В-третьих, как мы уже говорили, микробы живут повсюду – внутри организма и в окружающей среде. Почти все внимание до сих пор уделялось микробам кишечника. Несомненно, они принимают участие во всех функциях организма. Однако теперь мы начинаем понимать, что микробы, обитающие в других частях тела, также вносят свой поразительный вклад в укрепление здоровья, развитие заболеваний и в процесс старения. Большие микробные сообщества счастливо обитают в ротовой полости, на коже и в органах мочеполовой системы – они, как и кишечные микроорганизмы, тоже производят химические вещества и выполняют другие действия, сказывающиеся на различных функциях организма. По данным последних исследований, микробиом, например, на треть контролирует уровень ЛПВП-холестерина и на четверть – индекс массы тела (ИМТ). Мы можем воспользоваться этими знаниями для разработки индивидуальных программ питания под микробный профиль конкретного человека.
В своей книге мы постарались охватить как можно больше отделов организма, чтобы лучше понять суть процесса старения и рассмотреть ключевые особенности образа жизни и питания, которые помогают поддерживать здоровье микробиома. Вы заметите, что некоторые главы перекликаются друг с другом, потому что между отдельными органами тела существует объективная связь, например микробиом кишечника влияет на работу мозга. Также мы обсудим микроорганизмы, которые окружают тело человека, то есть обитают в доме или на поверхности телефонов, и напрямую влияют на состояние микробиома тела. Жители Северной Америки в среднем проводят почти 90 % своей жизни в помещении. Современные санитарно-гигиенические нормы для жилых и общественных учреждений – особенно больниц и домов престарелых – создают условия для возникновения сверхстойких патогенов, а не поддерживают развитие полезных микроорганизмов. Ограничение контакта с важнейшими микробами привело к сокращению разнообразия и численности некоторых микробных линий в организме человека. Мы поставили главу о микроорганизмах кишечника только в середине книги, тем самым желая подчеркнуть важность микробиома всего тела для здорового процесса старения. Имеет значение не только микробиом кишечника, о котором мы слышим почти ежедневно.
Открывая эту книгу, вы отправляетесь в увлекательное путешествие по новейшей вселенной организма человека. Микробиом сегодня называют новым органом тела, и функции этого органа наука только начинает узнавать. Мы надеемся, как надеются все ученые, работающие в нашей сфере, что с помощью науки о микробиоме сможем устранить десяток самых распространенных смертельных заболеваний или как минимум сократить количество случаев возникновения этих заболеваний.
Мы уверены, что после прочтения этой книги вы увидите мир другими глазами. Вы начнете задумываться, прежде чем делать покупки в продуктовом магазине, садиться за обед, чистить зубы, печатать текстовое сообщение, мыть руки и счищать землю со свежесобранной моркови. Мы надеемся, что это путешествие окажется для вас таким же веселым и познавательным, каким оно было для нас. Мы верим, что у вас получится принять микробов в качестве верных помощников и спутников жизни.
Глава 2. Ваши сияющие микробы: микробиом кожи
Всем нам хочется прожить долгую, здоровую и полноценную жизнь. Но при этом мы не желаем, чтобы долгая жизнь оставляла следы на лице и коже. Используя разные средства от красок для волос и антивозрастных кремов до ботокса и хирургических подтяжек лица, мы стараемся найти способ сохранить молодость. С возрастом кожа становится тоньше, и из-за этого растет риск ее возможных повреждений. Несмотря на угрожающее количество потребительских продуктов и домашних рецептов для сохранения молодости кожи лица и тела, антивозрастная терапия не всегда дает однозначные результаты. Попытки «повернуть время вспять», избавиться от пагубных последствий загара и уменьшить количество морщинок и возрастных пигментных пятен в целом сегодня зашли в тупик. Ретиноиды, которые считаются наилучшим антивозрастным средством, известны с 1980-х годов, а новейшие исследования в области других наружных косметических средств, таких как увлажняющие кремы и сыворотки, по большей части не дали никакой новой информации. Сегодня нам крайне необходим новый метод ухода за возрастной кожей.
