В 90-х годах знали, что заражение Н. pylori происходит в первые несколько лет после рождения [3, см. с. 152], когда бактерия действительно может оказать влияние на скорость роста. Кроме того, Н. pylori ассоциировалась с детством в семье с маленьким материальным достатком, что тоже вполне соответствовало данным: бедные люди обычно ниже. Но никто не знал, сама Н. pylori замедляет рост, или же в данном случае она маркер для других микробов, возможно, полученных тем же фекально-оральным путем [4, см. с. 153]?
Позже стало известно, что микроб влияет на регулирование гормонов грелина и лептина [5, см. с. 153]: оба производятся в желудке и участвуют в накоплении и расходовании энергии. Вполне можно представить, что дети, растущие с Н. pylori, отличаются по обмену веществ от тех, у кого бактерий нет, и это гормональное различие уменьшает траекторию роста. Данная гипотеза требует экспериментального подтверждения. Некоторые эксперименты мы провели на мышах и получили дополнительные свидетельства.
В 2000 году, вернувшись в Нью-Йоркский университет, я стал искать человека, который помог бы исследовать вопрос, почему люди стали выше. Студентка Альбертина Бирд приняла вызов и вскоре нашла много интересных данных. Оказывается, долгосрочные изменения среднего роста довольно просто оценить благодаря большому количеству данных: антропологи используют скелеты, а в армиях много веков собирают информацию о росте солдат [6, см. с. 153].
Альбертина обнаружила, что человеческая история вовсе не была длинной, односторонней дорогой от меньшего роста к большему, как можно было бы подумать. Скелетные остатки показывают, что на различных этапах доисторического и исторического периода люди становились как выше, так и ниже. В разных местах и в разное время рост людей менялся по-разному. В архивах США мы раскопали информацию, что солдаты в армии Джорджа Вашингтона в XVIII веке были выше, чем солдаты, сражавшиеся в Гражданской войне, начавшейся в 1861 году. Почему?
Сейчас, почти сорок лет спустя, я вижу много высоких молодых японцев, и, что еще страннее, их волосы благодаря химическим красителям и моде теперь бывают и белыми, и красными, и фиолетовыми, и даже синими. В Китае, где увеличение среднего роста началось позже, чем в Японии, среднестатистический 6-летний мальчик в 2005 году был на 6,5 см выше, чем в 1975-м, а девочка на 6,2 см. Изменения невероятно быстрые.
Более свежие данные демонстрируют заметную тенденцию к увеличению роста в конце XX века. Голландцы, один из самых низкорослых народов Европы в начале XX века, сейчас один из самых высоких. Улицы Амстердама наполнены юными великанами и великаншами. В Азии перемены еще более резкие. Когда я учился в Токио в 1975 году, то в переполненном метро с моим ростом 185 сантиметров видел вокруг море макушек с черными волосами. Возвратившись, уже иногда видел и лица.
Этому может быть много объяснений, в том числе улучшенное питание. Но мы разработали теорию, как микробы могут влиять на рост. Наше мнение таково, что питание играет свою роль, но его одного недостаточно, чтобы объяснить все временные и географические различия. Как говорилось в предыдущих главах, XIX век был временем, когда в промышленных странах санитарные условия сначала значительно ухудшились, а затем благодаря предпринятым мерам здравоохранения намного улучшились. В городских запасах воды обычно содержался микробный «суп» из человеческих патогенов и дружественных или комменсальных бактерий; и те и другие появлялись из-за загрязнения фекалиями. С конца века, когда во многих странах воду начали фильтровать и хлорировать, патогены пропали, и люди стали здоровее и выше. Холеры было меньше, диарейные заболевания стали мягче. Вакцины контролировали дифтерию, коклюш и другие серьезные детские инфекции.
Но вполне возможно, что наблюдаемые изменения могут быть вызваны потерей не только патогенов, но и дружественных бактерий. Наше понимание микробов, обитающих в нас, находится еще в зачаточном состоянии, так что пока не известно, какие могут сделать нас выше и существуют ли такие вообще. Но, основываясь на нашей недавней работе, я готов биться об заклад, что мы их найдем.
Связь между передачей микробов и ростом проливает определенный свет на вопрос, почему солдаты времен американской революции были выше, чем в Гражданскую войну. Если бы вы росли на ферме в середине XVIII века, то жили бы в сравнительной изоляции. Через восемьдесят лет, в переполненных американских городах, вы вряд ли смогли бы избежать эпидемических детских болезней, да и вода, скорее всего, была куда грязнее.
В 2002 году мы опубликовали эти идеи с доказательствами в статье под названием «Экология роста: воздействие передачи микробов на рост человека» в уважаемом журнале Perspectives in Biology and Medicine. Но мало кто удостоил ее вниманием еще один широкий зевок.
Тем не менее я уже размышлял над продолжением, которое должно было называться «Экология веса», и у меня было немало схожих идей. Но статью я в результате так и не написал, потому что альтернативный путь к пониманию, почему мы толстеем, оказался намного более интересным.
