Родни Дитерт - Человеческий суперорганизм
Микробиом должен подходить человеку как перчатка. Он может и должен идеально соответствовать «человеческой составляющей» нашего суперорганизма — только тогда будет обеспечена слаженная работа этих двух компонентов. Работая над первой главой книги, я случайно наткнулся в спортивной прессе на неплохую аналогию.
В соревновательных видах спорта костюмы нередко помогают атлетам добиваться выдающихся достижений. Это особенно касается тех видов спорта, где от атлетов требуются скорость, ловкость и/или выносливость. Костюм, плотно прилегающий к коже, дает спортсмену аэродинамическое преимущество, не ограничивает свободу движений и позволяет ему проявить максимум физической работоспособности. Такой костюм обеспечивает спортсмену конкурентный перевес. В мир спортивной одежды стремительно внедряются технологии космического века. В 2008 г. на летних Олимпийских играх в Пекине фурор произвели облегающие костюмы Speedo, в которых выступали американские пловцы, а в 2010 г. на зимней Олимпиаде в Ванкувере сенсацией стали горнолыжные костюмы компании Spyder, в которых выступали золотая медалистка Линдси Вонн и другие американские горнолыжники.
Но какие бы высокие технологии ни использовались при создании спортивной одежды, если она не соответствует личным, индивидуальным потребностям спортсмена, чудес от нее ждать не следует. Вспомним хотя бы прославленную команду американских конькобежцев, использовавших специально сконструированные, высокотехнологичные спортивные костюмы особого дизайна, для создания которых, однако, требовалось, чтобы мерки снимались со спортсменов задолго до соревнований. Новые костюмы, названные Mach 39, прибыли прямо перед открытием зимних Олимпийских игр в Сочи в 2014 г. и вызвали множество нареканий со стороны спортсменов. Выступать в них они не смогли. Напротив, голландские конькобежцы привезли с собой испытанные временем и соревнованиями старые костюмы, а заодно прихватили с собой и портного, подгонявшего их прямо перед забегами. В конце концов слабые результаты заставили американских конькобежцев в самый разгар выступлений сменить новые костюмы на старые, а тем временем голландцы изумили мир количеством медалей, завоеванных на сочинской олимпиаде в этом виде спорта. Если уж спортивная одежда должна тщательно подгоняться по фигуре каждого атлета, чтобы позволить ему проявить максимум своих способностей, а не кроиться по общему лекалу или наспех вытаскиваться из шкафа накануне соревнований, то что же говорить о микробиоме, который должен в точности соответствовать уникальному человеческому геному каждого индивида? Нашему телу он должен казаться старым надежным другом. В биологическом смысле это означает, что они должны сотрудничать друг с другом подобно тому, как сотрудничают обитатели кораллового рифа, чтобы обеспечивать собственное выживание. Появляясь на свет в результате естественных родов, мы наследуем не только содержавшуюся в оплодотворенном яйце смесь хромосом своих родителей, но и мириады микробов, которые сосуществовали с человеческими генами нашей матери и которые она передала нам во время нашего появления на свет. Научные исследования показывают, что наш микробиом как нельзя лучше дополняет наши человеческие гены.
Один из способов сравнительного изучения эффектов генетических и средовых факторов у человека — исследование идентичных (однояйцевых) близнецов, то есть близнецов, которые развились из одной оплодотворенной яйцеклетки и имеют одинаковые наборы генов. Неидентичные близнецы возникают из двух разных яйцеклеток, оплодотворенных двумя разными сперматозоидами, но в материнской утробе они развиваются бок о бок. Кроме того, такие близнецы могут крепиться пуповиной к общей плаценте или каждый из них иметь свою собственную плаценту. Поскольку «человеческие» гены у идентичных близнецов одинаковы, для ученых они — благодатное поле для исследований.
До сих пор речь шла о близнецах-двойняшках, но еще бульшую ценность для ученых представляют тройняшки. В г. Корке (Ирландия) было проведено исследование кишечного микробиома трех «комплектов» тройняшек с момента их рождения до конца первого года жизни. В каждой тройне два малыша были идентичными близнецами (то есть возникли из одной и той же яйцеклетки и обладали одинаковыми хромосомами), а третий ребенок развился из другой яйцеклетки, оплодотворенной другим сперматозоидом, и, соответственно, отличался от первых двух малышей частью своих генов. Все новорожденные появились на свет в результате кесарева сечения и, таким образом, не получили материнских вагинальных микробов, которые обычно получают новорожденные, появляющиеся на свет естественным образом. Кормили малышей грудным молоком и искусственными молочными смесями.
