Взаимосвязи в кишечнике человека можно сравнить с планетой Земля. Кишечный микробиом – это такая же экосистема, как и тропический лес Амазонки. В равновесии и гармонии она процветает. В джунглях все животные, растения и микробы существуют с определенной целью, даже комары и змеи. Все они вносят что-то в этот гармоничный баланс, и как бы я ни ненавидел комаров и змей, но если они исчезнут, то у этого будут последствия – здоровье экосистемы пошатнется. Вот почему биоразнообразие так много значит для любой экосистемы.
Человеческий микробиом – не исключение. Разнообразие видов жизненно важно для равновесия. Внутри нас живет от трех сотен до более тысячи видов бактерий (а всего их существует от пятнадцати тысяч до тридцати шести тысяч). Когда дела идут так, как им положено, в толстом кишечнике гармонично существует разнообразное, богатое сообщество микроорганизмов. Сама же толстая кишка, если ее клеточный барьер не поврежден, здорова и сильна, что позволяет ей поддерживать порядок. А микробиота играет природную роль рабочей лошадки здоровья человека.
Неудивительно, что обитатели кишечника имеют огромное значение в деле пищеварения. Они работают в командах, распаковывая вашу еду, позволяя вам извлекать из нее необходимые питательные вещества. День за днем ваши микробы работают, помогая расщеплять пищу и получать от нее максимум пользы. Довольно трудно осознать, что зачастую эти одноклеточные организмы переваривают еду лучше, чем мы сами. В итоге мы эволюционировали, полагаясь на них.
Вся съеденная пища, все ее ежедневные 1,5 кг, движутся вниз по течению к кишечным микробам. Они – совсем не пассивные наблюдатели. То, что едим мы, едят и они. Да, даже невидимым одноклеточным организмам нужна энергия, чтобы питаться. Но микробы не потребляют одинаковую пищу. Пища, которую вы выбираете, придает силу конкретной группе микробов, а другие будут страдать от недоедания. Если вы уберете из рациона определенные продукты, то микробы, питающиеся ею, будут голодать и в итоге исчезнут. Микробы размножаются так быстро, что за одни сутки ваш выбор пищи может изменить эволюцию пятидесяти поколений микробов. Чтобы ваш микробиом изменился, нужны не дни и не часы – достаточно всего одного кусочка пищи. Но вы сами выбираете, что есть, и таким образом управляете составом микробиома.
В результате появляется особая смесь микробов, такая же уникальная, как отпечаток пальца. Эти микробы перерабатывают вашу пищу, превращая ее в нечто иное. Микробный метаболизм изменяет пищу биохимически. Полезные бактерии (назовем их пробиотиками) зачастую вознаграждают нас, превращая то, что мы едим, в вещества, снижающие воспаление и способствующие здоровью и равновесию. Эти созданные микробами соединения, укрепляющие здоровье, называются постбиотиками. Но верно и обратное. Нездоровая пища питает нездоровых микробов, и они наказывают нас, создавая соединения, которые вызывают воспаление. О некоторых из них, например о TMAO (триметиламин N-оксид), мы поговорим в этой книге.
Эти микробы перерабатывают все, что вы кладете в рот, в том числе лекарственные препараты. Именно этим объясняется то, что одни и те же лекарства могут спасти одного человека и угрожать жизни другого. Например, циклофосфамид, препарат для химиотерапии, на самом деле активируется кишечными микробами. Согласно исследованию 2013 года, опубликованному в журнале Science, эффективность лечения этим препаратом зависит от здоровья кишечника.
Но их польза этим не ограничивается. Последствия для здоровья простираются далеко за пределы стенок толстой кишки, и это прекрасно. Если бы мне нужно было дать четкое определение здоровью человека, я выделил бы пять основных элементов: иммунитет, метаболизм, гормональное равновесие, когнитивные способности и экспрессию генов. Это деление определяет все, что нужно человеку для процветания, и просто удивительно, как микробиота переплетается со всеми пятью осями человеческого здоровья. Позже мы рассмотрим это более подробно, но для начала давайте определим микробиоту кишечника как своего рода командный центр человеческого здоровья. Процессы, происходящие в организме, в том числе в сердце и мозге, зачастую обоснованы работой кишечных микробов. Это командная деятельность, часто специализирующаяся на чем-то конкретном.
Представьте себе кишечник как фабрику, на которой трудится множество разнообразных сотрудников. Каждый из них вносит в великую цель свой вклад в соответствии со своим опытом. В плане специализации неизбежно будут совпадения. Если, потеряв инженера Салли, вы замените ее инженером Марком, то в их работе могут проявиться некоторые различия, однако схожий набор навыков позволяет им обоим выполнить требуемую задачу. Но что случится, если вы потеряете инженера и попросите оператора конвейерной ленты его заменить? Или что случится, если вместо целого ряда специальностей – инженеров, операторов конвейерных лент, столяров, сварщиков и техников – все рабочие места будут заняты торговыми представителями? Именно тогда фабрика перестанет полноценно работать, сигналы наложатся друг на друга, и все сломается. Точно так же, если в вашем кишечном микробиоме не хватает разнообразия, в пяти основных областях – иммунитете, метаболизме, гормонах, когнитивной функции и экспрессии генов – начнут происходить ошибки. Все эти области взаимосвязаны, но в основе лежит микробиота кишечника.
