Андрей Шестаков. Микробиота человека и методы ее коррекции. Лекция 1-я

— «Это не ты хочешь чизбургер, это твои бактерии хотят чизбургер», — как-то сказали вы. Что это значит и почему это так?

— Если коротко, идея такая: в предпоследнем отделе желудочно-кишечного тракта, толстом кишечнике, комфортные условия для обитания микроорганизмов. Там проживает очень много микробов. Их примерно в 10 раз больше, чем наших собственных клеток. Но это не просто пассажиры, подъедающие то, что мы не переварили. Как выяснилось, они играют огромную роль в организме человека. Кроме всяких полезных или бесполезных веществ они продуцируют некие соединения, очень похожие на нейромедиаторы человека, которые регулируют наше поведение: радость, состояние гармонии, агрессию или дискомфорт. То есть бактерии влияют на наше поведение. Пока экспериментально не подтверждено, но ученые предполагают, что наши пристрастия к тем или иным продуктам связаны не с нашими истинными желаниями, а с жизнью вот этих бактерий. Какой-то продукт попадает в толстый кишечник, и воспринимается нами как «нравящийся».

— То есть бактериям понравился чизбургер, и они просят еще?

— Вот тут лингвистическая проблема. Вещества, которые у человека вызывают радость (те, что продуцируются микроорганизмами), необязательно вызывают радость у самих микроорганизмов. Мы пока не знаем, что они для них значат. Дофа, предшественник дофамина, легко попадает в кровь, расходится по организму, у нас подскакивает уровень дофамина, и мы радуемся. Но нам не известно, микроб вырабатывает дофу из-за радости или оттого, что ему больно или неприятно. Есть предположение, что дофа — форма коммуникации микробов. Они ведь должны как-то поддерживать диалог.

— Получается, микробы настроились на нашу частоту?

— Или мы на их — тут понять трудно. Но это диалог в обе стороны.

— Вы говорите о человеке в преддепрессивном состоянии. Депрессия влияет на микробы или наоборот?

— И то и другое. Вероятно, мы сами запускаем этот процесс, а микроорганизмы его поддерживают. Количество медиаторов, которое они продуцируют, не так колоссально, чтобы мы от пирожка впали в депрессию или испытали эйфорию от булочки. Первичный акт все-таки за хозяином, вторичный — скорее всего, за бактериями.

Микробы играют огромную роль в системе поставки нам питательных веществ. Когда этот процесс нарушается (у микробов начинается с нами конфликт), мы просто перестаем получать нужные вещества.

Это превращается в хроническую историю и приводит к тому, что нам становится еще хуже, и мы еще сильнее давим на микробов. Замкнутый круг приводит к сильно нездоровому состоянию, и, как показывает статистика, его испытывает огромное число людей. Порочный круг надо разрывать. И начинать надо со стабилизации микробного сообщества.

— Как это сделать? Чем их кормить?

— Два слова о том, почему они вообще играют значительную роль в нашей жизни. Не только потому, что они приносят нам радость или грусть. Есть более кондовые причины. Микробы очень лихо нас кормят: поставляют львиную долю питательных веществ, которые мы не можем синтезировать сами или забирать из еды. Тут очень красиво выступают веганы, которые не получают незаменимых аминокислот из мясных продуктов, и при этом вполне себе здоровы и прекрасно живут. Это связано с тем, что незаменимые компоненты им поставляют микробы. Есть данные, что энергия, получаемая от микробов, может доходить до 20 % от всей энергии организма. Это происходит как раз у тех, кто ест очень много растительной пищи.

Так как толстый кишечник находится за желудком и тонким кишечником, туда может прилететь только то вещество, которое мы неспособны переварить, то есть грубая растительная пища, то, что раньше называли клетчаткой, а теперь — пребиотиками, как раз еда для микробов. Раньше диетологи считали, что грубая растительная пища бесполезна — зачем она нужна, если мы толком не можем ее переварить? Балласт. И есть шутка, что при пережевывании сельдерея мы тратим ровно столько энергии, сколько из него получаем. Но это не так. И сельдерей, и другую грубую пищу прекрасно доедают микробы.

