сильно нервничают у стартовой линии. Из этой главы мы узнали, что нам нужно несколько микробов для укрепления костей и мышц, чтобы уменьшить риск травм и переломов. Крепкие мышцы особенно нужны гимнастам, которым важно идеально приземляться после выполнения упражнения.

• Наконец, давайте решим проблему смены часовых поясов, которая является серьезной угрозой для здоровья спортсменов международного класса. Нам понадобятся микробы, которые влияют на циркадные ритмы, чтобы регулировать внутренние часы тела и поддерживать их работу в лучшем виде в любом часовом поясе. Мы также должны помнить, что спортсмены высоких достижений – тоже люди, поэтому они так же, как и мы, болеют простудой и другими инфекционными заболеваниями, восприимчивость к которым повышается из-за перелетов и изнуряющих тренировок. Представьте только, если бы вы заболели во время соревнований на Олимпиаде! Итак, давайте добавим в наш коктейль несколько полезных микробов для полости рта, которые вытесняют респираторные вирусы, и для лучшего эффекта «закусим» их пробиотическим йогуртом. У 46 спортсменок-пловчих на выносливость на фоне пробиотического йогурта уменьшилось число респираторных инфекций и облегчилось протекание симптомов простуды.

В заключение к этому гипотетическому миру потребовалось бы добавить немного творческого коучинга: возьмем самого выдающегося спортсмена, например олимпийского чемпиона и чемпиона мира с множеством золотых медалей, и заплатим ему непомерную сумму денег за его фекалии. Он бы все равно их просто смыл в унитаз (так что призер ничего не теряет). Затем проведем медицинские фекальные трансплантации среди других спортсменов, чтобы они получили дозу микробов от этого человека. Не существует ни одного правила в настоящее время, ограничивающего разнообразие микробиома спортсменов, поэтому самый сложный этап здесь – убедить спортсменов принять участие в неканонических подготовительных процедурах!

Простые советы

• Нельзя быть слишком старым для спорта. Разнообразные упражнения с весовой нагрузкой на ноги (короткие и активные, например прыжки), упражнения для учащения сердцебиения (короткие и быстрые, например тренировки с интенсивной нагрузкой или долгие и медленные, такие как ходьба или бег) и упражнения на развитие силы (тренировки с весом) необходимы человеку в любом возрасте. Подберите для себя регулярную функциональную тренировку, которая будет приносить вам удовольствие. Такой режим гораздо полезнее, чем спорадические интенсивные занятия в спортзале. Ходите на прогулки, играйте с внуками, ходите в боулинг с друзьями, танцуйте на кухне, пока готовите обед, – подойдет любое занятие, которое поднимает вам настроение. Как говорит доктор Маккей, небольшие порции физических упражнений обладают накопительным эффектом и развивают силу в костях и мышцах, а также попутно укрепляют микробов.

• Ешьте овощи. Продукты растительного происхождения – источник необходимых пищевых волокон. Они помогают усилить всасывание кальция через микробиоту кишечника. Выбирайте для себя продукты с большим содержанием пищевых волокон – это бобовые и чечевица, злаки, коричневый рис, орехи, запеченный картофель с кожицей, ягоды, отруби, овсянка и овощи. Все эти продукты – основа средиземноморской диеты и MIND-диеты (читайте в главе 3). Можно удвоить пользу от этой пищи, если подавать ее с молочными продуктами – отруби с молоком или запеченный картофель со сметаной. Такие блюда помогут укрепить кости и снизить риск развития остеопороза.

Глава 13. Мыть или не мыть: микробы в окружающей среде

Есть набор цифр, который лучше, чем любые другие числа, предскажет вашу продолжительность жизни, – это почтовый индекс. Исследователи гигиены окружающей среды и эпидемиологи давно признали ту важность, которую представляет география для здоровья и благополучия человека. К ней относятся физические аспекты мест, в которых мы живем, учимся, работаем и играем (искусственная среда); люди, с которыми мы общаемся (социальная среда); местные характеристики природной среды (такие как качество воздуха и воды, близость зеленых насаждений). Доступ к здоровой пище, качественным медицинским услугам и ухоженным паркам; наличие чистой воды, еды и воздуха; возможность проводить время с людьми, которые согревают и поддерживают; жизнь в безопасных, чистых условиях – все это оказывает влияние на наш образ жизни и здоровье.

Когда мы пристально рассматриваем каждый из этих аспектов, мы неизбежно обнаруживаем присутствие незримых спутников, которые молча дирижируют симфонией нашего мира, – микробов. Микроорганизмы присутствуют везде: в помещениях, где мы живем, и на открытом воздухе, в еде и напитках, которые мы потребляем, на людях, с которыми мы встречаемся каждый день или только время от времени, и именно они разрешают загадку, почему некоторые люди наслаждаются здоровьем и живут дольше других. Пожилые люди особенно восприимчивы к условиям своих домов и микрорайонов в связи с тем, что они реже перемещаются и проводят больше времени в ограниченном пространстве. Как мы узнали из главы 11, в довершение всего они отличаются ослабленной иммунной системой, которая хуже справляется с потенциальными опасностями.

Джессика сосредоточила свои исследования на сложной взаимосвязи между окружающей средой и процессом старения. Как экологический геронтолог она изучает, где люди живут в старости и как место жительства влияет на их здоровье и благополучие. Она изучает, каким образом окружающая среда может «проникнуть под кожу» и обусловить приближение старости.

При опросе пожилых людей в столичном регионе Миннеаполис в рамках своей докторской диссертации Джессика не могла не заметить резких различий во взаимодействии микробов и людей. Некоторые дома были безупречными и стерильными, со свежевымытыми рабочими поверхностями и полами, сильно пахнущими отбеливателем. Но чаще в домах находились груды вещей – от одежды до контейнеров с едой, от документов до нескольких человек и домашних животных, также в них можно было найти свидетельства многолетнего проживания людей. Иногда Джессика даже видела плесень и сырость, гниющую еду на столах и задыхалась от спертого воздуха. Вероятно, такие условия регулярного контакта с патогенами подвергали жителей риску заболеваний. Заручившись четко сформированным и целостным взглядом на процесс старения, она начала рассматривать невидимые и динамичные взаимодействия между окружающей средой, микробиотой и пожилыми людьми.

Наследственность или питание

Роль окружающей среды в составе микробов является предметом многочисленных научных дискуссий в области микробиологии. Чтобы исследовать эту тему, доктор Эран Сегал и его коллеги из Научного института Вейцмана собрали образцы крови и кала у 1046 здоровых взрослых израильтян (исследование было опубликовано в журнале Nature в 2018 году). Возраст этих людей варьировался от 18 до 70 лет; они не принимали антибиотики в течение трех месяцев до участия в эксперименте, не имели хронических заболеваний и не были беременными; они происходили из пяти различных родов: ашкенази, североафриканцы, йеменцы, сефарды и выходцы с Ближнего Востока.

Миф. Долголетие определяет генетика.

Факт. Бытовые, социальные и физические условия жизни – место жительства, круг общения, еда, интенсивность физических упражнений – влияют на здоровье и долголетие намного сильнее (примерно на 75 %, как говорят ученые), чем гены (на них приходится примерно 25 %).

Относительно недавняя иммиграция генетически разнообразных популяций в Израиль, где они имеют общую среду обитания, создала идеальные условия для сравнения степени, в которой среда и генетика формируют микробиом. Группа Сегала обнаружила, что происхождение не было в значительной степени связано с составом микробиома; генетика человека фактически определяла очень небольшую долю (менее 2 %) различий, наблюдаемых в микробиомах людей.

Чтобы провести дальнейшие тесты, Сегал и его коллеги проанализировали существующий набор данных из исследования состава микробиома 2016 года в 1126 парах близнецов из Соединенного Королевства. Они определили, что от 1,9 до 8,1 % человеческого микробиома являются наследуемыми. Таким образом, хотя близнецы имеют одну и ту же генетику, они все равно превращаются в заметно отличающихся друг от друга особей. Факторы образа жизни, такие как рацион, лекарства и домашняя обстановка, составляют от 91,9 до 98,1 % состава микробиоты.

Чтобы исследовать степень влияния окружающей среды на микробиом, группа Сегала также изучила микробные композиции 24 пар родственных особей, которые никогда не жили вместе. Они не нашли доказательств подобия микробиомов среди этих пар. Напротив, при исследовании 55 родственных пар с историей совместного проживания в семье они обнаружили значительное сходство в микробиомах. Они также провели анализ 32 генетически не связанных пар, которые жили в одном пространстве, и снова обнаружили значительное микробиальное сходство. Все результаты этого оригинального исследования позволяют предположить, что совместное использование домашнего хозяйства в прошлом или настоящем вносит вклад в состав кишечного микробиома, учитывая, что родственники, не имевшие совместного домашнего хозяйства в прошлом, не имеют сходных микробиомов. Другими словами, место, где вы живете, а не ваши гены, определяет, какие микробы населяют ваш организм.

Новаторская работа Сегала и других исследователей демонстрирует ценность изучения негенетических детерминант здоровья и заболеваний. При рассмотрении этих факторов появляются новые способы персонализировать лечение и подходы к обеспечению жизнестойкости и здоровому старению. В отличие от генов микробиомы людей легко поддаются изменениям. В этой главе мы увидим, что различные воздействия и оздоровление микробиома окружающей среды, мелкие или крупномасштабные, долгоиграющие или временные, способны привести нас к долгой и здоровой жизни.

Недостаток общения и чрезмерная дезинфекция

Каждый раз, когда вы открываете входную дверь, порыв воздуха несет микробы в ваш дом, как и собаки, посетители, пакеты с Amazon и ваше собственное тело, которое улавливает микробы в машине, на тротуаре, в офисе и так далее. Сегодня микробы имеют очень важное значение, так как современные американцы проводят около 90 % своего времени в помещении. Это обстоятельство противоречит человеческой природе. Мы развивались не в стерильных камерах или закрытых помещениях, а в тесном контакте с природой. Мы спали на земле в пещере, практиковали редкие гигиенические ритуалы и проводили большую часть времени на улице с другими людьми и животными. Даже по мере того, как общество развивалось, скот наводнял улицы, протекали крыши и стены, переполнялась канализация и открывались окна, через которые все микробы попадали к нам домой. До недавнего времени семьи в основном жили на фермах и взаимодействовали с многочисленными микробами из-за ежедневных домашних хлопот, возни на дворе и постоянно открытых окон.

Миф. Все грибки и бактерии в доме представляют опасность.

Факт. Это распространенное заблуждение вселяет в людей необоснованные страхи и заставляет чрезмерно вычищать, дезинфицировать и обрабатывать все в доме противомикробными составами. Большинство микробов, обитающих в помещениях, безвредны, а некоторые даже полезны для человека.

Модернизация изолировала нас. В результате мы, как правило, ежедневно подвергаемся воздействию значительно меньшего разнообразия микробов. Кроме того, теперь мы живем в мире с тысячами антимикробных продуктов, от краски и ковровых покрытий до разделочных досок (подробнее об этом позже). Поэтому помимо того, что мы меньше общаемся с микробами, мы также регулярно пытаемся убить тех, с кем мы по-прежнему вступаем в контакт. Мы, возможно, стали более продуктивны, социальны и технологически продвинуты по сравнению с нашими пещерными предками, но мы при этом потеряли связь со многими важными микробами, которые эволюционировали вместе с нами. Этот переход к стерилизованному помещению привел нас к некоторым непредвиденным последствиям.

Похоже, что фундаментальные изменения в образе жизни и переход от фермы к городской жизни привели к утрате контакта с определенными микробами, которые необходимы для развития иммунной системы. В результате наблюдается рост числа респираторных заболеваний: во всем мире астмой страдают 300 млн человек, а более 40 % населения развитых стран живут с аллергией. Все больше научных данных связывают факторы окружающей среды, которые, как известно, обеспечивают взаимодействие с микробами, со снижением риска развития астмы. В одном из примеров дети, которые выросли на баварских или амишских фермах в непосредственной близости от домашнего скота, реже болели астмой, чем городские. Некоторые факторы связывают с низкой распространенностью аллергий, в том числе контакт с животными в детстве, нахождение вблизи конюшен в возрасте до одного года, кормление грудью, вагинальные роды и отсутствие антибактериального лечения в раннем возрасте.

Однако то, что мы удалились от микробов, с которыми вместе занимались земледелием, еще не означает, что мы ведем одинокую жизнь в современных помещениях. Наши дома, рабочие места и общественные здания обеспечивают новые и комфортные места обитания для многочисленных сообществ микроорганизмов. Проблема состоит в том, что эти резидентные микробы, как правило, не так разнообразны по своему составу и полезны как естественная окружающая среда. Поэтому в любом возрасте нужно чаще гулять. Пожилые люди не должны постоянно сидеть в стерильных помещениях с климат-контролем.

Принести домой кусочек «улицы» можно, если почаще проветривать помещения и завести живую зелень в горшках. Комнатные зеленые растения и цветы положительно влияют на состояние здоровья, вводя полезные бактерии в микробиом помещения, кроме того, они способствуют снижению стресса, повышают креативность и вырабатывают кислород. Как и люди, растения содержат на себе различные микробиомы. Комнатные растения значительно улучшают качество воздуха в помещении. Листья фильтруют воздух, снижают концентрацию углекислого газа и выделяют кислород. Комнатные растения могут стабилизировать экосистему и даже противодействовать болезнетворным микроорганизмам. Например, английский плющ, вечнозеленая лоза, которую мы часто видим на стенах величественных зданий, помогает устранить споры плесени в воздухе. Стремитесь обогатить биоразнообразие и качество воздуха в вашем доме с помощью комнатных растений и цветов. Открывайте окна, когда позволяет погода, чтобы запускать домой свежий воздух и новых микробов.

Влажность и плесень: нежеланные соседи

Рост грибков во влажных или поврежденных водой зданиях является серьезной проблемой. По оценкам исследователей, сырость появляется в 15–40 % домов по всей Северной Америке и Северной Европе и, по данным ВОЗ, она живет в 10–50 % зданий в Австралии, Европе, Индии, Японии и Северной Америке. Большую часть ущерба, причиняемого водой внутри помещений, вызывают стихийные бедствия (наводнения) или люди (неисправности). Вода также может проникать в здания при таянии снега, с проливными дождями или из-за переполнения канализационной системы; водяной пар возникает в результате ежедневной бытовой деятельности, например из-за приготовления пищи, стирки и душа. Плесень – распространенный вид гриба – легко растет в любом достаточно влажном месте.

Большинство разновидностей плесени не представляют опасности для здоровых людей. Однако плесень может вызывать заложенность носа, раздражение горла, кашель или одышку, раздражение глаз, а иногда и раздражение кожи у чувствительных людей. Длительное воздействие плесени может сильно повлиять на пожилых людей, младенцев и детей, лиц с респираторными заболеваниями, астмой и/или аллергией, а также людей с ослабленным иммунитетом. Эти группы подвержены повышенному риску респираторных заболеваний и инфекций, а также склонны к обострению астмы и аллергии.

Ключом к минимизации образования плесени в доме является контроль влажности. CDC рекомендует использовать кондиционеры и осушители воздуха для снижения уровня влажности; своевременно ремонтировать течи на крыше, в окнах и трубах; проводить тщательную уборку и сушку после наводнений; проветривать места водных процедур, стирки и приготовления пищи. Рост плесени на твердых поверхностях можно устранить с помощью специальных средств, простого мыла или отбеливателя. Самое главное – устранить основную причину появления воды/влаги, чтобы плесень не могла нарасти снова.

Мы – одна семья

Благодаря научным достижениям в области молекулярного секвенирования мы можем анализировать отдельные виды бактерий, архей (другой тип микробов) и грибов, обитающих в местах, где мы живем, работаем и отдыхаем. Мы узнали, что микробиомы в помещении в основном образуются из частичек кожи человека, домашних животных и воздуха с улицы (см. рисунок 1). Отложение человеческих микроорганизмов происходит в микробиомной среде учебных классов, жилых и спортивных помещений. Люди могут сбрасывать микроорганизмы со своей кожи со скоростью более 100 микробных клеток в час. Эти микробы быстро распадаются, но также быстро восстанавливаются на поверхностях, если с ними часто контактируют люди. Микробы, чаще всего выделяемые человеком, – это кожные бактерии, среди которых большое количество актинобактерий и Firmicutes, а также дрожжи, например Malassezia. Обычно мы мирно сосуществуем с дрожжами Malassezia (они являются неотъемлемыми компонентами микробиоты кожи), но переизбыток этих микроорганизмов может вызвать такие кожные заболевания, как перхоть и атопическая экзема, о чем мы подробно говорили в главе 2.

Ученые в рамках проекта «Домашний микробиом» в течение четырех-шести недель секвенировали бактерии семи разных семей, в том числе их домашних животных и жилых помещений. 18 участников проекта специально обучили, как собрать 1625 образцов микроорганизмов со своих тел и жилищ. Всего было протестировано десять домов, три собаки и одна кошка. У трех семей образцы были взяты непосредственно до и после переезда в новый дом. Участники протирали поверхности кожи, рук, ног, носов, столешниц, дверных ручек и многих других поверхностей, которых члены семьи часто касаются руками. Микроорганизмы рук имели самое большое сходство среди членов семьи, в то время как носы отличались большей индивидуальностью. При этом сообщества микробов в разных домах значительно различались, а микробиом помещения в основном заселялся за счет людей, живущих в доме. Оказывается, наши тела выделяют бактерии почти при каждом столкновении с окружающей средой: когда мы чешем голову, зеваем, открываем дверцу холодильника или плюхаемся на диван, когда возвращаемся домой поздно вечером. Перекрестное распространение микробов происходит очень быстро. Три семьи, участвовавшие в исследовании, переехали в новые дома, и менее чем через 24 часа новые места жительства стали выглядеть точно так же, как старые, по крайней мере, если говорить о микробных сожителях. Такой же эффект наблюдался даже в том случае, если новое место жительства было гостиничным номером, в котором только что жили другие люди! Быстрая и тотальная колонизация микробиоты в каждом доме была настолько точной и своеобразной, что мазок из любой комнаты давал возможность увидеть четкую микробную «подпись» семьи. Образцы были настолько точными, что исследователи могли с уверенностью сказать, от какой семьи поступил тот или иной образец микробов с пола.

Социальные взаимодействия за пределами нашего основного жилья также играют важную роль в обмене микробами. Такие простые действия, как пожать руку, взять телефон подруги и посмотреть ее фотографии или угощаться едой с одной тарелки приводят к обмену микробами. В ходе одного исследования волонтер (намеренно) коснулся дверной ручки, зараженной вирусом, затем пожал руку второму участнику, который затем пожал руку третьему участнику, и так далее. Результаты показали, что вирус может передаваться таким образом шесть раз. После обмена человека с человеком один из людей размещает микробов на различных поверхностях, которые другой человек позже с поверхностей заберет себе. В одном исследовании, где изучались десять поверхностей парт из трех разных школ, обнаружились микробы с кожи, из ротовой полости и кишечника учащихся. После очистки столов микробные сообщества полностью восстановились на поверхности в течение двух-пяти дней.

Маленькие дети и пожилые люди, которые не хотят подцепить инфекцию, должны регулярно мыть руки теплой водой с мылом. Будьте внимательны к тем людям и поверхностям, с которыми вы ежедневно обмениваетесь микробами.

Регистрация бактериального багажа

Изменения в образе жизни и путешествия преобразуют наши микробиомы из-за появления новых людей, мест и продуктов, с которыми мы пересекаемся. Один из самых больших страхов в контексте экзотического путешествия – это диарея путешественника (ДП) или другие внутренние (кишечные) инфекции. В рамках одного исследования доброволец перебрался из крупного американского мегаполиса в столицу развивающейся страны в Юго-Восточной Азии. Этот человек во время путешествия стал питаться по новому рациону и жить в новой обстановке, что привело к двум приступам диареи. Также у него наблюдалось почти двукратное увеличение соотношения бактероидов к фирмикутам, которое, впрочем, изменилось после его возвращения в Соединенные Штаты.

