Парадоксы эволюции. Как наличие ресурсов и отсутствие внешних угроз приводит к самоуничтожению вида и что мы можем с этим сделать - Алексей Аркадьевич Макарушин

и нервной систем, по крайней мере в известном на сегодняшний день понимании (Belkaid Y. and Harrison O. J., 2017; Schroeder O. and Bäckhed F., 2016; Sarkar A., 2018; Sharon G., 2016). Более того, неизбежность сосуществования с микробиотой и явилось, очевидно, причиной возникновения этих выделенных систем у многоклеточных уже на самых ранних эволюционных стадиях. Если для иммунной системы это выглядит достаточно очевидным, то для нервной системы обоснованность ведущей роли окружающей микрофлоры в ее централизации (то есть перехода от распределенной локализации нервных клеток к централизованной в нервных узлах) еще требует подтверждения, несмотря на весьма основательные свидетельства в пользу этой гипотезы (Eisthen H. L. and Theis K. R., 2016). Можно сказать, что именно эти две системы, наряду с пищеварительной (или вообще метаболизмом, в более широком обобщении) являются основными «агентами влияния» микробиоты в человеческом организме. Хотя достаточно свидетельств, что и другие системы, в частности сердечно-сосудистая и секреторно-выделительная, испытывают влияние микробиоты, но хочется верить, пусть и безосновательно, что хотя бы наше сексуальное поведение остается вне френд-зоны влияния нашей любимой микробиоты.

В последние два столетия (мгновения в эволюционном масштабе) отношения макроорганизма человека и его микробиоты вновь проходят суровейшие испытания на серьезность и прочность. С одной стороны, индустриализация и связанный с ней рост комфортности и гигиеничности среды обитания явным образом привели к существенному «выведению из оборота» внутри некоторых, преимущественно так называемых «западных», человеческих популяций многих патогенов. Этим самым, казалось бы, должно было бы освободиться больше экологического пространства полезным бактериям. С другой стороны, изменения в образе жизни и, в первую очередь, в диете (скорее, даже больше, чем применение антибиотиков), привели к драматическим изменениям состава микробиоты. Это безусловно оказало, в свою очередь, обратное негативное влияние на иммунную систему человека и, через это, развитие и поддержание хронического воспаленияв организме и связанные с ним заболевания (Blaser M. J., 2018).

Джастин и Эрика Сонненбурги выделяют в составе кишечной микрофлоры человека две группы, имеющие разнонаправленную динамику при движении человеческих популяций от общества охотников-собирателей через сельскохозяйственное общество к индустриальному.

Первая группа, метко обозначенная как VANISH (Volatile And/or Associated Negatively with Industrialized Societies of Humans – вариабельные и/или негативно ассоциированные с индустриализированными обществами; Vanish – исчезновение), объединяет таксоны бактерий, широко представленные у охотников-собирателей, например Prevotellaceae, но существенно сокращающиеся или вовсе исчезающие у людей в индустриальных и постиндустриальных обществах.

Во вторую группу, красноречиво названную BloSSUM (Bloomor Selectedin Societies of Urbanization/Modernization – процветающие или предпочтительные в урбанизированных/модернизированных обществах; BloSSUM от Blossom – процветание), включены таксоны типа Bacteroidaceae и Verrucomicrobia, редко обнаруживаемые у представителей неиндустриальных сообществ, но превалирующие у людей в наиболее экономически развитых странах. Несмотря на очевидную статистическую корреляционную связь сокращения групп VANISH и роста группы BloSSUM в составе кишечной микрофлоры у представителей развитых стран с ростом заболеваемости в них неинфекционными болезнями, конкретные патогенетические механизмы реализации этой взаимосвязи еще требуют более точного раскрытия как на уровне отдельных микроорганизмов, так и широких микробных ассоциаций (экосистем).