Долгие годы в соответствии с общепринятыми нормами мы пользовались антибактериальными средствами, чтобы убивать вредные бактерии, которые частично считались повинными в появлении прыщей и раздражений, старении и кожных заболеваниях. Однако исследователи выяснили, что эти токсичные антибактериальные средства в большинстве случаев гораздо опаснее для кожи и ее здоровья, чем любые возможные бактерии. Теперь мы понимаем, что микробы играют важную и в основном положительную роль для здоровья кожи: они помогают избавиться от морщин, сухости, устранить последствия солнечных ожогов, повысить сопротивляемость инфекциям, акне и устранить неприятный запах тела. В отличие от убийственных антибактериальных средств микробы сохраняют кожу здоровой и сильной: они изменяют и обучают нашу иммунную систему, а также борются с болезнетворными патогенами. Этот процесс обозначают техническим термином «конкурентное вытеснение», в ходе которого резидентные микробы оккупируют любую возможную для заселения патогенами область и пытаются подавить патогены, лишив их прокорма и места обитания. В результате мы можем говорить о потенциально эффективных микробных методах восстановления молодости кожи, даже после появления признаков повреждений. Правильное понимание работы микроорганизмов позволяет разрабатывать новые способы красивого старения изнутри и снаружи.
Наши тела целиком покрыты микробами. На каждом квадратном сантиметре кожи обитает около одного миллиона бактерий, принадлежащих к сотням различных видов. На коже находится четвертая по величине коллекция микроорганизмов, ее опережают только кишечник, ротовая полость и влагалище. Взгляните на свои руки – только на одной ладони насчитывается 150 видов микроорганизмов. Хотя мы привыкли воспринимать свою кожу как однородное внешнее покрытие, с точки зрения микробов она состоит из совершенно разных климатических зон: теплых и влажных «тропиков» в паху, под мышками, в пупке и между пальцами на ногах, и засушливых «пустынь» на предплечьях, ягодицах и кистях рук. Мы пока не знаем, почему, но сухие участки кожи населяет наибольшее количество видов микробов, хотя их численность невелика (как и растениям, микробам нужна влага для роста). Состав микробов отличается на левой и правой сторонах тела. По данным одного исследования, у левого и правого предплечий 68 % общих микробов, а у кистей рук – только 17 %. Может показаться, что это пугающая разница, но на самом деле все вполне разумно: за последние пять минут какой рукой вы пользовались, чтобы взять ручку, почесать голову или напечатать сообщение на телефоне? Разными руками мы трогаем разные предметы и поверхности, а предплечья в основном взаимодействуют с одним и тем же.
Чем эти многонаселенные колонии кожных микробов для нас полезны? Кроме того, что они вытесняют плохих микробов, они умеют производить молекулы для борьбы с особыми патогенами. Большую часть времени они тихо заняты своим делом – расщепляют жиры и другие молекулы, вырабатываемые кожей, чтобы получить пищу и стать сильнейшей защитной линией нашего организма. Чтобы хорошо справляться со своими обязанностями, они взаимодействуют с иммунной системой и докладывают ей о состоянии кожного покрова. Поэтому иммунная система своевременно реагирует на угрозы и защищает организм от инородных захватчиков.
Микроб, который олицетворяет эти концепции, называется Cutibacterium acnes (C. acnes, ранее известный как Propionibacterium acnes). Он получил свое название из-за способности вызывать акне. Микроб расщепляет триглицериды (жиры) из кожного жира – секрета сальных желез кожи. После расщепления этих молекул появляются жирные кислоты, которые окисляют кожу. Кислотность необходима для устранения патогенов, таких как Staphylococcus aureus (S. Aureus, золотистый стафилококк), которые вызывают кожные инфекции. В основном бактерии предпочитают для жизни нейтральный рН. Кожа людей с атопическим дерматитом (воспалительным кожным заболеванием) обладает низкой концентрацией полезных микроорганизмов и высокой численностью патогенных S. Aureus.