Микробиом кишечника человека определяет состояние здоровья во время путешествий. Густонаселенный и разнообразный микробиом кишечника предотвращает патогенную колонизацию и рост бактерий. Этот процесс осуществляется в основном за счет конкурентного исключения. Уникальный кишечный микробиом путешественника может располагать его к кишечной инфекции в большей или меньшей степени. Например, шведские туристы, путешествующие в места с высокой степенью риска кишечной инфекции, были более подвержены заражению Campylobacter (которая вызывает диарею), если перед поездкой их микробиом не отличался разнообразием. Структура и состав кишечного микробиома защищают от распространенных заболеваний кишечника. В другом исследовании ученые сравнивали микробиомы кишечников людей с ДП. Они обнаружили у путешественников с диареей дисбиозный профиль с разбалансированным соотношением фермикутов к бактероидам.

Предположительно существуют способы модуляции микробиома для профилактики ДП. Прежде всего можно постараться придерживаться своей обычной диеты за границей. Даже кратковременные изменения в питании могут иметь долгосрочные последствия для микробиома и после возвращения из путешествия. Однако мы понимаем, что эта стратегия может заметно снизить качество путешествий, потому что лишает возможности попробовать новую еду и получить уникальные впечатления.

Обычно мы делаем прививки для повышения иммунитета к инфекционным агентам перед экзотическим путешествием, и таким же образом мы могли бы рассмотреть вопрос о вооружении кишечника полезными микробами. Исследования показали, что пробиотики, в том числе Saccharomyces boulardii и Lactobacillus GG, могут способствовать профилактике ДП. После пребиотиков, в том числе смеси галактоолигосахаридов, у путешественников наблюдалось меньше приступов диареи, но это результаты одного небольшого эксперимента, а не клинически контролируемого слепого исследования. Ученые все еще проверяют, могут ли пробиотики и пребиотики лечить острую ДП.

Уход в домах престарелых

Переезд в учреждение интернатного типа или дом престарелых также оказывает значительное влияние на микробиоту. Если человек переезжает в дом престарелых, то его кишечным микробам требуется около года, чтобы полностью подстроиться под микробиоту проживающих там людей. Дома престарелых часто отличаются нездоровым микробным составом, который вызывает воспаления из-за недостатка микробного разнообразия. Также в них очень распространены бактериальные инфекции, можно сказать, эти учреждения обеспечивают идеальные условия для приобретения и распространения инфекции: у обитателей переполненных учреждений общие источники воздуха, продуктов питания и медицинских услуг, кроме того, они в принципе сильнее подвержены распространению болезней. Постоянный поток посетителей, персонала и смена обитателей приносит патогены как из больниц, так и из социума. Вспышки респираторных и желудочно-кишечных инфекций в этих учреждениях случаются довольно часто, а как мы знаем из предыдущих глав, их вызывают микробы и микробы же определяют восприимчивость к этим заболеваниям.

Бактерия Streptococcus pneumoniae (часто называемая пневмококком) вызывает многие распространенные инфекции, включая пневмонию и ушные заболевания. Она является одной из ведущих причин болезней и смерти в Соединенных Штатах. Обычно мы применяем антибиотики для борьбы с бактериальными инфекциями, подобными пневмококковым заболеваниям. Проблема заключается в том, что из-за повсеместного применения антибиотиков, которые иногда назначаются без надобности как среди молодого, так и (особенно) старого населения, учреждения интернатного типа часто становятся идеальными инкубаторами для появления устойчивых к лекарствам штаммов. CDC сообщили, что от 10 до 40 % пневмококковых инфекций обладают устойчивостью к лекарствам, и эти показатели все время растут. Вспышки устойчивых к лекарствам инфекций можно предотвратить или свести к минимуму, если с осторожностью применять антибиотики, а пневмококковую пневмонию можно предупредить путем вакцинации. Проблема в том, что вакцины редко используются в домах престарелых. Врачи часто ошибочно полагают, что прививки могут быть неэффективны или опасны для пожилых людей. В Соединенных Штатах только 45 % людей в возрасте от 65 лет и старше прошли вакцинацию, а в большинстве домов престарелых, где наблюдались вспышки инфекций, привиты были только 5 % их обитателей.

Метаанализ 2017 года, опубликованный в Американском журнале American Journal of Infection Control, показал, что в среднем 27 % жителей дома престарелых колонизированы устойчивыми к лекарствам бактериями. Факторы риска включали пожилой возраст, сопутствующие (два или более) хронические заболевания, повторную госпитализацию в анамнезе, повышенное взаимодействие с работниками здравоохранения, частое лечение противомикробными препаратами, снижение функционального статуса, выраженную деменцию, малоподвижность, недержание кала и постоянное проживание в учреждении интернатного типа. Авторы подчеркивают важность программ профилактики инфекций в домах престарелых и учреждениях длительного ухода. Задача весьма непростая, учитывая нехватку персонала, ограниченные ресурсы, недостаточность навыков и отсутствие строгого контроля. Сюда же относится вопрос о больничной среде, учитывая частые перемещения жителей между домами престарелых и неотложной помощью, что способствует обмену патогенных микроорганизмов между ними.

Миф. Если открыть окно в доме престарелых или в больничной палате, то можно запустить болезнетворные бактерии.

Факт. Центры по оказанию медицинской помощи можно обезопасить от распространения инфекций, если открывать в них окна. Свежий воздух приносит с собой новых микробов, которые помогают справиться с непобедимыми патогенами. В помещениях, которые наглухо запечатаны от свежего воздуха, вредные бактерии не встречают никаких естественных врагов в окружающей обстановке. Разнообразный микробиом окружающей среды работает как защитный слой против распространения инфекций в домах престарелых и в больницах.

Исследователи в рамках проекта «Больничный микробиом» начали собирать образцы микробов с поверхностей, из воздуха, с тел персонала и пациентов нового больничного павильона Чикагского университета в 2013 году. Их цель – лучше понять факторы, влияющие на развитие популяций бактерий в медицинских учреждениях. Подобно тому, как другие исследователи изучали людей, переезжающих в новый дом, в этом исследовании рассматриваются скорость и структура наследования в микробиоме больницы, когда больница начинает менять персонал и пациентов. На момент написания статьи результаты еще не публиковались, но мы можем предположить, что имеют значение такие внешние переменные, как строительные материалы, температура, влажность, ОВКВ (отопление, вентиляция и кондиционирование воздуха) и дезинфекция/график уборки. Эти факторы воздействуют на пациентов и персонал, влияя на сложные больничные микробные сообщества. Наблюдение закономерностей и тенденций в данных такого рода может иметь решающее значение для предотвращения заболеваемости в больнице – пациенты должны там восстанавливаться, а не заболевать сильнее, – а также может повлиять на дизайн больниц и медицинских учреждений в будущем.

Шарик и его микробиом

Одним из способов укрепления иммунной системы является выход на более широкий спектр микробной вселенной, что увеличивает разнообразие собственных микробов. Помните, что в биологическом мире почти всегда предпочтение отдается большому разнообразию! Для выполнения этого условия можно завести домашнего любимца, лучше собаку, который принесет в дом много разнообразных микробов. Как показали исследования, в домах с домашними животными содержится больше растительных и почвенных бактерий, что, как правило, приносит пользу. Когда мышей начали кормить пылью, взятой из домов с собаками, они стали устойчивее к аллергенам. Как мы уже знаем, взаимодействие с животными в детстве, в том числе с домашними животными, связано с более низкой предрасположенностью к астме и аллергии. Не обязательно все бросать и переезжать на ферму, потому что собаки оказывают такое же защитное воздействие на своих владельцев, как и лошади (хотя фермы в целом обеспечивают более разнообразную микробную среду, чем городские кварталы). Дополнительные преимущества наличия собаки в старшем возрасте включают общение, снижение стресса и необходимость регулярных прогулок на свежем воздухе.

В некоторых случаях укусы кошек (как правило, за руку) вызывают серьезные бактериальные инфекции, поскольку острые зубы кошек наносят относительно глубокие колотые раны и могут привести к попаданию инфекционных микробов в организм. Мы предполагаем, что эта опасность может быть достаточно серьезной для пожилых людей с тонкой и хрупкой кожей. Бактерии обычно проникают из микробиоты полости рта кусающего животного, но могут также проникать с поверхности кожи или из окружающей среды жертвы укуса во время травмы. Если вас укусили, внимательно следите за признаками инфекции. Обратитесь за медицинской помощью, если у вас появляются отеки, покраснение, боль или вам трудно двигать рукой.

Миф. Рот собаки чище, чем рот человека.

Факт. Во рту у собаки мало микробов, опасных для человека. Однако это не означает, что во рту у собаки в принципе мало микробов или что ее рот «чище». Вспомните, как себя ведут собаки: они часто соприкасаются ртом со своей задней частью, а также интересуются попами других собак и фекалиями (в отличие от людей, собаки копрофаги).

В редких случаях домашние животные могут приносить в дом вредных микробов. Например, Toxoplasma gondii (T. Gondii) – это неврологический паразит, который может проникать во всех теплокровных животных, включая людей. Для людей с ослабленным иммунитетом и во время беременности его последствия могут быть разрушительными. Среди симптомов заражения паразитом можно отметить агрессию, импульсивность, тяжелые психические заболевания и даже суицид. Инфекцию T. Gondii можно получить при контакте с фекалиями кошек. Вот почему беременным женщинам рекомендуется избегать контакта с кошачьим лотком. Кроме того, собаки могут переносить его на шерсти после катания в кошачьих экскрементах и на загрязненной почве. Если вас беспокоит гигиена пушистого друга, то мыть руки после общения с ним – не такая уж плохая привычка (к настоящему времени мы уже хорошо знаем, почему).

Мобильный телефон в десять раз грязнее, чем сиденье унитаза

Мы постоянно взаимодействуем с нашими телефонами: читаем новости в транспорте или слушаем музыку, ожидая у кабинета врача; составляем списки и ищем рецепты, стоя в продуктовом магазине; просматриваем социальные сети в спальне. Часто мы просто не задумываемся над этим. Мобильные телефоны являются самыми часто приобретаемыми и часто используемыми электронными устройствами во всем мире, об их негативных воздействиях на наше психическое здоровье и взаимоотношения постоянно пишут СМИ. И теперь из результатов исследования стало известно, что сотовые телефоны намного грязнее, чем можно себе представить. На самом деле телефоны – это огромные резервуары для бактерий. Чем больше микробов они собирают, тем больше микробов попадает на руки, лицо и другие части тела.

Судороги в большом пальце – не единственный признак того, что у вашего телефона и руки развиваются нездоровые отношения. Ваши руки – основной инструмент размещения микробов на поверхности телефона. Исследование показало, что американцы проверяют свои телефоны в среднем 47 раз в день, что дает микробам множество возможностей для перемещения с пальцев и ладоней на телефон. Данные исследований различаются по показателям того, сколько и какие бактерии обитают на среднем сотовом телефоне. Исследование, проведенное в 2017 году, показало, что на мобильных телефонах учащихся общеобразовательных школ в среднем присутствует 17032 бактериальных гена. Большинство этих организмов безвредны, в том числе те, которые попадают на них через контакт с кожей человека; потенциально патогенные микробы, однако, в том числе Staphylococcus aureus, являются доминантными штаммами на поверхности телефонов. Ученые не обнаружили никаких различий, связанных с полом владельцев телефонов или моделями самих устройств (тачскрин или кнопочный). Также не было обнаружено штаммов, резистентных к антибиотикам.

Исследователи из университета Аризоны обнаружили, что сотовые телефоны содержат в десять раз больше бактерий, чем сиденья унитаза. Обычно люди, в отличие от ванной комнаты, редко моют или дезинфицируют свои телефоны, поэтому бактерии на них просто накапливаются. Поскольку мы часто трогаем телефоны, они никогда не остывают, что создает идеальные условия для размножения бактерий. Телефоны могут представлять биологическую опасность для пожилых людей и людей с ослабленным иммунитетом, подверженных скрытым патогенам. К счастью, существуют простые способы минимизировать риск загрязнения. Во-первых, не пользуйтесь телефоном в ванной комнате и даже не приносите его туда. Когда вы смываете воду в унитазе, бактерии попадают в воздух, а дальше фекальные бактерии, такие как кишечная палочка, попадают на ваш телефон. Всегда закрывайте крышку унитаза перед нажатием на слив, чтобы предотвратить разбрызгивание фекалий на другие поверхности и предметы ванной комнаты, например на зубную щетку.

Есть несколько эффективных способов очистить телефон. Мягкая салфетка из микрофибры сама по себе удаляет большинство поверхностных микробов. Для более глубокой очистки исследователи предлагают использовать раствор из 60 % воды и 40 % спирта. Окуните тряпочку в этот раствор и затем аккуратно протрите ею телефон. Чистка телефона в идеале должна проводиться несколько раз в месяц. Иначе придется каждый раз здороваться с микробами, когда вы отвечаете на звонок!

Грязные секреты кухни

Взаимодействие с пищевыми микроорганизмами (как вредными, так и безвредными) при обработке пищи в домашних условиях происходит довольно часто. Сальмонелла – это бактерия, которая провоцирует пищевые отравления. По оценкам CDC, в США каждый год сальмонелла вызывает 1 млн случаев болезней пищевого происхождения. Вспышки заболеваний возникают из-за грязи на птице и яйцах, а также огурцах, фисташках, сыром тунце, пророщенных зернах и других продуктах. Крупный рогатый скот является источником кишечной палочки E. Coli 0157, которая заражает котлеты для гамбургеров и другие виды мяса; в этом случае их необходимо отзывать из продажи. Исследования показывают, что неправильная очистка столешницы или разделочной доски, используемых для обработки мяса, может привести к распространению инфекции. Другой путь заражения – когда кисточку для соуса макают в банку после обработки соусом сырого мяса. Мы также можем опосредованно переносить потенциально вредные микроорганизмы через руки или при контакте с другими поверхностями себе в нос, рот, глаза, открытые порезы и раны.

Миф. Перекрестное заражение не происходит в холодильнике, потому что микробы не выживают в холодном климате.

Факт. Некоторые бактерии выживают и размножаются в холодной и сырой атмосфере, как раз в такой, как в холодильнике. Например, патоген Listeria monocytogenes, который заражает мясо и сыр, любит расти при температуре +4°С. Отделы для продуктов в холодильнике являются самыми «густонаселенными» местами в кухне. Держите свежие овощи и фрукты отдельно от сырого мяса, птицы, морепродуктов и яиц. Регулярно мойте холодильник горячей водой с мылом (в том числе стены и обратные стороны полок), а пятна от пролитых жидкостей нужно отмывать немедленно. Чистый холодильник нужно протереть сухим полотенцем и/или просушить на воздухе все его съемные части.

Лабораторные исследования показывают, что бактерии и вирусы, которые распространяются на внешние поверхности из зараженного источника или от переносчика, могут оставаться активными в значительных количествах в течение нескольких часов. В некоторых случаях они выживают в течение нескольких дней, особенно на влажных поверхностях. Организмы могут быстро распространяться по всему дому с загрязненной поверхности через руки, губки, чистящие салфетки и поверхности, контактирующие с руками и пищевыми продуктами. Хотя сырая пища является основным источником нежелательных микробов на кухне, существуют подтверждения тому, что сушильные доски, раковины, кухонные принадлежности и чистящие приспособления являются резервуарами для бактерий. В частности, мокрые и влажные углы могут служить постоянными источниками бактериальных популяций.

Кухонные губки – рассадники микробов. Исследователи из Германии секвенировали микробную ДНК 14 использованных губок для мытья посуды. Они нашли 362 различных вида бактерий, живущих в них. Плотность была невероятно высокой: около 82 млрд бактерий жили в одном кубическом дюйме пространства губки. В метрической системе один кубический сантиметр может содержать более 50 млрд бактерий, что примерно в семь раз превышает количество людей, населяющих Землю. Руководитель исследования сказал репортеру, что такие высокие бактериальные плотности встречаются только в фекалиях.

Губки – идеальная среда для обитания бактерий, попадающих в них через пищу, кожу и с других поверхностей. Они являются прекрасным инкубатором для микроорганизмов: в них тепло, влажно и много питательных веществ. Одним из микробов, который особенно выделялся среди 14 исследованных губок, был Moraxella osloensis. Эта бактерия широко распространена в природе и живет на коже человека. Она в первую очередь несет ответственность за запах грязного белья (может быть, по этой причине губки для мытья посуды иногда сильно воняют). Хотя риск заражения от губок нельзя оценить на основе только одного этого исследования, все равно стоит призадуматься, если вы моете посуду и очищаете рабочие поверхности одной и той же губкой изо дня в день.

Удивительно, но популярный миф о кипячении или сушке губок в микроволновке для уничтожения бактерий не нашел подтверждений в ходе исследования: в регулярно очищаемых губках было столько же бактерий, сколько и в грязных. На самом деле губки, которые регулярно дезинфицировались их владельцами, кишели более высоким процентом определенных бактерий, которые вызывают инфекции у людей. Мы рассматриваем эти данные с осторожностью, потому что обнаруженные на губке бактерии служили слабым индикатором их патогенного потенциала. Кроме того, исследователи не имели данных о каких-либо случаях, когда инфекции от этих конкретных бактерий поражали обитателей исследуемых помещений.

Учитывая высокую бактериальную нагрузку губок, ученые рекомендуют заменять старую губку на новую примерно раз в неделю. Чтобы свести к минимуму перекрестное загрязнение, дайте губкам разные рабочие места: одну используйте для чистки поверхностей, а другую – для посуды. Определенно, губка подлежит замене, если она начинает вонять: запах является признаком бактериального роста. Чтобы снизить количество производимых отходов, ученые предлагают стирать губки в машине на самой высокой температуре с использованием стирального порошка и отбеливателя. Постиранными губками можно пользоваться в других, менее гигиенически чувствительных зонах, например в ванной. Множество компаний предлагают различные антимикробные решения для кухни, такие как ванночки для очищения губок или противомикробные покрытия для рабочих поверхностей. Однако за недостатком рецензируемых научных исследований нам сложно оценить эффективность этих продуктов. Плюс ко всему антимикробные продукты представляют определенную угрозу, о которой мы поговорим позже.

От чистоты к… супермикробам?

Переехав в Миннесоту из Онтарио, Джессика с ужасом узнала, что многие американцы носят уличную обувь дома (у канадцев нет такого обычая). Она почувствовала отвращение от мысли, что вся грязь, соль и гнусь размазываются по дому, особенно по ее свежевымытым полам. Как бы неприятно это ни звучало, проводя исследования для этой книги, Джессика узнала, что в целом это хорошо, если люди заносят частички улицы внутрь дома, по крайней мере, когда погода хорошая и снаружи нет грязи/снега/соли. Она даже скорректировала некоторые свои повседневные привычки, чтобы найти более целостный подход к «чистоте».

Многие исследователи микробиома полагают, что люди оказывают себе медвежью услугу, ведя дома войну с микробами. Любая процедура, которая дезинфицирует жилище, убивает как плохих, так и хороших бактерий, угрожая потенциально вредными последствиями. Так мы подходим к критическому вопросу: когда мы должны перестать защищать людей от микробов и вместо этого начать защищать микробов от людей?