Но можно не просто кормить свои микробы овощами, можно закидывать им коллег вместе с кисломолочными продуктами — пробиотики. В этом смысле отруби с кефиром будут отличным завтраком, например. По-умному это называется симбиотик (пробиотик + пребиотик).

Вообще, по большому счету это — возвращение к исходным корням физиологии человека. Во-первых, раньше человек употреблял очень много растительной пищи (не беру в счет кочевников, у которых, наоборот, преобладала мясная), мы про европеоидов в целом. Во-вторых, долго хранить продукты питания человек не мог, ему приходилось обрабатывать их с помощью микробов: из молока делался сыр или творог, из винограда — вино, капусту квасили, мясо вялили. Логично, что отобрались полезные для человека микробы, потому что плохие не могли сохраниться — те, кто их опробовали, умирали. И современное функциональное питание — это осмысленное питание. Нельзя просто квасить молоко, толком не понимая, какие именно микробы разовьются в нем (как показывает практика, развиваются там и вредные, и полезные), нужно точно знать, что микроорганизмы безопасны.

— Так же как медведи зачастую закапывают жертву, чтобы она подтухла, так же и нам следует перерабатывать продукты, чтобы они лучше усваивались? Но хочу уточнить: мы едим пищу, насыщенную бактериями или она уже полупереваренная бактериями, и потому нам легче ее усваивать?

— И то и другое. Момент про медведей: в Азии есть целые кулинарные системы, когда закапывают рыбу и соусы из тухлых анчоусов. Тут задействуются технологии пищеварительной жадности.

У бактерий нет своего желудка, и потому они выбрасывают вещества вовне и переваривают вокруг себя. Часть они съедают, а часть остается в продукте.

Польза ферментированных продуктов в том, что мы получаем более подготовленную для переваривания пищу. Это касается только нас, до наших бактерий такой продукт не доходит. Но в случае, если там развивается много полезных микробов, они пролетают в кишечник, и там случается праздник жизни.

— 2007 год, который с упоением вспоминают миллениалы, был примечателен еще и модой на роллы и суши. Но есть ли у наших соотечественников бактерии, приспособленные для переваривания нори? Ведь эта водоросль пришла из Японии, и рыбаки изначально ее ели сырой.

— Я не в курсе деталей, в каком рационе и в каком количестве ее поедали азиаты. В тех количествах, в которых ее едим мы, она выступает в роли пребиотика — задачи ее переварить нет, она пролетает в толстый кишечник, где переваривается практически все.

Но, возвращаясь к тем анчоусам, не надо, конечно, ударяться в радикализм и есть тухлятину. Я знаю рецепты с тухлой селедкой — и это кромешный ад. Даже в помещении открыть эту селедку нельзя, придется потом сжечь помещение. Но если пища просто чуть острее или страннее, это замечательно, на азиатской пище я готов существовать долго, и буду чувствовать себя приятнее, чем на пище, которой мы питаемся, например, в Москве. Как говорит один мой знакомый врач, в еде надо быть космополитом.

— А что такое некультивируемые бактерии и почему, чтобы их изучить, надо брать человеческие фекалии на анализ?

— Дело в том, что вокруг нас колоссальное количество микробов. Как микробиологи их изучают? Мы подбираем рецептуры питательных веществ, на которых мы эти микробы выращиваем. Мы можем установить что-то про микроорганизм, только вырастив его.

Очень грубо: берем одну клеточку, закидываем ее в колбу, и она там плодится. Получившийся табун клеток мы исследуем. Так было всегда, пока не появились методы молекулярной биологии. Теперь мы берем кусочек почвы или часть фекалий и выделяем оттуда все ДНК — микробиом (микробиом — это совокупность генетического материала всех жителей микробиоты. Микробиота — это совокупность микроорганизмов, проживающих где-то в кишечнике, в водоеме, как правило, в обособленных местах) и анализируем организмы.