Особый интерес у ученых вызывала тройня здоровых малышей, не получавших антибиотики. Когда малышам исполнился месяц, было установлено, что микробиомы двух идентичных близнецов тройни обнаруживают поразительное сходство, в то время как фекальный профиль кишечных микробов третьего малыша, порожденного другими яйцеклеткой и сперматозоидом, но выношенного той же матерью, сильно от них отличается. К концу первого года жизни, однако, различия в характеристиках микробиомов трех здоровых малышей тройни почти исчезли. Этот факт заставляет предполагать, что наши человеческие гены, возможно, оказывают определенное влияние на микробов, подходящих для комплектации нашего микробиома. Заключается своего рода брачный союз между двумя наборами генов — человеческих и микробных, — который продлится по меньшей мере первые несколько дней жизни малыша.
Две тройни близнецов, в которых некоторые малыши получали антибиотики, показали иные результаты. Разрушение младенческого микробиома антибиотиками оказывало на смесь кишечных микробов гораздо более сильное воздействие, чем человеческая генетика (то есть различия в унаследованных от родителей наборах генов). После лечения малышей антибиотиками эти различия переставали иметь сколь-либо существенное значение.
Чтобы понять, каким образом наши человеческий и микробный компоненты гармонически сочетаются друг с другом в единый и целостный суперорганизм, нелишне спросить, а кто, собственно, управляет всем этим «автобусом»? Этот вопрос о механизмах управления нашим сложно устроенным телом открыл — по крайней мере для меня — совершенно новую грань современной биологии. В своей недавно опубликованной статье Джон Крайэн и его сотрудники из Коркского университета не исключают возможности, что микробиом выступает по отношению к нам почти так же, как сказочный кукольный мастер Джеппетто — по отношении к Пиноккио. Они описывают, какое сильное воздействие микробы могут оказывать на функции нашего мозга и поведение. Вопрос «кто здесь главный — наш микробиом или наша человеческая сущность?» — по сути дела, остается открытым. Но работа Крайэна и сотрудников убедительно показывает, что, во-первых, наши кишечные микробы способны вызывать не менее сильные «умопомрачающие» эффекты, чем некоторые психотропные вещества, и, во-вторых, что эта их способность может пригодиться в будущем в терапевтических целях.
Психологические эффекты, вызываемые микробами, с которыми мы вынуждены вести совместное существование, порождают массу тревожных вопросов экзистенциального характера. Возможно, самый злободневный из них звучит так: сколько самоубийств вызвали микробы?
Когда мы будем рассматривать другие представления новой биологии и их применимость к нашему здоровью, станет очевидной одна важная вещь. Микробиом — ключевой фактор, определяющий возможность здоровой жизни. Независимо от того, считаем ли мы микробов «водителями автобуса» нашего суперорганизма или же обычными «пассажирами», просто занимающими в нем большинство мест, эти существа так или иначе постоянно сопровождают нас в нашем жизненном путешествии. Совсем скоро вы тоже научитесь немного управлять своим персональным микробиомом. Но какую пользу можно из этого извлечь?
4. Неполноценное поколение
Врожденные пороки, или пороки развития, — не самая веселая тема для обсуждения. Достаточно вспомнить малышей с отсутствующими или деформированными конечностями или темными пятнами на коже! Говоря о врожденных дефектах, мы в первую очередь и представляем себе изуродованные формы и искаженные цвета. Именно они особенно пугают родителей. Но, по мере того как ребенок подрастает, нередко возникают и худшие последствия. Среди них — пожизненная инвалидность или преждевременная смерть. К тому же многие врожденные пороки лечению сегодня не поддаются.
Часть врожденных пороков имеет генетическую природу; к их числу, например, относится муковисцидоз — наследственная болезнь, связанная с поражением желез наружной секреции и сопровождающаяся серьезными нарушениями дыхания, и синдром Дауна — генетическая аномалия, обусловленная присутствием в клетках лишней (третьей) копии 21-й хромосомы. Пороки развития, однако, могут возникать и в результате воздействия внешних факторов, нередко называемых тератогенами. В качестве примера можно привести талидомид — лекарство, назначавшееся в 1950–1960-х гг. беременным женщинам от тошноты и как седативное средство. Оказалось, что этот препарат вызывает у младенцев множество аномалий развития, включая деформацию конечностей и пороки сердца. История талидомида — один из наиболее трагических примеров того, как предположительно безопасная медицинская процедура (в данном случае — прием лекарства во время беременности) может привести к развитию тяжелых врожденных дефектов. Другой пример тератогенного действия — алкогольный синдром плода, когда злоупотребление беременными женщинами алкоголем приводит к развитию у их потомков серьезных неврологических и сенсорных расстройств.