Противомикробные препараты предназначены для уничтожения или подавления роста микроорганизмов, в том числе бактерий (антибактериальные средства), вирусов (противовирусные препараты) и грибков (противогрибковые препараты). До относительно недавнего времени основными видами бытовых антимикробных препаратов были дезинфицирующие средства, антисептики и антибиотики. Дезинфицирующие средства – это продукты, которые убивают микробов на поверхностях, таких как столешницы или сиденья унитаза. Антисептики – это продукты, предназначенные для использования при проблемах с кожей, таких как порезы и царапины. Антибиотики, как мы знаем, предназначены для уничтожения микробов внутри организма. Недавно появился новый класс очищающих средств, поскольку компании стремятся внедрять антимикробные ингредиенты во все виды продуктов.

Антимикробные продукты можно найти в домах, общественных местах, в офисах и школах; на одежде, разделочных досках и мебели. Агентство по охране окружающей среды США (АООС) классифицирует антимикробные продукты как пестициды (лат. pestis «зараза» и caedo «убивать». – Прим. науч. ред.) – дезинфектанты, – в то время как FDA рассматривает антимикробные продукты в качестве лекарств (антисептики и антибиотики). В качестве пестицидов антимикробные продукты используются на бытовых предметах, таких как столешницы, игрушки, продуктовые тележки, одежда, посуда и больничное оборудование. В качестве лекарств антимикробные продукты используются для лечения или профилактики заболеваний людей и домашних животных, а также других живых существ. Разница между этими понятиями так же велика, как разница между салфетками для кухни или ванной комнаты (под контролем АООС) и салфетками для дезинфекции рук (под контролем FDA). Регистрация в АООС полезна тем, что она гарантирует эффективность продукта, если он используется должным образом. При использовании дезинфицирующих салфеток Clorox, например, нужно потратить несколько штук, чтобы поверхности после них оставались влажными в течение четырех минут для дезинфекции (т. е. для уничтожения бактерий, вирусов и грибков на поверхностях или объектах) и, как минимум, десяти секунд для санитации (т. е. для уменьшения количества микробов). Средства личной гигиены, такие как мыло для рук, зубная паста и дезодоранты, находятся под довольно свободным контролем FDA. Они в большей степени ориентированы на антибиотики и другие лекарственные средства, которые тщательно контролируются для обеспечения надежности, эффективности и безопасности.

Маркетинг противомикробных продуктов питается страхами потребителей из-за устрашающих рекламных объявлений с историями о вспышках кишечной палочки, убийственных вирусах и устойчивых к лекарствам микробах. Они утверждают, что «убивают 99,9 % всех микробов». На самом ли деле эти продукты работают? Помогает ли чрезмерное использование противомикробных ингредиентов размножаться супермикробам? Сегодня это спорная тема в сфере общественного здравоохранения. Правительство США признает устойчивость к противомикробным препаратам как растущую глобальную угрозу; по меньшей мере 2 млн американцев ежегодно заражаются устойчивыми к антибиотикам бактериями, и как минимум 23 тыс. человек ежегодно умирают в результате этих инфекций.

Существует достаточно научных данных, позволяющих предположить, что повсеместное и неразумное использование противомикробных препаратов имеет негативные последствия. Многие гигиенические продукты включают, например, ингредиент триклозан, который даже в концентрациях от 0,2 до 2 % обладает антимикробной активностью. Триклозан убивает бактерии, но почти не влияет на вирусы. Это важно, потому что наиболее распространенные бытовые заболевания, такие как простуда и грипп, являются вирусными, а значит, антибактериальные компоненты, такие как триклозан, не будут препятствовать их распространению.

Эксперты общественного здравоохранения опасаются, что чрезмерно интенсивное использование противомикробных препаратов, особенно в неконтролируемой домашней среде, может привести к появлению микробов, устойчивых к действующим химическим веществам. Триклозан может вызывать развитие резистентности, поскольку механизм его действия очень специфичен и его применяют практически повсеместно. Фактически устойчивость к триклозану уже наблюдалась в лабораторных исследованиях. Учитывая это, многие эксперты рекомендуют избегать бытовых продуктов, которые содержат триклозан. Существует очень мало доказательств того, что они эффективны в домашних условиях, но зато есть много свидетельств, подтверждающих развитие резистентности. Эта информация особенно касается учреждений по уходу за пожилыми людьми, где часто проводится чрезмерная дезинфекция. Средства с триклозаном могут принести больше вреда, чем пользы пожилым людям.

Вместо того чтобы делать нашу среду обитания максимально стерильной, нам нужно стремиться к осознанной гигиене, чтобы обеспечить себе здоровое старение. Прежде всего очень мало микробов, с которыми мы взаимодействуем в окружающей обстановке, действительно опасны. Как мы узнали из этой главы, многие из них на самом деле полезны. Не существует такого понятия, как дом без микробов. Дезинфицирующие средства временно убивают микробов на поверхностях, но они не обеспечивают длительной дезинфекции. В некоторых ситуациях дезинфицирующие средства действительно необходимы, но во многих других случаях без них можно обойтись. Например, дезинфекция унитаза – бесполезное занятие. Хотя нужно регулярно чистить унитаз, учитывая его регулярное взаимодействие с фекалиями, сделать его стерильным невозможно. Другой пример бессмысленных действий – распыление дезинфицирующего и дезодорирующего средства в комнате. Воздух таким способом нельзя продезинфицировать. Если вы чувствуете неприятный запах, найдите его источник и вымойте. Когда действительно нужно применять дезинфицирующее средство? Если переполненная канализация затопила подвал. Или если в доме живут высокочувствительные люди с особыми проблемами со здоровьем. В большинстве случаев достаточно просто провести влажную уборку с мылом или моющим средством, но делать это нужно почаще и очень тщательно. Уборка и ручная стирка до сих пор остаются самыми эффективными практиками, препятствующими распространению различных инфекций и заболеваний.

Уборка дома в микробном стиле

В этой главе мы увидели, что очень малая часть окружающих микробов действительно представляет ту опасность, которую мы в них подозреваем, а многие из них даже полезны для нас. Микробы постоянно окружают нас, даже в домашней, предположительно «чистой» обстановке. На микробиом в помещении влияют такие факторы, как воздушные потоки и вентиляция, контакты с поверхностью, растения и взаимодействие человека и животных. Поскольку мы научились определять функции полезных микробов в помещении, мы можем лучше планировать дизайн, эксплуатацию и функционирование зданий, чтобы сохранять здоровье людей, которые живут и работают в этих помещениях, путем взаимодействия с правильными микробами. Вместо до невозможности стерильных домов для престарелых, больниц и учреждений интернатного типа мы должны разработать среду, которая будет комфортна для нас и наших друзей-микробов. Мы будем работать с ними, чтобы обеспечить себе здоровье и долголетие.

Нынешние стандарты чистоты и гигиены в учреждениях, особенно в больницах и домах престарелых, обычно способствуют распространению устойчивых болезнетворных патогенов, а не сохранению полезных микробов. Мы начинаем предпринимать важные шаги для решения проблем, связанных с введением антимикробных химикатов в повседневные продукты. К ним относится запрет FDA на виды мыла, содержащие 19 различных антибактериальных химических веществ (включая триклозан и триклокарбан). Двигаясь вперед, важно переосмыслить наше понимание стерильности и отношений с окружающими микробами. Следующее поколение микробного секвенирования и микроскопических методов позволит нам лучше оценивать микробиомы внутри помещений. В результате мы сможем разработать новые стратегии для нашего взаимовыгодного сосуществования. Среда, благоприятная для пожилых людей, должна способствовать здоровью и благополучию всех жителей, в том числе микробов.

Для удаления вредных микробов из дома требуется совсем немного. По возможности проветривайте помещение, следите за чистотой поверхностей и откажитесь от пушистых ковров и других напольных покрытий, которые собирают микробов и пыль. Комнатные растения и цветы положительно влияют на здоровье людей, потому что запускают полезные бактерии в помещения, а также улучшают качество воздуха. Увеличить микробное разнообразие в доме помогут домашние животные, регулярные визиты друзей и родственников и влажная уборка с мылом без антимикробных средств. Можно даже себе на пользу не снимать уличную обувь дома (главное, смотрите под ноги!). Не нужно в старости ограничивать себя стерильной средой с климат-контролем.

Простые советы

• Нужно чаще гулять. Играть во дворе полезно не только маленьким детям. Взрослые постоянно запирают себя в стерильных помещениях с климат-контролем, а это разрушительным образом сказывается на их самочувствии. Гулять полезно в любом возрасте. Кроме того, подумайте, как можно принести кусочек улицы к себе домой, например заведите растения в горшках и чаще открывайте окна.

• Уберите телефон. Микробы – вот еще одна причина, по которой стоит разорвать отношения с телефоном. Не берите его с собой в туалет, не кладите на кухонный стол. Регулярно протирайте телефон, чтобы свести к минимуму количество потенциально опасных микробов, поскольку вы прислоняете телефон к своему лицу.

• Кухонные безобразники. Чтобы избежать перекрестного загрязнения, почаще мойте рабочие поверхности в кухне с водой и мылом. К поверхностям относятся разделочные доски, столы, микроволновка и холодильник. Губки для мытья посуды – это рассадник микробов, а значит, их нужно регулярно менять, в идеале – каждую неделю.

• Правильная уборка. Не пользуйтесь моющими средствами с антимикробными веществами, особенно с триклозаном. Старое доброе обычное мыло справляется со всеми существующими угрозами. Даже после взаимодействия, например, с сырой курицей достаточно тщательно помыть руки с мылом, чтобы удалить все ненужные бактерии. То же касается и поверхностей в доме. Достаточно влажной уборки с мылом или моющим средством с обычной тряпкой или/и щеткой. Механическая чистка и затем полоскание водой удаляет значительное количество микроорганизмов.

• Гигиена с умом. Центры по уходу за пожилыми людьми, такие как дома престарелых и учреждения интернатного типа, должны стремиться к созданию максимально благоприятной для микробов среды. Чаще открывайте окна, посадите комнатные растения и переезжайте с домашними любимцами (если это разрешено). Позаботьтесь о своем новом жилье заранее, узнав о методах уборки в учреждении, случаях вспышек инфекций (таких как желудочно-кишечные и респираторные заболевания), типах подаваемой пищи и запланированных мероприятиях. Навестите учреждение лично и попробуйте поговорить с нынешними жителями и персоналом об окружающих условиях. Узнайте, как проходит обычный день. Как выглядит еда и какова она на вкус? Какие звуки и запахи вы слышите?

Глава 14. Источник вечной молодости наполнен микробами: будущее микробиома всего тела

В одиннадцатой главе мы познакомились с Ильей Мечниковым, отцом современной иммунологии, который более 100 лет назад ратовал за употребление лактокультур (в которых содержатся полезные микробы) для здоровья и долголетия. Он заметил, что болгары, живущие в сельской местности, живут дольше, чем более богатые европейцы, несмотря на страдания от нищеты и сурового климата. Заметив, что жители сельской местности потребляют кисломолочные продукты, Мечников пришел к выводу, что молочнокислые бациллы, которые ферментируют молоко, обладают антивозрастным действием, и поэтому для долголетия полезно употреблять продукты из кислого молока. Он опубликовал эту работу в известной ныне книге «Этюды оптимизма» (The Prolongation of Life) и получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине 1908 года за новаторскую работу в области иммунологии. Мечников считал, что в кишечнике есть «хорошие» и «плохие» микробы. «Плохие» посредством нормального метаболизма производят токсины, которые наносят вред человеческому организму, – он назвал это явление «кишечной аутоинтоксикацией», – в то время как «хорошие» производят полезные продукты брожения, такие как молочная кислота, которые помогают противостоять вредным веществам и укрепляют здоровье. Так родились пробиотики и мысль о том, что кишечные микробы можно использовать для укрепления здоровья и долголетия.

Гипотеза Мечникова прозорливо указывает на то, что мы только «узнаем» сегодня – спустя столетие! – о пользе микробов для здоровья в долгосрочной и краткосрочной перспективе.

Если перефразировать его идею, то станет понятно, что вредные токсины – это микробы и их продукты, вызывающие воспаление, а «хорошими» он называет те организмы, которые производят противовоспалительные вещества, такие как КЦЖК. Мысль о том, что мы можем управлять микробами и их продуктами для улучшения состояния здоровья и качества жизни в старости, до сих пор вызывает большой интерес. Намечаются большие успехи в научном и клиническом прикладном использовании этой гипотезы. Микробиом оказывает серьезное влияние на здравоохранение и медицину во всех областях изучения человеческого организма. Он предлагает новые методы диагностики и терапии множества заболеваний, которые невозможно было представить еще несколько лет назад. Тем не менее даже наши самые «современные» методы лечения, применяемые на практике, такие как фекальные трансплантации, остаются еще очень грубыми. Потребуются обширные исследования для того, чтобы мы в полной мере могли пользоваться преимуществами микробиома и различных молекул, вырабатываемых микробами, которые оказывают влияние на наш организм. В последней главе мы сделаем максимально подробный и критический анализ существующего метода управления микробиомом, который включает в себя питание, пробиотики и пребиотики. Прикладная область исследования микробиома иногда вселяет ложную надежду, делает необоснованные или преувеличенные заявления, которые еще не подтверждены настоящей наукой. Здесь мы попытаемся дать несколько рекомендаций, основанных на современных научных знаниях, чтобы вы уже сегодня смогли улучшить здоровье микробов и получить от них пользу для собственного благополучия в любом возрасте. Мы также включили раздел о том, что вам стоит обсудить с врачом, исходя из ваших индивидуальных потребностей и проблем со здоровьем. В случае если вы являетесь лицом, осуществляющим уход, побеседуйте с доктором от имени получателя помощи. В заключение мы предлагаем заглянуть в будущее и рассмотреть новые концепции, которые скоро появятся в этой быстро развивающейся области человеческих знаний.

Ты – то, что ты ешь

«Ешь овощи, они полезные!» – каждый ребенок слышал это сотни раз. Однако родители должны говорить так: «Ешь овощи, они полезны для микробов, которые полезны для тебя». Питание оказывает большое влияние – хорошее и плохое – на наших микробов. Безусловно, самый простой способ улучшить состав микробиома – это изменить питание. Несмотря на множество неофициальных утверждений, точные детали «здоровой» микробиоты и тип диеты, необходимой для ее достижения, не до конца понятны. Кроме того, как Джессика убедилась во время исследования на соискание докторской степени, «здоровая» микробиота у каждого человека своя. Тем не менее существует несколько общепризнанных руководящих принципов, касающихся питания и того, как продукты питания формируют микробиоту. Знание этих принципов особенно полезно для людей преклонного возраста, если учитывать значительные изменения, которые происходят в микробиоме в старческом возрасте.

Исследование, проведенное среди людей старшего возраста, которые перешли от самостоятельной жизни в социуме к проживанию в учреждениях интернатного типа, показало, что изменения микробиоты не предшествуют, а фактически следуют за изменениями в состоянии здоровья, возможно, из-за изменений в питании. 92 % лиц, проживающих в специализированных учреждениях, употребляли пищу с высоким содержанием клетчатки/низким содержанием жира (что связано с большим разнообразием микроорганизмов), в то время как только 2 % обычного населения питается по аналогичной диете (остальные опрошенные предпочитали диету с высоким содержанием жира/низким содержанием клетчатки). Диета с высоким содержанием клетчатки и низким содержанием жиров показала более высокий уровень полезных для здоровья КЦЖК, таких как бутират. В течение одного месяца после перевода в место длительного проживания каждый новый житель учреждения перешел на местную диету; все же потребовался целый год, чтобы их микробиота преобразовалась и стала полностью отличаться от микробиоты жителей социума. Исследователи пришли к выводу, что изменения микробиоты, которые были обусловлены диетическими сдвигами, происходят после появления возрастных изменений, которые изначально привели участников эксперимента в новые жилищные условия.

В вышеописанном исследовании, помимо жира в качестве ключевого диетического фактора, рассматривались пищевые волокна. Как мы обсуждали в главе 7, они разбиваются на КЦЖК кишечными микробами. Как показало исследование, добавление в рацион пищевых волокон увеличивает микробное разнообразие до 25 % у тех, кто начал диету при низком микробном разнообразии. Было доказано, что резистентный крахмал (тип пищевых волокон) влияет на микробиоту, улучшая метаболические показатели (такие как снижение уровня глюкозы) и уменьшая воспаление. К сожалению, в типичной западной диете очень мало пищевых волокон, а наши предки всегда ели много клетчатки. Переход на новое питание не только влияет на нас сегодня, но даже может стать причиной долгосрочных изменений в составе микробиома всего вида. Исследования на мышах показали, что рацион с низкой концентрацией пищевых волокон оказывает обратимое действие на микробиом в первом поколении, а после нескольких поколений невозможно восстановить микробиом, питающийся пищевыми волокнами, если не подселить самих недостающих микробов (читайте в главе 7). Это говорит о том, что если люди будут придерживаться диеты с низким содержанием пищевых волокон в течение нескольких поколений, то полезные микробы, потребляющие волокна, могут просто исчезнуть. Сегодня женщинам рекомендуется потреблять по меньшей мере 21–25 граммов пищевых волокон в день, а мужчинам – от 30 до 38 граммов в день. Пища с высоким содержанием пищевых волокон включает в себя малину, груши (с кожурой), спагетти из цельнозерновой пшеничной муки, ячмень, отруби, горох, чечевицу, фасоль, артишоки и зеленый горошек.

И снова, чтобы найти вдохновение для нового рациона, мы рекомендуем обратиться к средиземноморской и MIND-диете. Они предлагают много пищевых волокон, овощей, фруктов, орехов и бобовых, а также ограничивают количество молочных жиров и красного мяса. MIND-диета, по результатам многих исследований, связана с улучшением здоровья, в том числе со снижением риска болезни Альцгеймера до 53 %. В одном исследовании приняли участие 1296 пожилых людей из пяти европейских стран. Экспериментальной группе были даны инструкции по питанию и витаминные добавки, также им предложили соблюдать средиземноморскую диету. По сравнению с контрольной группой те, кто следовал инструкциям, потеряли меньше костной массы и имели меньше маркеров воспаления. Входящие в рацион с высоким содержанием пищевых волокон злаки согласно исследованиям полезны для людей, питающихся по западной диете. Всего через шесть недель у тех, кто придерживался цельнозерновой диеты, укрепилась полезная микробиота за счет увеличения продуцентов КЦЖК, уменьшения количества воспалительных бактерий и воспалений, а также снижения веса.

Ферментированные продукты, частично производимые микробами, также являются хорошим источником полезных микроорганизмов для кишечника (вспомните Мечникова и его кисломолочные продукты). Нет сомнений в том, что такие пробиотические продукты, как квашеная капуста и кимчи, обеспечивают дополнительную пищевую ценность, но у нас пока нет результатов серьезных клинических исследований, подтверждающих их потенциальную пользу для здоровья, помимо обеспечения питательными веществами. Кроме исследования пробиотических йогуртов, ученые пока мало уделяли внимания изучению воздействия на здоровье других ферментированных продуктов. Несколько небольших исследований указывают на успех в стабилизации нормального веса, снижение риска развития сердечно-сосудистых заболеваний, диабета второго типа и метаболического синдрома. Хотя ферментированная пища дает положительный эффект, мы до сих пор не можем со всей уверенностью говорить о том, что она осуществляет его через микробиом.

Что осложняет исследования диеты и микробиоты, так это различие в микробиомах у разных людей. Как мы видели в главе 7, люди по-разному реагируют на различные группы продуктов питания. Это говорит о том, что персонализированные диеты на основе микробиома, такие как программа DayTwo, могут стать основой правильного питания в будущем. Кроме того, мы сможем определить влияние различных микробов на группы продуктов питания и влияние различных продуктов питания на микробы – эта информация совершенна необходима, если мы действительно хотим понять роль микробиома в рационе питания.

