«Хорошие бактерии» и другие полезные микробы еще и помогают нам бороться с болезнетворными микроорганизмами. Эксперименты в нашей лаборатории показали, что инфекции, которые вызывает Salmonella, проходят намного хуже, если перед заражением принимать антибиотики. Многие из нас наверняка сталкивались с побочными эффектами от долгого курса антибиотиков: спазмами в животе и жидким стулом. Микробы, обитающие в нас, живут в сбалансированном состоянии, которое приносит нам много пользы, а в обмен «просят» всего лишь небольшую часть калорий, которые мы получаем ежедневно, и теплое темное место для жилья с регулярной кормежкой и поливом.
Но современные изменения в образе жизни меняют этот баланс, особенно во время критического «окна» в первые годы жизни. Во многих развитых странах около 30 % детей рождаются при помощи кесарева сечения, антибиотики применяются намного чаще, а большинство детей благодаря вакцинации не переносят серьезных инфекций. Мы ни в коем случае не утверждаем, что всего этого нужно избегать; наша цель – рассказать родителям (в том числе будущим), бабушкам, дедушкам и воспитателям о решениях, которые мы принимаем каждый день и которые могут сказаться на всей последующей жизни, воспитывая детей в намного более чистой среде, чем когда-либо ранее.
Мы сами родители, так что понимаем, что большинству из нас приходится иметь дело с весьма ограниченными ресурсами, так что не собираемся диктовать вам, как вы должны воспитывать детей. Но как микробиологи мы все больше узнаем о ключевой роли, которую наши микроскопические обитатели играют в развитии нашего организма. Микробные сообщества младенцев и детей меняются, из-за чего потом портится их здоровье, причем меняются они из-за медицинских практик, которые должны поддерживать их здоровье. Вот вам и обоюдоострый меч!
Научное сообщество только начинает осваивать эти новые знания, а широкая публика только-только с ними знакомится через новости в СМИ, часто основанные на неверной интерпретации статистики. Профилактика серьезных заболеваний, безусловно, должна оставаться нашим главным приоритетом, но вместе с этим нужно уметь и отличать необходимое вмешательство, например, прием антибиотика для борьбы с опасной бактериальной инфекцией, угрожающей жизни, и необязательной гипергигиеной – например, мытье рук с дезинфицирующим средством каждый раз после того, как ребенок поиграет на улице. Не всех детей будут воспитывать, как Джедда и Джейкоба (да это и не обязательно), но с некоторыми аспектами нашего слишком стерильного мира все-таки нужно бороться.
Во время учебы на микробиологов мы изучали только микробов, которые вызывают заболевания, и способы их убить. Теперь же мы понимаем, что много лет игнорировали подавляющее большинство микробов, которые поддерживают в нас здоровье. Наши исследовательские лаборатории меняют направление деятельности, и мы даже начинаем думать, что пора бы уже стать более гостеприимными хозяевами для наших гостей-микробов.
Мальчик в пузыре
Дэвид Веттер родился в 1971 году в Хьюстоне, штат Техас. Он страдал редкой генетической болезнью, из-за которой его иммунная система вообще не работала. Любой контакт с нестерильным миром вызвал бы скорую смерть. Из-за этого он появился на свет при помощи кесарева сечения, и сразу после рождения его посадили в стерильный пузырь. Медики приняли неоднозначное решение: его поселили в госпитале, и его пузырь рос вместе с ним. Курс лечения включал множество антибиотиков для профилактики любых бактериальных инфекций. Отсутствие бактерий привело к тому, что врачам пришлось разработать для него специальную диету с повышенным содержанием витаминов K и B, которые обычно производятся кишечными бактериями. История Дэвида показывает, что без иммунной системы в мире, полном микробов, жить невозможно, и что люди очень зависимы от микробов и от того, что они для нас производят. К сожалению, Дэвид умер в двенадцать лет от вирусной инфекции через несколько месяцев после того, как ему наконец пересадили костный мозг.
Глава 2
Новооткрытый орган: микробиом человека
Невидимая жизньИдея, что на человеке обитает бесчисленное множество микробов, невидимых глазу, появилась одновременно с первым микроскопом. Антони ван Левенгук, родившийся в 1632 году в городе Дельфт, сейчас входящем в состав Нидерландов, был ремесленником, особенно интересовавшимся производством линз. Ему захотелось поближе рассмотреть все хитросплетения тканей, которые он рекламировал, так что он стал делать шары из стекла, нагревая стеклянные трубки. Эти почти идеальные сферы позволили ему наблюдать в увеличенном виде не только нитки, но и все другие предметы. Левенгук не имел научной подготовки, но в глубине души был ученым, так что вскоре начал рассматривать в свои примитивные микроскопы самые странные вещи: воду из ручья, кровь, мясо, кофейные бобы, сперму и т. д. Он методично записывал все свои наблюдения и отправлял их в Лондонское Королевское общество, которое публиковало его интереснейшие письма.