Потерю гармонии и равновесия в кишечнике мы обозначаем термином «дисбиоз». Повреждение или микробное нарушение приводит к потере разнообразия, и в процессе этого растет количество микробов, вызывающих воспаление. Другими словами, полезные бактерии отходят на второй план, предоставляя вредным больше возможностей для размножения в кишечнике. Появляется проблема, потому что теперь полезное сообщество противовоспалительных микробов больше не защищает стенку толстой кишки, и из-за этого повреждаются плотные соединения, удерживающие вместе клетки эпителия, из-за чего, в свою очередь, повышается кишечная проницаемость – некоторые называют это состояние «дырявой кишкой» – и в итоге некое вещество под названием «бактериальный эндотоксин» попадает в кровоток. Этот бактериальный эндотоксин носится по сосудистой супермагистрали по всему телу, и везде, где он оказывается, возникают пожары (то есть он провоцирует воспаления). Это плохие новости!
Бактериальный эндотоксин выделяют зловредные бактерии, например кишечную палочку и сальмонеллу. Он провоцирует воспаление – от слабого и едва выраженного до угрожающих жизни состояний – сепсиса, шока и полиорганной недостаточности. Бактериальную эндотоксемию связывают со множеством заболеваний, в том числе с аутоиммунными, а также ожирением, ишемической болезнью сердца, застойной сердечной недостаточностью, диабетом 2-го типа, болезнью Альцгеймера, алкогольным гепатитом, неалкогольным ожирением печени, остеоартритом… и этот список можно продолжать.
Звучит страшно, но не пугайтесь. Темноту всегда прогоняет свет. Позвольте привести пример. Существует бактерия под названием Clostridiodes difficile, ранее известная, как Clostridium difficile (да, бактерии меняют имена, как Puff Daddy или Принс), и которую часто кратко обозначают C. diff. Это патогенная бактерия, обитающая в толстой кишке даже у тех, кто здоров и полон сил. В этом случае полезные кишечные бактерии численностью превосходят количество вредоносных C. diff и способны подавить их активность. Свет прогоняет тьму.
Но если кишечник поврежден и хороших ребят не хватает, C. diff множится, набирает силу и вызывает колит (сильное воспаление толстой кишки) с болью в животе, лихорадкой и взрывной кровавой диареей. Это плохо. Болезнь может перерасти в сепсис, опасную для жизни реакцию на инфекцию, которая способна быстро окончить жизнь самого здорового человека. Если такое происходит, может понадобиться экстренная хирургическая операция по удалению толстой кишки полностью как последнее средство, чтобы избавиться от инфекции и спасти жизнь человека.
Когда в 2006 году я учился в медицинской школе, мы видели C. diff только у госпитализированных пациентов, принимавших антибиотики. Оглядываясь назад, мы понимаем, что бомбардировка кишечника антибиотиками уничтожает большую часть полезных бактерий, позволяя устойчивой к такой терапии C. diff поднять голову и захватить власть. Тогда мы не осознавали этого, и пытались лечить C. diff с помощью – да, вы догадались – других антибиотиков. Это работало какое-то время, но к 2010 году становилось все больше и больше случаев, когда антибиотики не помогали. Мы начали находить С. diff у новых групп пациентов – молодых людей, никогда не принимавших антибиотики и не лежавших в больницах. Все изменилось так быстро, что все мои знания, полученные в медицинской школе, устарели всего за несколько лет. Со снижением эффективности антибиотико-терапии отчаяние медицинского сообщества усиливалось. Некоторым пациентам требовалось долгосрочное лечение, а наименее удачливые из них расставались либо с толстой кишкой, либо с жизнью.
Но помните, свет прогоняет тьму. В наши непростые времена современная медицина обратилась к самому странному и скрытому – к человеческому стулу. Да, именно так! Мы использовали его как метод лечения. Это называется пересадкой кала, и это не такая уж новинка. Первые сообщения о ней родом из древнего Китая, и им больше пятисот лет. Как оказалось, если пересадить фекальную микробиоту здорового человека в толстую кишку очень больного пациента – или, в нашем случае, если разбавить C. diff здоровым стулом – эта злобная, устойчивая к лекарствам инфекция ведет себя в точности как Злая ведьма Запада после того, как Дороти окатила ее водой из ведра. «Я таю, я таю», – кричит С. diff, и пациент выздоравливает – ему не становится лучше, он именно выздоравливает – за один-два дня. Повторюсь, свет прогоняет тьму. Я бы назвал это чудом, за исключением того, что чудо невозможно повторить.
Но из-за чего пересадка фекальной микробиоты столь успешна? Все довольно просто: она восстанавливает равновесие, увеличивая количество хороших микробов. Вы просто отправляете правильные бактерии на работу на фабрику. Стоит им туда попасть, и они принимаются за работу, тут же захватывая и подавляя патогенную C. diff, именно так, как это происходит у здорового человека, у которого эта бактерия живет в кишечнике, но не вызывает болезни.
