Смотри, что у тебя внутри. Как микробы, живущие в нашем теле, определяют наше здоровье и нашу личность
Шрифт:
Но что касается третьего вопроса – почему мы вообще решили это сделать, – то тут нужны более подробные объяснения.
Первые микроорганизмы вы получаете от матери, проходя через ее родовые пути. Доказано, что материнский микробиом загодя к этому готовится. В течение беременности в вагинальном микробиоме матери начинают преобладать бактерии определенного вида Lactobacillus [29] . Микробное население кишечника тоже меняется: становится больше организмов, способных более эффективно извлекать из пищи энергию. К сожалению, эти микробы также могут способствовать возникновению воспаления, особенно в последнем триместре, – это сложный процесс, результатом которого, среди прочего, могут быть диарея и судороги.
29
R. Romero et al., “The Composition and Stability of the Vaginal Microbiota of Normal Pregnant Women Is Different from That of Non-Pregnant Women,” Microbiome 2, no. 1 (Febuary3, 2014): 4.
Откуда мы знаем, что женский микробиом меняется во время беременности? Для ответа нам понадобится шприц, полный фекалий, а также наши верные помощники, вечные страдальцы – лабораторные мыши. Группа ученых из США, Финляндии и Швеции перенесла фекалии беременных женщин в организм мышей, выращенных в стерильных боксах, то есть не имеющих никаких собственных микробов. Мышей разделили на две группы: одна получила образцы от женщин, находящихся на первом триместре
30
O. Koren et al., “Host Remodeling of the Gut Microbiome and Metabolic Changes During Pregnancy,” Cell 150, no. 3 (August 3, 2012): 470–80.
Пересаживая мышам микробов, мы можем ответить на вопрос: являются ли изменения в популяции реакцией на беременность, или наоборот – микроорганизмы являются катализатором этих изменений. Микробные сообщества кишечника беременных изменяются таким образом, чтобы мать могла извлекать из пищи больше энергии и передавать ее плоду. Возможно также, что микроорганизмы кишечника готовятся к тому, чтобы перейти к ребенку. Мы знаем, что аналогичные процессы происходят у животных со специфическим рационом, например у коал, которым необходимы листья эвкалипта, и у летучих мышей-вампиров, питающихся кровью.
До сих пор остается неясным, есть ли микробы у плода в матке. Опубликованы работы, где наличие микробов в амниотической жидкости или в плаценте связывают с преждевременными родами [31] . Но эти результаты пока не получили широкого подтверждения. В настоящее время преобладает точка зрения, что у здорового плода нет никаких бактерий, – хотя, как это часто случается в науке, не исключено, что после получения новых данных эта точка зрения будет пересмотрена.
По всей вероятности, первых микробов мы получаем в процессе рождения, проходя по родовым путям, наполненным вагинальными бактериями. Несмотря на то, что микробные сообщества у разных женщин различны, во время беременности все они изменяются в одном и том же направлении [32] . И это вполне логично, если микроорганизмы, как мы полагаем, эволюционируют, чтобы обеспечить ребенку при его появлении на свет защитный слой. Это немного похоже на один из тех мультфильмов, в которых новорожденного приветствует хор бабочек и певчих птиц – только роль бабочек и птичек играют уродливые ворсистые существа, которые, барахтаясь в слизи, заползают в ребенка.
31
K. Aagaard et al., “The Placenta Harbors a Unique Microbiome,” Science Translational Medicine 6, no. 237 (May 21, 2014): 237ra65.
32
Romero et al., “Composition and Stability of Vaginal Microbiota of Normal Pregnant Women Different from That of Non-Pregnant Women.”
Итак, предположим, что первых микробов ребенок получает из родовых путей и вагины матери. Что происходит, если он появляется на свет иным способом? Во многих странах количество кесаревых сечений возрастает [33] , потому что они, во-первых, позволяют избежать медицинских осложнений и, во-вторых, их проще планировать.
Мария Глория Домингес-Белло, научный сотрудник медицинского центра Лангона при Нью-Йоркском университете, изучает микробиом младенцев. В нашей совместной работе мы показали, что, в отличие от взрослых с их многочисленными специализированными микробными экосистемами, микробиомы новорожденных более или менее одинаковы. Если ребенок рождается естественным путем, его микробиом похож на вагинальное микробное сообщество матери; если в результате кесарева сечения – скорее на кожный микробиом взрослых, то есть на совершенно другое сообщество [34] . Кесарево сечение ассоциируется с повышенным риском ряда заболеваний, связанных с микробиомом или/и иммунной системой, включая астму [35] , а также, возможно, ожирение [36] , пищевые аллергии [37] и атопические дерматиты [38] (разновидность экземы). Но не нужно паниковать, если вы сами или ваш ребенок пришли в этот мир при помощи кесарева сечения. Скорее всего, с вами все будет в порядке: речь идет об относительно невысоких рисках.
33
Michelle K. Osterman and Joyce A. Martin, “Changes in Cesarean Delivery Rates by Gestational Age: United States, 1996–2011,” NCHS Data Brief, no. 124, June 2013: 1–8; Luz Gibbons et al., The Global Numbers and Costs of Additionally Needed and Unnecessary Cesarean Sections Performed per Year: Overuse as a Barrier to Universal Coverage. Geneva, Switzerland: World Health Organization, 2010.
34
M. G. Dominguez-Bello et al., “Delivery Mode Shapes the Acquisition and Structure of the Initial Microbiota Across Multiple Body Habitats in Newborns,” Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 107, no. 26 (June 29, 2010): 11971–75.
35
G. V. Guibas et al., “Conception via In Vitro Fertilization and Delivery by Caesarean Section Are Associated with Paediatric Asthma Incidence,” Clinical and Experimental Allergy: Journal of the British Society for Allergy and Clinical Immunology 43, no. 9 (September 2013): 1058–66; L. Braback, A. Lowe, and A. Hjern, “Elective Cesarean Section and Childhood Asthma,” American Journal of Obstetrics and Gynecology 209, no. 5 (November 2013): 496; C. Roduit et al., “Asthma at 8 Years of Age in Children Born by Caesarean Section,” Thorax 64, no. 2 (February 2009): 107–13; M. C. Tollanes et al., “Cesarean Section and Risk of Severe Childhood Asthma: A Population-Based Cohort Study,” Journal of Pediatrics 153, no. 1 (July 2008): 112–16; B. Xu et al., “Caesarean Section and Risk of Asthma and Allergy in Adulthood,” Journal of Allergy and Clinical Immunology 107, no. 4 (April 2001): 732–33.
36
M. Z. Goldani et al., “Cesarean Section and Increased Body Mass Index in School Children: Two Cohort Studies from Distinct Socioeconomic Background Areas in Brazil,” Nutrition Journal 12, no. 1 (July 25, 2013): 104; A. A. Mamun et al., “Cesarean Delivery and the Long-term Risk of Offspring Obesity,” Obstetrics and Gynecology 122, no. 6 (December 2013): 1176–83; D. N. Mesquita et al., “Cesarean Section Is Associated with Increased Peripheral and Central Adiposity in Young Adulthood: Cohort Study,” PloS One 8, no. 6 (June 27, 2013): e66827; K. Flemming et al., “The Association Between Caesarean Section and Childhood Obesity Revisited: A Cohort Study,” Archives of Disease in Childhood 98, no. 7 (July 2013): 526–32; E. Svensson et al., “Caesarean Section and Body Mass Index Among Danish Men,” Obesity 21, no. 3 (March 2013): 429–33; H. T. Li, Y. B. Zhou, and J. M. Liu, “The Impact of Cesarean Section on Offspring Overweight and Obesity: A Systematic Review and Meta-Analysis,” International Journal of Obesity 37, no. 7 (July 2013): 893–99; H. A. Goldani et al., “Cesarean Delivery Is Associated with an Increased Risk of Obesity in Adulthood in a Brazilian Birth Cohort Study,” American Journal of Clinical Nutrition 93, no. 6 (June 2011): 1344–47; L. Zhou et al., “Risk Factors of Obesity in Preschool Children in an Urban Area in China,” European Journal of Pediatrics 170, no. 11 (November 2011): 1401–6.
37
T. Marrs et al., “Is There an Association Between Microbial Exposure and Food Allergy? A Systematic Review,” Pediatric Allergy and Immunology: Official Publication of the European Society of Pediatric Allergy and Immunology 24, no. 4 (June 2013): 311–20 e8.
38
J. Penders et al., “Establishment of the Intestinal Microbiota and Its Role for Atopic Dermatitis in Early Childhood,” Journal of Allergy and Clinical Immunology 132, no. 3 (September 2013): 601–7 e8; K. Pyrhonen et al., “Caesarean Section and Allergic Manifestations: Insufficient Evidence of Association Found in PopulationBased Study of Children Aged 1 to 4 Years,” Acta Paediatrica 102, no. 10 (October 2013): 982–89; F. A. van Nimwegen et al., “Mode and Place of Delivery, Gastrointestinal Microbiota, and Their Influence on Asthma and Atopy,” Journal of Allergy and Clinical Immunology 128, no. 5 (November 2011): 948–55 e1–3; P. Bager, J. Wohlfahrt, and T. Westergaard, “Caesarean Delivery and Risk of Atopy and Allergic Disease: Meta-Analyses,” Clinical and Experimental Allergy: Journal of the British Society for Allergy and Clinical Immunology 38, no. 4 (April 2008): 634–42; K. Negele et al., “Mode of Delivery and Development of Atopic Disease During the First 2 Years of Life,” Pediatric Allergy and Immunology: Official Publication of the European Society of Pediatric Allergy and Immunology 15, no. 1 (February 2004): 48–54.
Тем не менее
предположение о том, что проблемы со здоровьем могут быть вызваны отсутствием контакта с микробным сообществом, к которому мы адаптированы, вполне обоснованно. Примерно до начала прошлого столетия все люди, доживавшие до зрелости, при рождении проходили через родовые пути и получали свое собственное сообщество микроорганизмов. Вот почему, когда наша собственная дочь появилась на свет в результате экстренного кесарева сечения, мы покрыли ее вагинальными микробами, которых она должна была получить естественным путем. А поскольку каких-либо признанных руководств по этому вопросу не существует, мы поступили по своему разумению.Пока что мы не знаем, повлияло ли это на нашу дочь: вы не можете получить значимые статистические результаты, если размер выборки – “один ребенок”. Но моя лаборатория при участии доктора Домингес-Белло выполняет пилотный проект, чтобы проверить этот эффект в более широких масштабах. На момент написания книги мы смогли подтвердить, что “вагинальные” и “кесаревы” младенцы сразу после рождения имеют различные микробиомы (то же самое подтвердила канадская группа ученых в аналогичном исследовании [39] ). Однако у нас пока нет достаточной информации, чтобы проследить, как это влияет на их здоровье в будущем.
39
M. B. Azad et al., “Gut Microbiota of Healthy Canadian Infants: Profiles by Mode of Delivery and Infant Diet at 4 Months,” CMAJ: Canadian Medical Association Journal 185, no. 5 (March 19, 2013): 385–94.
Кроме того, очень трудно сравнивать далекие последствия кесарева сечения и естественных родов, потому что после рождения наши микробиомы быстро усложняются. В момент рождения все младенцы, проходящие через родовые пути, имеют очень похожие микробиомы. Но когда мы становимся взрослыми, разница между нами – точнее, нашими микробиомами – огромна.
Если мы, люди, можем так сильно отличаться друг от друга, то возникает вопрос: с кем же у нас больше всего сходства? С теми, кто ест то же, что и мы? С родственниками, которые живут вместе с нами? С жителями нашего города или континента? Оказывается, все эти факторы влияют на наш микробиом, и мы только стоим на пороге множества открытий, одно важнее другого.
Детство – один из наиболее важных периодов развития микробиоты человека (то есть самих микробов, в то время как слово “микробиом”, как уже говорилось, относится к совокупности генов). Профессор микробиологии Корнелльского университета Рут Лей вместе с сотрудниками моей лаборатории изучали стул одного и того же ребенка на протяжении первых 838 дней его жизни [40] . Мы обнаружили, что если в самом начале микробиом стул этого мальчика совпадал с влагалищным микробиомом взрослой женщины (чего и следовало ожидать, учитывая, что он родился естественным путем), то в конце он превратился в обычный кишечный микробиом взрослого человека. Какое огромное изменение между этими двумя временными вехами!
40
J. E. Koenig et al., “Succession of Microbial Consortia in the Developing Infant Gut Microbiome,” supplement 1, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 108 (March 15, 2011): 4578–85.
Что самое интересное, ежедневные различия между его микробными сообществами были больше, чем разница между фекальными сообществами двух здоровых людей. В некоторых случаях недельная разница была больше, чем у 250 взрослых, которых мы отслеживали в похожем проекте. Иными словами, если с точки зрения микробиологии в начале наблюдений малыш более или менее напоминал медведя (у медведей, благодаря их богатой мясом диете, очень простой кишечник), то в конце – обезьяну. Чрезвычайно интересным стал период, когда мальчика лечили антибиотиками от ушной инфекции: в это время его микробиом казался микробиомом не просто другого человека, но чуть ли не существа другого вида! Однако через несколько недель он вновь восстановился до состояния микробиома взрослого. Это к вопросу о том, как часто мы можем принимать и давать детям антибиотики.
Формирование нашего микробиома, даже в самые первые дни, зависит от диеты. Наблюдается заметная разница между результатами грудного и искусственного вскармливания. “Груднички” имеют доступ к особым микробам, содержащимся в материнском молоке, а также к особым сахарам, которые способствуют развитию полезных микробов. Затем, месяцев в шесть, когда мы начинаем есть твердую пищу, наш микробиом проходит следующую стадию развития, когда кратковременные пищевые вариации почти на него не влияют. Но в долгосрочной перспективе вы – это то, что вы едите: если брать период в один год, то наибольшее влияние на микробиом кишечника оказывает диета, от которой зависит баланс двух важнейших групп бактерий, переваривающих соответственно белок и пищевые волокна [41] .
41
G. D. Wu et al., “Linking Longterm Dietary Patterns with Gut Microbial Enterotypes,” Science 334, no. 6052 (October 7, 2011): 105–8.