Вы и ваш холобиом: лучшие друзья навсегда

В вашем кишечнике, во рту, на коже и даже в облаке воздуха вокруг вас живут сотни триллионов разнообразных миниатюрных микробов: в основном бактерии, но есть также вирусы, плесени, грибки, простейшие и даже черви. Одна из главных ошибочных концепций нашего здравоохранения обусловлена тем, что мы не знаем, кто мы на самом деле такие. Настоящие вы, или, если угодно, полные вы – это на самом деле то, что вы считаете «собой», плюс эта огромная толпа микробов. Девяносто процентов всех клеток, из которых вы состоите, – не человеческие. Более того: 99 процентов всех генов в вашем организме – не человеческие.

На первый взгляд, многочисленные формы жизни, с которыми мы делим себя, могут показаться альтернативной реальностью. Тем не менее вы и микробы в буквальном смысле проживаете всю жизнь вместе. Ваше здоровье зависит от них, а их здоровье – от вас. На самом низком уровне жизни вы не одиноки. Большинство из нас считают, что мы полностью самостоятельно принимаем решения о том, что необходимо делать. Ваши микробы, или «жучки», как я их с любовью называю, будут с этим совершенно не согласны. Вы можете прийти в ужас от одной мысли о том, что миниатюрные нечеловеческие организмы или даже простые неживые молекулы обладают такой властью над вами, но тем не менее это истинная правда.

90 % всех клеток, из которых состоит человек, не человеческие. 99 % всех генов в нашем организме – не человеческие.

Можете думать об этом примерно вот как: вы и ваши «жучки» – это страна, в которой живут триллионы клеток, как человеческих, так и нечеловеческих. Нечеловеческие клетки – это легальные мигранты, которые работают на благо страны. Эти мигранты живут там, где и полагается: на коже и в кишечнике (в том числе в конкретных «рабочих зонах» желудочно-кишечного тракта).

Эту толпу микробов коллективно называют микробиомом, хотя сейчас ученые используют более точный термин «холобиом»: он включает в себя не только кишечных микробов, но и микробов на коже и даже в облаке бактерий, окружающем каждого из нас (примерно как Пиг-Пена из комиксов «Мелочь пузатая»). В общем, какой бы термин вы ни предпочитали, вы так или иначе даете жилье микробам, а они в ответ оказывают вам услуги. Да, они рассчитывают, что вы дадите им кров и пищу, но большинству из нас очень трудно принять, что и мы от них зависим не меньше. Без наших микробов мы не могли бы жить и функционировать. Мы знаем это благодаря экспериментам с безмикробными мышами, с которых, собственно, и началось изучение взаимодействия между организмом-носителем и его микробами. Безмикробные мыши, которых выращивают без микробиома, короче и меньше, живут не так долго и более уязвимы для болезней, потому что их иммунная система так и не развивается нормально¹. В результате мы теперь знаем, насколько важно хорошо кормить свой холобиом и ухаживать за ним.

Не могу не поделиться одной историей: в 1960 году, в пятом классе, я участвовал в научной выставке штата; мой проект, основанный на тогдашних исследованиях того, что сейчас называется холобиомом, был посвящен созданию искусственной среды для безмикробных мышей. Я и представить себе не мог, что много десятилетий спустя буду писать о синергии между людьми-носителями и микробами. Как я уже говорил, я не впервые занимаюсь этой темой.

Прилежная работа в ЖКТ

Теперь давайте внимательнее посмотрим, что происходит в вашем желудочно-кишечном тракте (ЖКТ). Для многих «гастарбайтеров» ваш кишечник – это и жилье, и место работы: они разрушают и переваривают клеточные стенки растений, извлекают энергию и передают ее вашему организму в виде жиров. Как и все другие животные, мы полностью зависим от работы этих трудяг-микробов. Даже термит не может точить дерево: бактерии в его маленьком животе переваривают дерево и превращают его в энергию. Если бы их там не было, термит бы умер с голоду.

Одна из двух главных задач работников – извлекать энергию из растений, которые ест хозяин. Другая – служить дозорными для иммунной системы носителя. Поскольку в холобиоме очень много генетического материала, некоторые ученые, в том числе и я, считают, что мы, по сути, отдали иммунную разведку на аутсорсинг, словно выложив свой генетический материал в облако. Превалирующая теория состоит в том, что мы отдали нашему холобиому на аутсорсинг первичную проверку «свой-чужой» и работу по борьбе с врагами.

Несмотря на то, что кишечные микробы живут вроде бы внутри нас, на самом деле они остаются снаружи. ЖКТ человека – это просто тоннель, проходящий через наше тело.

Место жительства этих «гастарбайтеров» разнится в зависимости от биологического вида, но обычно у животных есть три основных места расселения микробов, разлагающих растительный материал: у коров и других жвачных животных они живут в желудке (или нескольких желудках), у горилл и других человекообразных обезьян – в тонкой кишке, у людей – в толстой кишке.

Чтобы понять, к чему мы ведем, давайте остановимся и проведем небольшой урок анатомии. Ваш желудочно-кишечный тракт, который простирается от рта до анального отверстия, – это на самом деле кожа, вывернутая наизнанку. Внутренняя оболочка вашего кишечника топологически находится снаружи вас. Да, верно, внутренняя поверхность вашего кишечника – такая же часть внешнего мира, как и все, что вы видите вокруг вас. Ого! Как такое может быть? Если оно внутри меня, как оно одновременно может быть снаружи?

Представьте себе автомобильный туннель, проходящий под рекой. Машины, въезжающие в туннель и выезжающие из него, находятся вне реки. Проезжая по туннелю, они ведь тоже находятся не в реке? Конечно, нет. Они по-прежнему вне реки, но едут по проходу, содержащему воздух, а не воду. Несмотря на то что они, как кажется, въезжают в реку и появляются с другой стороны, «в» реку они не попадают. Точно так же и почти вся еда, которую вы проглатываете, а также ваши «гастарбайтеры», на первый взгляд, находятся внутри вас, но на самом деле они снаружи, пусть и проходят сквозь вас. Стенка кишечника служит пограничной стеной, отделяющей гастарбайтеров от тела.

Ваша кожа является домом для триллионов микробов кожной микрофлоры, которые тоже выполняют две важные функции: первая – защищать вас от внешнего мира, вторая – усваивать и выводить материалы. Первая из этих функций важнее – по крайней мере, мы так думали.

Поверхность вашего кишечника – это кожа, вывернутая наизнанку, и она выполняет те же две роли, что и кожа. Однако в этом случае более важная ее работа – усваивать материалы в форме пищи. Напомню: площадь поверхности кишечника, свернутого в тугую спираль в вашем организме, равна площади теннисного корта! Но в этом состоит проблема. Как вы уже знаете, стенка кишечника толщиной всего в одну клетку. Эти клетки связаны вместе плотными контактами, задача которых – не дать ничему «чужеродному» пересечь барьер и попасть в ткани и кровеносную систему организма. Они должны держать содержимое кишечника, в том числе и холобиом, там, где ему самое место – снаружи вас. Если оно попадает внутрь вас, начинается настоящий ад