Однажды в 1683 году Левенгук решил соскрести немного белого налета с зубов и рассмотреть его в микроскоп. Вот что он записал в дневнике:
«Невероятно большое скопление живых анималкул, плавающих ловчее, чем я когда-либо видел в жизни. Самые большие (которых было там великое множество) сгибали свои тела, продвигаясь вперед… Более того, другие анималкулы были там в таком невероятном количестве, что вся вода… казалась живой… Во всех Объединенных Нидерландах не найдется столько людей, сколько я сегодня нашел живых существ у себя во рту».
Что естественно, рассказ Левенгука о никогда ранее не описывавшемся мире, полном микроскопических «анималкул», вызвал немалый скептицизм и бурю насмешек. Лишь позже, когда британские ученые увидели «анималкул» своими глазами, они согласились, что Левенгук не бредил. Левенгук написал много писем в Королевское общество, но наибольшую славу обрел как первооткрыватель микроскопической жизни. Благодаря своим многочисленным открытиям Левенгук считается отцом микробиологии.
Впрочем, эти открытия в то время остались лишь любопытными наблюдениями, которые имели мало отношения к человеческой биологии, пока другие ученые не обнаружили, что эти «анималкулы» вызывают болезни. Это откровение случилось лишь почти двести лет спустя, когда Роберт Кох, Фердинанд Кон и Луи Пастер независимо друг от друга подтвердили, что такие болезни как бешенство и сибирская язва вызываются микробами. Кроме того, Пастер доказал, что молоко скисает из-за микробов, и разработал процесс, известный ныне как пастеризация – убийство микробов высокой температурой. Загрязнение молока микробами навело Пастера на мысль, что возможно и предотвратить попадание микробов в организм человека, и вместе с Джозефом Листером он разработал первые методы антисептики. Одно из веществ, созданных в те времена, до сих пор в ходу – листерин.
Избежать заражения любой ценойБлагодаря работам Пастера, Кона, Коха и других ученых широкая публика узнала, что болезней можно избежать, предотвратив контакты с микробами и убивая их, и началась настоящая война на уничтожение. В Лондоне, Париже, Нью-Йорке и других больших городах открылись департаменты здравоохранения. Мусор, который раньше валялся кучами на тротуарах, стали увозить и уничтожать, питьевую воду – очищать, за крысами и мышами стали охотиться, во многих городах появились канализации, а людей, подхвативших заразное заболевание, стали изолировать. Именно в те времена слово «бактерия» получило свою плохую репутацию – его однозначно стали связывать с болезнями, заражениями и чумой. Продвинемся еще на полтораста лет вперед, и нас ждет еще одно поразительное открытие: в борьбе за чистоту мира мы убили больше микробов, чем необходимо, и, по иронии судьбы, из-за этого можем серьезно подорвать себе здоровье. Почему? Потому что наши тела умеют нормально развиваться только в присутствии множества микробов. Эта революционная концепция значительно расширяет известные научные познания о полезных бактериях, населяющих организм: они помогают переваривать определенные виды пищи и вырабатывают некоторые необходимые витамины. Но лишь недавно мы начали понимать, насколько же необходимы микробы для нашего нормального развития и благополучия.
Не все микробы дружелюбны, некоторых нужно избегать и уничтожать.
Микробы: партнеры по эволюцииПоследние двадцать лет изучения микробов помогли нам понять, что микробы – это не просто оппортунисты, обитающие на нас, потому что им так удобнее; они – неотъемлемая часть нас с биологической точки зрения. Чтобы лучше уложить это в голове, нужно для начала понять, что наше партнерство с микробами началось еще с появления первого вида наших предков-гоминид, и эволюционные изменения гоминид сопровождались и изменениями микрофлоры. За всю историю человечества было лишь несколько важнейших эволюционных скачков (быстрых эволюционных изменений), определивших курс развития гоминид. Что интересно, два из них непосредственно связаны с изменениями физиологии нашего желудочно-кишечного тракта и, соответственно, с нашим микробиомом.