Независимо от того, какую программу питания или диету вы соблюдаете, стремитесь к стабильности и постоянству. Мы обсуждали вред диеты с эффектом йо-йо в главе 7 и сбои во время путешествий в главе 13. Если вы то начинаете, то бросаете диеты, существующая микробная память саботирует ваши дальнейшие усилия по снижению веса. Помните, что мы узнали об искусственных подсластителях. У некоторых людей они могут вызвать дисбактериоз и усугубить метаболические симптомы, увеличив непереносимость глюкозы.

Было доказано, что ограничение потребляемых калорий увеличивает продолжительность жизни многих организмов, включая крыс, мышей, рыб, мух, червей и дрожжи. Однако поскольку целенаправленное тестирование строгого ограничения калорий на людях неэтично, влияние этого подхода на людей остается неизученным. Как именно работает ограничение калорий у животных, пока не известно, несмотря на более чем семидесятилетние исследования, хотя родилось множество теорий. В исследовании при участии мышей животные, питавшиеся ограниченным количеством калорий на протяжении всей жизни, отличались значительными изменениями в микробиоме. У них, как правило, увеличивалось количество микробов, связанных со здоровьем, и уменьшалось количество микробов, связанных с воспалением. Те, кто придерживался диеты с низким содержанием жиров, обладали очень высоким уровнем Lactobacillus, что было тесно связано с продолжительностью жизни.

Каждый, кто задумывается о переходе на низкокалорийную диету на условиях данного исследования, должен понимать, что «диета» будет необычной. Вам придется сократить объем потребляемых калорий на 30 %… до конца своих дней. Если средний объем потребляемых калорий около 2000, то придется обходиться 1400 калориями в день! Да, возможно, вы проживете дольше, но будете постоянно мучится чувством голода… Поэтому так тяжело протестировать эту диету на людях.

Хотя точные корреляции между пищевыми группами и микробиотой все еще отсутствуют, общая концепция увеличения количества пищевых волокон для оздоровления микробов и уменьшения воспаления, по-видимому, остается жизнеспособной.

Рекомендация: придерживайтесь диеты с большим содержанием пищевых волокон, она должна включать фрукты, орехи, овощи, злаки, ягоды, рыбу и умеренное количество красного вина. Избегайте красного мяса и продуктов с жиром животного происхождения. Диеты, такие как средиземноморская и MIND-диета, как правило, хороши как с точки зрения здоровья человека, так и с точки зрения здоровья микробов.

Пробиотики на всю жизнь

Нет другой темы, которая бы вызывала больше дискуссий в мире изучения микробиома, чем пробиотики. Это гигантская индустрия, которая оценивается в более чем 30 млрд долларов в год по всему миру. Хотя такие продукты, как чайный гриб, быстро набирают популярность, остается один важный вопрос: помогают ли они? Простой вопрос, на который сложно дать ответ. В этом разделе мы углубимся в тему пробиотиков, чтобы вы могли составить более информированное мнение об этой растущей индустрии и о том, как она может вам помочь.

Пробиотик – это термин, взятый из греческого языка, он означает «для жизни». Использование пробиотиков для улучшения состояния здоровья имеет давнюю историю: в 1917 году немецкий ученый Альфред Ниссле выделил непатогенный штамм E. Coli из фекалий солдата – участника Первой мировой войны, который не болел инфекционной диареей (шигеллезом), а эта болезнь была очень распространена в то время. Этот бактериальный штамм стал известен как E. Coli Nissle 1917, который в настоящее время является одобренным пробиотиком. Текущее определение пробиотика, согласно ВОЗ и другим организациям, означает «живые организмы, которые при введении в адекватных количествах приносят пользу здоровью хозяина». Пробиотики – это живые микробы, обычно штаммы лактобактерий, бифидобактерий, несколько E. Coli и Bacillus, а также дрожжи Saccharomyces boulardii, которые при регулярном приеме и достаточной дозировке оздоравливают организм. Их можно принимать отдельно или добавлять в пищу. Проблема состоит в том, что в настоящее время доступно много пробиотиков, но нет достоверной информации и единого мнения о том, что представляет собой каждый из них, как они работают и кто должен их принимать. Когда обычный потребитель заходит в магазин здорового питания, он сталкивается с поразительным выбором пробиотиков – обычно это один или несколько стеллажей, где полки уставлены соблазнительными, но никем не проверенными препаратами для здоровья.

Другая проблема заключается в том, что, несмотря на большое количество литературы по пробиотикам, мы до сих пор не знаем, как они работают. Похоже, что они выполняют различные действия, в том числе уменьшают проницаемость кишечника и снимают воспаления (что, вероятно, взаимосвязано). По-видимому, они не оказывают прямого долгосрочного влияния на общую структуру существующей популяции микробиоты, если учесть, что они быстро исчезают из кишечника. Рекомендуемые дозы настолько велики – от 100 млн до 10 млрд или более живых микробов в день, потому что они в значительной степени изолированы от окружающей среды, животных или других участков тела. Они не предназначены для жизни в кишечнике, поэтому не обживаются в нем.

Третья проблема заключается в том, что, поскольку пробиотики в настоящее время продаются в Канаде и Соединенных Штатах в качестве пищевых продуктов и пищевых добавок, они не попадают под контроль FDA. Таким образом, заявления об их пользе для здоровья часто не подтверждаются продолжительными и тщательными клиническими испытаниями, через которые проходят все одобренные FDA лекарства. Несмотря на то, что проведено более 1500 клинических испытаний различных пробиотиков, эти исследования часто нельзя принимать на веру: они не рандомизированы, и их трудно проводить полностью слепыми (участники часто знают или могут выяснить, находятся ли они в контрольной или экспериментальной группе). Существует мало достоверных клинических данных о способности пробиотиков улучшать общее состояние здоровья (в отличие от помощи в лечении определенного заболевания). Тем не менее многие люди готовы поклясться, что пробиотики помогают им чувствовать себя лучше. Пробиотики редко дают побочные эффекты и в целом считаются безопасными; кроме того, они, как правило, довольно дешево стоят по сравнению с большинством рецептурных лекарств, которые можно было бы использовать при лечении тех же заболеваний.

Четвертая проблема заключается в том, что на пробиотиках указано, сколько живых бактерий должно быть в добавке, но эта информация не всегда отражает фактические показатели. Такие факторы, как охлаждение и другие методы хранения, могут повлиять на жизнеспособность штаммов. Отсутствие стандартизации способствует неоднородности качества различных пробиотиков. Кроме того, существуют серьезные проблемы с маркировкой: одно исследование показало, что продукт даже не имел в своем составе заявленные на этикетке Lactobacillus, и только 80 % штаммов были жизнеспособными. Пробиотические добавки в целом безопасны; просто они могут быть менее эффективными, чем заявляет производитель.

Так как же разобраться в дезориентирующих и противоречивых сведениях о пробиотиках? Существуют организации, которые занимаются сопоставлением пробиотической информации и обещаний производителей с настоящими научными фактами. Одной из таких организаций является Международная научная ассоциация по пробиотикам и пребиотикам (ISAPP). Доктор Мэри Эллен Сандерс является президентом-учредителем и действующим руководителем по научной работе ISAPP, она стала «основоположником» пробиотической науки в Соединенных Штатах в 1990 году. «Сначала я была большим скептиком. В университете я думала, что вся эта пробиотическая движуха – сплошное надувательство. До сих пор мой куратор шутит, что с тех пор как я обрела самостоятельность и начала заниматься консалтингом, пробиотики поглощают все, над чем я работаю. Но мой скептицизм не был беспочвенным. Раньше эта сфера больше основывалась на вере, чем на науке». Теперь, спустя десятки лет серьезных исследований и прогресса высококачественных испытаний на людях, доктор Сандерс с уверенностью говорит о том, что пробиотики оказывают существенное влияние на состояние здоровье. Она считает, что индустрия пробиотиков будет процветать, если их польза имеет научные подтверждения, они качественно изготовлены и содержат точную информацию на упаковке.

Как передовой специалист в этой области, в 2002 году доктор Сандерс совместно с экспертом по пребиотикам профессором Гленном Гибсоном основала ISAPP, чтобы объединить представителей различных научных дисциплин. В организацию вошли исследователи в области микробиологии, биохимии, гастроэнтерологии и технологии пищевых продуктов, а также широкий круг специалистов, непосредственно связанных с пробиотиками и пребиотиками.

Изначально преследуя цель объединения великих умов, ISAPP начала работать с обилием информации – и дезинформации. Организация предлагает полезные знания о том, что нужно искать в пробиотиках и как они могут работать. Инфографика без профессиональных терминов, несколько видеороликов и подробная информация легко доступны для широкой аудитории на их веб-сайте (isappscience.org).

Кроме того, два превосходных сайта – «Клиническое руководство по пробиотическим продуктам, доступным в США» (usprobioticguide.com) и его канадский эквивалент (probioticchart.ca) – предназначены для краткого изложения клинических данных, касающихся конкретных пробиотических добавок и специфических состояний здоровья. Они обновляются ежегодно и предоставляют множество точных сведений о том, какие пробиотики помогают при конкретных заболеваниях на основании клинических данных, взятых из многочисленных работ, описывающих исследования различных пробиотиков. Хотя сайты предназначены для врачей, они прекрасно подходят для всех, кто хочет понять, какие пробиотики имеют реальные клинические данные и, что не менее важно, насколько достоверны эти данные. Если сайты на первый взгляд покажутся сложными, то стоит потратить усилия на их изучение и изучение руководства, чтобы определить, какие пробиотики полезны, какие лучше использовать, в каких дозах и какие клинические доказательства существуют об их успешном применении.

Оба сайта содержат ряд таблиц по здоровью взрослых, здоровью детей, здоровью влагалища и функциональных продуктов с добавлением пробиотиков. В каждой таблице перечислены многие пробиотики, доступные в продаже в Канаде и США: их названия, какой штамм(ы) пробиотиков они содержат, дозировку и количество доз, необходимых в день. Далее следует ранжирование клинических данных, доступных для ряда заболеваний. Рейтинг I является самым высоким, то есть эффективность была отмечена, по крайней мере, в одном качественно проведенном рандомизированном клиническом исследовании. Уровни II и III имеют меньше клинических данных. Далее приведен список заболеваний, каждое из которых сокращено одной или несколькими буквами (например, ID = инфекционная диарея; AAD = диарея, связанная с антибиотиками). Наведите курсор мыши на аббревиатуру, и всплывет фактическое название болезни (аббревиатуры также перечислены в начале сайта).

Есть несколько примеров убедительных клинических доказательств эффективности пробиотиков при лечении определенных заболеваний. Они включают диарею, связанную с антибиотиками, синдром раздраженного кишечника (СРК) и ассоциированную с ним депрессию, профилактику диареи, связанной с Clostridium difficile, дополнительную терапию с эрадикацией Helicobacter pylori, колики у грудных детей, кандидоз, вульвовагинит и бактериальный вагиноз. Суть в том, что одни пробиотики могут помогать при некоторых заболеваниях, хотя многие другие не демонстрируют клиническую эффективность, несмотря на обширный маркетинг и продажи. Можно надеяться, что все эти неопределенности в отношении пробиотиков изменятся, поскольку ученые быстро изучат конкретные механизмы человеческого микробиома и эффекты пробиотиков. Вооружившись этими знаниями, доктор Сандерс с радостью говорит о продолжающейся эволюции пробиотиков, которые в будущем серьезно повлияют на состояние здоровья и развитие болезней.

Рекомендация: некоторые пробиотики могут хорошо помогать при таких заболеваниях, как диарея, связанная с антибиотиками, диарея, связанная с C. Difficile, СРК, колики у детей, находящихся на грудном вскармливании, и бактериальный вагиноз. Тем не менее есть много других пробиотиков, которым не хватает эффективности. Потратьте время, чтобы посетить сайты usprobioticguide.com и probioticchart.ca и поговорить с экспертом, прежде чем включать пробиотики в конкретную программу лечения.

Пробиотики 2.0

Учитывая недавние достижения в понимании микробиома, мы с энтузиазмом говорим о будущем пробиотиков следующего поколения – того, что мы называем пробиотиками 2.0. Это будут микробы, выделенные для использования в определенной части тела, например кишечных микробов будут использовать при расстройствах кишечника, а вагинальных микробов – при гинекологических инфекциях. Они могут представлять собой комбинацию микробов, а не содержать всего один микроб; их можно будет принимать небольшими дозами, поскольку они предназначены для того, чтобы жить именно в этом месте, и поэтому не будут отвергнуты организмом, как инородные захватчики; они могут легко колонизировать определенный участок тела и, что самое важное, они будут выполнять определенную полезную функцию.

Сегодня разрабатывается подраздел этого нового поколения пробиотиков, которые одобрены FDA в качестве лекарств, известных как живые биотерапевтические продукты (LBP) или живые биотерапевтические агенты (LBA). В главе 11 мы обсудили смесь видов Clostridium, которые оказали сильное влияние на регуляторные Т-клетки. Бретт работает с Vedanta Biosciences, Inc., биотехнологической компанией в Кембридже, штат Массачусетс. Они собираются начать клинические испытания с использованием этой смеси микробов для различного прикладного применения, включая лечение инфекций, связанных с C. Difficile или множественными резистентными организмами. Другая инициатива, в которой участвует Бретт, – Commense, также базирующаяся в Кембридже. Они стремятся предоставить детям коктейль из определенных микробов в раннем возрасте (три месяца) в попытке снизить риск развития астмы в дальнейшей жизни. Они также надеются передать влагалищные микробы детям, родившимся в результате кесарева сечения, чтобы снизить риск возникновения астмы, аллергии и ожирения, обычно появляющихся у детей, родившихся в результате кесарева сечения. (Бретт является научным соучредителем обеих этих компаний). В других странах наблюдается значительный интерес к использованию Faecalibacterium prausnitzii и Akkermansia для увеличения выработки КЦЖК в кишечнике с целью уменьшения воспаления. Многие компании также работают над использованием новых бактериальных штаммов в качестве пробиотиков, основываясь на новых знаниях, почерпнутых из исследований микробиома. Другой областью, представляющей большой интерес (но пока без точных данных), являются «психобиотические» пробиотики, которые могут воздействовать на мозг для лечения таких заболеваний, как депрессия и беспокойство.

Еще одно передовое достижение – генно-инженерные бактерии. Текущая работа над ними включает разработку пробиотиков, которые экспрессируют противовоспалительные цитокины (чтобы непосредственно влиять на воспаление) или полезные метаболические пути, такие как продуцирование КЦЖК, включая бутират, который, мы надеемся, окажет благоприятное воздействие на состояние здоровья. Не существует пределов в разработке синтетических микробов, хотя находится множество препятствий со стороны контролирующих органов, потому что эксперименты связаны с выбросом живого генно-инженерного микроба в окружающую среду. Например, E. Coli Nissle 1917 была разработана для подавления вирулентности холерных вибрионов путем нарушения того, как вибрион ощущает окружающую среду. Это хорошо работало на моделях-мышах, зараженных холерой, но не было проведено испытаний на людях. Хотя большинство генно-инженерных изменений было осуществлено в направлении одобренных пробиотических штаммов (E. Coli Nissle 1917, лактобактерии и бактероиды), использование новых микробных штаммов в сочетании с генетическими модификациями позволит улучшить процесс передачи отдельных химических веществ, например противовоспалительных, потому что они смогут заселить организм эффективнее, чем сегодняшние пробиотики. Как и со всеми новыми технологиями, с этим подходом есть проблемы, которые необходимо серьезно рассмотреть. Например, было доказано, что аккермансия чрезвычайно полезна при многих заболеваниях, связанных с кишечником, однако она связана с повышенным риском заболевания при некоторых неврологических расстройствах, таких как болезнь Паркинсона, деменция, болезнь Альцгеймера и рассеянный склероз. Это говорит о том, что необходимо принять во внимание серьезные проблемы безопасности, прежде чем одобрять ее как пробиотик для широкого потребления.

Другая проблема для любого нового пробиотика заключается в том, что он попадает в окружающую среду и может вызвать непредвиденные последствия. Преимущество современных пробиотиков заключается в том, что они долго не сохраняются; однако новые микробы, которые хорошо колонизируются и размножаются, потенциально могут распространяться в окружающей среде (включая других людей) с неизвестными последствиями. «Убийственные выключатели» можно генетически внедрить в микробы и использовать в живых инженерных вакцинных штаммах; они могут быть необходимы для включения в новые пробиотики.

Рекомендация: следите за обновлениями; новые интересные пробиотики скоро появятся в магазине рядом с вами!

Пребиотики

Вместо того чтобы принимать пробиотики, которые дополняют существующий микробиом, можно употреблять определенные продукты, которые усиливают рост или активность полезных микробов, находящихся внутри вас. Такие продукты называются пребиотиками. Определение пребиотика развивалось годами, но обычно оно относится к веществу, которое избирательно ферментируется (расщепляется) и приводит к специфическому изменению состава и/или активности желудочно-кишечной микробиоты. Это, в свою очередь, приносит пользу здоровью хозяина. Таким образом, пищу расщепляет не сам хозяин (ее нельзя переварить), для него пищу метаболизируют бактерии, что в итоге полезно как для хозяина, так и для микробиома.

Пребиотики представляют собой подмножество пищевых волокон (углеводы или сахара, часто называемые резистентным крахмалом), которое включает инулин, фруктоолигосахариды и галактоолигосахариды. Эти микробные продукты избирательно обогащают полезные виды Lactobacillus и/или Bifidobacterium (хотя теперь мы понимаем, что эти пребиотики также влияют на другие микробы, особенно на скорость образования жиров). Считается, что они увеличивают микробное разнообразие. Пребиотики естественным образом содержатся в растительной пище и обычно выделяются из биологических источников.

Существует много гипотез о том, как работают пребиотики. Теория гласит, что при употреблении продуктов, которые питают полезных микробов, их количество возрастает и дает такие преимущества, как увеличение производства КЦЖК. Они также могут влиять на то, как долго вещества проходят через кишечный тракт (время кишечного транзита), вязкость (плотность кишечного материала) и то, как микробы взаимодействуют с другими пищевыми компонентами.

Как и в случае с пробиотиками, возникает резонный вопрос: действительно ли они приносят пользу для здоровья? Опять же, мы не располагаем точными данными и ждем дополнительных исследований. У некоторых они определенно увеличивают количество полезных микробов, но фактическое доказательство того, что они представляют пользу для здоровья, клинически еще не установлено. Некоторые исследования показали, что инулин и фруктоолигосахарид улучшают усвоение кальция и влияют на плотность костей, особенно у подростков, тогда как у взрослых были получены противоположные результаты. Имеются сообщения о том, что они могут влиять на реакцию на вакцины, а также оказывать благотворное влияние на инфекционную диарею и СРК. Изучив массу литературы по пребиотикам, можно прийти к заключению, что они могут приносить некоторую пользу для здоровья, но данные не такие убедительные, как у пробиотиков. Необходимы дополнительные подтверждающие клинические исследования.

В то же время Бретт регулярно добавляет столовую ложку инулина в свои утренние (цельнозерновые) хлопья. Хотя он не может поклясться в его пользе для здоровья, это забавный эксперимент, поскольку он затем имеет возможность провести реальную проверку кишечника и оценить ферментацию кишечных микробов в действии (читайте: газы!). Пребиотическая пища с высоким содержанием пищевых волокон включает в себя корень цикория, топинамбур чеснок, лук-порей, репчатый лук и спаржу.

В целом концепция пребиотиков проста: употребляйте вещества, которые помогают полезным микробам, позволяйте им выполнять свою работу и отдыхайте. Однако воплотить эту идею в реальность оказалось сложнее, чем кажется. Так как мы узнаем больше о микробном метаболизме в кишечнике, вероятно, как и в случае с пробиотиками, появятся более эффективные пребиотики, которые будут полезны для здоровья за счет конкретных действующих механизмов.

