10% Human. Как микробы управляют людьми

Alanna Collen

10 % HUMAN

How Your Body’s Microbes Hold the Key to Health and Happiness

Copyright © Nycteris Ltd 2015

© Издание на русском языке, перевод на русский язык. Издательство «Синдбад», 2018.

ПрологИсцеление

В тот вечер я шла по лесу, на шее у меня болталось двадцать летучих мышей в хлопчатобумажных мешочках, а на свет моего налобного фонарика слетались тучи насекомых. И вдруг у меня отчаянно зачесались лодыжки. На мне были пропитанные репеллентом штаны, заправленные в носки (от пиявок), а под ними еще одни — на всякий случай. Даже не знаю, от чего я страдала больше, когда в темноте тропического леса обходила ловушки и вынимала попавшихся летучих мышей, — от того, что обливаюсь по́том во влажной духоте, от хлюпающей грязи под ногами, от страха перед тиграми или от назойливых москитов. Значит, кто-то все же пробрался к моей коже сквозь все слои ткани, преодолев и химическую защиту. И вызвал страшный зуд.

Когда мне было двадцать два, я отправилась в самое сердце заповедника Крау в Западной Малайзии и провела там три года, которые, как оказалось, полностью перевернули мою жизнь. Я изучала биологию и, работая над дипломом, увлеклась летучими мышами. Поэтому, когда представилась возможность поработать полевым ассистентом одного британского специалиста по летучим мышам, я немедленно подала заявку. Встречи с очковыми тонкотелами, гиббонами и невероятным множеством разнообразных летучих мышей, безусловно, перевешивали мелкие неприятности вроде необходимости спать в гамаке и мыться в реке, кишащей варанами. Однако мне еще только предстояло узнать, как тяготы жизни в тропическом лесу могут напоминать о себе еще очень долгое время после возвращения из тропиков.

Вернувшись в экспедиционный лагерь, разбитый на поляне возле реки, я сняла с себя верхнюю одежду, чтобы найти источник зуда. Им оказались не пиявки, а клещи. Штук пятьдесят: одни успели впиться в кожу, другие еще ползали по ногам. Я стряхнула с себя ползучую нечисть и занялась летучими мышами, стараясь как можно быстрее провести измерения и записать их результаты. Потом я выпустила мышей на волю. Лес уже погрузился в кромешную тьму, вовсю стрекотали цикады. Я забралась в гамак-кокон, застегнула его на молнию и, взяв пинцет, при свете налобного фонарика удалила всех клещей до единого.

Через несколько месяцев, уже в Лондоне, меня настигла тропическая инфекция, занесенная теми клещами. Тело потеряло подвижность, а пальцы на ногах распухли. Один за другим появлялись и исчезали странные симптомы, мне постоянно приходилось сдавать анализы и обращаться к разным врачам. Порой моя жизнь повисала на волоске на целые недели и даже месяцы: приступы боли, слабости и спутанности сознания наступали внезапно, и так же внезапно проходили — словно ничего и не было. Когда через несколько лет мне наконец поставили диагноз, зараза уже глубоко укоренилась и мне прописали убойный курс антибиотиков: таким количеством препаратов, наверное, можно было бы вылечить стадо коров. Постепенно я стала восстанавливаться.

Но история на этом не закончилась. Я победила занесенную клещами инфекцию. Но не только ее. Антибиотики сделали свое волшебное дело, но появились новые симптомы — не менее разнообразные, чем раньше. Кожа стала гиперчувствительной, пищеварительная система — крайне капризной. К тому же я начала подхватывать одну за другой практически все возможные инфекции. У меня появилось подозрение, что антибиотики истребили не только вредоносные бактерии, вторгшиеся в мой организм, но и те, что жили во мне изначально. Похоже, мое тело стало неуютным для любых микробов. Вот тогда-то я и поняла, как необходимы мне те 100 триллионов микроскопических друзей, которые еще до недавних пор считали мое тело родным домом.

Любой из нас — человек только на 10 %.

