Микроб редко приходит один. Как микроорганизмы влияют на нашу жизнь - Маркус Эгерт
Мутанты выживают после курса антибиотиков, затем беспрепятственно размножаются и образуют огромную резистентную армию.
Удивительно, но в штаммах микробов старшие часто приносят себя в жертву ради молодых. Программа самоубийства, встроенная в план клетки, убивает бактерию, прежде чем она станет обузой для других. Для сообщества в биопленке это вдвойне практично: становится на одного едока меньше, а кроме того, тело усопшего служит провизией и складом дополнительных ДНК.
Новый метод борьбы с микробами?
Однако эти каннибалы, поедая себе подобных, не получают железа — крайне нужного им питательного элемента. В человеческих клетках этого железа очень много — например, в гемоглобине, окрашивающем кровь в красный цвет. Наше железо нужно нам самим, поэтому в организме оно хорошо защищено. Но вышеупомянутая вредная бактерия Pseudomonas aeruginosa (синегнойная палочка) способна красть это минеральное вещество из наших клеток — когда действует заодно с себе подобными. Для этого она использует «чувство кворума».
На данный момент мы бессильны перед этой совместной охотой. Но если нам удастся помешать коммуникации между бактериями Pseudomonas, это станет чувствительным ударом для так называемых патогенов — страшных возбудителей болезней. Целый ряд ученых возлагает большие надежды на этот новый, революционный метод борьбы с микробами. Мысль проста: мы знаем, что бактерии взаимодействуют друг с другом, так почему бы не извлечь из этого выгоду? Мы можем попытаться разорвать пути коммуникации и воспрепятствовать скоплению бактерий и образованию биопленки.
Для этого мы должны заблокировать сигнальные молекулы нашего противника. Только тогда мы сможем гарантировать, что все полезные микробы, которые облегчают нашу жизнь, будут защищены.
Некоторые исследователи даже полагают, что бактерии не смогут развить резистентность к этому методу лечения — методу отмены их права на проведение собраний. Но мы должны учитывать еще вот что: бактерии и между собой воюют. В этих войнах они перерезают друг другу радиосвязь. Поэтому следует ожидать резистентности и при этом способе ликвидации микробов.
Человеческий микробиом: друзья на всю жизнь
Сразу после рождения моей дочери Йоханны 13 лет назад я соскреб с памперса ее первый стул, поместил в специальный контейнер и отправил, как ценный груз, в лабораторию своего коллеги в Голландию.
Первородный кал — специалисты называют его меконием — с микробиологической точки зрения очень информативный материал. По нему мы можем судить, что переваривал растущий ребенок в материнской утробе: волосы и клетки, например. Можно предположить, что околоплодные воды, в которых плавает ребенок, не стерильны. А это означает: наши дети вступают в контакт с микроорганизмами задолго до того, как появляются на свет.
Наверное, природа таким образом бережно готовит малышей к жизни в суровом мире, полном микроорганизмов. Микробная ванна в материнской утробе представляет собой, возможно, некое крещение, первую естественную вакцинацию, которая укрепляет иммунную систему ребенка точно так же, как и прививки, например, от кори и ветрянки.
Человек — живая теплица
Мы живем под одной крышей с тысячами видов микробов. Этот факт не могут изменить даже самые сильные моющие и чистящие средства. Но этого и не нужно. Сравнительно недавно микробиологи начали использовать понятие «домашний микробиом». Под этим термином понимается совокупность всех микробов, окружающих нас в четырех стенах.
Есть достаточно доказательств того, что эта сеть из бактерий и других микробов оказывает значительно влияние на наше самочувствие. И, предположительно, с этими микроорганизмами мы делили пещеру или хижину уже в каменном веке.
А еще есть микробиом, который принадлежит только нам: человеческий микробиом. Это совокупность всех бактерий, архей, грибов, вирусов и паразитов, растущих, процветающих и живущих в нашем организме. Таких живых существ порядка 10 триллионов. По сути, каждый отдельный человек — это индивидуальная большая теплица.
Соотношение человеческих клеток к бактериям в нашем организме составляет примерно 1:1. С каждым походом в туалет «по-большому» соотношение ненадолго сдвигается в пользу человеческих клеток, и миллиарды микробов отправляются в унитаз. Но это длится недолго — очень скоро микроорганизмы восстанавливают свою численность благодаря способности стремительно делиться.
В человеческом организме живут около 15 тысяч микроорганизмов различных видов. Нам известна только вершина айсберга, около 20 %. Остальные 80 % мы в микробиологии классифицируем как «микробную темную материю». Так обозначают всех микробов, которых не видел еще ни один человек и о которых мы знаем только по их последовательностям ДНК.
Многие факторы влияют на наш микробиом: гены, питание, место, где мы выросли, даже наши занятия спортом и партнер, с которым мы живем. И конечно, наше отношение к гигиене. В последние годы врачи и микробиологи все чаще приходят к выводу, что эта чрезвычайно сложная община поселенцев очень полезна для нас.
Наш микробиом защищает нас от микробных атак внешнего мира, помогает пищеварению, стимулирует иммунную систему и даже производит для нас витамины. По всей вероятности, наши невидимые сожители обладают значением отдельного внутреннего органа — возможно, самым близким будет сравнение с кровью. Но только сейчас мы начали изучение этого органа.
У взрослого человека микробиом весит 300–600 граммов — примерно как 3–6 плиток шоколада.
Это бурлящее крошечной жизнью сообщество, о котором мы пока мало знаем, младенец получает с молоком матери. Например, многие из двухсот видов сахара, содержащихся в грудном молоке, ребенок не может сам переварить. Они являются кормом для важной группы микробов — для бифидобактерий.
Бифидобактерии — важнейшие строители кишечной флоры растущего ребенка. Bifidus — латинское слово, означающее «разделенный надвое» — название бактерии указывает на ее Y-образную форму.
Разумеется, грудное молоко должно в первую очередь обеспечивать младенца питательными веществами. Также очевидно, что оно защищает ребенка от инфекций и населяет его кишечник микрофлорой. Оно питает микробиом в кишечнике, с грудным молоком ребенок получает антитела и антимикробные протеины. Бифидобактерии составляют до 90 % кишечной флоры младенцев, находящихся на грудном вскармливании.
В начале 1970-х годов в обществе свирепствовал страх перед вредными веществами в материнском молоке, такими как инсектицид ДДТ. Поэтому многие родители (и моя мать тоже) не кормили детей грудным молоком. Сегодня мы знаем, что грудное молоко очень полезно для ребенка, и этот факт не подлежит сомнению.
Помощники иммунной системы
Наука лишь относительно недавно убедилась, что микробы могут приносить человеку не только вред, но и пользу. Первые исследования велись с начала 1960-х годов. До этого микробов считали вредными дармоедами, живущими за счет человеческого организма.
О микробиоме тогда ничего не знали. Немного громоздкий термин «мини-сообщество организмов» впервые появился, вероятно, в 1988 году в статье о защите растений. Ни о каких помощниках нашей иммунной системе речь тогда не шла. С тех
