Микробы? Мама, без паники, или Как сформировать ребенку крепкий иммунитет - Финлей Бретт
До того, как ученые начали разбираться в роли микробов для иммунитета, всех врачей и ученых учили, что мы рождаемся с незрелой иммунной системой, которая проходит «тренировку» в маленьком органе под названием вилочковая железа. Там иммунные клетки, которые называются T-лимфоцитами – стратеги нашей иммунной системы, – учатся отличать друзей от врагов. Этот тренировочный лагерь длится всего лишь несколько лет, а затем вилочковая железа исчезает, и все наши иммунные клетки получают соответствующие знания. Иммунологи расшифровали сложную серию механизмов, которые показывают, как именно все это происходит, но не могли ответить на один большой вопрос: как именно вилочковой железе удается «учить» иммунные клетки, какие бактерии полезны, а какие – нет? В конце концов, раз уж мы покрыты микробами с ног до головы (а также внутри и снаружи), причем в основном безвредными, как иммунные клетки узнают разницу? Вилочковая железа не взаимодействует с бактериями – откуда она получает эту информацию? Оказывается, что этот важнейший аспект тренировок происходит не в вилочковой железе, а в кишечнике.
До нашего рождения стенки кишечника наполнены незрелыми иммунными клетками, и, как только мы появляемся на свет, и бактерии начинают заселять новый дом, эти иммунные клетки, словно по волшебству, «просыпаются». Они начинают делиться, меняют тип своей деятельности и даже перемещаются в другие части тела, чтобы там тренировать другие клетки с помощью усвоенной информации. Эксперименты с безмикробными мышами – мышами, которые рождаются и живут в среде, полностью свободной от микробов, – показали, что без микробов иммунная система остается незрелой, небрежной и неспособной к нормальной борьбе с болезнями.
Мы с ног до головы полностью покрыты микробами.
Ученые еще не выяснили, как именно микробы делают все это на молекулярном уровне, но точно известно, что большинство бактерий учат иммунные клетки «терпеть» себя, а вот некоторые бактерии – патогены, вызывающие болезни, – оказывают противоположный эффект. Это вполне логично: если бы наши иммунные клетки стали гонять все бактерии без разбора, то сразу после нашего рождения начался бы неравный воспалительный бой между небольшим числом иммунных клеток и огромным количеством бактерий. На самом деле все совсем не так: несмотря на то, что в кишечнике живет огромное количество бактерий, он остается сравнительно гармоничным и управляемым местом. Это происходит благодаря тому, что микрофлора модулирует иммунную систему, позволяя ей спокойно относиться к большинству микробов.
Многие воспалительные заболевания, например, астма, аллергии и синдром раздраженного кишечника, характеризуются излишне активным иммунным ответом. Зная то, что мы теперь знаем о важности микрофлоры в развитии иммунной системы, мы уже не удивляемся, что эти болезни диагностируются у все большего числа детей. Они по большей части являются следствием современных изменений в образе жизни, которые, в свою очередь, меняют состав микробов, контактирующих с иммунной системой. Есть причина, по которой иммунные клетки ждут микробов, которые придут тренировать их с самого рождения: именно так все происходило миллионы лет и именно так все будет всегда. Нам нужно искать способы изменить современный образ жизни так, чтобы иммунные клетки могли работать нормально.
Еще одна фундаментальная функция микробов – помощь в регулировании обмена веществ. Люди, как и все другие животные, получают энергию из пищи, которая переваривается и впитывается в кишечнике. Бактерии не только помогают нам переварить некоторые виды еды, с которыми кишечник не может справиться самостоятельно, но еще и сами вырабатывают для нас энергию, причем довольно-таки немало. Безмикробные мыши весят значительно меньше, чем мыши, выращенные обычным способом, но после колонизации бактериями их вес увеличивается на 60 %, несмотря на то, что они едят не больше, чем обычные мыши.
Один из механизмов, благодаря которому это происходит, называется ферментацией. Представьте, что толстый кишечник – это биореактор, в котором бактерии ферментируют клетчатку, углеводы и белки, которые не были переварены и усвоены тонкой кишкой. Конечные продукты этого процесса называются короткоцепочечными жирными кислотами (КЦЖК), и три из этих кислот очень важны для различных аспектов энергетического метаболизма человека: ацетат, бутират [1] и пропионат. Клетки кишечника быстро усваивают КЦЖК и используют их в качестве источника энергии. Кроме того, КЦЖК очень быстро попадают в печень, где перерабатываются в важнейшие вещества, участвующие в расходе и хранении энергии. КЦЖК помогают определить, как и когда мы используем энергию, полученную из пищи, и, что еще важнее, будем ли мы хранить ее в виде жира. Таким образом, не стоит удивляться, что изменения в выработке КЦЖК связывают с ожирением, причем и у мышей, и у людей.