Зачем это было сделано? Микробиологи уже давно стали подозревать, что большую часть микроорганизмов в чистом виде мы вырастить не можем. Они настолько симбиотически связаны друг с другом, что подобрать условия питательной среды для одного организма не получается. Они растут вдвоем, и охарактеризовать их (что они делают, как, какие у них функции) по отдельности невозможно. А если их разделить, они перестанут расти. Считалось, что в кишечнике человека около 400 видов таких микробов. Когда проанализировали ДНК, оказалось, что их более 10 000. Некультивируемые бактерии — повсюду: в воде, в почве. Но про них мы толком ничего не знаем.

— Темная материя микробиологии?

— Эти микроорганизмы очень похожи на те, что мы умеем выращивать. Ничего экстраординарного. Другое дело, что в ДНК этих микробов есть колоссальное количество предложений или даже абзацев, смысла которых мы не понимаем.

— А если взять бактерии худого человека и пересадить мне, я смогу похудеть?

— Были эксперименты на животных, еще лет 10 назад, которые показали, что это возможно… Но с человеком — вопрос, это более сложная структура.

— Проводились эксперименты по замене слабых сообществ микробов на сильные?

— Мне попадались работы, связанные с фекальной трансплантацией. Когда содержимое одного толстого кишечника пересаживается другому. Довольно популярная сегодня тема. Есть очень красивая статистика по болезни Крона, это язвенное состояние толстой кишки, после которого человеку эту кишку вырезают и на ее место вставляют трубку. Так вот, когда человек уже находился на серьезном гормональном лечении, ему заливают фекалии от здорового человека. И примерно в 80 % случаев человек выздоравливает. Для обывателя, наверное, чудовищно выглядит: фекалии одного человека переливают другому, но с точки зрения микробиологии это момент интересный. До этого мы пытались выращивать отдельные микробы, выделенные из организма одного человека, и запускать в организм другого. Но дело в том, что организмы не автономны, это целый социум, члены которого очень сложно друг с другом связаны.

— Вот да, связаны. Давайте поговорим про горизонтальный перенос ДНК у бактерий. Представим, что мы с вами бактерии, я хочу быть такой же высокой, как вы, беру часть вашей ДНК — и вот я уже могу ходить без каблуков. Я беру часть ДНК у Юрия Дудя — и вот у меня уже есть рабочая сторона лица. Примерно так это работает у бактерий?

— Если такой пример, то мы должны обоюдно пожелать переноса. Я должен приложить усилия, чтобы передать вам этот материал.

— Микроорганизмы — щедрые ребята…

— Прозвучит как безумие, но это планета не человека. Он, конечно, городит тут дороги и фабрики, но микробы — это идеальная формация. Это очень простые, самые простые из известных нам организмов в природе. Вирусы, конечно, еще проще, но они не могут жить без организма-хозяина. И эта простота гениальна, она настолько круто продумана, что микробы — это идеальный объект, чтобы понять, как работает природа в целом. Поэтому микробы не то чтобы щедрые, это не альтруизм или героизм, а прагматизм социума.

Если говорить про горизонтальный перенос, то да, бактерии могут учиться и передавать другим бактериям знания, даже другого вида. Но не во время деления, а от соседа к соседу.

— Как устроен социум бактерий?

— Они соблюдают баланс между самостоятельностью и ответственностью за социум. То есть микроорганизм может развиваться самостоятельно, но при этом он осознает, что он — часть колонии. Взаимодействие между ними очень-очень сложное. Пример: у многоклеточных организмов, человека в том числе, есть такой механизм, как апоптоз — разумное самоубийство. У микробов, что всех поразило, он тоже есть. Но это не просто самоубийство, микроб еще пакует себя по сумкам, чтобы раздать остальным. Ведь самое ценное, что у него есть, — это еда. А самая лучшая еда — это такая же клетка, из того же набора компонентов. Микроб, который осмысленно себя грохнул, — идеальный корм для своих. Одна клетка, целостный организм, жертвует собой ради других клеток. И появляется тезис, что единица живого — это все же не одна клетка, а колония.