Другой распространенный обитатель кожного покрова, Staphylococcus epidermidis (S. Epidermidis, эпидермальный стафилококк), работает нам на пользу и секретирует молекулы, которые убивают патогены, подобные S. Aureus и стрептококкам группы А, – это патогенные бактерии, которые вызывают разнообразные заболевания, от незначительных кожных инфекций, прыщей, целлюлита, атопического дерматита, гнойничков и ангины до смертельно опасных заболеваний вроде пневмонии, эндокардита и сепсиса. Результаты недавних исследований показали, что некоторые хорошие кожные микробы, в том числе S. Epidermidis, секретируют антимикробные пептиды для убийства конкурирующих соперников на поверхности кожи. Ученые выяснили, что при помещении этих полезных микробов на кожу пациентов на д24 часа численность S. Aureus (патогенов) уменьшается. Отсюда можно сделать вывод о том, что мы можем преследовать личную выгоду в этой извечной микробной борьбе на поверхности кожи. Но если мы потеряем полезных микробов, мы утратим их защитную функцию.
Конечно, нет особого интереса в том, чтобы угадывать возраст собеседников по состоянию кожи лица, но с микробной точки зрения эта задача решается очень просто. Так как микробы являются верными спутниками старения кожи и подстраиваются под постоянно изменяющиеся условия окружающей среды, мы можем назвать возраст человека по анализу мазка с кожи лба. Примечательно, что люди старше 50 лет обладают совершенно другим микробным набором по сравнению с молодежью. Ученые только начинают искать ответы на вопросы, почему микробиом кожи изменяется и теряет разнообразие с возрастом. Какова бы ни была причина, сам факт указывает на необходимость укреплять и поддерживать развитую экосистему микробиоты кожи в течение всей жизни.
Косметические компании обратили внимание на этот факт: сегодня можно найти потребительские продукты для ухода за кожей, которые включают в себя самые современные разработки микробиальной науки для наружного применения. На момент написания этой главы компания L’Oréal, например, запатентовала несколько бактериальных лечебных средств для сухой и чувствительной кожи; Estée Lauder запатентовали маску-аппликацию с Lactobacillus plantarum; а Clinique продает основу под макияж с ферментами Lactobacillus. Продукт La Roche Lipikar Baume AP, который применяют для лечения экземы и других заболеваний при сухости кожи, также имеет в своем составе бактериальные добавки, которые помогают восстановить здоровье микробиома кожи и снять зуд. Ищите эти средства и следите за выходом новых косметических линеек по уходу за кожей, содержащих в составе микробов.
Несмотря на прогрессивное развитие, доктор Грег Хиллебранд, старший дерматолог-исследователь компании Amway (глобальной корпорации в сфере красоты и здоровья), уверен, что нам все еще необходимо искать новые методы ухода и лечения стареющей кожи. «Поток инноваций в области антивозрастной косметики переживает спад. Традиционные наружные средства, такие как увлажняющие кремы, сыворотки и эссенции, содержат активные ингредиенты, нацеленные на предупреждение или устранение признаков старения. Ретиноиды как класс активных ингредиентов остаются «золотым стандартом», хотя известны в косметологии с 1980-х годов. На микробиоте кожи сегодня сосредоточено наше главное внимание, так как мы видим в ней новую возможность прорыва в области решения проблем стареющей кожи». Доктор Хиллебранд с энтузиазмом говорил об использовании микробов еще в 1995 году. Его бывший работодатель, компания Procter and Gamble, организовал ему командировку в Японию для изучения качества и эффективности престижной марки косметики. Она производилась на основе концентрированных грибных ферментов – культивированных, обработанных и очищенных до состояния эссенции. «Мои коллеги в то время вообще не верили в успех этой косметики; они все считали ее надувательством. Я провел в командировке несколько месяцев, когда мой директор из США решил приехать лично и узнать, как идут дела. Я был готов с радостью поделиться успехами и новыми идеями с ним и нашим вице-президентом. Я рассказал им, что, по моим соображениям, ферментированная отфильтрованная жидкость, по-видимому, благоприятным образом модулировала бактериальный состав на коже лица, но механизм этого действия был пока не до конца ясен. Я предполагал, что использование косметического продукта изменяет композицию бактерий, скорее всего, поддерживая жизнь полезных, а не вредных штаммов». В 1995 году мы еще не мыслили категориями «хороших» и «плохих» бактерий – мы просто не считали микрофлору кожи важным элементом. И естественно, мы не выращивали бактерии специально на пользу коже. Поэтому не удивительно, что реакция директора доктора Хиллебранда на эту новаторскую идею была более чем сдержанной.