КЦЖК вырабатываются не только микрофлорой. Эти компоненты слишком важны для нашего обмена веществ, чтобы мы могли рассчитывать в их производстве только на бактерии. Тем не менее исследования, проводившиеся на пациентах, генетически неспособных вырабатывать пропионат, показали, что примерно 25 % пропионата в нашем теле производится благодаря деятельности кишечных бактерий. Следствия из этого очень важны, если учитывать, что лечение многими типами антибиотиков сильно влияет на производство КЦЖК в кишечнике. Если антибиотики давать в раннем детстве, особенно в первые месяцы жизни, риск долгосрочных изменений в обмене веществ и иммунитете из-за внезапных перемен в микрофлоре заметно повышается.
Ученые еще не разобрались во всех функциях, которые обмен веществ делегирует микрофлоре. Тренировка иммунной системы и энергетический метаболизм – два важнейших дела, которые делают для нас микробы, но совершенно ясно, что список этим не ограничивается. Новейшие исследования показывают, что микрофлора играет важную роль в неврологическом развитии (см. главу 15) и даже в здоровье кровеносных сосудов. Подобные открытия даже заставили некоторых ученых называть нашу микрофлору «новым органом» – возможно, последним человеческим органом, открытым современной медициной. Большинство этой информации появилось лишь совсем недавно, и многие загадки еще не разгаданы, но совершенно ясно, что защищать микрофлору на раннем этапе развития жизненно важно для нашего здоровья.
В следующих четырех главах мы обсудим стадии жизни, оказывающие наибольшее влияние на развитие человеческого микробиома; все эти стадии организм проходит в младенчестве и раннем детстве. Мы увидим, что некоторые действия, предпринимаемые родителями во время беременности и родов, а также рацион питания оказывают огромное влияние на микробные сообщества, живущие в детских организмах. Благодаря научной информации родители уже научились выбирать хорошие варианты воспитания детей, в частности, ограничивают прием в пищу сахара и даже время, проводимое перед телевизором. Сейчас, когда мы поняли, насколько же важен микробиом, давайте посмотрим, что мы, родители, можем сделать для здоровья наших детей, ухаживая за их микробами.
Новейшая диетическая мода говорит нам, что если мы будем есть так же, как наши предки из палеолита, то станем здоровее и будем дольше жить. Впрочем, эволюционные биологи с этим не согласны, потому что утверждение не основывается на современных научных знаниях. Вот некоторые утверждения, связанные с «палеодиетой»:
• Наши предки ели в основном мясо и очень мало зерен и бобовых. На самом деле у наших предков был невероятно разнообразный рацион – в зависимости от того, где они жили. Возможно, для арктических областей это утверждение верно, но вот для более умеренной погоды оно уже непригодно. Биохимический анализ окаменевших зубных тканей того периода показывает, что собиратели ели и зерна, и бобовые. К тому же мясо, которое мы едим сейчас – мясо домашнего скота, – очень сильно отличается от мяса дичи, которым питались наши предки.
• Наши предки не ели молочных продуктов. В целом это верно, но современные люди из множества районов мира, где молочные продукты едят, генетически изменили свой обмен веществ, так что могут переваривать и усваивать молочное. Иными словами, мы эволюционировали, причем за достаточно короткое время, и теперь можем есть то, что не могли есть наши предки. Наши гены изменились с тех пор, как мы кочевали по саваннам.
Современные люди просто не могут есть точно так же, как наши предки, потому что современная пища совершенно не такая, как была когда-то. Моркови, брокколи и цветной капусты тогда просто не существовало, как и лиственных растений, из которых мы делаем салаты. Все эти овощи появились уже с развитием сельского хозяйства. Впрочем, кое-что можно действительно сказать с уверенностью: типичный рацион современного человека отличается очень слабым разнообразием и высокой степенью переработки по сравнению даже с едой, которую ели всего сто лет назад.
Кроме того, лишь совсем недавно люди перестали есть только цельную и сезонную еду. Вот эти изменения рациона как раз серьезно воздействуют на здоровье, в основном – из-за эффекта, производимого на микрофлору. Да, если есть меньше рафинированных углеводов и больше овощей, вы действительно сбросите вес и почувствуете себя лучше, но это вовсе не является возвращением к нашему палеолитическому прошлому – по крайней мере, в том виде, в каком это представляется энтузиастам «палеодиет».