Рекомендация: существует слишком мало достоверной информации о взаимодействии человека с пребиотиками, чтобы окончательно утверждать, что пребиотики действуют на людей и дают положительный эффект, хотя в настоящее время проводится несколько клинических исследований на эту тему. В настоящее время сбалансированное питание, богатое различными пищевыми волокнами, может оказать благотворное влияние на микробиом и способствовать улучшению общего состояния здоровья. В настоящее время нет причин отказываться от них, поскольку они имеют мало побочных эффектов (кроме дозозависимого метеоризма как побочного продукта ферментации).

Синбиотики

Если есть явные признаки того, что пробиотики и пребиотики могут оказывать благоприятное воздействие, что произойдет, если их объединить? Так появились синбиотики. Теоретически это отличная идея, но пока нет обоснованных данных о том, что они работают лучше в команде, чем отдельно как пребиотики или пробиотики. В одном исследовании людям в возрасте от 65 до 90 лет давали пробиотик Bifidobacterium longum и пребиотик инулин. Это лечение увеличило количество бифидобактерий (а также других полезных микробов) и уменьшило количество протеобактерий (провоспалительных). Исследователи заметили увеличение производства бутирата и снижение провоспалительных цитокинов. Однако эти положительные эффекты исчезли вскоре после окончания лечения. Хотя звучит отлично, но существует много других исследований, в которых не было обнаружено каких-либо серьезных эффектов от синбиотиков или было обнаружено, что пробиотик или пребиотик в отдельности был более эффективен, чем их комбинация.

Рекомендация: пока недостаточно хороших клинических данных, чтобы рекомендовать использование синбиотиков, хотя пробиотики и пребиотики сами по себе могут быть полезны. Мы просто еще не знаем, являются ли их эффекты синергетическими.

Антибиотики

Антибиотики являются одним из крупнейших медицинских открытий в XX веке и спасли множество жизней. Это главная причина, по которой мы живем дольше, чем люди 100 лет назад. Однако антибиотики также являются источником новых проблем, включая то, как они влияют на микробиом. Более 80 % антибиотиков в Канаде и США используются не для лечения болезней, а в животноводстве как усилители роста; в Европе эта практика запрещена. Северная Америка наконец начинает замечать, что такие крупные компании, как McDonald's, Subway и Kentucky Fried Chicken, теперь используют скот и птицу, не содержащие антибиотиков. Использование антибиотиков в животноводстве в дополнение к чрезмерному назначению антибиотиков для лечения заболеваний, которые не нуждаются в этих лекарствах, и злоупотреблению антибиотиками населением привело к появлению устойчивых к антибиотикам патогенов. Эти «супермикробы» очень трудно лечить, и они угрожают глобальным возвращением в эпоху, предшествовавшую антибиотикам. Как мы видели ранее, по меньшей мере 2 млн американцев ежегодно заражаются устойчивыми к антибиотикам бактериями и по меньшей мере 23000 человек умирают от этих инфекций каждый год.

Возможно, у вас возник вопрос: безопасно ли вообще использовать антибиотики? Без колебаний – да, но только если это оправдано! Если вы столкнулись с опасной для жизни инфекцией, они могут спасти вам жизнь. Однако если у вас ушная инфекция, которая может быть вирусной (в этом случае антибиотики все равно не сработают), врачи часто советуют подождать один или два дня, прежде чем подбросить микробную бомбу в вашу систему с помощью антибиотиков. Как мы видели в предыдущих главах, использование антибиотиков связано с ожирением, астмой, аллергией, стрессом, депрессией и многими другими проблемами. Профилактика сводится к осознанному использованию и взвешиванию рисков. Если вы нуждаетесь в антибиотиках, то вспомните несколько методов по восстановлению микробиома после курса препарата, которые мы обсуждали выше. Например, нужно пропить определенные пробиотики, которые борются с антибиотикоассоциированной диареей, а также включить в свой рацион продукты, которые повысят микробное разнообразие и привнесут дозу полезных микроорганизмов.

Рекомендация: если существуют медицинские показания на основе фактических данных о том, что антибиотики являются оправданными (например, при серьезной бактериальной инфекции), примите их. Но помните, что антибиотики могут иметь долгосрочные последствия и не действуют против вирусных инфекций. Если нет гарантий, не пейте. Если вам действительно нужны антибиотики, пересмотрите свою диету и добавьте пробиотики, чтобы попытаться восстановить микробиом после завершения лечения.

РеПОПУляция: трансплантация кала

Во всех наших обсуждениях по переносу фекальных микробиот (ФМТ) есть один момент: они могут очень хорошо работать при инфекциях C. Difficile и в перспективе улучшают признаки язвенного колита (хотя все может зависеть от донора). Кроме того, существует реальная перспектива использования фекального переноса с трансплантацией стволовых клеток для предотвращения инфекций с множественной лекарственной устойчивостью, таких как устойчивый к ванкомицину энтерококк (VRE) и энтеробактерия с множественной лекарственной устойчивостью, и, возможно, для использования с иммунотерапией ингибитором контрольной точки при раке. В большинстве случаев они в настоящее время являются экспериментальными и проходят испытания при различных заболеваниях.

Эти новшества восхищают, но опять же мы должны подчеркнуть: не пытайтесь провести процедуру дома. Если кишка проколется во время попытки трансплантации, то человек может умереть от сепсиса. Кроме того, еще нет исследований по долгосрочным рискам, связанным с ТФМ, включая опасение, что нежелательный фенотип может быть перенесен с донорского кала. Вспомните пример в главе 7 о худощавом человеке, который набрал значительный вес после получения ТФМ от донора с ожирением. Хотя ТФМ успешно вылечила пациента, она сместила микробиоту реципиента в сторону ожирения.

В ближайшем будущем мы сможем использовать определенную партию фекальных микробов, выращенных в лаборатории, – процесс, который микробиологи ласково называют реПОПУляция (см. главу 7). Это устранит риск распространения неизвестных инфекционных агентов, содержащихся в кале (который является жидкостью организма). Использование синтетических сообществ или живых биотерапевтических агентов, как обсуждалось выше, быстро разрабатывается различными компаниями для замены донорских ТФМ в будущем.

Рекомендация: если у вас было хотя бы два стандартных курса лечения антибиотиками при рецидивирующей инфекции без постоянного лечения, спросите своего врача о процедуре ТФМ. Клинические данные, подтверждающие ее эффективность, весьма убедительны. Если у вас язвенный колит, вы можете попробовать пройти клиническое исследование, в котором используются ТФМ. По всем остальным показаниям клиническое доказательство эффективности ТФМ по-прежнему отсутствует, поэтому оно не является обоснованным. НЕ пытайтесь провести ТФМ дома.

Побеседуйте с врачом

Активная роль в вашем здоровье и благополучии – один из лучших способов профилактики и лечения заболеваний, поскольку вы лучше всех знаете свое тело. Открытое и честное общение между пациентом и врачом необходимо для передачи нужной информации в нужное время, чтобы вы могли получить наилучший и наиболее подходящий уход. Медицина – это не односторонние отношения, когда врач берет на себя инициативу, а вы (пациент) следуете ей без вопросов. Это скорее партнерские отношения, а вы двое являетесь частью большой команды, в которую входят другие врачи, медсестры, фармацевты, терапевты, ассистенты и медицинские работники, – все это необходимо для поддержания вашего здоровья. Будьте честны и откровенны, рассказывая о своих симптомах и переживаниях, и не бойтесь спрашивать чужое мнение. Если вы встречаетесь со специалистом или у вас назначен прием (помимо обычной проверки или осмотра), вот несколько общих советов, которые помогут получить от визита к врачу максимальную пользу.

1. Составьте список вопросов и проблем до прихода в кабинет. Если вы заранее ознакомились с медицинской литературой, распечатайте копию и принесите с собой какие-либо заметки.

2. Принесите список всех отпускаемых по рецепту и безрецептурных лекарств, витаминов, пробиотиков, пребиотиков и любых других добавок, которые вы принимаете.

3. Подумайте о том, чтобы взять с собой доверенного члена семьи или близкого друга, чтобы он оказал вам моральную поддержку и помог наладить связь с врачом. Сообщите своему собеседнику заранее, что вы хотите получить от посещения. Попросите его запомнить детали разговора.

4. Делайте заметки о том, что говорит ваш врач (или, если у вас есть спутник, попросите его или ее сделать это).

5. Задавайте вопросы, если объяснения или инструкции врача неясны. Обсуждайте любые проблемы или замечания, даже если доктор не спрашивает, есть ли у вас вопросы.

6. Уточните, нужно ли лечение антибиотиками или какие-либо другие процедуры, поговорите о потенциальных рисках.

7. Узнайте, как получить доступ к вашей медицинской карте, чтобы вы могли отслеживать результаты анализов, диагнозы, планы лечения и назначения лекарств.

Эти советы могут быть особенно полезны людям старшего возраста. Обычно с возрастом появляется все больше проблем со здоровьем, что вызывает необходимость уделять больше времени обсуждению лечения. Может наступить момент, когда мысли о здоровье начнут оказывать серьезное негативное влияние на качество жизни и долголетие, поэтому визиты к врачу должны быть максимально продуктивными.

При разговоре с врачом о вашем микробиоме честно поговорите о том, какие микробиологические методы вы используете и/или хотите попробовать. Помните, что врачи дают клятву Гиппократа, а это значит в первую очередь «не навреди!». Им нужно клиническое доказательство того, что их рекомендация не повредит пациенту и будет иметь доказанную пользу для здоровья. Например, если у вас было несколько приступов C. Diff, и вы хотите пройти ТФМ, спросите у медицинских работников о безопасности и эффективности этой процедуры. Будьте максимально информированы о том, что подтверждают клинические данные, а что пока остается в области домыслов. Мы побеседовали с доктором Дэвидом Патриком, врачом-инфекционистом, профессором университета Британской Колумбии на факультете общественного здравоохранения, а также эпидемиологом из центра BC Centre for Disease Control. Доктор Патрик прокомментировал, что при рассмотрении любых новых микробных подходов к вашему здоровью наука – это первое, с чего следует начать: «В истории медицинской профессии многое было сделано на основе импульса без научной поддержки. Сначала нам нужно доказать что-то в экспериментах (на людях), то есть в строгих клинических испытаниях, прежде чем можно будет рассмотреть какое-либо широкое применение лечения. Риск состоит в том, что люди пренебрегут опасениями относительно микробов и сделают поспешные выводы». Он пояснил, что хотя исследования могут показывать захватывающие результаты на мышах или небольших группа людей, это не значит, что они обязательно приведут к успешным результатам для всех. Для всех новых методов лечения необходимо провести много дорогостоящих и долгосрочных клинических испытаний, прежде чем что-либо будет принято в широкой медицине. Микробиом – слишком новая область для большинства клинических испытаний.

Кроме того, изменение вашего микробиома повлияет не только на вас. Оно повлияет и на окружающих. Как мы видели в главе 13, мы делимся и обмениваемся огромным количеством микробов с нашими соседями по комнате – людьми и не людьми. В худшем случае плохо проведенный микробный эксперимент может нанести вред не только вам, но и тем, с кем вы живете. При этом «не навреди» не означает «ничего не делай». Доктор Патрик объяснил, что первое, что должен сделать врач, – это проявить сочувствие к симптомам пациента. При обширных и неоднозначных заболеваниях, таких как хроническое истощение, может возникнуть необходимость обратиться к новым методам лечения, когда риск низок, и наука может обоснованно подтвердить это. Здесь может помочь эффект плацебо. Доктор Патрик объяснил: «Плацебо действительно может сработать, и люди почувствуют себя лучше. Работает не сахарная таблетка или физиологический раствор, а скорее ожидания. Наличие правильных ожиданий может существенно помочь выздоровлению».

Что касается антибиотиков, то доктор Патрик сказал нам, что его стандартная рекомендация для пациентов – «принимать их только тогда, когда они необходимы для лечения серьезного заболевания». В созвучии с нашими рекомендациями он признает, что для антибиотиков есть свое место и время. Тем не менее, продолжал он, «от 50 до 70 % употребления антибиотиков у людей в Северной Америке не соответствуют этим требованиям. Необходимости нет. Вы можете сбавить обороты». Возможно, вам необходимо проявить настойчивость в беседе с врачом относительно курса антибиотиков. Если вы хотите, чтобы ваш микробиом позаботился о вас, вы должны отстаивать его права!

Лучший способ быть защитником собственного здоровья – это оставаться в курсе дела. Доктор Патрик привел аналогию с правилами хорошего журналиста: «Имейте свои проверенные источники. Я часто обращаю внимание пациентов на WebMD и PubMed. Количество некачественной медицинской информации в интернете чрезвычайно тревожит». В эру ненадежных новостей становится все более важным проводить различие между достоверными источниками информации и дезинформацией, предвзятыми и даже полностью неверными источниками. Если вы не уверены в точности медицинской информации, сверьтесь с другими исследованиями и проконсультируйтесь с медицинским работником, у которого может быть больше данных, чем у вас.

Рекомендация: когда речь идет о вашем здоровье, а не только о микробиоме, проявите инициативу и начните беседу с врачом, чтобы вы могли работать вместе и поддерживать себя в течение всей вашей долгой жизни.

Светлое будущее

В прошедшем десятилетии произошло удивительное возрождение нашего понимания микробов внутри и вокруг нас, от признания того, что мы совместно развивались с ними, до открытия фундаментальной роли, которую они играют в здоровье и болезни на протяжении всей жизни. Новые знания открывают много новых возможностей для того, как мы можем использовать многие полезные свойства микробов в будущем для здоровья человека.

Область изучения быстро перемещается от «каталогизации микробов» (точно определяя, какие именно микробы находятся внутри и вокруг тела) к выяснению микробных генов и механизмов, которые ответственны за определенные эффекты. По мере того как мы определяем конкретные виды микробов и их молекулы, мы находим новые возможности для новых методов лечения. Например, мы все еще находимся на ранних этапах определения того, какие компоненты рациона используют определенные микробы. Хотя сейчас мы признаем, что пищевые волокна превращаются в КЦЖК с благоприятными эффектами, это только начало того, что могло бы стать регулярным партнерством между питанием и микробиологией. Конкретные компоненты рациона будут связаны с определенными микробами и даже с метаболическими путями и молекулами внутри них, что позволит адаптировать рационы к индивидуальным потребностям для употребления их с пользой для здоровья. Рекомендации по пищевым продуктам могут быть скорректированы с учетом микробиома (например, мы будем, возможно, различать ферментированные продукты как новую группу продуктов питания), и даже более вероятно, что они будут персонализированы для уникальных микробиомов и потребностей. Произойдет разработка специфических диет для каждого этапа жизни, особенно на ранних ее этапах, когда закладывается микробиом, и на более поздних – для улучшения здоровья и долголетия.

Генная инженерия изменила весь сектор биотехнологии и будет применяться в области микробиомов. Мы уже начинаем видеть пробиотики, разработанные для повышения их эффективности. Тем не менее микробы могут быть созданы таким образом, чтобы лучше регулировать энергетический баланс, детоксифицировать вредные токсичные продукты или синтезировать полезные молекулы, включая витамины. Недавний значительный прогресс в молекулярной биологии связан с разработкой CRISPR-Cas9, инструмента, который облегчил замену генов практически в любом организме. Этот и другие инструменты сделают разработку полезных микробов намного более практичной. Нам также крайне необходимы инструменты для хирургического изменения состава микробиома, чтобы формировать более полезное, менее дисбиотическое сообщество микробов у людей (особенно у пожилых), когда стандартное лечение заболеваний не удается или невозможно. Мы уже видим компании, проводящие предварительные клинические испытания, которые пополняют дисбиотические микробиомы смесью специфических микробов, выращенных в лаборатории. Так появляется много интересных способов, которые можно применять для восстановления плохо функционирующих микробиомов, если они не реагируют на другие методы.

С каждым поколением коллективный микробиом людей уменьшается в разнообразии и становится все более однородным, поскольку мы делим друг с другом одни и те же города, источники пищи и круг общения. Как отмечает доктор Мартин Блейзер в своей книге «Плохие бактерии, хорошие бактерии» (М.: Эксмо, 2006), мы подвергаемся значительному риску потери микробов, которые являются частью нашей эволюции, и, насколько нам известно, это может оказать существенное влияние на наше здоровье (свидетельство роста случаев астмы, ожирения и многих других болезней в нашем обществе коррелируют с уменьшением микробного разнообразия). Нам необходимо что-то с этим делать. Существуют некоторые организации, которые создают биобанки микробов, своего рода «микрозоопарки». Как мы уже говорили, некоторые нынешние члены нашего микробиома действительно могут быть исчезающими видами, что может оказать существенное влияние на жизнь людей. Мы удаляем ключевой компонент нашей эволюции как вида, поскольку мы развивались вместе с нашим микробиомом.

Необходимо задуматься о пользе микробов с возрастом. В главе 2 мы узнали о благотворном влиянии микробов кожи молодых женщин на здоровье кожи женщин преклонного возраста. Мы знаем, что наши микробы изменяются по мере старения, и, по крайней мере у мышей, пересадка микробов от более молодых животных к более старым снижает воспаление. Можно представить себе будущее, в котором вы сможете сдавать микробов с молодой кожи в биобанк в пробирке и хранить в морозильной камере, которая станет частью вашего пенсионного пакета, чтобы улучшить внешний вид кожи и общее состояние здоровья в будущем. Этот личный биобанк также может быть полезен, если у вас диагностирован рак и вам понадобилась пересадка костного мозга или если вы внезапно заболели инфекцией C. Difficile и вам нужно было укрепить микробиом в критическое время. Мы также могли бы увидеть применение микробов молодых людей в коммерчески доступных продуктах для культивирования полезного воздействия энергичных молодых микробов в старшем возрасте.

В главе 8 мы рассматривали пример «введения микробов» в отношении ингибирования производства ТМА кишечной микробиотой (вырабатываемой из холина и карнитина, содержащегося в продуктах животного происхождения, таких как красное мясо и яичные желтки) для снижения сердечно-сосудистых заболеваний. В будущем, когда мы определим точную роль микробов и их ферментов, мы сможем получить в свое распоряжение огромный новый набор фармацевтических препаратов. Например, Eggerthella lenta – это кишечный микроб, который блокирует активность дигоксина (препарата для сердца), расщепляя действующее вещество. Исследователи определили ответственный микробный путь и доказали, что они могут ингибировать этот путь. Таким образом они могут обеспечить новый инструмент для усиления эффектов дигоксина у большего количества людей. Одно из преимуществ лечения микробов, но не нас самих, заключается в том, что специфические побочные реакции на препарат не должны влиять на нас. Препараты могут воздействовать непосредственно на микробов с ограниченными побочными эффектами на генные продукты H. sapiens.

Это подводит нас к влиянию микробиома на персонализированную медицину. Персонализированная медицина основана на предпосылке, что разные люди по-разному реагируют на лекарства и что, понимая генетический состав человека, можно лучше предсказать, какие лекарства должны работать с каждым человеком. Проблема этой теории заключается в том, что мы генетически идентичны на 99,9 % (исключая половые хромосомы). Ученым удалось определить генетические локусы, которые фиксируют действие лекарства только для небольшого числа препаратов. Тем не менее у каждого из нас есть уникальный микробиом, в котором есть лишь небольшая общая доля микробов между людьми, даже среди тех, кто живет вместе. Микробиом дает людям большую часть их уникальности. Когда вы проглатываете лекарство, микробы в кишечнике разрушают его или превращают в молекулу, которая может вызвать неблагоприятные побочные эффекты от действия лекарства. В будущем секвенирование микробиомов может быть даже более полезным для врачей, чем генетическое секвенирование, поскольку оно может дать рекомендации о том, какие лекарства использовать и в какой дозировке, учитывая состав вашего конкретного микробиома и потенциальные риски.