К счастью, доктор Хиллебранд продолжил исследовать свою интуитивную догадку. И уже сегодня он занимает ведущую должность в отделе клинических исследований и тестирования продуктов компании Amway, ориентированном конкретно на изучение микроорганизмов. В основном его команда занимается сбором данных для углубления знаний об этой пока совсем не изведанной отрасли науки. Например, компания Amway установила клинический контрольный пункт в Гранд-Рапидс, городе в штате Мичиган, на время большого культурного события. По расчетам ученых, мероприятие должно было привлечь множество зрителей всех возрастов. Команда Amway получила образцы микробиома сотен посетителей фестиваля: они брали мазки с волосистой части головы, лба, предплечий, а также из носовой и ротовой полости. Образцы разительным образом отличались друг от друга по составу микробных сообществ, особенно эти различия были связаны с возрастом людей. Составляя описание этих образцов, доктор Хиллебранд увлекся перспективами использования различных микроорганизмов для улучшения состояния внешнего вида и здоровья возрастной кожи.
Пока его идея только набирает обороты, он допускает, что концепция ухода за бактериями в противоположность их уничтожению сегодня звучит настолько же странно, как открытие революционного наружного средства для кожи 30 лет назад. Но он не теряет оптимизма: «Обладая знаниями о микробиоме, мы можем совершать реальные шаги. Осталось только точно выяснить, как можно применить науку о микробиоме для разработки инновационных и наиболее эффективных средств для ухода за кожей».
Одно из основных положений науки о микробиоме, которое часто упоминается в этой книге, заключается в том, что нам нужно сделать свою жизнь менее стерильной. Между банальной гигиеной и чрезмерной санитарной обработкой существует четкая граница. При уходе за больными или престарелыми людьми принято и даже настоятельно рекомендуется дезинфицировать руки. Диспенсеры с антибактериальными средствами для обработки рук встречаются в приемных отделениях домов престарелых, больницах и поликлиниках, где распространение бактерий может привести к катастрофе среди пациентов, которые страдают от серьезных заболеваний и обладают ослабленным иммунитетом. Каждый день в Соединенных Штатах Америки примерно один из 25 пациентов медицинских учреждений подхватывает как минимум одну инфекцию, пока лечится от совершенно другого заболевания.
Но часто и совершенно необоснованно нас побуждают использовать антимикробные чистящие средства и дезинфицирующие спреи каждый день якобы для предотвращения распространения инфекций. Посетите любое туристическое место или зайдите в ресторан, и вас тут же сурово атакуют антисептиками для рук. По последним сообщениям о безопасности и эффективности антибактериального мыла и средств для рук, собранным Управлением США по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA), антисептики не останавливают распространение микробов, как мы привыкли думать. Более того, по заключению FDA, компании больше не могут продавать «антибактериальные» средства для умывания, которые содержат определенные ингредиенты (самыми популярными из которых являются триклозан и триклокарбан), так как производители не могут дать достаточной информации об их эффективности и безопасности при ежедневном использовании в долгосрочной перспективе.