Чтобы начать эту историю, вернемся в 1979 год, когда я поступил на работу в отдел кишечных заболеваний Центра по контролю и профилактике заболеваний, став главным консультантом по сальмонеллам. Моим заданием было отслеживать и изучать бактерии из рода Salmonella, а также другие патогены, поражающие желудочно-кишечный тракт. Как раз в то время я и сам подхватил серьезную сальмонелловую инфекцию, о которой уже писал. Я заболел тифом, съев зараженный арбуз, но большинство людей получают сальмонелловые инфекции из пищи животного происхождения мяса, яиц, молока и молочных продуктов.
Вы помните, что сельскохозяйственным животным сейчас дают небольшие (субтерапевтические) дозы антибиотиков, чтобы стимулировать их рост. В то время никто не задумывался, почему это настолько эффективно. Когда я писал статью о росте, то понял, что на фермах проходит огромный эксперимент, вполне подходящий под мою идею о влиянии микробов на рост и вес.
Если фермеры могут целенаправленно влиять на рост своих животных, давая им в молодом возрасте антибиотики, что же мы делаем с нашими детьми, давая им курсы похожих лекарств? Может ли широкое применение антибиотиков в лечении инфекционных заболеваний иметь у детей аналогичный эффект?
На ферме дают небольшие дозы медикаментов постоянно. Это, очевидно, работает: те набирают вес. Мы даем детям большие терапевтические дозы, но эпизодически, чтобы лечить инфекции. В каком-то смысле это огромная разница, но в общем одно и то же: воздействие антибиотиков на ранней стадии жизни вызывает микробные пертурбации, когда органы и системы только развиваются. Идея, что антибиотики могут вызывать лишний вес, что они «недостающее звено» в эпидемии ожирения, кажется довольно оправданной. Но чтобы убедиться в этом, нужны эксперименты.
Нет никаких сомнений, что использование лекарств фундаментальным образом изменяет развитие молодых животных. Чем раньше фермеры начинают давать их цыплятам, телятам и поросятам, тем больше меняется развитие. Самое интересное фермеры обнаружили, что практически любой антибиотик стимулирует рост. Они все влияют, несмотря на различия в химическом классе и структуре, принципе и спектре действия.
Это значит, что работают медикаменты благодаря воздействию на микробном в целом и его взаимодействие с носителем, а не из-за уникальных побочных эффектов или уничтожения конкретных бактерий. Судя по всему, они воздействуют на все аспекты роста и развития метаболических систем в критически важный период.
Кроме того, меня очень заинтересовал временной аспект: чем раньше давать лекарства, тем сильнее эффект. Самое простое объяснение происходит сдвиг равновесия микробного состава кишечника. Некоторые бактерии начинают сильнее доминировать, другие угнетаются. Как мы знаем, микробы эволюционируют вместе с носителем. Теперь же фермеры умышленно изменяют условия, в которых происходило совместное эволюционирование, добиваясь равновесия. Как предсказывает модель Джона Нэша, если его нарушить, может произойти что-то плохое [7, см. с. 153]. Идея проста, но вот последствия огромны.
Чтобы исследовать, как субтерапевтические дозы влияют на развитие, мы начали серию лабораторных экспериментов на мышах. Это стало самой интересной работой за всю карьеру.
1. «одному из коллег по Нью-Йоркскому университету» (см. с. 147): Льюису Голдфрэнку, доктору медицины, председателю факультета неотложной медицинской помощи в Лэнгонском медицинском центре Нью-Йоркского университета и в госпитале Белльвю.
2. «деревни в Гватемале» (см. с. 148): L. Mata, The Children of Santa Maria Cauque: a Prospective Field Study of Health and Growth (Cambridge, MA: MIT Press, 1978).
3. «происходит в первые несколько лет после рождения» (см. с. 149): Мы до сих пор точно не знаем, как в раннем возрасте происходит передача Я. pylori. Мы знаем, что отсутствие Я. pylori у матери сильно снижает вероятность наличия бактерии у ребенка, но во влагалище ее не нашли, и даже в поселениях, где почти у всех матерей бактерия есть, мы очень редко находим ее у детей в возрасте до года. Либо она есть у детей с самого начала, но угнетается, либо же они получают ее позже от матери, братьев и сестер, отца, друзей (в детском саду или школе). Или, возможно, если взять сто детей с Я. pylori, какой-то одной общей причины у всех них не обнаружится, но тем не менее пути приобретения до сих пор остаются загадкой. Мы точно знаем, что ее нельзя получить от собаки, потому что у собак нет Я. pylori у них свои хеликобактерии.
4. «тем же фекально-оральным путем» (см. с. 149): Это механизм по перемещению микробов из фекалий одного человека в рот другого. Промежуточные ступени еда, вода, руки. Так передаются инфекционные болезни, в частности полиомиелит, гепатит А и брюшной тиф.
5. «гормонов грелина и лептина» (см. с. 149): С. U. Nwokolo et al., "Plasma ghrelin following cure of Helicobacter pylori," Gut 52 (2003): 637-40; F. François et al, "The effect of Я pylori eradication on meal-associated changes in plasma ghrelin and leptin," BMC Gastroenterology 11 (2011): 37.
6. «собирают информацию о росте солдат» (см. с. 149): Beard and Blaser, «The ecology of height.»