«Но разве стул – это не отходы пищеварения?» – можете спросить вы. Нет. Шестьдесят процентов веса каловых масс – это на самом деле бактерии, полезные и вредные. Шестьдесят процентов! И это слепок вашей микробиоты. Не идеальный слепок, но так или иначе это смесь бактерий из всех отделов толстой кишки. Даже если вы поститесь, стул все равно образуется, потому что кишечная микробиота постоянно размножается и обновляется.
Все мы любим хорошие истории, верно? Стул – это возвращение века, даже тысячелетия. То, что еще недавно не имело никакой ценности, десять лет назад стало спасителем современной медицины. Говорят, что еда – это лекарство. Это так, но стул – тоже лекарство! Поколение за поколением мы пренебрежительно относились к нему, шутя о какашках, хотя на самом деле стоило чествовать его или хотя бы почтительно снимать перед ним шляпу. Мы не понимали, что стул – это колесница, несущая нашего признанного гладиатора, кишечную микробиоту. Я не преувеличиваю; я искренне верю, что перистальтика должна быть шестым признаком жизни. Температура тела, пульс, частота дыхания, кровяное давление, содержание кислорода в крови и, наконец (по списку, но не по значению) качество перистальтики. Это прекрасное окно, позволяющее увидеть здоровье.
Я считаю, что равновесие жизненно важно для кишечной флоры и для всех частей организма, сотрудничающих с ней. Все те годы, что мы пытались уничтожить плохих парней, на самом деле нам требовалось просто придать силы парням хорошим. Если равновесие восстановлено, микробиота прекрасно о вас заботится. Организмы, обитающие в кишечнике, настолько сильны, что даже в форме «отходов» могут исцелить смертельно больного.
Не нужно жить в страхе или во тьме – эта книга поможет вам создать свет. Вместо уничтожения плохих парней давайте вместе создадим подкрепление для хороших ребят, восстановим равновесие в командном центре и позволим тридцати девяти триллионам рабочих лошадок естественным образом усилить наш иммунитет, наш обмен веществ, гормональное равновесие, мышление и экспрессию генов.
Удивительная власть кишечной микробиоты над здоровьем всего тела
Здоровый, разнообразный микробиом кишечника делает гораздо больше, чем просто подавление патогенных бактерий, переработка наших лекарств и помощь в переработке пищи. Он действует как командный центр для всех пяти осей здоровья человека. Звучит как нечто на грани научной фантастики, но это истинная правда. Я полностью уверен, что все здоровье и все болезни начинаются в кишечнике. Благодаря вдохновляющей силе нашей микробиоты я пересматриваю свое место на этой планете. Мы тоже являемся частью природного равновесия, и внутри нас есть сообщество, в котором мы нуждаемся так же, как оно нуждается в нас – нам лучше вместе! И если мы заботимся о них, они заботятся о нас.
Взгляд на иммунитет со стороны детского подгузника
Хотя большинство из нас ошеломлены применением человеческих экскрементов в качестве лекарства, есть кое-кто, кого это открытие вряд ли удивило. Это профессор Дэвид Стрейкен, эпидемиолог из Лондонской школы гигиены и тропической медицины. В 1989 году Стрейкен выдвинул гигиеническую гипотезу, выяснив, что дети, рожденные в семье с большим количеством братьев и сестер, менее подвержены экземе и аллергическому риниту. Возможно, вы слышали о его гипотезе – это теория, предполагающая, что за взрывом аллергических и аутоиммунных заболеваний стоит чрезмерная чистота. Вот почему некоторые семьи поощряют своих детей играть в грязи, чтобы укрепить их иммунитет!
Наблюдения профессора Стрейкена были хорошим началом. Но современная наука показывает, что мы должны шагнуть еще дальше. Настоящая проблема заключается не столько в чрезмерной чистоте, сколько в нарушении здоровья микробиоты кишечника. Как я уже упоминал, целых 70 процентов иммунной системы живет в кишечнике, который отделен от микробиоты одним слоем клеток толщиной меньше человеческого волоса, неразличимых невооруженным глазом. Этот единственный слой клеток работает как трехфутовый (примерно метровый) хлипкий деревянный забор между двумя домами – в одном из которых обитает иммунная система, а в другом – микробиота. Кажется, что стороны отделены друг от друга, но они разделены не полностью. Они тесно связаны между собой, питаются энергией друг друга, вместе пьют и веселятся и постоянно общаются друг с другом. У нас есть данные, что микробиота способствует правильному развитию иммунных клеток, выявляет захватчиков, доставляет иммунные клетки в нужное место, а затем усиливает их способность бороться с инфекцией. Здоровая кишечная микробиота превращается в мощную, сильную иммунную систему, которая прекрасно справляется с определением возникающей угрозы – инфекционной или даже злокачественной – и искореняет ее. Отделить кишечную микробиоту от иммунной системы нельзя. Если навредить одной, пострадает и другая.