— А как он себя убивает?

— Запускается специальный механизм. Остается последняя заначка энергии — микробы не проматывают всю энергию, всегда есть немного, чтобы запустить апоптоз. Чем он крут? Тем, что это осмысленный процесс. Последние главы мануала микроба гласят: «Дружище, если тебе стало совсем плохо, вот совсем плохо, холодно, горячо или не хватает еды, ты начинаешь портиться. Ты в последний момент можешь получить еду, но ты уже испорчен. Если ты станешь размножаться и понесешь себя дальше, пострадает социум. Поэтому, дружище, если тебе стало необратимо плохо, ты должен выстрелить себе в голову». А социум добавляет: «Только делай это осмысленно, чтобы мы могли разделить тебя на куски и съесть. Твои коллеги».

— А могут ли микробы превратиться из полезных в патогенных, из добрых Джекиллов в злобных Хайдов?

— Есть микробы совершенно злые, отмороженные напрочь бандюги, с которыми невозможно построить диалог. Основная масса — другие, но, понимаете, тезисы о добре и зле в нашей культуре не совпадают с тезисами живой природы. Природа кажется нам гармоничной, но когда хищники целой толпой разрывают свою жертву, мы не говорим: ой, как красиво, как сбалансированно. Это кажется злом. С микробами все то же самое: нет добра и зла, есть механизмы. Бактерии живут у нас в кишечнике, и все хорошо, пока мы придерживаем их в этой зоне. Если водораздел нарушен, как в случае с болезнью Крона, то нам становится плохо. А бактерии всегда стремятся нарушить этот водораздел, пробраться через эпителий, так как они знают, что там-то еды навалом, а конкуренции никакой. Но клетки иммунной системы держат оборону и не пускают бактерии в кровь, хотя передачки с полезными веществами принимают. Передачки давай, а к нам не надо, дружок. Если наши ослабли, а те бунтанули, то микробы пробиваются, и начинается полный огород, в дело вступает группа захвата. На человеке эта война отражается в виде температуры под 40 и других симптомов.

— Используя этот бандитский лексикон, осталось лишь ввернуть слово «крышует».

— Да там и «крышовка» есть… По мнению моего коллеги, который занимается популяризацией науки, в России наука так популярна, потому у нас все политически зажато и активность социума перебрасывается на другие сферы. Если он прав, то люди, интересующиеся наукой, политически активны, но не могут себя реализовать.

Вся эта история с микробами идеально подходит под политический анализ: здесь не только бандитские разборки, здесь целые государственные перевороты и захваты группировок. Можно запросто объяснить ситуацию у нас в стране на примере внутренностей человека.

Нам действительно есть чему поучиться. Мы почему-то пытаемся выстроить мир заново, а он был выстроен задолго до нас. Мы своей тупой головой никак не можем понять, что нужно не просто подсматривать за ней и воровать инструменты, как в бионике, а учиться тому, как устроен социум.

— Можем провести аналогию?

— Quorum sensing — это механизм социума, как и у нас, с помощью которого бактерии поддерживают общение. Отдельный микроб ничего не делает, мне кажется, это политически очень красиво коррелирует с тем, что происходит сейчас в России (надо сказать, я сам абсолютно аполитичен, ничего в этом не понимаю). Грубо говоря, патогенный микроорганизм попал в организм человека. Он понимает: красота, сейчас будем есть. Но надо, чтобы братва в виде иммунитета не мешала, так что завалю-ка весь организм целиком. Для этого патоген использует токсины. Но микроорганизм маленький, он может продуцировать мало токсина, поэтому он сидит и ждет. Он понимает: я один, зачем мне тратить силы на производство токсина, который огромная двуногая машина даже не заметит. Микроорганизм сидит, размножается и всегда четко контролирует размер популяции. Как только он видит — опа! — нас стало достаточно, чтобы завалить двуногое, он вместе со всеми, разом и волной, начинает синтезировать токсины.

Комментарии: