Родившись, ребенок инстинктивно тянется ртом, полным лактобацилл, к груди матери и начинает сосать молоко. Взаимодействие отлажено идеально: лактобациллы и другие бактерии, производящие молочную кислоту, разлагают лактозу, основной молочный сахар, и вырабатывают из нее энергию. Первой пищей ребенка становится молозиво, содержащее защитные антитела. Тщательно продуманная последовательность действий, включающая в себя влагалище, ребенка, рот, грудь и молоко, гарантирует, что среди первых бактерий в кишечнике новорожденного окажутся виды, способные переваривать молоко. Они вооружены собственными антибиотиками, которые мешают конкурирующим, возможно, опасным бактериям, колонизировать кишечник новороженного. Лактобациллы, доминирующие во влагалище матери незадолго до родов, становятся «фундаментом» для микробных популяций [8], которые приходят вслед за ними. Теперь у ребенка есть все, чтобы начать независимую жизнь.
Грудное молоко, появляющееся несколько дней спустя, приносит новорожденному еще большую пользу. Оно содержит углеводы олигосахариды, которые ребенок не может переварить. Почему молоко содержит богатые энергией соединения, которые не приносят непосредственной пользы ребенку? Они для микробов. Олигосахариды пища для некоторых бактерий, в частности Bifidobacterium infantis, еще одного основополагающего вида, обитающего в здоровых детях.
Кроме того, грудное молоко содержит мочевину, один из основных компонентов мочи, которая ядовита для младенцев. Она опять-таки предназначена для питания полезных бактерий дает им источник азота для производства собственных белков, чтобы им не приходилось конкурировать за азот с самим ребенком. Как умна природа: создала систему, где отходы жизнедеятельности матери используются для стимулирования роста бактерий, полезных для ребенка.
Дети приходят в мир, в котором огромное разнообразие бактерий. Но виды, колонизирующие непосредственно их, встречаются отнюдь не случайно. Продолжая работу сценария, отлаженного тысячелетиями, природа отбирает «хороших ребят», которые выполняют для ребенка важные метаболические функции, помогают развиваться клеткам стенок кишечника и вытесняют «злодеев».
Тем временем кожные бактерии матери неустанно колонизируют ребенка, а с каждым поцелуем он получает еще и микроорганизмы из ее ротовой полости. Когда-то давным-давно матери вылизывали детенышей досуха; многие животные по-прежнему так делают, передавая своих микробов следующему поколению. Но сейчас, когда ребенок рождается из влагалища, его тут же очищают и убирают оболочку, покрывавшую его в утробе. Этот материал, сыровидная смазка, производимая кожей плода, имеет сотни полезных компонентов, в том числе белки, подавляющие определенные опасные бактерии. Поскольку сотрудники больницы торопятся отнести чистенького ребенка к маме для фотографирования, оболочку чаще всего смывают. Оказывают ли они этим услугу ребенку? Никто еще не проводил подробных исследований, но интуиция подсказывает, что сыровидная смазка служит для привлечения полезных бактерий и избавления от потенциальных патогенов.
Первые микробы, колонизирующие новорожденного, запускают динамичный процесс, создавая условия для появления новой микробиоты, похожей на «взрослую». Они активируют гены и строят «ниши» для будущей популяции микробов. Само их присутствие стимулирует кишечник на помощь в развитии иммунитета. Вообще мы рождаемся с врожденным иммунитетом, коллекцией белков, клеток, детергентов и соединений, которые защищают наши покровы, распознавая структуры, характерные для многих видов микроорганизмов. Затем развиваем адаптивный иммунитет, который учится отличать «своих» от «чужих». Наши детские микробы первые учителя, рассказывающие развивающейся защитной системе, что опасно, а что не очень.
В следующие месяцы и годы жизни дети получают новых микробов из более сложной пищи и от окружающих людей: родителей, бабушек и дедушек, братьев и сестер, других родственников, затем от соседей, одноклассников, друзей и прочих людей. В конце концов процесс становится «случайным». Разные дети встречаются с разными микробами, иммунитет тоже развивается по-разному. Как уже говорилось ранее, к трем годам каждый обладает собственным уникальным микробным «фундаментом» [8, см. с. 105]. Для меня это очень значимая вещь. Всего за три года большой и разнообразный набор микробов самоорганизуется в систему жизнеобеспечения, равную по сложности взрослой микробиоте. Это происходит с каждым.
Итак, три года, в которые наибольшую активность развивают первые микробы-обитатели, время метаболического, иммунологического и неврологического развития ребенка. В этот критический период закладывается фундамент для всех биологических процессов, которые разворачиваются в течение жизни если, конечно, не появится что-то, что нарушит стройный алгоритм.
Кесарево сечение это в основном нераспознанная угроза для передачи микробов от матери ребенку. Вместо появления на свет через родовой канал, которое сопровождается набором лактобацилл, ребенка извлекают хирургическим путем через надрез брюшной полости. Процедуру изобрели в Древнем Риме, чтобы спасти жизнь детям. Матери всегда умирали.
Сегодня это безопасная процедура, потому что практически всегда проводится опытными акушерами в госпиталях. Происходит это, когда жизнь матери или ребенка в опасности, иногда практически сразу после получения информации.
