Эпидемия стерильности. Новый подход к пониманию аллергических и аутоиммунных заболеваний - Мойзес Веласкес-Манофф

Если коротко изложить эту длинную и неутешительную историю, мир был полон созданных человеком веществ, меняющих микробиом. Единственным утешением было то, что концентрация этих веществ в большинстве случаев была незначительной. Например, в эксперименте с морковью кожура содержала 10% официальной максимально допустимой суточной дозы. А на станциях очистки питьевой воды содержание этих веществ было еще менее значительным, на несколько порядков ниже терапевтического уровня. Тем не менее воздействие этих препаратов имело далеко идущие последствия. У чаек, акул и других диких животных появились бактерии, устойчивые к антибиотикам[409].

Опасения по поводу антибиотиков, применяемых в животноводстве, в большинстве случаев были связаны с устойчивостью к ним микробов. Однако, учитывая тот факт, что некоторые члены человеческой микрофлоры оказались более чувствительными к ним по сравнению с другими, появилась новая причина для беспокойства. Сценарий, согласно которому некоторые важные союзники выходят из строя, оставляя после себя несбалансированную, дестабилизированную экосистему, не был надуманным. В ходе экспериментов ученые продемонстрировали, насколько реален этот сценарий. Например, введение антибиотиков широкого спектра действия молодым мышам привело к повышению их предрасположенности к астме[410]. Почему? Потому что погибли важные виды клостридий, из-за чего исчезли регуляторные Т-клетки (клетки-миротворцы).

Изменения могут произойти даже после приема небольшой дозы антибиотиков. Ильсон Чо (научный сотрудник лаборатории Мартина Блейзера в Нью-Йоркском университете) обнаружил, что введение мышам десятой доли терапевтической дозы антибиотиков существенно меняет микробиоту и повышает количество телесного жира на 20%. Другими словами, доза антибиотиков, равная их содержанию в моркови, которую удобряли навозом животных, может повысить вашу предрасположенность к метаболическому синдрому.

Однако, как бы ни происходило нарушение микробиоты, сравнительные исследования показали, что постсовременная микрофлора действительно существенно отличается от микробиоты людей, придерживающихся досовременного образа жизни.

В 2010 году Карлотта де Филиппо и Паоло Лионетти из Флорентийского университета опубликовали результаты впечатляющего сравнительного исследования. Сравнив микробиоту сельских детей из Буркина-Фасо с микробиотой детей, живущих во Флоренции, они обнаружили существенные различия[411]. Африканская микробиота (аналог человеческой микробиоты в период зарождения сельского хозяйства) оказалась более сложной и содержала несколько видов бактерий, помогающих переваривать растительные волокна, причем эти бактерии полностью отсутствовали в микробиоте итальянских детей. Кроме того, в африканской микробиоте было относительно высокое содержание бактерий типа Bacteroidetes и низкое содержание бактерий типа Firmicutes.

Как известно, у людей, страдающих воспалительными заболеваниями кишечника, меньше бактерий типа Bacteroidetes. В связи с этим ученые предположили, что микробиота из Буркина-Фасо особенно эффективно сдерживает воспаление. В то же время относительно низкое содержание бактерий типа Firmicutes, обнаруженное в итальянской микробиоте, было характерно для людей, страдающих ожирением. Следовательно, ситуация выглядит так: в Западной Европе микробиота способствует набору веса, не прилагая особых усилий к предотвращению воспаления, тогда как в сельских районах Африки она помогает переваривать грубую растительную пищу и сдерживает воспаление.

Может ли генетика объяснить эти различия? Таня Яцуненко и Джеффри Гордон из Вашингтонского университета в Сент-Луисе попытались найти ответ на этот вопрос. Они сравнили микробиоту американских индейцев, обитающих в венесуэльской Амазонии, а также жителей сельских районов Малави и Северной Америки. Хотя американские индейцы и африканцы разделены во времени и пространстве на 60 000 лет, а их миграция охватывает четыре континента, в том числе Азию и Северную Америку, их микробные сообщества больше похожи друг на друга, чем микробиота обитателей Северной Америки[412]. Микробиота жителей Африки и Южной Америки специализируется на расщеплении сложных растительных углеводов. Напротив, микробиота обитателей Северной Америки эффективно расщепляет моносахариды. Судя по всему, с эволюционной точки зрения североамериканская микробиота — это аномалия.

На первый план вышли также другие региональные различия. Проанализировав гены и их функции (картину того, что может делать микробиом в целом, а не какие микробы в нем присутствуют), ученые обнаружили, что микробиота японцев обладает уникальной способностью переваривать морские водоросли. В журнале Nature назвали это «фактором суши».

Бактерии могут обмениваться генами посредством плазмид — кольцевых молекул, содержащих ДНК. Следовательно, дело не в том, что обитающие в морских водорослях микробы непосредственно колонизировали кишечник японцев, а в том, что на каком-то этапе в прошлом нативные бактерии усвоили инструкции по поводу расщепления морских водорослей от бактерий, обитавших на этих водорослях. «Культурные особенности питания могут в какой-то мере определять, какую пищу может переваривать наш кишечник», — отметил Джастин Сонненберг[413]. Результаты этого исследования косвенно подчеркнули важность потребления пищи, содержащей живые микробы. Бактерии, уже поедающие пищу, которую вы потребляете, могут передать вашим резидентным микробам опыт, которого в противном случае у них не будет.

В более широком смысле это исследование подняло целый ряд вопросов, связанных с тем, что ученые обозначили термином «глобализация микробиоты»[414]. По мере того как человеческий опыт сводится воедино, а питание повсеместно становится более однотипным, микробные сообщества людей все больше подвержены такой же потере регионального разнообразия, как и то, что происходит на американской земле и на что сетуют сторонники нового урбанизма, — микробная «моллификация» и «нашествие сетей розничных магазинов», которое, вне всяких сомнений, будет иметь определенные последствия для здоровья людей.