Истории|Материалы

Богатый внутренний мир

Глава проекта «Американская кишка» Джефф Лич рассказывает, почему люди должны подчиняться своим бактериям и зачем ему 10 тысяч образцов человеческих фекалий. Записал Андрей Бабицкий. Иллюстрации Катрин Андерссон (Catrin Andersson).

Когда вы смотрите на свое тело, вы уверены, что оно принадлежит вам и только вам. Это не так. В каждом взрослом человеке живет, помимо него самого, еще около 800 граммов бактерий. На первый взгляд, не слишком много — пока не задумаешься об их бесконечном разнообразии.

На одну собственную клетку в человеческом организме приходится десять бактериальных симбионтов — сотни триллионов живых организмов, принадлежащих нескольким тысячам видов. На каждый человеческий ген — всего их 23 тысячи — несколько сотен бактериальных генов. С точки зрения генетического материала мы на 99% с лишним — бактерии и лишь совсем чуть-чуть люди. Каждый из нас — это суперорганизм, целая экосистема.

Совокупность бактерий в нашем теле — ее называют «микробитой»По современным оценкам, в теле человека обитает около 10 тыс. видов микроорганизмов, из которых ученые идентифицировали больше 80%. Общее число кодирующих белки бактериальных генов — около 8 млн. — различает нас гораздо больше, чем наши гены. У двух случайных людей на Земле совпадает 99,8% ДНК. Иными словами, если случайно ткнуть в какую-нибудь букву в моей ДНК и вашей, скорее всего, они совпадут. При этом микробы в вашем кишечнике могут отличаться от моих на 90%. Разнообразие микробиомов на порядки превосходит наше собственное генетическое разнообразиеМикробиом (то есть генетический материал микробиоты) генетически идентичных однояйцевых близнецов различается не меньше, чем у близнецов разнояйцевых..

Если у вас есть генетически обусловленный признак, позволяющий вам, скажем, бороться с некоторой болезнью, то существует совсем не нулевая вероятность, что я тоже буду обладателем этого признака. Но что если наши бактерии тоже играют важную роль в сопротивлении болезням? В последнее время появляется все больше доказательств, что дело обстоит именно так, то есть различия между нашими микробиомами значат очень много.


Мы не очень хорошо понимаем, что определяет состав кишечной микрофлоры. Известно, что на нее влияет образ жизни: гигиенические привычки, лекарства, диета. Вы пьете слишком много водки, едите слишком много пиццы или курите — и состав микрофлоры у вас меняется.

Например, жители США — как группа — отличаются в отношении микробиома от жителей Италии, Малави или России не только из-за происхождения, но и из-за разного образа жизни. Представьте, что вы живете в Москве, а я — в Новом Орлеане. У нас разная среда, вокруг растут разные деревья, разный воздух. Кроме того, вы курите, а я уже бросил. Но если взять американца и русского и поселить их в Южной Африке — чтобы они жили в одном доме, ели одну пищу в течение нескольких лет, — их микрофлоры будут походить друг на друга все больше и больше.

Но ведь десять тысяч лет назад все люди на Земле были охотниками и собирателями. Тогда не было ни сельского хозяйства, ни крупного рогатого скота. И, вероятно, микрофлора разных людей различалась не слишком сильно. Наша генетика за десятки тысяч лет изменилась очень мало — меньше чем на процент. Но наши бактерии различаются очень сильно.

Я изучал состав микрофлоры бушменов, которые частично продолжают вести образ жизни охотников-собирателей, а частично переехали в города и питаются крупами, которые им поставляет правительство. Всего за несколько лет в цивилизации бактериальная флора в их кишечнике меняется до неузнаваемости. У мышей состав кишечной флоры можно и вовсе изменить за несколько дней, посадив их на ту или иную диетуСостав микробиоты влияет на метаболизм. Трансплантация бактериальной флоры от мышей с искусственно вызванным ожирением к обычным животным приводит у них к ускоренному отложению жировой ткани.. Человеческий геном почти такой же, как прежде, но культура и технологии в последние тысячелетия развивались так быстро, что бактерии за ними не поспевали. А из-за этого нарушился баланс — и мы расплачиваемся за него болезнями.

Когда человек появляется на свет, он получает бактерии от матери. В течение 24 часов после родов все его тело заполняется материнскими микробами и почвенными микроорганизмами. Точнее, так было прежде.

Сейчас по меньшей мере треть родов в США (а в некоторых странах и больше) происходят через кесарево сечение. Бактериальная флора таких детей ближе по составу к той, что живет на коже матери, а не внутри нее, как при обычных родах. Затем часть детей не кормят грудью — и им сложнее становится восполнить недостаток бактерийВ грудном молоке обитает до 600 видов бактерий, а также олигосахариды, которые не могут усваиваться младенцами и, вероятно, предназначены для питания микробиальной флоры.. Кроме того, детей каждый день моют, а став взрослыми, они продолжают ежедневно принимать душ.

У нашей чистоплотности есть недостатки. В конце концов, люди многие тысячелетия учились жить с этими бактериями в симбиозе. Как бегемот и рыбка, которая поедает паразитов с его головы. Уберите рыбку — и бегемот заболеет. Эволюционная работа бактерий состоит в том, чтобы сохранить здоровье человека. Если он умрет, они тоже умрут.