Кесарево сечение настолько безопасно, что в ряде случаев многие женщины сами отдают ему предпочтение. Одна из причин желание уменьшить или избежать боли. Это нетривиальный вопрос. По личным или культурным взглядам некоторые боятся рожать. Миллионы выбирают доступную и безопасную альтернативу. Некоторые работающие женщины делают так, чтобы вписать роды в напряженный рабочий график. Другие чтобы не пропустить чью-нибудь свадьбу или выпускной вечер. Третьи чтобы быть уверенными, что роды примет именно тот врач, у которого они наблюдаются.
Медики тоже влияют на выбор способа рождения. Некоторые очень консервативны и назначают данную процедуру, только заметив стресс у плода или заподозрив проблемы у матери. Например, когда есть угроза тазового предлежания, естественные роды могут быть опасны. Впрочем, большинство плодов незадолго до родов все-таки поворачиваются головкой. Если же рассуждать цинично, на такой процесс уходит меньше времени и суеты, чем на обычные роды. К тому же большинство врачей и госпиталей зарабатывают больше денег на операциях, чем на естественных родах.
По всем этим причинам количество кесаревых сечений в США увеличилось с каждых пятых родов в 1996 году до каждых третьих в 2011 [10, см. с. 105], то есть почти на 50 %. Если тенденция продолжится, к 2020 году половина американских детей (2 миллиона в год) будет появляться на свет хирургическим путем.
В разных странах количество кесаревых сечений различается кардинальным образом. В Бразилии «кесарят» 46 % детей. В Италии 38 %, но в Риме, где, как считается, эту операцию изобрели, 80 %. В Скандинавских странах, гордящихся медицинским консерватизмом, менее 17 %, в Нидерландах 13 % [11, см. с. 105].
Почему такая разница? Рожают везде одинаково. Единственное объяснение разница в местной практике и обычаях. Например, женщины в Риме, которые сейчас редко рожают больше одного ребенка, часто беременеют в возрасте за тридцать: они сделали карьеру и постоянно заняты на работе. Вероятность кесарева сечения вдвое выше, чем во всей остальной Италии. Это говорит о том, что процедура явно не связана с анатомическими причинами.
Ну и что? Какое вообще значение имеет количество? Почему бы не сделать кесарево сечение, если матери при этом комфортнее, врачу легче, а единственная плата выставленный роддомом счет?
На самом деле есть еще один «счет» биологический. Он влияет непосредственно на ребенка.
Несколько лет назад моя жена Глория застряла на пару недель в Пуэрто-Аякучо, столице венесуэльского штата Амасонас. Она проводила там диетические и микробиологические исследования в течение двадцати лет и получила разрешение на сбор образцов микробиомов индейцев, живших в штате. Она собиралась отправиться в джунгли, чтобы собрать микробы в недавно обнаруженной индейской деревне, но вертолетный рейс отменили. Так что, решив принести хоть какую-нибудь пользу, отправилась в местный госпиталь. Будет ли отличаться состав микробов у детей, рожденных естественным путем и в результате кесарева сечения? Никто еще не изучал этот вопрос.
В исследовании приняли участие девять женщин в возрасте от 21 до 33 лет и десять новорожденных детей. Четыре родили естественным путем, пять в результате запланированных кесаревых сечений. Глория взяла образцы микробов с кожи, изо рта и влагалища каждой из рожениц за час до рождения. И с помощью секвенирования ДНК показала, что у всех женщин в трех местах бактерии из крупнейших групп присутствуют в схожей пропорции.
Через пятнадцать минут после рождения супруга собрала образцы с кожи, изо рта и носа детей. Затем, через сутки, взяла образцы первого кала младенцев, который называют меконием.
У всех матерей, конечно, на телах и в них присутствовало множество бактерий разного типа, но у родивших естественным путем остались характерные пятна околоплодных вод, содержавшие множество лактобацилл. Что важнее, у младенцев состав оказался различным в зависимости от способа рождения. Во рту, на коже и в первом кале тех, кто появился на свет через влагалище, жили вагинальные микробы матерей Lactobacillus, Prevotella или Sneathia. А вот у рожденных при помощи кесарева сечения доминировали бактерии с их кожи: Staphylococcus, Corynebacterium и Propionibacterium. Во всех местах во рту, на коже, в кишечнике микробы по составу больше напоминали те, что находятся на коже человека и в воздухе операционной, в том числе на руках врачей и медсестер и на свежепостиранных простынях. Их не колонизировали материнские лактобациллы. Труднопроизносимые имена этих микроорганизмов не так важны, как знание, что первые популяции микробов у младенцев, родившихся в результате кесарева сечения, вовсе не те, что были «отобраны» сотнями тысяч лет человеческой эволюции.
От других исследователей мы знаем, что после того как младенцы начинают взаимодействовать с окружающим миром в первые месяцы жизни, микробиомы «выравниваются» и постепенно становятся все более похожими. Первоначальная разница между ними уменьшается. Одна из причин в том, что все люди рано или поздно встречаются с организмами, играющими в их телах похожие роли. Но, возможно, эта первоначальная разница при рождении важнее, чем мы думали. Что, если эти первые микробы-обитатели подают сигналы, которые критическим образом влияют на клетки в быстро развивающемся теле младенца?