По оценкам ученых, для каждой бактерии существует около 100 бактериальных вирусов, называемых бактериофагами, или фагами. Изучение «вирома» в кишечнике человека – все еще новшество (но продвигается быстро, с большим количеством многообещающих новых открытий). В кишечнике насчитывается около 1200 вирусных генотипов. Каждый фаг имеет специфического бактериального хозяина, и это наводит на мысль, что фаги можно использовать для специфического нацеливания на бактерию. Это составляет основу «фаговой терапии», технологии, впервые примененной в Советском Союзе в 1950-х и 1960-х годах. Однако эта технология имела недостатки, так как бактерии быстро вырабатывали резистентность к фагам. Терапия не прошла западные клинические испытания. Новые способы применения фагов уже на горизонте. Например, CRISP-Cas9 может быть упакован в фаг и использован для нацеливания на определенный патоген, модуляции микробиома или даже создания бактерии для лечения определенного заболевания.

Заглядывая в будущее, можно говорить о создании микробов, которые увеличивают продолжительность жизни. Caenorhabditis elegans (часто называемый C. Elegans) – это небольшая нематода (червь), которая широко изучалась во многих лабораториях. Она питается бактериями, такими как кишечная палочка, которые колонизируют кишечник. Когда исследователи произвели индивидуальные мутации в каждом несущественном гене E. Coli (всего их 3983) и затем скормили их червям, они идентифицировали 29 бактериальных генов, которые увеличивали продолжительность жизни червя. Некоторые из генных продуктов положительно влияют на червей, например, они увеличивают продолжительность жизни, в том числе положительно влияют на митохондрии и реакции развернутых белков. Хотя это очень далеко от мира людей, эта работа предполагает, что можно найти способы изменить микробиом для увеличения продолжительности жизни. Однако для такого рода экспериментов на людях потребовалось бы много поколений, учитывая, что средняя продолжительность жизни C. Elegans составляет от 12 до 18 дней, а среднее время между поколениями составляет четыре дня!

Знание роли микробиома в здоровье и заболеваниях человека открыло много интересных возможностей использовать эту информацию для разработки полезных продуктов. Однако этому все еще препятствует отсутствие механистических знаний о том, какие именно микробы, какие метаболические пути и какие молекулы ответственны за какую-либо конкретную активность. По мере того как наука неуклонно прогрессирует в этих областях, появляется бесчисленное множество возможностей войти в совершенно новую эру фармакологии, основанной на микробах и их продуктах.

Стремление к здоровью и долголетию: микробиом всего тела

Итак, что вы можете сделать сейчас? Прежде всего признайте, что мы живем в гармонии с большинством наших микробов. Они являются нормальной неотъемлемой частью повседневной жизни человека. Пересмотрите свой образ жизни не только с позиции своих потребностей, но и учитывая то, чего хотят ваши микробы. Протоколы гигиены и здоровья существуют в широком спектре – от дезинфицирующего средства для рук и антибиотиков до того, как вы двигаетесь и что вы едите, – и все они могут быть настроены так, чтобы ваши микробы могли счастливо жить вместе с вами. Признайте, что с возрастом вам, возможно, придется вносить коррективы в свой образ жизни, чтобы поддерживать здоровое разнообразие микробов.

В популярной книге «Голубые зоны» (М.: МИФ, 2015) Дэн Бюттнер рассмотрел пять регионов мира, где люди живут намного дольше среднего человека: Сардиния, Окинава (Япония), Лома Линда (Калифорния), Коста-Рика и Греция. Он наблюдал и сравнивал многие аспекты их жизни, включая социальные привычки, диету и физические упражнения. В девяти уроках Бюттнера, которые он получил у людей с необычайной продолжительностью жизни, мы обнаружили явные микробиальные черты. Во-первых, диета имеет решающее значение. Эти долгоживущие популяции часто ели растительную пищу, рыбу, орехи, бобовые и немного красного мяса. Японская диета, богатая рыбой и рисом, и средиземноморская диета не удивили, но Южная Калифорния? В Лома Линде есть много адвентистов седьмого дня, которым рекомендуется придерживаться сбалансированной вегетарианской диеты. Учитывая все, что мы узнали о связи между диетой и микробами, диета жителей Голубых зон вполне разумна.

Вторая тема – это физические упражнения. Не нужно быть марафонцем, но, как показывают бесчисленные исследования, нужно оставаться активным, что способствует здоровью и долголетию. Многие в Голубых зонах были пастухами или ежедневно ходили в деревню за продуктами и новостями. В Южной Калифорнии погода способствует занятиям на свежем воздухе, таким как бег трусцой, теннис и ходьба. Возможно, на их долголетие влияют активный образ жизни, который стимулирует полезных микробов.

Третья тема – крепкие социальные связи с семьей и друзьями. Представьте восьмидесятилетнюю дочь, которая ухаживает за своим столетним отцом или ежедневно играет в карточную игру с друзьями. Люди в большинстве этих районов мира живут в своих многодетных семьях и домохозяйствах, где проживают многие поколения. Религиозное сообщество в Лома Линде действует как большая семья с регулярными социальными контактами. А мы знаем, что социальные контакты – отличный способ поделиться и обменяться микробами. К сожалению, современные западные общества, как правило, делают все наоборот, заботясь о пожилых людях. Мы размещаем их в домах престарелых и в учреждениях интернатного типа, кормим их ограниченной диетой и посещаем только тогда, когда можем найти свободное время в нашей занятой жизни. По мере старения вас и ваших близких помните об этих уроках, чтобы вести активный и здоровый образ жизни.

В то время как наука все еще находится в центре этого обширного пула исследований, микробиом всего тела представляет собой многообещающую новую грань исследований старения – источник молодости, который намного больше, чем мы когда-либо могли себе представить. Следите за захватывающими новыми научными достижениями в области микробной терапии, о которой мы рассказали в этой книге. В 30 и 60 лет мы (Джессика и Бретт) регулярно и активно решаем свои собственные возрастные проблемы – от морщин и снижения подвижности до болезни Альцгеймера. Мы переняли многие рекомендации по питанию и образу жизни, предложенные в этой книге, следуем этим рекомендациям, зная, что чем больше мы сможем узнать об их взаимодействии с микробиомом, тем больше мы сможем улучшить качество жизни в нашей стареющей популяции во всем мире. По мере того как новые открытия появляются каждый день, мы можем вскоре понять, что источник молодости, который мы искали по в сему миру, находится прямо у нас в руках (и внутри, и снаружи). Мы надеемся, что вы и ваши микробы проживете долгую и насыщенную жизнь.

Благодарности

Эта книга является свидетельством энтузиазма и щедрости большого количества людей. Нам чрезвычайно повезло получить содействие многих талантливых специалистов, которые поделились своими взглядами, опытом и коллективными знаниями.

Мы благодарим всех научных и медицинских экспертов, которые предоставили интервью и правки для каждой главы: Марти Блейзер, Шоки Дедхар, Эран Элинав, Ричард Эллен, Стэн Хазен, Грег Хиллебранд, Джим Хогг, Дэн Литтман, Брайан МакВикар, Энн Мартин-Мэттьюс, Хизер Маккей, Дейв Патрик, Мэри Эллен Сандерс и Линн Стотерс. Они помогли нам убедиться в том, что мы правильно истолковали научные данные при всем нашем энтузиазме в этой растущей области. Их широкий спектр знаний – большинство из них не являются экспертами в области микробиологии – был необходим для составления отдельных глав этой книги и дал нам представление о многих способах, которыми микробиология может проложить себе дорогу в здравоохранение и заботу о благополучии населения.

Многочисленные коллеги, друзья и члены семьи читали отрывки, предоставляли комментарии и отправляли нам соответствующие статьи. Это Хейзел и Уоллес Аллен, Клэр Арриета, Килинда Бауэр, Моника Беннингтон, Джон Биненшток, Михай Кирстеа, Сильке Крессвелл, Лиам Финлэй, Дерек Грегори, Натаса Йович, Малкольм Кендалл, Родерик МакДональд, Патти Мартин, Шейлихан Мессельман и Мюэльман Хиллари Уотерс. Мы особенно благодарим Дженис Сарра за то, что она прочитала предварительный вариант книги и предоставила нам так много ценных комментариев.

Мы благодарим наших выдающихся агентов Криса Касуччио и Джона Пирса. Наш редактор Дженнифер Курдыла предоставила замечательные комментарии, правки и задавала прекрасные вопросы на протяжении всего процесса написания книги. Мы ценим ее вклад в то, чтобы она стала понятной и полезной для людей всех возрастов.

Наконец, мы благодарим наших супругов, Джейн и Мэтта, которые участвовали в бесконечных дискуссиях, помогали в проведении мозгового штурма и проверке идей, читали черновики и предоставляли бесчисленные статьи и дополнительную информацию. Мы всегда благодарны за их неизменную поддержку, терпение и любовь.

Выборочный список литературы

1. Источник вечной молодости наполнен… микробами?

Biagi, E., Candela, M., Franceschi, C., & Brigidi, P. (2011). The aging gut microbiota: new perspectives. Ageing research reviews, 10(4), 428–29. doi:10.1016/ j.arr.2011.03.004

Biagi, E., Nylund, L., Candela, M., Ostan, R., Bucci, L., Pini, E., . De Vos, W. (2010).

Through ageing, and beyond: gut microbiota and inflammatory status in seniors and centenarians. PloS one, 5(5), e10667. doi:10.1371/journal.pone.0010667

Brüssow, H. (2013). Microbiota and healthy ageing: observational and nutritional intervention studies. Microbial biotechnology, 6(4), 326–34. doi:10.1111/1751–7915.12048

Claesson, M. J., Jeffery, I. B., Conde, S., Power, S. E., O’Connor, E. M., Cusack, S., . O’Toole, P. W. (2012). Gut microbiota composition correlates with diet and health in the elderly. Nature, 488(7410), 178–84. doi:10.1038/nature11319

Gilbert, J. A., Blaser, M. J., Caporaso, J. G., Jansson, J. K., Lynch, S. V., & Knight, R. (2018). Current understanding of the human microbiome. Nature medicine, 24(4), 392–400. doi:10.1038/nm.4517

Heintz, C., & Mair, W. (2014). You are what you host: microbiome modulation of the aging process. Cell, 156(3), 408–11. doi:10.1016/j.cell.2014.01.025

Jackson, M. A., Jeffery, I. B., Beaumont, M., Bell, J. T., Clark, A. G., Ley, R. E., . Steves, C. J. (2016). Signatures of early frailty in the gut microbiota. Genome Medicine, 8(1), 8. doi:10.1186/s13073-016–0262-7

Kong, F., Hua, Y., Zeng, B., Ning, R., Li, Y., & Zhao, J. (2016). Gut microbiota signatures of longevity. Current Biology: CB, 26(18), R832–R833. doi:10.1016/j. cub.2016.08.015

Lynch, D. B., Jeffery, I. B., & O’Toole, P. W. (2015). The role of the microbiota in ageing: current state and perspectives. Wiley interdisciplinary reviews. Systems Biology and Medicine, 7(3), 131–38. doi:10.1002/wsbm.1293

Rondanelli, M., Giacosa, A., Faliva, M. A., Perna, S., Allieri, F., & Castellazzi, A. M. (2015). Review on microbiota and effectiveness of probiotics use in older. World Journal of Clinical Cases, 3(2), 156–62. doi:10.12998/wjcc.v3.i2.156

Saraswati, S., & Sitaraman, R. (2014). Aging and the human gut microbiotafrom correlation to causality. Frontiers in Microbiology, 5(764). doi:10.3389/ fmicb.2014.00764

Smits, S. A., Leach, J., Sonnenburg, E. D., Gonzalez, C. G., Lichtman, J. S., Reid, G., . Sonnenburg, J. L. (2017). Seasonal cycling in the gut microbiome of the Hadza hunter-gatherers of Tanzania. Science, 357(6353), 802–6. doi:10.1126/science. aan4834

Thevaranjan, N., Puchta, A., Schulz, C., Naidoo, A., Szamosi, J. C., Verschoor, C. P., . Bowdish, D. M. E. (2017). Age-Associated Microbial Dysbiosis Promotes Intestinal Permeability, Systemic Inflammation, and Macrophage Dysfunction. Cell Host & Microbe, 21(4), 455–66 e454. doi:10.1016/j.chom.2017.03.002

Tiihonen, K., Ouwehand, A. C., & Rautonen, N. (2010). Human intestinal microbiota and healthy ageing. Ageing Research Reviews, 9(2), 107–16. doi:10.1016/j. arr.2009.10.004

Zapata, H. J., & Quagliarello, V. J. (2015). The microbiota and microbiome in aging: potential implications in health and age-related diseases. Journal of the American Geriatrics Society, 63(4), 776–81. doi:10.1111/jgs.13310

2. Ваши сияющие микробы: микробиом кожи

Grice, E. A., & Segre, J. A. (2011). The skin microbiome. Nature reviews. Microbiology, 9(4), 244–53. doi:10.1038/nrmicro2537

Lax, S., Hampton-Marcell, J. T., Gibbons, S. M., Colares, G. B., Smith, D., Ei sen, J. A., & Gilbert, J. A. (2015). Forensic analysis of the microbiome of phones and shoes. Microbiome, 3(21). doi:10.1186/s40168-015–0082-9

Lee, D. E., Huh, C. S., Ra, J., Choi, I. D., Jeong, J. W., Kim, S. H., . Ahn, Y. T. (2015). Clinical Evidence of Effects of Lactobacillus plantarum HY7714 on Skin Aging: A Randomized, Double Blind, Placebo-Controlled Study. Journal of Microbiology and Biotechnology, 25(12), 2160–68. doi:10.4014/jmb.1509.09021

Levkovich, T., Poutahidis, T., Smillie, C., Varian, B. J., Ibrahim, Y. M., Lakritz, J. R., . Erdman, S. E. (2013). Probiotic bacteria induce a ‘glow of health.’ PloS One, 8(1), e53867. doi:10.1371/journal.pone.0053867

Nodake, Y., Matsumoto, S., Miura, R., Honda, H., Ishibashi, G., Dekio, I., & Sakakibara, R. (2015). Pilot study on novel skin care method by augmentation with Staphylococcus epidermidis, an autologous skin microbe – A blinded randomized clinical trial. Journal of Dermatological Science, 79(2), 119–26. doi:10.1016/j.jdermsci.2015.05.001

Oh, J., Byrd, A. L., Park, M., Kong, H. H., & Segre, J. A. (2016). Temporal Stability of the Human Skin Microbiome. Cell, 165(4), 854–66. doi:10.1016/j. cell.2016.04.008

Shin, H., Price, K., Albert, L., Dodick, J., Park, L., & Dominguez-Bello, M. G. (2016). Changes in the Eye Microbiota Associated with Contact Lens Wearing. mBio, 7(2), e00198. doi:10.1128/mBio.00198-16

3. Берегите своих микробов: микробы и мозг

Foster, J. A., & McVey Neufeld, K. A. (2013). Gut-brain axis: how the microbiome influences anxiety and depression. Trends in Neurosciences, 36(5), 305–12. doi:10.1016/j.tins.2013.01.005

Hsiao, E. Y., McBride, S. W., Hsien, S., Sharon, G., Hyde, E. R., McCue, T.,… Mazmanian, S. K. (2013). Microbiota modulate behavioral and physiological abnormalities associated with neurodevelopmental disorders. Cell, 155(7), 1451–63. doi:10.1016/j.cell.2013.11.024

Leone, V., Gibbons, S. M., Martinez, K., Hutchison, A. L., Huang, E. Y., Cham, C. M.,… Chang, E. B. (2015). Effects of diurnal variation of gut microbes and high-fat feeding on host circadian clock function and metabolism. Cell Host & Microbe, 17(5), 681–89. doi:10.1016/j.chom.2015.03.006

Lurie, I., Yang, Y. X., Haynes, K., Mamtani, R., & Boursi, B. (2015). Antibiotic exposure and the risk for depression, anxiety, or psychosis: a nested case-control study. The Journal of Clinical Psychiatry, 76(11), 1522–28. doi:10.4088/JCP.15m09961

Messaoudi, M., Lalonde, R., Violle, N., Javelot, H., Desor, D., Nejdi, A., . Cazaubiel, J. M. (2011). Assessment of psychotropic-like properties of a probiotic formulation (Lactobacillus helveticus R0052 and Bifidobacterium longum R0175) in rats and human subjects. The British Journal of Nutrition, 105(5), 755–64. doi:10.1017/S0007114510004319

Morris, M. C., Tangney, C. C., Wang, Y., Sacks, F. M., Bennett, D. A., & Aggarwal, N. T. (2015). MIND diet associated with reduced incidence of Alzheimer’s disease. Alzheimer’s & Dementia: the Journal of the Alzheimer’s Association, 11(9), 1007–14. doi:10.1016/j.jalz.2014.11.009

Sampson, T. R., Debelius, J. W., Thron, T., Janssen, S., Shastri, G. G., Ilhan, Z. E., . Mazmanian, S. K. (2016). Gut Microbiota Regulate Motor Deficits and Neuroinflammation in a Model of Parkinson’s Disease. Cell, 167(6), 1469–80 e1412. doi:10.1016/j.cell.2016.11.018

Sampson, T. R., & Mazmanian, S. K. (2015). Control of brain development, function, and behavior by the microbiome. Cell Host & Microbe, 17(5), 565–76. doi:10.1016/j.chom.2015.04.011

Svensson, E., Horvath-Puho, E., Thomsen, R. W., Djurhuus, J. C., Pedersen, L., Borghammer, P., & Sorensen, H. T. (2015). Vagotomy and subsequent risk of Parkinson’s disease. Annals of Neurology, 78(4), 522–29. doi:10.1002/ana.24448

Thaiss, C. A., Zeevi, D., Levy, M., Zilberman-Schapira, G., Suez, J., Tengeler, A. C., . Elinav, E. (2014). Transkingdom control of microbiota diurnal oscillations promotes metabolic homeostasis. Cell, 159(3), 514–29. doi:10.1016/j. cell.2014.09.048

Vogt, N. M., Kerby, R. L., Dill-McFarland, K. A., Harding, S. J., Merluzzi, A. P., Johnson, S. C., . Rey, F. E. (2017). Gut microbiome alterations in Alzheimer’s disease. Scientific Reports, 7(1), 13537. doi:10.1038/s41598-017–13601-y

4. Здоровая улыбка, здоровое тело: микробиом ротовой полости

Curtis, M. A., Zenobia, C., & Darveau, R. P. (2011). The relationship of the oral microbiota to periodontal health and disease. Cell Host & Microbe, 10(4), 302–6. doi:10.1016/j.chom.2011.09.008

Shoemark, D. K., & Allen, S. J. (2015). The microbiome and disease: reviewing the links between the oral microbiome, aging, and Alzheimer’s disease. Journal of Alzheimer’s Disease: JAD, 43(3), 725–38. doi:10.3233/JAD-141170

Wade, W. G. (2013). The oral microbiome in health and disease. Pharmacological Research, 69(1), 137 43. doi:10.1016/j.phrs.2012.11.006

Weyrich, L. S., Dobney, K., & Cooper, A. (2015). Ancient DNA analysis of dental calculus. Journal of Human Evolution, 79, 119–24. doi:10.1016/j. jhevol.2014.06.018

Zarco, M. F., Vess, T. J., & Ginsburg, G. S. (2012). The oral microbiome in health and disease and the potential impact on personalized dental medicine. Oral Diseases, 18(2), 109–20. doi:10.1111/j.1601–0825.2011.01851