Наиболее разработанной областью такого взаимодействия можно назвать обмен углеводов: смена избытка растительных волокон, точнее даже так называемых «углеводов, доступных микробиоте» (MAC, microbiota accessible carbohydrates) в диете древних людей на их дефицит в современной глубоко переработанной пище вызвал, похоже, наиболее глубокую, даже по сравнению с распространением антибиотиков и дезинфектантов, перестройку состава микрофлоры (Sonnenburg E. D. and Sonnenburg J. L., 2014). Бактерии, ориентированные на потребление и взаимовыгодную с хозяином переработку таких растительных углеводов, обладающие разнообразными углевод-активными ферментами, КАЗимами (carbohydrate active enzymes, CAZymes), сменились бактериями, более приспособленными к утилизации слизи кишечника, более устойчивых к возросшему количеству желчи, а также к потреблению возросшего количества белка, жиров, и простых углеводов в значительной степени животного происхождения (Smits S. A. et al., 2017; David L. A. et al., 2014). Соответственно, так же значительно изменился профиль конечных продуктов бактериальной переработки пищи – низкомолекулярных биологически активных соединений, то есть тот язык, которым микробиота разговаривает с человеком. Можно удивляться, почему «доиндустриальная» микробиота, имеющая, как иногда считают, определяющее влияние на поведение человека, не «продиктовала ему свою железную волю» остаться с более привычной, традиционной диетой. Наоборот, к новой «индустриализированной» диете человек оказался психологически привязан в гораздо большей степени, и роль «новой» микрофлоры в этой зависимости должна быть очень заметна.

Изменившийся язык общения очевидным образом должен был оказать влияние и на степень взаимопонимания организма с микрофлорой, их способности учитывать интересы друг друга. И если рассматривать взаимоотношения, скажем, совокупности кишечного микробиома с макроорганизмом как экосистему, то можно выделить очень большой ряд преимуществ (услуг, в терминологии Сонненбургов), которые обеспечивала «прежняя», доиндустриальная микрофлора кишечника и которые были утрачены с развитием микрофлоры индустриализированной. Если рассматривать эти отношения с точки зрения управленческого подхода, то макроорганизму, как генеральному заказчику, не так уж важно, кто конкретно будет выполнять услуги и сервисы, передаваемые им на аутсорсинг. Главное, чтобы достигалось наилучшее соотношение «цена – качество», а подрядчики соответствовали минимальным требованиям по надежности, ведению корпоративной отчетности и социальной ответственности бизнеса. Разумеется, наилучшие условия в ходе тендера будут достигаться в условиях максимально конкурентной среды, то есть максимального разнообразия как собственной микрофлоры, так и возможностей ее постоянного обновления.

К этому же выводу – важности не столько представленности микрофлоры конкретными видами, сколько общему разнообразию и внешней открытости – можно прийти и другим путем рассуждений в духе общей теории управления. Как обсуждалось выше (УПС: глава V), если рассматривать биосферу как своего рода иерархическую фрактализованную систему (что, разумеется, в целом еще требует доказательств), у которой на самом высоком уровне иерархии, в принципе, может и не быть цели, кроме достижения минимума свободной энергии и максимизации энтропии, то на уровне взаимоотношений подсистем уже могут возникать собственные цели и отношения управления. И, если считать макроорганизм элементом большой экологической системы, стремящейся улучшить качество управления своими элементами через усложнение управляющих воздействий, одним из которых является микробиом, то экосистеме выгоднее более сложный, то есть более разнообразный микробиом отдельного ее элемента, отдельного организма. При заболеваниях, связанных с нарушениями обмена веществ, например при диабете или ожирении, с достаточным постоянством обнаруживается драматическое снижение разнообразия кишечной микрофлоры (Gerritsen J. et al., 2011; Walles C., 2014).

На основе информационной модели сетевой инференции[7] Цзие Ли и Маттео Конвертино (Jie Li and Matteo Convertino, 2019) выявили в микробиоме человека потенциально возможные информационные сети взаимодействия между разными видами микроорганизмов. Эти сети функционально и структурно различаются у здоровых людей и у людей с синдромом раздраженного кишечника (СРК). У здоровых сети характеризуются нейтральным симметричным паттерном взаимодействия видов и