100 триллионов клеток, 10 миллионов генов, почти 2 килограмма чистого веса. О микробном богатстве внутри нас мы вспоминаем, только когда покупаем кефир «с бифидобактериями» или травимся непривычной пищей в экзотических странах. На каждую родную клетку человеческого организма приходится почти десять клеток бактериальных, так что неудивительно, что все они очень активно влияют на нашу жизнь

«Как только появились существа, у которых была система пищеварения, у них внутри поселились бактерии, — рассказывает Дмитрий Алексеев. — Они помогают нам с пищеварением и многими другими вещами, а мы помогаем им: люди для бактерий — это корабль для путешествий и получения энергии. Кстати, любая бактерия внутри кишечника, будь у нее возможность, немедленно нас бы съела, но наша иммунная система научились контролировать этот процесс так, чтобы бактерии занимались своими делами, не разрастались слишком сильно и еще и приносили нам пользу».

Самый чувствительный орган

«Мы привыкли думать, что микробы — это всего лишь причина наших заболеваний, — говорит Дмитрий Алексеев. — Но внутри нас они фактически являются целым органом, и поэтому надо менять отношение. Мы же не говорим, что проблемы с сердцем испортили, скажем, печень. Так и наша микробиота не провоцирует ожирение, диабет или даже рак, а страдает от этих комплексных заболеваний вместе со всеми другими органами».

За последнее десятилетие техники геномных исследований значительно подешевели, и теперь за вменяемые деньги можно расшифровать геном не только одного организма, но и целого сообщества, вроде обитающих внутри нас бактерий. Такие исследования называют метагеномными, и их результаты впечатляют. Так, по микробиому — совокупности генов всех наших бактерий — можно, не глядя на человека и не имея данных других анализов, диагностировать ожирение с вероятностью около 90%. Если попытаться то же самое проделать, используя геном самого человека, то вероятность будет всего около 60%. Наши микробы больше знают о нас, чем мы сами.

«Бактерий очень много, они очень быстро размножаются и умеют обмениваться генами, — рассказывает Дмитрий Алексеев. — Поэтому микробиота — это наш самый быстрый в смысле адаптации орган. Вода, еда, воздух, с которым взаимодействуют бактерии в легких, — микробиота контактирует с миром больше, чем все остальные органы. За счет нее мы приспосабливаемся к внешней среде, она первая страдает он плохих условий, и именно здесь раньше всего можно увидеть признаки разных болезней. Например, мы сравнивали микробиоту русских и китайцев и увидели, что у бактерий последних есть огромное количество генов для утилизации тяжелых металлов. Почему? Видимо, этой гадости очень много вокруг них, и скоро от этого станет плохо всему организму».

Учитывая, какое огромное количество информации об окружающей среде мы получаем через еду и питье, ученые уже довольно давно думают, как использовать это богатство в диагностике. Ведь измерить все показатели воздуха, еды и воды невозможно, а по анализу микробиоты теоретически все патологические изменения в организме можно увидеть на самых ранних стадиях. Более того, уже сейчас можно персонально скорректировать питание, а в будущем, возможно, и диагностировать различные серьезные заболевания вроде рака на самых ранних стадиях.

Анализ микробиоты может стать важной частью превентивной медицинской диагностики. Изображение: CASTALDOstudio.com/Shutterstock

Микробиота и мышление

Понятно и естественно, что микробиота влияет на пищеварение или обмен веществ. Но может ли она определять наше мышление и психическое здоровье? Чтобы разобраться в этом вопросе, ученые ставили эксперименты на мышах. Например, исследователи сравнивали две группы животных: одни были спокойные и флегматичные, а другие — дерганые и агрессивные. Чтобы зафиксировать эти отличия в цифрах, ученые сажали мышей на неудобный высокий постамент и засекали время, через которое грызуны спрыгивали вниз. Затем микробиоту спокойных мышей пересадили агрессивным и наоборот. В результате грызуны «менялись поведением»: бывшие тихони становились сорви-головами, а недавние возмутители спокойствия сидели на постаментах как влитые. Для проверки результатов проводили контрольный эксперимент: микробиоту агрессивных пересаживали агрессивным, а спокойных — спокойным. Эффекта не обнаружилось.

«Можно сказать, что у человека есть три нервные системы: центральная, небольшая нервная система для автономной работы сердца и еще одна огромная нервная система, отвечающая за пищеварение и другие функции внутренних органов, — рассказывает Дмитрий Алексеев. — Фактически это провода от кишечника к печени, селезенке, разным железам. У нас в животе химический реактор, где все время выделяются желчь, ферменты, другие вещества, и, чтобы регулировать эти процессы, нужны огромные потоки информации.

Более того, основное депо выработки веществ для синтеза дофамина и серотонина — нейромедиаторов, управляющих работой мозга, — тоже находится здесь: их производит микробиота. В животе постоянно идут вычисления, которые влияют на мышление, а мы о них даже не имеем представления».

Иногда сигналы этой периферической нервной системы все-таки пробиваются в сознание. На нервной почве перед важными событиями мы бегаем в туалет, а влюбившись, чувствуем «бабочек в животе», но в нормальном состоянии нам кажется, что мы независимы от наших внутренностей и уж тем более бактерий.

«Сейчас появляются работы, связывающие мышление и микробиоту, — говорит Дмитрий Алексеев. — Например, очень интересная история складывается с аутизмом. Есть тест на аутичность мышей, когда они раскапывают и закапывают в землю блестящие шарики, и есть экспериментальные свидетельства, что пересадка микробиоты сильно влияет на такое поведение. Аутичные мыши становятся здоровыми и наоборот».

Продолжение материала читайте на Чердаке.