В организме взрослого человека в среднем проживает в десять раз больше бактерий, чем наших собственных клеток.
Фактически бактерии в нашем теле полноценный орган формируют. Большая часть из них населяет пищеварительный тракт, в первую очередь толстую кишку. Остальные бактерии обитают на коже, слизистых оболочках и в районе половых органов. Любопытно, что в каждой микросреде обитания бактерии формируют собственные экосистемы, которые различаются как между собой (например, микрофлора пупка мало напоминает микрофлору пятки), так и от человека к человеку.
В популярном сознании бактерия лежит где-то на границе неживой и живой материи, глубоко застряв у самого основания эволюционного древа. Поначалу она бесполезно плавает в океане, потом у неё появляется ядро, потом жгутики с ресничками, потом она делится и образует эдакую лепёшку медузоидного плана, которая быстренько преобразуется в рыбу, вылезающую с помощью мускулистых плавников на берег, где у неё отваливается хвост, появляются лёгкие, потом шерсть, потом палка в руках, и вот, наконец, перед нами, распрямляясь на глазах и сбрасывая узы дикой природы, стоит человек - вершина эволюции. От бактерий - примитивных безъядерных пузырей цитоплазмы - его отделяют миллиарды лет усердного труда по совершенствованию собственного тела.
На самом деле, как вы уже догадались, всё не совсем так. Представление об эволюции как о постепенном преобразовании одних ныне существующих живых существ в другие - грубая ошибка, приводящая к вопросам в духе "Если Эволюция Существует, то Почему Обезьяны в Зоопарках не Превращаются в Людей". Все современные формы живого появились от одного предка, но это совсем не значит, что бактерии эволюционировали меньше, чем люди. Более того, "Эволюционное Время" измеряется не годами, а поколениями. Учитывая, что человеческое поколение длится порядка двадцати лет, а бактериальное может длиться двадцать минут, можно прикинуть, кто из нас больше поднаторел в искусстве эволюции.
Действительно, с позиции бактерии всё то, что мы считаем признаком эволюционного совершенства, абсолютно бессмысленно. Мы вырастили себе огромный мозг и мощные органы чувств, чтобы анализировать среду и не попадать в беду. Бактерия не боится попасть в беду. Она смело осваивает новые территории и среды обитания - например, пупок или пятку, - и если в пределах её изменчивости есть хоть малейший шанс на выживание в этих новых средах, бактерия (точнее, её большая, дружная и активно размножающаяся семья) этот шанс найдёт. История напоминает старый анекдот про колонизатора - капиталиста. Тот объяснял сидящему под пальмой аборигену, как наладить кокосовый бизнес, чтобы разбогатеть и через годы упорной работы спокойно сидеть под пальмой. Так и мы свысока смотрим на "Примитивные" формы живого, которым наша фронтальная кора или система комплемента нужны в буквальном смысле как рыбе зонтик. Есть что-то потрясающе элегантное в том, что мы с вами представляем собой продукт двух этих противоположных стратегий выживания: "Быть Совершенством Самому" или "невероятно размножиться, чтобы стать совершенством как целое" (в терминах экологии они называются K - и r - стратегиями, соответственно. Именно "мы" - потому что чем больше учёные знают о бактериальных спутниках человека, тем яснее становится, что отделять "нас" от "них" уже не имеет смысла. Кому-то это может показаться оскорбительным, но отказываться из-за этого от йогурта, пожалуй, всё-таки не стоит.
Бактерии в кишечнике могут влиять на восприимчивость к стрессу.
Запомните новое модное слово: психобиота. Термину пока далеко до однозначного признания учёным сообществом, но прозорливые журналисты уже вовсю им жонглируют. Так или иначе, достоверно установлено: микрофлора кишечника влияет на развитие и функционирование нервной системы, включая болевую чувствительность, раздражительность и эмоциональность.
Например, международная группа учёных под руководством Джона биненстока и Джона крайена исследовала влияние кишечных бактерий на рецепторы к гамма - аминомасляной кислоте (гамк) - тормозному нейромедиатору, то есть веществу, снижающему активность нервных клеток. Недостаток или низкая чувствительность к гамк может приводить, например, к повышенной раздражительности и депрессии. После кормления выращенных в стерильных условиях мышей бактерией Lactobacillus Rhamnosus (кстати говоря, это одна из основных бактерий в кефире и в других кисломолочных продуктах) учёные обнаружили, что в их мозгу становится больше рецепторов гамк.
Другими словами, кишечные бактерии помогают головному мозгу лучше успокаиваться. Сами же "Кефирные" мыши спокойнее реагируют на стресс и в целом, похоже, философски относятся к запугиванию извергами - учёными. Такой эффект достигается за счёт сигналов, поступающих в мозг по блуждающему нерву - основной "Нервной Магистрали", связывающей пищеварительный тракт с головным мозгом. Похожие "Антидепрессивные" свойства других видов бактерий были показаны на крысах и даже на человеческих добровольцах, хотя конкретные механизмы в этих случаях остаются невыясненными.