5. Сделайте глубокий вдох: микробиом легких

Dickson, R. P., Martinez, F. J., & Huffnagle, G. B. (2014). The role of the microbiome in exacerbations of chronic lung diseases. Lancet, 384(9944), 691–702. doi:10.1016/S0140–6736(14)61136-3

Faner, R., Sibila, O., Agusti, A., Bernasconi, E., Chalmers, J. D., Huffnagle, G. B., . Monso, E. (2017). The microbiome in respiratory medicine: current challenges and future perspectives. The European Respiratory Journal, 49(4). doi:10.1183/13993003.02086-2016

Segal, L. N., & Blaser, M. J. (2014). A brave new world: the lung microbiota in an era of change. Annals of the American Thoracic Society, 11 Suppl 1, S21–27. doi:10.1513/AnnalsATS.201306-189MG

Sze, M. A., Dimitriu, P. A., Suzuki, M., McDonough, J. E., Campbell, J. D., Brothers, J. F., . Hogg, J. C. (2015). Host Response to the Lung Microbiome in Chronic Obstructive Pulmonary Disease. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine, 192(4), 438–45. doi:10.1164/rccm.201502-0223OC

6. Микроскопические обитатели: микробиом желудка

Homan, M., & Orel, R. (2015). Are probiotics useful in Helicobacter pylori eradication? World Journal of Gastroenterology, 21(37), 10644–53. doi:10.3748/ wjg.v21.i37.10644

Jackson, M. A., Goodrich, J. K., Maxan, M. E., Freedberg, D. E., Abrams, J. A., Poole, A. C., . Steves, C. J. (2016). Proton pump inhibitors alter the composition of the gut microbiota. Gut, 65(5), 749–56. doi:10.1136/gutjnl-2015–310861

Kienesberger, S., Cox, L. M., Livanos, A., Zhang, X. S., Chung, J., Perez-Perez, G. I., . Blaser, M. J. (2016). Gastric Helicobacter pylori Infection Affects Local and Distant Microbial Populations and Host Responses. Cell Reports, 14(6), 1395–1407. doi:10.1016/j.celrep.2016.01.017

Yang, I., Nell, S., & Suerbaum, S. (2013). Survival in hostile territory: the microbiota of the stomach. FEMS Microbiology Reviews, 37(5), 736–61. doi:10.1111/1574–6976.12027

Yang, I., Woltemate, S., Piazuelo, M. B., Bravo, L. E., Yepez, M. C., Romero-Gallo, J., . Suerbaum, S. (2016). Different gastric microbiota compositions in two human populations with high and low gastric cancer risk in Colombia. Scientific Reports, 6(18594). doi:10.1038/srep18594

7. Микробная Мекка: микробиом кишечника

Bala, S., Marcos, M., Gattu, A., Catalano, D., & Szabo, G. (2014). Acute binge drinking increases serum endotoxin and bacterial DNA levels in healthy individuals. PloS One, 9(5), e96864. doi:10.1371/journal.pone.0096864

Baothman, O. A., Zamzami, M. A., Taher, I., Abubaker, J., & Abu-Farha, M. (2016). The role of Gut Microbiota in the development of obesity and Diabetes. Lipids in Health and Disease, 15(108). doi:10.1186/s12944-016–0278-4

Biagi, E., Franceschi, C., Rampelli, S., Severgnini, M., Ostan, R., Turroni, S., . Candela, M. (2016). Gut Microbiota and Extreme Longevity. Current Biology: CB, 26(11), 1480–85. doi:10.1016/j.cub.2016.04.016

Bian, G., Gloor, G. B., Gong, A., Jia, C., Zhang, W., Hu, J., . Li, J. (2017). The GutMicrobiota of Healthy Aged Chinese Is Similar to That of the Healthy Young. mSphere, 2(5). doi:10.1128/mSphere.00327-17

Brandt, L. J. (2017). Fecal Microbiota Therapy With a Focus on Clostridiumdifficile Infection. Psychosomatic Medicine, 79(8), 868–73. doi:10.1097/ PSY.0000000000000511

Brüssow, H. (2013). Microbiota and healthy ageing: observational and nutritional intervention studies. Microbial Biotechnology, 6(4), 326–34. doi:10.1111/1751–7915.12048

Chu, H., Khosravi, A., Kusumawardhani, I. P., Kwon, A. H., Vasconcelos, A. C., Cunha, L. D., . Mazmanian, S. K. (2016). Gene-microbiota interactions contribute to the pathogenesis of inflammatory bowel disease. Science, 352(6289), 1116–20. doi:10.1126/science.aad9948

Deehan, E. C., & Walter, J. (2016). The Fiber Gap and the Disappearing Gut Microbiome: Implications for Human Nutrition. Trends in Endocrinology and Metabolism: TEM, 27(5), 239–42. doi:10.1016/j.tem.2016.03.001

Forslund, K., Hildebrand, F., Nielsen, T., Falony, G., Le Chatelier, E., Sunagawa, S., . Pedersen, O. (2015). Disentangling type 2 diabetes and metformin treatment signatures in the human gut microbiota. Nature, 528(7581), 262–66. doi:10.1038/nature15766

Iyer, N., & Vaishnava, S. (2016). Alcohol Lowers Your (Intestinal) Inhibitions. Cell Host & Microbe, 19(2), 131–33. doi:10.1016/j.chom.2016.01.014

Jayasinghe, T. N., Chiavaroli, V., Holland, D. J., Cutfield, W. S., & O’Sullivan, J. M. (2016). The New Era of Treatment for Obesity and Metabolic Disorders: Evidence and Expectations for Gut Microbiome Transplantation. Frontiers in cellular and Infection Microbiology, 6(15). doi:10.3389/fcimb.2016.00015

Kong, F., Hua, Y., Zeng, B., Ning, R., Li, Y., & Zhao, J. (2016). Gut microbiota signatures of longevity. Current Biology: CB, 26(18), R832–R833. doi:10.1016/j. cub.2016.08.015

Konig, J., Siebenhaar, A., Hogenauer, C., Arkkila, P., Nieuwdorp, M., Noren, T., . Brummer, R. J. (2017). Consensus report: faecal microbiota transfer – clinical applications and procedures. Alimentary Pharmacology & Therapeutics, 45(2), 222–39. doi:10.1111/apt.13868

Leung, C., Rivera, L., Furness, J. B., & Angus, P. W. (2016). The role of the gut microbiota in NAFLD. Nature reviews. Gastroenterology & НАООСtology, 13(7), 412–25. doi:10.1038/nrgastro.2016.85

Maher, R. L., Hanlon, J., & Hajjar, E. R. (2014). Clinical consequences of polypharmacy in elderly. Expert Opinion on Drug Safety, 13(1), 57–65. doi:10.15 17/14740338.2013.827660

Santoro, A., Ostan, R., Candela, M., Biagi, E., Brigidi, P., Capri, M., & Franceschi, C. (2018). Gut microbiota changes in the extreme decades of human life: a focus on centenarians. Cellular and Molecular Life Sciences: CMLS, 75(1), 129–48. doi:10.1007/s00018-017–2674-y

Sonnenburg, E. D., Smits, S. A., Tikhonov, M., Higginbottom, S. K., Wingreen, N. S., & Sonnenburg, J. L. (2016). Diet-induced extinctions in the gut microbiota compound over generations. Nature, 529(7585), 212–15. doi:10.1038/nature16504

Suez, J., Korem, T., Zeevi, D., Zilberman-Schapira, G., Thaiss, C. A., Maza, O., . Elinav, E. (2014). Artificial sweeteners induce glucose intolerance by altering the gut microbiota. Nature, 514(7521), 181–86. doi:10.1038/nature13793

Thaiss, C. A., Itav, S., Rothschild, D., Meijer, M., Levy, M., Moresi, C., . Elinav, E. (2016). Persistent microbiome alterations modulate the rate of post-dieting weight regain. Nature, 540, 544–51. doi:10.1038/nature20796

Zeevi, D., Korem, T., Zmora, N., Israeli, D., Rothschild, D., Weinberger, A., . Segal, E. (2015). Personalized Nutrition by Prediction of Glycemic Responses. Cell, 163(5), 1079–94. doi:10.1016/j.cell.2015.11.001

8. Микробная любовь: сердце и микробиом

American Heart Association. (2017). Good Fats and Bad Fats: The Facts on Healthy Fats. Retrieved from healthyforgood.heart.org/eat-smart/infographics/the-factson-fats

Bala, S., Marcos, M., Gattu, A., Catalano, D., & Szabo, G. (2014). Acute binge drinking increases serum endotoxin and bacterial DNA levels in healthy individuals. PloS One, 9(5), e96864. doi:10.1371/journal.pone.0096864

Chen, M. L., Yi, L., Zhang, Y., Zhou, X., Ran, L., Yang, J., . Mi, M. T. (2016). Resveratrol Attenuates Trimethylamine-N-Oxide (TMAO)-Induced Atherosclerosis by Regulating TMAO Synthesis and Bile Acid Metabolism via Remodeling of the Gut Microbiota. mBio, 7(2), e02210-02215. doi:10.1128/mBio.02210-15

Clarke, S. F., Murphy, E. F., O’Sullivan, O., Lucey, A. J., Humphreys, M., Hogan, A., . Cotter, P. D. (2014). Exercise and associated dietary extremes impact on gut microbial diversity. Gut, 63(12), 1913–20. doi:10.1136/gutjnl-2013–306541

Gregory, J. C., Buffa, J. A., Org, E., Wang, Z., Levison, B. S., Zhu, W., . Hazen, S. L. (2015). Transmission of atherosclerosis susceptibility with gut microbial transplantation. The Journal of Biological Chemistry, 290(9), 5647–60. doi:10.1074/jbc.M114.618249

Koeth, R. A., Wang, Z., Levison, B. S., Buffa, J. A., Org, E., Sheehy, B. T., . Hazen, S. L. (2013). Intestinal microbiota metabolism of L-carnitine, a nutrient in red meat, promotes atherosclerosis. Nature Medicine, 19(5), 576–85. doi:10.1038/nm.3145

Teicholz, N. (2014). The Big Fat Surprise: Why Butter, Meat and Cheese Belong in a Healthy Diet. New York, NY: Simon & Schuster Paperbacks.

Wang, Z., Roberts, A. B., Buffa, J. A., Levison, B. S., Zhu, W., Org, E., . Hazen, S. L. (2015). Non-lethal Inhibition of Gut Microbial Trimethylamine Production for the Treatment of Atherosclerosis. Cell, 163(7), 1585–95. doi:10.1016/j. cell.2015.11.055

Zhu, W., Gregory, J. C., Org, E., Buffa, J. A., Gupta, N., Wang, Z., . Hazen, S. L. (2016). Gut Microbial Metabolite TMAO Enhances Platelet Hyperreactivity and Thrombosis Risk. Cell, 165(1), 111–24. doi:10.1016/j.cell.2016.02.011

9. Женщины – это не маленькие мужчины: менопауза и микробиом влагалища

Baker, J. M., Al-Nakkash, L., & Herbst-Kralovetz, M. M. (2017). Estrogen-gut microbiome axis: Physiological and clinical implications. Maturitas, 103, 45–53. doi:10.1016/j.maturitas.2017.06.025

Ma, B., Forney, L. J., & Ravel, J. (2012). Vaginal microbiome: rethinking health and disease. Annual Review of Microbiology, 66, 371–89. doi:10.1146/annurevmicro-092611–150157

Martin, D. H. (2012). The microbiota of the vagina and its influence on women’s health and disease. The American Journal of the Medical Sciences, 343(1), 2–9. doi:10.1097/MAJ.0b013e31823ea228

Muhleisen, A. L., & Herbst-Kralovetz, M. M. (2016). Menopause and the vaginal microbiome. Maturitas, 91, 42–50. doi:10.1016/j.maturitas.2016.05.015

Schroder, W., Sommer, H., Gladstone, B. P., Foschi, F., Hellman, J., Evengard, B., & Tacconelli, E. (2016). Gender differences in antibiotic prescribing in the community: a systematic review and meta-analysis. The Journal of Antimicrobial Chemotherapy, 71(7), 1800–1806. doi:10.1093/jac/dkw054

Schwenger, E. M., Tejani, A. M., & Loewen, P. S. (2015). Probiotics for preventing urinary tract infections in adults and children. The Cochrane Database of Systematic Reviews (12), CD008772. doi:10.1002/14651858.CD008772.pub2

Shen, J., Song, N., Williams, C. J., Brown, C. J., Yan, Z., Xu, C., & Forney, L. J. (2016). Effects of low dose estrogen therapy on the vaginal microbiomes of women with atrophic vaginitis. Scientific Reports, 6(24380). doi:10.1038/srep24380

Thomas-White, K., Brady, M., Wolfe, A. J., & Mueller, E. R. (2016). The bladder is not sterile: History and current discoveries on the urinary microbiome. Current Bladder Dysfunction Reports, 11(1), 18–24. doi:10.1007/s11884-016–0345-8

Younes, J. A., Lievens, E., Hummelen, R., van der Westen, R., Reid, G., & Petrova, M. I. (2018). Women and Their Microbes: The Unexpected Friendship. Trends in Microbiology, 26(1), 16–32. doi:10.1016/j.tim.2017.07.008

10. Микробы и рак

Bacchus, C. M., Dunfield, L., Gorber, S. C., Holmes, N. M., Birtwhistle, R., Dickinson, J. A., . Tonelli, M. (2016). Recommendations on screening for colorectal cancer in primary care. CMAJ: Canadian Medical Association journal = journal de l’Association medicale canadienne, 188(5), 340–48. doi:10.1503/cmaj.151125

Cao, Y., Wu, K., Mehta, R., Drew, D. A., Song, M., Lochhead, P., . Chan, A. T. (2018). Long-term use of antibiotics and risk of colorectal adenoma. Gut, 67(4), 672–78. doi:10.1136/gutjnl-2016–313413

Garrett, W. S. (2015). Cancer and the microbiota. Science, 348(6230), 80–86. doi:10.1126/science.aaa4972

Gopalakrishnan, V., Spencer, C. N., Nezi, L., Reuben, A., Andrews, M. C., Karpinets, T. V., . Wargo, J. A. (2018). Gut microbiome modulates response to anti-PD-1 immunotherapy in melanoma patients. Science, 359(6371), 97–103. doi:10.1126/ science.aan4236

Hullar, M. A., Burnett-Hartman, A. N., & Lampe, J. W. (2014). Gut microbes, diet, and cancer. Cancer Treatment and Research, 159, 377–99. doi:10.1007/978–3-642–38007-5_22

Kostic, A. D., Chun, E., Robertson, L., Glickman, J. N., Gallini, C. A., Michaud, M., . Garrett, W. S. (2013). Fusobacterium nucleatum potentiates intestinal tumorigenesis and modulates the tumor-immune microenvironment. Cell Host & Microbe, 14(2), 207–15. doi:10.1016/j.chom.2013.07.007

Routy, B., Le Chatelier, E., Derosa, L., Duong, C. P. M., Alou, M. T., Daillere, R., . Zitvogel, L. (2018). Gut microbiome influences efficacy of PD-1-based immunotherapy against epithelial tumors. Science, 359(6371), 91–97. doi:10.1126/science.aan3706

Roy, S., & Trinchieri, G. (2017). Microbiota: a key orchestrator of cancer therapy. Nature reviews. Cancer, 17(5), 271–85. doi:10.1038/nrc.2017.13

Shono, Y., Docampo, M. D., Peled, J. U., Perobelli, S. M., Velardi, E., Tsai, J. J., . Jenq, R. R. (2016). Increased GVHD-related mortality with broad-spectrum antibiotic use after allogeneic hematopoietic stem cell transplantation in human patients and mice. Science Translational Medicine, 8(339), 339ra371. doi:10.1126/ scitranslmed.aaf2311

Sivan, A., Corrales, L., Hubert, N., Williams, J. B., Aquino-Michaels, K., Earley, Z. M., . Gajewski, T. F. (2015). Commensal Bifidobacterium promotes antitumor immunity and facilitates anti-PD-L1 efficacy. Science, 350(6264), 1084–89. doi:10.1126/science.aac4255

Urbaniak, C., Gloor, G. B., Brackstone, M., Scott, L., Tangney, M., & Reid, G. (2016). The Microbiota of Breast Tissue and Its Association with Breast Cancer. Applied and Environmental Microbiology, 82(16), 5039–48. doi:10.1128/AEM.01235-16

Vetizou, M., Pitt, J. M., Daillere, R., Lepage, P., Waldschmitt, N., Flament, C., . Zitvogel, L. (2015). Anticancer immunotherapy by CTLA-4 blockade relies on the gut microbiota. Science, 350(6264), 1079–84. doi:10.1126/science.aad1329

Weber, D., Jenq, R. R., Peled, J. U., Taur, Y., Hiergeist, A., Koestler, J., . Holler, E. (2017). Microbiota Disruption Induced by Early Use of Broad-Spectrum Antibiotics Is an Independent Risk Factor of Outcome after Allogeneic Stem Cell Transplantation. Biology of Blood and Marrow Transplantation: Journal of the American Society for Blood and Marrow Transplantation, 23(5), 845–852. doi:10.1016/j.bbmt.2017.02.006

Yang, Y., Xia, Y., Chen, H., Hong, L., Feng, J., Yang, J., . Ma, Y. (2016). The effect of perioperative probiotics treatment for colorectal cancer: short-term outcomes of a randomized controlled trial. Oncotarget, 7(7), 8432–40. doi:10.18632/ oncotarget.7045

Zitvogel, L., Daillere, R., Roberti, M. P., Routy, B., & Kroemer, G. (2017). Anticancer effects of the microbiome and its products. Nature reviews. Microbiology, 15(8), 465–78. doi:10.1038/nrmicro.2017.44

11. Решительная борьба микробов: иммунная система

Atarashi, K., Tanoue, T., Oshima, K., Suda, W., Nagano, Y., Nishikawa, H., . Honda, K. (2013). Treg induction by a rationally selected mixture of Clostridia strains from the human microbiota. Nature, 500(7461), 232–36. doi:10.1038/nature12331

Berer, K., Gerdes, L. A., Cekanaviciute, E., Jia, X., Xiao, L., Xia, Z., . Wekerle, H. (2017). Gut microbiota from multiple sclerosis patients enables spontaneous autoimmune encephalomyelitis in mice. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 114(40), 10719–24. doi:10.1073/ pnas.1711233114

Caballero, S., & Pamer, E. G. (2015). Microbiota-mediated inflammation and antimicrobial defense in the intestine. Annual Review of Immunology, 33, 227–56. doi:10.1146/annurev-immunol-032713–120238

Calder, P. C., Bosco, N., Bourdet-Sicard, R., Capuron, L., Delzenne, N., Dore, J., . Visioli, F. (2017). Health relevance of the modification of low-grade inflammation in ageing (inflammageing) and the role of nutrition. Ageing Research Reviews, 40, 95–119. doi:10.1016/j.arr.2017.09.001

Cekanaviciute, E., Yoo, B. B., Runia, T. F., Debelius, J. W., Singh, S., Nelson, C. A., . Baranzini, S. E. (2017). Gut bacteria from multiple sclerosis patients modulate human T cells and exacerbate symptoms in mouse models. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 114(40), 10713–18. doi:10.1073/pnas.1711235114

Cervantes-Barragan, L., Chai, J. N., Tianero, M. D., Di Luccia, B., Ahern, P. P., Merriman, J., . Colonna, M. (2017). Lactobacillus reuteri induces gut intraepithelial CD4(+)CD8alphaalpha(+) T cells. Science, 357(6353), 806–10. doi:10.1126/science.aah5825

Furusawa, Y., Obata, Y., Fukuda, S., Endo, T. A., Nakato, G., Takahashi, D., . Ohno, H. (2013). Commensal microbe-derived butyrate induces the differentiation of colonic regulatory T cells. Nature, 504(7480), 446–50. doi:10.1038/nature12721

