Здоровий кишечник. Контроль ваги, настрою та здоров’я Джастiн Зонненбург Ерiка Зонненбург Травна система людини мiстить щiльне еднання бактерiй та iнших мiкробiв. Переважна бiльшiсть бактерiй розташована всерединi нашоi товстоi кишки. Вiд роботи кишкових мiкроорганiзмiв залежить подальше здоров’я людини. Ви дiзнаетеся про зв’язок мiж мiкробiотою, iмунною системою, метаболiзмом, настроем i поведiнкою; як правильно формувати мiкрофлору вiд народження i як оптимiзувати ii в дорослому вiцi; коли проходити курс антибiотикiв i як пiсля цього вiдновити мiкрофлору кишечника; як пiдтримувати мiкробiоту з вiком i як знайти правильну комбiнацiю мiкробiв для нашого кишечника. Практичнi настанови, рецепти та плани харчування для збереження здоровоi мiкрофлори допоможуть кожному нормалiзувати стан кишечника та зберегти здоров’я на багато рокiв. У форматi PDF A4 збережений видавничий макет. Джастiн Зонненбург, Ерiка Зонненбург Здоровий кишечник. Контроль ваги, настрою та здоров’я © Justin Sonnenburg and Erica Sonnenburg, 2015 © Depositphotos.com / lineartestpilot, обкладинка, 2020 © Книжковий Клуб «Клуб Сiмейного Дозвiлля», видання украiнською мовою, 2020 © Книжковий Клуб «Клуб Сiмейного Дозвiлля», переклад i художне оформлення, 2020 * * * Присвячуеться нашим донькам Клер та Камiлi, якi надихнули нас на написання цiеi книжки, а також трильйонам наших мешканцiв-мiкробiв, – нехай вашi таемницi продовжують просвiщати нас i далi Передмова. Ендрю Вейл, доктор медицини Пiд час навчання в медичнiй школi в серединi 1960-х рокiв я дiзнався, що товстий кишечник людини мiстить величезну кiлькiсть бактерiй, необхiдних для належного травлення та засвоення поживних речовин, i що тривале використання антибiотикiв може спричинити кишковi розлади через надмiрне поширення небажаних мiкробiв. У тi часи на людей, якi споживали йогурт для здорового травлення або вживали ацидофiльнi харчовi добавки, навiшували ярлик – «схибленi на здоров’i». Та й мало хто з медичних авторитетiв вiрив, що кишкова флора мае хоч якийсь вплив за межами травного тракту. Ще невiдоме було таке поняття, як «людський мiкробiом», що мiстить усi мiкроорганiзми всерединi та на поверхнi тiла, загальний вмiст ДНК якого перевищуе ДНК людини. Сьогоднi дослiдження людського мiкробiому – один iз найактуальнiших напрямiв медичноi науки, що передвiщае справжню революцiю в нашому розумiннi фiзiологii та даруе великi сподiвання на покращення охорони здоров’я та лiкування хвороб новiтнiми методами. Види бактерiй та грибкiв, якi заселяють кишечник, можуть визначати нашу взаемодiю з довкiллям: спричиняти розвиток алергiй та автоiмунних реакцiй або, навпаки, захищати вiд них. Мiкроорганiзми кишечника можуть спровокувати ожирiння чи дiабет або, навпаки, уберегти нас вiд цих хвороб. Вони вмiють послаблювати або посилювати запалення в нашому органiзмi. Мешканцi кишечника здатнi взаемодiяти зi штучними пiдсолоджувачами й цим спричиняти нечутливiсть до iнсулiну та набiр зайвоi ваги в деяких людей. Вони можуть навiть впливати на розумовi здiбностi та емоцiйну рiвновагу. Уперше я почув про новий погляд на мiкробiом вiд одного з авторiв цiеi книжки – Джастiна Зонненбурга. Вiн та його дружина Ерiка – видатнi науковцi, якi дослiджують та розвивають цю царину у своiй лабораторii на катедрi мiкробiологii та iмунологii Медичноi школи Стенфордського унiверситету. 2013 року я запросив Джастiна виступити з доповiддю про його дослiдження на Десятiй щорiчнiй конференцii з питань харчування та охорони здоров’я, органiзованiй Центром iнтегративноi медицини Аризонського унiверситету. Цей захiд проходив у Сiетлi за участi сотень лiкарiв, сертифiкованих дiетологiв та iнших медичних фахiвцiв. Виступ Джастiна став для мене головною подiею конференцii. Його промова була сповнена захоплення вiд вiдкриттiв щодо людського мiкробiому. Науковець пропонував вiдповiдi на питання про новi медичнi проблеми, якi я сам не мiг розв’язати. У Пiвнiчнiй Америцi та iнших розвинених краiнах свiту стрiмко поширюються астма, алергii та автоiмуннi реакцii. Чому частота алергii на арахiс сьогоднi набагато бiльша, нiж за часiв мого дитинства, яке припало на 1950-тi? І як пояснити рiзке пiдвищення чутливостi до глютену? Останне питання турбувало мене дуже сильно. За умови, що несприйнятливiсть до глютену – це дiагноз, для якого бракуе об’ективних критерiiв, симптоми в бiльшостi людей зникають, коли з iхнього рацiону прибирають глютен, i виникають знову, якщо його повертають. Я вiдкидаю думку, що злаки загалом i пшениця зокрема – шкiдливi продукти. Мене не переконуе аргумент, що генетика пшеницi змiнилася в останнi роки достатньо, щоб бути причиною проблем. Чутливiсть до глютену, схоже, найпомiтнiша серед населення Пiвнiчноi Америки. У Китаi, де глютен подають у бiльшостi ресторанiв як окрему страву (наприклад, глютен пiд соусом з чорноi квасолi та кисло-солодкий глютен), чутливiсть до цього бiлка не доведена, як i в Японii. Як це можна пояснити? Джастiн Зонненбург подав менi iдею, що винуватцями, iмовiрно, е змiни нашого мiкробiому. За останнi кiлька десятилiть кишкову мiкрофлору населення планети сильно змiнили чотири чинники: 1) надмiрне споживання готових, перероблених продуктiв, 2) масове використання антибiотикiв, 3) тривожне зростання кiлькостi кесаревих розтинiв, яка сьогоднi сягае третини всiх пологiв, та 4) вiдмова жiнок годувати немовлят грудьми. У цiй книжцi ви прочитаете, як кожен iз цих чинникiв уплинув на рiзкi змiни людського мiкробiому та як цi змiни спричиняють поширення рiзних хронiчних проблем зi здоров’ям, зокрема аутизму, депресii та iнших психiчних/емоцiйних розладiв. Подружжя Зонненбургiв також розглядають можливостi застосування мiкробiому як нового методу дiагностики й вивчають надзвичайно важливу проблему: чи можна (i як саме) змiнити наш мiкробiом, щоб зменшити ризики хвороб та оптимiзувати здоров’я. Як це зробити – дуже iндивiдуальне питання, i вiдповiдь на нього змiнюеться з вiком людини. Чи варто вживати пробiотичнi дiетичнi добавки? Чи працюють вони? Якi з них найефективнiшi? А як щодо ферментованих продуктiв, таких звичних у рацiонi мешканцiв Схiдноi Азii? (На мою думку, нам потрiбно виробляти та споживати iх бiльше.) Ця книжка мiстить вiдповiдi на перелiченi запитання. Вважаю, що цю працю неодмiнно мають прочитати всi фахiвцi галузi охорони здоров’я, а також тi, хто хоче ширше розумiти проблеми людського органiзму та довголiття. Переконаний, що ви будете вiд книжки в такому сильному захватi, який вiдчуваемо ми – ii автори та я. Адже в нiй представленi новi вiдкриття про мiкроорганiзми – таку важливу частину кожноi людини. Тусон, Аризона жовтень 2014 р. Вступ Здоров’я здебiльшого визначають гени. Ми визнаемо, що можемо полiпшити свое самопочуття, якщо будемо правильно харчуватися, займатися фiзичними вправами та боротися зi стресом. А от як цього досягти – питання дуже суперечливе. Багато популярних оздоровчих програм зосередженi лише на схудненнi або покращеннi здоров’я серця. Але чи iснуе iнший ключ до нашого загального здоров’я – другий, пiддатливий геном, здатний впливати на нашу вагу, настрiй та самопочуття? А чи можемо ми впливати на цей геном дуже конкретним (i часто дивовижним) способом життя? Так от, цей другий геном iснуе. Вiн належить бактерiям, що населяють наш