Кроме того, когда мы рождались в грязи и умирали в грязи, наша иммунная система училась бороться с чужеродными организмами. Сейчас мы рождаемся в стерильных условиях, все время моемся — и в результате необученный иммунитет не умеет справляться с болезнями.

Среднестатистический ребенок в стране первого мира успевает к 18 годам пройти от 10 до 20 курсов лечения антибиотикамиПо данным ВОЗ, в Европе амбулаторное потребление антибиотиков меняется от страны к стране в пределах 10-45 суточных доз на тысячу жителей в день. В южных странах антибиотиков используется больше, чем в России и Скандинавии.. Кроме того, он получает какое-то их количество за счет того, что антибиотики добавляют в животные корма. Известно, что после курса таких лекарств видовой состав кишечника может восстанавливаться недели, месяцы или даже годы, и это дает пространство для развития оппортунистических патогенов.

Антибиотики работают, как ковровая бомбардировка. Когда все живое уничтожается, новая жизнь начинает занимать пустое место. Но это другая жизнь — вы не знаете точно, что у вас теперь вырастет, какие инвазивные виды займут пустое место и что произойдет с экосистемой вашего кишечника. Мы не контролируем процесс, и это большая проблема. При всем том, что антибиотики — великое изобретение, которое спасло много жизней, — с ними надо осторожнее.

Мы уничтожаем патоген, который может нас убить, но меняем внутреннюю среду настолько, что через два года, или пять, или десять лет можем заболеть чем-то совсем другим, не связанным с исходным недугом: болезнью Крона, атеросклерозом или даже — есть основания это подозревать — диабетом второго типа.


Наша задача — научиться воздействовать на микробиом человека, а значит, и на его здоровье. Отчасти это уже происходит. Например, от некоторых болезней помогают фекальные трансплантаты — когда люди с язвенным колитом, или болезнью Крона, или вторичными инфекциями Clostridium находят донора, берут у него кусочек здорового стула и вставляют в свою прямую кишку. Это эффективный метод леченияЭффективность фекальных трансплантов против инфекций Clostridium difficile в клинических испытаниях составляет больше 90%, против 30% у контрольных антибиотиков..

Многие люди пьют пребиотики — то есть тоже активно меняют свой микробиом. Впрочем, нельзя забывать, что кишечник человека содержит больше биологических видов, чем несколько десятков квадратных километров тропического леса в Бразилии. Поэтому было бы наивно думать, что достаточно съесть одну лактобактерию и коренным образом повлиять на всю эту огромную экосистему.

Более реалистичная цель — попытаться понять, как эта система функционирует. Тут надо отдавать себе отчет вот в чем: если вы изымете все плохие микробы и посеете на их месте новые — например, при помощи фекального транспланта, — но продолжите вести прежний образ жизни, то болезни рано или поздно вернутся. Месяцы, годы спустя — но все будет как прежде.

Может ли человек быть вегетарианцем? Должен ли он есть мясо? Потреблять меньше глютена или натрия? Чтобы ответить на эти вопросы, надо вспомнить, что на деле человек — это суперорганизмОбыкновенно слово «суперорганизм» применяется для описания сущностей вроде семьи муравьев, состоящей из множества отдельных организмов; человека с населяющей его микробиотой точнее называть сообществом., в гораздо большей степени бактерия, чем млекопитающее. Значит, принимать решения такого рода надо, исходя не только из своих желаний, но и из потребностей бактерий. С их точки зрения наше питание выглядит совсем по-другому. И я верю, что когда-нибудь в будущем вы пойдете со своими проблемами не к диетологу и не к специалисту по питанию — вы пойдете к микробиологу, который скажет, что вам стоит есть.

Единственная проблема состоит в том, что мы пока очень мало знаем о бактериальных сообществах в теле человека. В 2008 году Национальный институт здоровья запустил программу «Микробиом человека», на которую за последние пять лет было потрачено больше $150 млн. Исследователи секвенировали бактериальную РНК из разных участков человеческого тела у 242 добровольцев. Благодаря этому проекту мы начали наконец понимать, насколько бактерии важны для нормальной работы нашего тела. Но это только начало.

Чтобы собрать больше данных, мы с коллегами запустили проект под названием «Американская кишка». Его цель — собрать образцы микробиоты десяти тысяч американцев. Насколько мне известно, это самый масштабный научный проект, основанный на краудсорсинге. Мы собираем не только денежные пожертвования добровольцевПроект «Американская кишка» (American gut) собирал пожертвования на сайте Indigogo, предназначенном для финансирования краудсорсинговых проектов. К моменту окончания сбора средств американцы пожертвовали $339 тыс. из требуемых $400 тыс., но и образцы их стула. Рассылаем людям наборы для взятия проб — из ротовой полости, с кожи и из прямой кишки — и просим их заполнить подробный опросник о своих пищевых привычках. Когда план будет выполнен, мы получим бесценные данные — и создадим базу данных, открытую для всех исследователей, а люди, которые нас поддержат, узнают, из чего состоит их суперорганизм. Подчинитесь своим микробам.

a.kuptsova