Gill, N., & Finlay, B. B. (2011). The gut microbiota: challenging immunology. Nature Reviews. Immunology, 11(10), 636–37. doi:10.1038/nri3061

Honda, K., & Littman, D. R. (2016). The microbiota in adaptive immune homeostasis and disease. Nature, 535(7610), 75–84. doi:10.1038/nature18848

Hooper, L. V., Littman, D. R., & Macpherson, A. J. (2012). Interactions between the microbiota and the immune system. Science, 336(6086), 1268–73. doi:10.1126/ science.1223490

Ivanov, I. I., Frutos Rde, L., Manel, N., Yoshinaga, K., Rifkin, D. B., Sartor, R. B., . Littman, D. R. (2008). Specific microbiota direct the differentiation of IL-17– producing T-helper cells in the mucosa of the small intestine. Cell Host & Microbe, 4(4), 337–49. doi:10.1016/j.chom.2008.09.009

Mazmanian, S. K., Liu, C. H., Tzianabos, A. O., & Kasper, D. L. (2005). An immunomodulatory molecule of symbiotic bacteria directs maturation of the host immune system. Cell, 122(1), 107–18. doi:10.1016/j.cell.2005.05.007

Postler, T. S., & Ghosh, S. (2017). Understanding the Holobiont: How Microbial Metabolites Affect Human Health and Shape the Immune System. Cell Metabolism, 26(1), 110–30. doi:10.1016/j.cmet.2017.05.008

Salazar, N., Arboleya, S., Valdes, L., Stanton, C., Ross, P., Ruiz, L., . de Los ReyesGavilan, C. G. (2014). The human intestinal microbiome at extreme ages of life. Dietary intervention as a way to counteract alterations. Frontiers in Genetics, 5(406). doi:10.3389/fgene.2014.00406

Scher, J. U., Sczesnak, A., Longman, R. S., Segata, N., Ubeda, C., Bielski, C., . Littman, D. R. (2013). Expansion of intestinal Prevotella copri correlates with enhanced susceptibility to arthritis. eLife, 2, e01202. doi:10.7554/eLife.01202

Thevaranjan, N., Puchta, A., Schulz, C., Naidoo, A., Szamosi, J. C., Verschoor, C. P., . Bowdish, D. M. E. (2017). Age-Associated Microbial Dysbiosis Promotes Intestinal Permeability, Systemic Inflammation, and Macrophage Dysfunction. Cell Host & Microbe, 21(4), 455–66 e454. doi:10.1016/j.chom.2017.03.002

Zhong, D., Wu, C., Zeng, X., & Wang, Q. (2018). The role of gut microbiota in the pathogenesis of rheumatic diseases. Clinical Rheumatology, 37(1), 25–34. doi:10.1007/s10067-017–3821-4

12. Тренированный микробиом: костно-мышечная система

Allen, J. M., Mailing, L. J., Niemiro, G. M., Moore, R., Cook, M. D., White, B. A., . Woods, J. A. (2018). Exercise Alters Gut Microbiota Composition and Function in Lean and Obese Humans. Medicine and Science in Sports and Exercise, 50(4), 747–57. doi:10.1249/MSS.0000000000001495

Bressa, C., Bailen-Andrino, M., Perez-Santiago, J., Gonzalez-Soltero, R., Perez, M., Montalvo-Lominchar, M. G., . Larrosa, M. (2017). Differences in gut microbiota profile between women with active lifestyle and sedentary women. PloS One, 12(2), e0171352. doi:10.1371/journal.pone.0171352

Claesson, M. J., Jeffery, I. B., Conde, S., Power, S. E., O’Connor, E. M., Cusack, S., . O’Toole, P. W. (2012). Gut microbiota composition correlates with diet and health in the elderly. Nature, 488(7410), 178–84. doi:10.1038/nature11319

Jackson, M. A., Jeffery, I. B., Beaumont, M., Bell, J. T., Clark, A. G., Ley, R. E., . Steves, C. J. (2016). Signatures of early frailty in the gut microbiota. Genome Medicine, 8(1), 8. doi:10.1186/s13073-016–0262-7

Kelaiditi, E., Jennings, A., Steves, C. J., Skinner, J., Cassidy, A., MacGregor, A. J., & Welch, A. A. (2016). Measurements of skeletal muscle mass and power are positively related to a Mediterranean dietary pattern in women. Osteoporosis International: a Journal Established as Result of Cooperation Between the European Foundation for Osteoporosis and the National Osteoporosis Foundation of the USA, 27(11), 3251–60. doi:10.1007/s00198-016–3665-9

O’Sullivan, O., Cronin, O., Clarke, S. F., Murphy, E. F., Molloy, M. G., Shanahan, F., & Cotter, P. D. (2015). Exercise and the microbiota. Gut Microbes, 6(2), 131–36. doi: 10.1080/19490976.2015.1011875

Rankin, A., O’Donavon, C., Madigan, S. M., O’Sullivan, O., & Cotter, P. D. (2017). ‘Microbes in sport’ – The potential role of the gut microbiota in athlete health and performance. British Journal of Sports Medicine, 51(9), 698–99. doi:10.1136/ bjsports-2016–097227

Steves, C. J., Bird, S., Williams, F. M., & Spector, T. D. (2016). The Microbiome and Musculoskeletal Conditions of Aging: A Review of Evidence for Impact and Potential Therapeutics. Journal of Bone and Mineral Research: the Official Journal of the American Society for Bone and Mineral Research, 31(2), 261–69. doi:10.1002/jbmr.2765

Villa, C. R., Ward, W. E., & Comelli, E. M. (2017). Gut microbiota-bone axis. Critical Reviews in Food Science and Nutrition, 57(8), 1664–72. doi:10.1080/10408398.2 015.1010034

Wang, J., Wang, Y., Gao, W., Wang, B., Zhao, H., Zeng, Y., . Hao, D. (2017). Diversity analysis of gut microbiota in osteoporosis and osteopenia patients. PeerJ, 5, e3450. doi:10.7717/peerj.3450

Weaver, C. M. (2015). Diet, gut microbiome, and bone health. Current Osteoporosis Reports, 13(2), 125–30. doi:10.1007/s11914-015–0257-0

13. Мыть или не мыть: микробы в окружающей среде

Aliyu, S., Smaldone, A., & Larson, E. (2017). Prevalence of multidrug-resistant gramnegative bacteria among nursing home residents: A systematic review and metaanalysis. Am J Infect Control, 45(5), 512 18. doi:10.1016/j.ajic.2017.01.022

Andersen, B., Frisvad, J. C., Sondergaard, I., Rasmussen, I. S., & Larsen, L. S. (2011). Associations between fungal species and water-damaged building materials. Appl Environ Microbiol, 77(12), 4180–88. doi:10.1128/AEM.02513-10

Berg, G., Mahnert, A., & Moissl-Eichinger, C. (2014). Beneficial effects of plantassociated microbes on indoor microbiomes and human health? Front Microbiol, 5(15). doi:10.3389/fmicb.2014.00015

Bloomfield, S. F., Stanwell-Smith, R., Crevel, R. W. R., & Pickup, J. (2006). Too clean, or not too clean: the Hygiene Hypothesis and home hygiene. Clinical & Experimental Allergy, 36(4), 402–25. doi:10.1111/j.13652222.2006.02463.x

Cardinale, M., Kaiser, D., Lueders, T., Schnell, S., & Egert, M. (2017). Microbiome analysis and confocal microscopy of used kitchen sponges reveal massive colonization by Acinetobacter, Moraxella and Chryseobacterium species.Sci Rep, 7(1), 5791. doi:10.1038/s41598-017–06055-9

David, L. A., Materna, A. C., Friedman, J., Campos-Baptista, M. I., Blackburn, M. C., Perrotta, A., . Alm, E. J. (2014). Host lifestyle affects human microbiota on daily timescales. Genome Biology, 15, R89. doi:10.1186/gb-2014–15-7-r89

Hoisington, A. J., Brenner, L. A., Kinney, K. A., Postolache, T. T., & Lowry, C. A. (2015). The microbiome of the built environment and mental health. Microbiome, 3(60). doi:10.1186/s40168-015–0127-0

Koljalg, S., Mandar, R., Sober, T., Roop, T., & Mandar, R. (2017). High level bacterial contamination of secondary school students’ mobile phones. Germs, 7(2), 73–77. doi:10.18683/germs.2017.1111

Lax, S., Smith, D. P., Hampton-Marcell, J., Owens, S. M., Handley, K. M., Scott, N. M., . Gilbert, J. A. (2014). Longitudinal analysis of microbial interaction between humans and the indoor environment. Science, 345(6200), 1048–52. doi:10.1126/science.1254529

Meadow, J. F., Altrichter, A. E., & Green, J. L. (2014). Mobile phones carry the personal microbiome of their owners. PeerJ, 2, e447. doi:10.7717/peerj.447

Peccia, J., & Kwan, S. E. (2016). Buildings, Beneficial Microbes, and Health. Trends Microbiol, 24(8), 595–97. doi:10.1016/j.tim.2016.04.007

Riddle, M. S., & Connor, B. A. (2016). The Traveling Microbiome. Curr Infect Dis Rep, 18(9), 29. doi:10.1007/s11908-016–0536-7

Rothschild, D., Weissbrod, O., Barkan, E., Kurilshikov, A., Korem, T., Zeevi, D., . Segal, E. (2018). Environment dominates over host genetics in shaping human gut microbiota. Nature, 555(7695), 210–15. doi:10.1038/nature25973

14. Источник вечной молодости наполнен микробами: будущее микробиома всего тела

Biagi, E., Candela, M., Turroni, S., Garagnani, P., Franceschi, C., & Brigidi, P. (2013). Ageing and gut microbes: perspectives for health maintenance and longevity. Pharmacological Research, 69(1), 11–20. doi:10.1016/j.phrs.2012.10.005

Blaser, M. J. (2014). Missing Microbes: How the Overuse of Antibiotics is Fueling Our Modern Plagues. New York, NY: Henry Holt and Company.

Brandt, L. J. (2017). Fecal Microbiota Therapy With a Focus on Clostridium difficile Infection. Psychosomatic Medicine, 79(8), 868–73. doi:10.1097/ PSY.0000000000000511

Brüssow, H. (2013). Microbiota and healthy ageing: observational and nutritional intervention studies. Microbial Biotechnology, 6(4), 326–34. doi:10.1111/1751–7915.12048

Buettner, D. (2008). The Blue Zones: Lessons for Living Longer From the People Who’ve Lived the Longest. Washington, DC: National Geographic Society.

Cockburn, D. W., & Koropatkin, N. M. (2016). Polysaccharide Degradation by the Intestinal Microbiota and Its Influence on Human Health and Disease. Journal of Molecular Biology, 428(16), 3230–52. doi:10.1016/j.jmb.2016.06.021

Fond, G., Boukouaci, W., Chevalier, G., Regnault, A., Eberl, G., Hamdani, N., . Leboyer, M. (2015). The “psychomicrobiotic”: Targeting microbiota in major psychiatric disorders: A systematic review. Pathologie-Biologie, 63(1), 35–42. doi:10.1016/j.patbio.2014.10.003

Gibson, G. R., Hutkins, R., Sanders, M. E., Prescott, S. L., Reimer, R. A., Salminen, S. J., . Reid, G. (2017). Expert consensus document: The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics (ISAPP) consensus statement on the definition and scope of prebiotics. Nature Reviews. Gastroenterology & Hepatology, 14(8), 491–502. doi:10.1038/nrgastro.2017.75

Han, B., Sivaramakrishnan, P., Lin, C. J., Neve, I. A. A., He, J., Tay, L. W. R., . Wang, M. C. (2017). Microbial Genetic Composition Tunes Host Longevity. Cell, 169(7), 1249–62 e1213. doi:10.1016/j.cell.2017.05.036

Hod, K., & Ringel, Y. (2016). Probiotics in functional bowel disorders. Best Practice & Research. Clinical Gastroenterology, 30(1), 89–97. doi:10.1016/j.bpg.2016.01.003

Horvath, A., Leber, B., Schmerboeck, B., Tawdrous, M., Zettel, G., Hartl, A., . Stadlbauer, V. (2016). Randomised clinical trial: the effects of a multispecies probiotic vs. placebo on innate immune function, bacterial translocation and gut permeability in patients with cirrhosis. Alimentary Pharmacology & Therapeutics, 44(9), 926–35. doi:10.1111/apt.13788

Hungin, A. P. S., Mitchell, C. R., Whorwell, P., Mulligan, C., Cole, O., Agreus, L., . de Wit, N. (2018). Systematic review: probiotics in the management of lower gastrointestinal symptoms – an updated evidence-based international consensus. Alimentary Pharmacology & Therapeutics, 47(8), 1054–70. doi:10.1111/apt.14539

Konig, J., Siebenhaar, A., Hogenauer, C., Arkkila, P., Nieuwdorp, M., Noren, T., . Brummer, R. J. (2017). Consensus report: faecal microbiota transfer – clinical applications and procedures. Alimentary Pharmacology & Therapeutics, 45(2), 222–39. doi:10.1111/apt.13868

Lewis, B. B., & Pamer, E. G. (2017). Microbiota-Based Therapies for Clostridium difficile and Antibiotic-Resistant Enteric Infections. Annual Review of Microbiology, 71, 157–78. doi:10.1146/annurev-micro-090816–093549

Lurie, I., Yang, Y. X., Haynes, K., Mamtani, R., & Boursi, B. (2015). Antibiotic exposure and the risk for depression, anxiety, or psychosis: a nested case-control study. The Journal of Clinical Psychiatry, 76(11), 1522–28. doi:10.4088/JCP.15m09961

McCarville, J. L., Caminero, A., & Verdu, E. F. (2016). Novel perspectives on therapeutic modulation of the gut microbiota. Therapeutic Advances in Gastroenterology, 9(4), 580–93. doi:10.1177/1756283X16637819

Pinto-Sanchez, M. I., Hall, G. B., Ghajar, K., Nardelli, A., Bolino, C., Lau, J. T., . Bercik, P. (2017). Probiotic Bifidobacterium longum NCC3001 Reduces Depression Scores and Alters Brain Activity: A Pilot Study in Patients With Irritable Bowel Syndrome. Gastroenterology, 153(2), 448–59 e448. doi:10.1053/j. gastro.2017.05.003

Rees, T., & Blaser, M. (2016). Waking up from antibiotic sleep. Perspectives in Public Health, 136(4), 202–4. doi:10.1177/1757913916643449

Rondanelli, M., Giacosa, A., Faliva, M. A., Perna, S., Allieri, F., & Castellazzi, A. M. (2015). Review on microbiota and effectiveness of probiotics use in older. World Journal of Clinical Cases, 3(2), 156–62. doi:10.12998/wjcc.v3.i2.156

Rothschild, D., Weissbrod, O., Barkan, E., Kurilshikov, A., Korem, T., Zeevi, D., . Segal, E. (2018). Environment dominates over host genetics in shaping human gut microbiota. Nature, 555(7695), 210–15. doi:10.1038/nature25973

Salazar, N., Arboleya, S., Valdes, L., Stanton, C., Ross, P., Ruiz, L., . de Los ReyesGavilan, C. G. (2014). The human intestinal microbiome at extreme ages of life. Dietary intervention as a way to counteract alterations. Frontiers in Genetics, 5(406). doi:10.3389/fgene.2014.00406

Sanders, M. E. (2016). Probiotics and microbiota composition. BMC Medicine, 14(1), 82. doi:10.1186/s12916-016–0629-z

Schwiertz, A. (2016). Microbiota of the Human Body: Implications in Health and Disease. Advances in Experimental Medicine and Biology, 902. doi: 10.1007/978–3-319–31248-4

Steenbergen, L., Sellaro, R., van Hemert, S., Bosch, J. A., & Colzato, L. S. (2015). A randomized controlled trial to test the effect of multispecies probiotics on cognitive reactivity to sad mood. Brain, Behavior, and Immunity, 48, 258–64. doi:10.1016/j.bbi.2015.04.003

Vanegas, S. M., Meydani, M., Barnett, J. B., Goldin, B., Kane, A., Rasmussen, H., . Meydani, S. N. (2017). Substituting whole grains for refined grains in a 6-wk randomized trial has a modest effect on gut microbiota and immune and inflammatory markers of healthy adults. The American Journal of Clinical Nutrition, 105(3), 635–50. doi:10.3945/ajcn.116.146928

Zhang, C., Li, S., Yang, L., Huang, P., Li, W., Wang, S., . Zhao, L. (2013). Structural modulation of gut microbiota in life-long calorie-restricted mice. Nature Communications, 4(2163). doi:10.1038/ncomms3163

Об авторах

Б. Бретт Финлей, доктор философии, является заслуженным профессором микробиологии имени сэра Питера Уолла в университете Британской Колумбии и мировым лидером в области работы в сфере бактериальных инфекций. Он изучает микробы более 30 лет и опубликовал более 500 научных статей. Соучредитель биотехнологических компаний Commense, Vedanta и Microbiome Insights. Бретт является кавалером ордена Канады. Он в соавторстве написал книгу «Микробы? Мама, без паники, или Как сформировать ребенку крепкий иммунитет» (М.: Эксмо, 2018). Живет в Ванкувере, Британская Колумбия, со своей женой-педиатром. У них двое взрослых детей, его дочь Джессика – соавтор этой книги.

Джессика М. Финлей, доктор философии, специализируется в области экологической геронтологии и географии здоровья в качестве научного сотрудника университета Мичигана. Защитив дипломы университета Квинс и университета Миннесоты, в дальнейшем она получила признание и стипендии за свою работу и стала автором публикаций в ведущих журналах по вопросам здравоохранения, географии и геронтологии. Она является активным сторонником расширения осведомленности общественности о более здоровых и инклюзивных сообществах и разрабатывает достижимые стратегии для их создания.

wholebodymicrobiome.com

* * *

Примечания

1

«Микробы? Мама, без паники, или Как сформировать ребенку крепкий иммунитет» – книга Финлей Бретта и Мари-Клэр Арриеты, оригинальное название – «Let Them Eat Dirt. How Microbes Can Make Your Child Healthier». – Прим. ред.

2

Бодибординг – одна из разновидностей серфинга. – Прим. ред.

3

«Мемфис Гриззлис» – профессиональный баскетбольный клуб, выступающий в Национальной баскетбольной ассоциации. Команда играет в Юго-Западном дивизионе Западной конференции НБА. – Прим. ред.

4

Национальная баскетбольная ассоциация, НБА – мужская профессиональная баскетбольная лига Северной Америки, в частности США и Канады. – Прим. ред.

Content

Бретт Финлей, Джессика Финлей
Иммунитет к старению. Как использовать бактерии внутри и снаружи тела для здоровья и долголетия

Предисловие

Глава 1. Источник вечной молодости наполнен… микробами?

Глава 2. Ваши сияющие микробы: микробиом кожи

Глава 3. Берегите своих микробов: микробы и мозг

Глава 4. Здоровая улыбка, здоровое тело: микробиом ротовой полости

Глава 5. Сделайте глубокий вдох: микробиом легких

Глава 6. Микроскопические обитатели: микробиом желудка

Глава 7. Микробная Мекка: микробиом кишечника

Глава 8. Микробная любовь: сердце и микробиом

Глава 9. Женщины – это не маленькие мужчины: менопауза и микробиом влагалища

Глава 10. Микробы и онкология

Глава 11. Решительная борьба микробов: иммунная система

Глава 12. Тренированный микробиом: костно-мышечная система

Глава 13. Мыть или не мыть: микробы в окружающей среде

Глава 14. Источник вечной молодости наполнен микробами: будущее микробиома всего тела

Благодарности

Выборочный список литературы

Об авторах

Примечания