Но не всё так однозначно: группа учёных из каролинского института в Стокгольме, например, наоборот установила, что мыши без кишечных бактерий отличаются повышенной подвижностью и сниженной тревожностью. Высказываются предположения, что кишечная микробиота может влиять на мозг не через нервные каналы, как в вышеописанном примере с блуждающим нервом, а напрямую, путём выделения в кровь психоактивных веществ.
Таким образом, если взаимоотношения между кишечной микрофлорой и психикой - тема модная, но на сегодняшний день совсем малоизученная, то о влиянии бактерий на пищеварение знает каждый, кто когда-нибудь смотрел телевизор. Рекламная индустрия даже придумала специальные эвфемизмы для описаний этой малоэстетичной темы ("йогурт X поможет тебе оставаться лёгкой! Но и здесь всё гораздо сложнее, чем кажется. Традиционно роль бактерий в кишечнике сводилась к переработке отходов, которые мы не можем переварить сами. Тут опять-таки сквозит наш болезненный антропоцентризм: очень сложно признать, что "Примитивные" бактерии занимаются на нашей территории чем-то, кроме ассенизации. На самом деле совместная эволюция млекопитающих с бактериями привела к тесной взаимосвязи всех аспектов нашего метаболизма с жизнедеятельностью кишечной микрофлоры.
Некоторые "Полезные" бактерии (это не какая-то особая группа бактерий, а любые живущие у нас в организме бактерии, которые, насколько нам известно, не вредные), например, выделают короткоцепочечные жирные кислоты. Эти вещества вызывают в нашем организме целый спектр сложных и, похоже, полезных эффектов. Они снижают липогенез (то есть отложение жира), ускоряют сокращения кишечника и снижают аппетит. Они ослабляют воспалительные и окислительные процессы в печени и жировой ткани (эти процессы часто связывают, например, с развитием ожирения и диабета II типа. Кроме того, они постоянно стимулируют иммунитет.
Все описанные эффекты с практической точки зрения - одновременно и хорошая, и плохая новость. Хорошая новость заключается в том, что, манипулируя составом микробиоты в кишечнике, мы потенциально можем решить чуть ли не все современные проблемы человечества: от ожирения до аллергии. Плохая новость заключается в том, что мы понятия не имеем, как это делать.
Биологи научили кисломолочных микробов предупреждать рак кишечника.
Наши практические возможности в кишечно - бактериальной области напоминают хирургическое мастерство цирюльников в средние века, в основном сводившееся к кровопусканию и отрезанию лишних частей тела. Примерно так и мы - хоть и с большим подозрением - сейчас используем такой колоритный метод, как фекальная трансплантация. В июне 2013 г. метод был одобрен в США для лечения кишечной инфекции бактерией Clostridium Dificile, вызывающей тяжёлую, продолжительную диарею, плохо реагирующую на антибиотики. Логика проста: если ввести больному экстракт кала от донора с "Хорошей" микрофлорой, она вытеснит "плохую" микрофлору. Пациентам через нос в кишечник вводится трубка, через которую в течение получаса закачивается поллитра солевого раствора с разболтанным в нём стулом от здорового донора. Такой метод гораздо эффективнее обычных антибиотиков оказывается.
Вполне возможно, что "Пересадка Стула" может помочь и при других заболеваниях, в которых наблюдается расстройство микрофлоры кишечника. Энтузиаст фекальной терапии Томас бороди из университета Сиднея вообще, похоже, предлагает лечить калом все болезни: от аллергии до ожирения. В свете последнего интересно следующее исследование. В нём кал пересаживали не от человека к человеку, а от человека мышам, но зато в качестве доноров выбирали пары близнецов (чтобы максимально сократить влияние врождённых факторов), резко отличающихся по степени ожирения. Результаты оказались феноменальными: мыши, которым вводили кал от толстых близнецов, толстели значительно сильнее!
Ученые нашли связь между микрофлорой кишечника, ожирением и диабетом.
Одной из немногих "Нетронутых Бактериями" областей человеческой жизнедеятельности долгое время считалось зародышевое развитие. Вплоть до момента рождения эмбрион развивается в стерильных условиях - о каком влиянии бактерий может идти речь? Но в последнее время даже беременность объектом изучения микробиологов оказывается. Дело в том, что хотя плод действительно не имеет собственной микрофлоры, материнские бактерии могут серьёзно влиять на эмбриональное развитие как напрямую, выделяя в кровь биоактивные вещества, проходящие через плаценту, так и косвенно, влияя на метаболизм матери.
Например, международной группе учёных под руководством Рут лей из университета корнелла в США удалось показать чёткие стадии изменения состава микробиоты в кишечнике беременных женщин. На более поздних стадиях беременности эти изменения приводят к повышенному жиронакоплению и сниженной чувствительности к инсулину. Хотя в обычных условиях такие эффекты считаются неблагоприятными, при беременности они оказываются полезными для матери и плода. Ну а уж во время и после рождения материнские бактерии и вовсе активно "Заражают" новорожденного, обеспечивая, если хотите, преемственность микрофлоры.
Учитывая роль кишечных бактерий чуть ли не в каждом аспекте развития и функционирования нашего организма, не исключено, что через несколько лет мы заговорим уже и о "Бактериальной Наследственности". - сотрудник гарвардской медицинской школы, биолог Николай кукушкин.