На каждую из клеток, в совокупности составляющих наше тело, приходится еще девять клеток-обманщиков, которые едут на нас «зайцами-безбилетниками». Мы состоим не только из плоти и крови, мышц и костей, мозга и кожи, — но еще и из бактерий и грибов. Причем «их» в нас гораздо больше, чем «нас». В одном только человеческом кишечнике их обитает 100 триллионов: они, словно коралловый риф на морском дне, разрастаются во внутренних лабиринтах нашего организма. Около 4000 различных видов микроорганизмов населяют складки и извивы полутораметровой толстой кишки, чья поверхность равна по площади двуспальной кровати. В течение жизни мы даем приют такому количеству микробов, что если одновременно собрать их вместе и взвесить, то на другую чашу весов пришлось бы поставить пять африканских слонов. Наша кожа кишит этими существами: на кончике одного пальца их больше, чем жителей в Великобритании.

Отвратительно, правда? Нас, таких культурных и чистоплотных, таких высокоразвитых, нахально колонизировали какие-то примитивные существа! Может быть, стоило бы расстаться с этими микробами, как мы расстались с шерстью и хвостом, когда вышли из диких лесов? Неужели современная медицина не располагает средствами для того, чтобы избавить нас от этих созданий? Тогда бы мы зажили более чистой, более здоровой, более независимой жизнью. С тех пор как внутри человеческого организма была обнаружена среда обитания микробов, мы примирялись с этим фактом, поскольку нам казалось, что никакого вреда от микробов нет. Но мы никогда не задумывались о том, что эти природные ареалы внутри нас следует защищать и лелеять, — точно так же, как коралловые рифы или тропические леса.

По специальности я биолог-эволюционист, а потому привыкла искать в анатомии и поведении организма логику и смысл. Вредные свойства и модели поведения, как правило, подавляются или утрачиваются в ходе эволюции. Я рассуждала так: эти самые 100 триллионов микробов не смогли бы прижиться внутри нас, если бы не приносили нам никакой пользы, ведь наша иммунная система борется с бактериями и защищает нас от инфекций. Почему же она смирилась с нашествием чужаков? После многомесячных химических атак на вторгшихся в мой организм захватчиков — и добрых, и злых — мне захотелось узнать как можно больше о том ущербе, который я невольно нанесла себе этими военными действиями.

Как выяснилось, я задалась этим вопросом очень вовремя. После многих десятилетий, в течение которых ученые медленно продвигались в своих попытках узнать больше о населяющих нас микробах, выращивая их в чашках Петри, технологии наконец-то сумели догнать нашу любознательность. Дело в том, что часть обитающих внутри нас организмов (особенно живущих в кишечнике и адаптированных к анаэробной среде) погибают от контакта с кислородом. Выращивать их за пределами человеческого тела трудно, а проводить над ними эксперименты — еще сложнее.

Но в ходе расшифровки человеческого генома биологи научились быстро и дешево секвенировать любые ДНК. Это позволяет идентифицировать даже наших погибших мертвых микробов, исторгнутых из организма вместе с экскрементами, ведь их ДНК сохраняется. Последние исследования показывают: мы напрасно игнорировали наших «зайцев». На самом деле они управляют многими функциями человеческого организма и обеспечивают его здоровье.

Так что мои проблемы после курса антибиотиков оказались лишь частным случаем. Из научных публикаций я узнала, что ущерб, нанесенный живущим внутри нас микробам, приводит к желудочно-кишечным расстройствам, аллергиям, аутоиммунным заболеваниям — и даже к ожирению. Более того, нарушение микробной среды подрывает не только физическое, но и психическое здоровье, вызывая тревогу, депрессию и даже становясь причиной обсессивно-компульсивных расстройств (ОКР) и аутизма. Многие недуги, которые стали привычной частью нашей жизни, оказываются вызваны вовсе не генетическими нарушениями или какими-то сбоями в работе организма. К ним привело неумение врачей сберечь природный «довесок» к нашим собственным, человеческим, клеткам.

Взявшись за изучение вопроса, я надеялась не только выяснить, какой ущерб нанесли моей колонии микробов антибиотики, но и понять, отчего мое здоровье ухудшилось после курса лечения и что я могу сделать для того, чтобы восстановить равновесие, которое было внутри моего тела восемью годами ранее, до того вечера, когда меня покусали клещи. Чтобы узнать больше, я решилась на крайнюю меру — пройти секвенирование ДНК. Только я собиралась секвенировать не мои собственные гены, а гены моей личной «коллекции» микробов — моей так называемой микрофлоры. Узнав, какие именно виды и штаммы бактерий во мне обитают, я найду отправную точку для дальнейшей работы над собой. Обратившись к последним научным достижениям и выяснив, кто именно должен во мне жить, я, может быть, смогу оценить, насколько серьезный ущерб я себе нанесла, и попробую исправить положение. Я воспользовалась одной из программ в рамках «гражданской науки» — проектом «Американский кишечник» (ПАК), который осуществляется в лаборатории профессора Роба Найта при Университете Колорадо в Боулдере. Внеся некоторое пожертвование, обратиться в ПАК за анализом может каждый: в лаборатории секвенируют образцы микробов, взятых из человеческого организма, чтобы узнать больше о населяющих нас видах микроорганизмов и об их воздействии на наше здоровье. Отправив кал на анализ в ПАК, я получила краткую характеристику своеобразных «экосистем», сложившихся внутри моего тела.

После нескольких лет приема антибиотиков я с облегчением узнала, что внутри меня все-таки остались хоть какие-то бактерии! Приятно было увидеть, что во мне живут группы микроорганизмов, по крайней мере в общих чертах похожих на тех, которые обнаруживаются и у других участников проекта «Американский кишечник». Но, как и следовало ожидать, разнообразие моих бактерий сильно уменьшилось. Можно сказать, внутри меня осталась «двухпартийная система», в то время как здоровому организму присуща «многопартийность». Более 97 % моих бактерий представляли собой только два вида (в норме они не должны превышать 90 %). Возможно, антибиотики погубили почти всех представителей остальных, менее многочисленных видов, пощадив лишь самых выносливых и стойких жильцов. Не этой ли утратой объясняются возникшие у меня с недавних пор проблемы со здоровьем?

Но точно так же, как бессмысленно сравнивать тропические джунгли с дубовой рощей, опираясь только на соотношение деревьев и кустарников или птиц и млекопитающих (поскольку эти цифры мало что говорят о сущности двух этих экосистем), — так и слишком общее сравнение состава моего внутреннего бактериального сообщества с чужими мало что сообщит о здоровье моей микрофлоры. На другом конце таксономической иерархии находились роды и виды моих бактерий. Что можно сказать о моем здоровье, установив «личности» бактерий, которые или ухитрились выжить в моем организме во время лечения, или возвратились после его завершения? Или, пожалуй, уместнее задаться другим вопросом: что теперь означает для меня отсутствие тех видов, которые, вероятно, пали жертвой развязанной против них химической войны?

Задавшись целью узнать как можно больше о нас (то есть обо мне и моих микробах), я решила, что обязательно пущу в ход свои знания. Мне хотелось вернуть себе физическое здоровье, и я понимала: чтобы восстановить прежнюю колонию микробов, мне придется изменить свою жизнь, дабы они гармонично трудились мне во благо, действуя заодно с моими человеческими клетками. Если появившиеся у меня симптомы стали следствием вреда, который я неумышленно нанесла собственной микрофлоре и микрофауне, быть может, я сумею обратить процесс вспять и избавиться от аллергий, проблем с кожей и почти непрерывной череды инфекций? Я беспокоилась не только о себе, но и о детях, которые, как я надеялась, родятся у меня в обозримом будущем. Ведь я передам им не только свои гены, но и своих микробов, — поэтому имело смысл поработать над тем, чтобы им не досталось сильно подпорченное наследство.

Ради моих микробов я решила изменить рацион, чтобы он лучше отвечал их потребностям. И сдать анализ для секвенирования повторно — уже после того, как перемена образа жизни даст какие-то результаты, — в надежде на то, что мои усилия окажутся не напрасными и я смогу в конце концов вернуть себе здоровье и радость жизни.