кишечник i е життево важливими для нашого загального самопочуття. Стае очевидним, що ця мiкробна спiльнота (вiдома як мiкробiота, або мiкрофлора) впливае на здоров’я та хвороби, змiнюе наше уявлення про те, що означае бути людиною. Науковцi, намагаючись розкрити причини поширення таких недугiв, як рак, дiабет, алергiя, астма, аутизм та запальне захворювання кишечника, переконуються, що мiкробiота бере участь у розвитку кожного з цих розладiв. Нашi бактерiальнi мешканцi прямо чи опосередковано впливають на весь органiзм людини. Бактерii нашого кишечника еволюцiонували всерединi нас тисячолiттями, але сьогоднi вони стикаються з новими викликами. Сучасний свiт змiнив iжу (переробленi, висококалорiйнi продукти) та умови життя (оселi, що дезiнфiкують антибактерiальними мийними засобами, надмiрне використання антибiотикiв тощо). І цi змiни загрожують здоров’ю нашоi кишковоi мiкрофлори. Травна система людини – це набагато бiльше, нiж просто набiр клiтин, що оточують споживанi страви. Вона також мiстить щiльне еднання бактерiй та iнших мiкробiв. Хоча у всiх поверхнях, отворах i порожнинах тiла роем рояться мiкроби, переважна iхня бiльшiсть розташована всерединi нашоi товстоi кишки. Цi бактерii хiмiчно розщеплюють та споживають неперетравлену клiтковину з iжi, перетворюючи ii на сполуки, якi поглинае наша кишка. Деякi з цих сполук життево необхiднi для здоров’я. Робота бактерiй е нашою останньою надiею на вилучення поживних речовин iз клiтковини, що важко перетравлюються. Ось чому пiдживлення кишкових бактерiй, щоб вони виробляли сполуки, кориснi для нашого органiзму, – те найважливiше, що можемо робити для свого здоров’я. Як не дивно, але кишкова мiкробiота налаштовуе iмунну систему, що надзвичайно важлива для всього нашого здоров’я. Коли iмунiтет працюе добре, ми ефективно боремося з iнфекцiями та позбуваемося новоутворень одразу пiсля iхнього виникнення. Але якщо iмунна система працюе погано, це може спричинити численнi недуги. Коли кишковi бактерii в нормi – iмунна система працюватиме добре. Якщо робота кишкових мiкроорганiзмiв порушуеться – виникае ризик автоiмунних хвороб та раку. Хiмiчнi речовини, якi виробляе мiкробiота, впливають на реакцiю нашоi iмунноi системи на пошкодження та загрози у виглядi здуття, почервонiння й подразнення в кишечнику та в усьому тiлi. Запалення може погiршувати вже наявнi проблеми зi здоров’ям. Деякi хiмiчнi речовини, якi виробляе мiкробiота, навiть напряму пов’язанi з нашою центральною нервовою системою через вiсь «кишечник – мозок». Ми й досi багато чого не знаемо про те, як мiкробiота впливае на дiяльнiсть мозку. Але вже точно вiдомо, що вiсь «кишечник – мозок» дуже сильно позначаеться на нашому самопочуттi, а не тiльки нагадуе нам, коли час iсти. Кишковi бактерii можуть впливати на наш настрiй та поведiнку, а також на розвиток деяких нервових розладiв. Союз кожноi людини з мiкробами починаеться вiд народження. Хоча всерединi утроби матерi плiд стерильний, але пiсля появи на свiт мiкроорганiзми швидко заселяють незаймане середовище iснування органiзму. Цi бактерii ми отримуемо вiд довкiлля, наших матерiв, друзiв i членiв родини. Видатний бiолог Стен Фальков якось сказав: «Свiт вкритий патиною лайна». Або, якщо хочете, вiн вкритий патиною бактерiй. У цьому немае нiчого поганого. Тож коли ваша дитина суне до рота предмет, яким не можна вдавитися, то замiсть того, щоб його забирати або поливати антисептиком, краще згадайте, що бактерiальна патина постачае цiннi мiкроби, допомагаючи дитинi сформувати нову мiкробiоту. Упродовж життя нашу мiкрофлору формують чимало чинникiв: народженi ми природним шляхом чи за допомогою кесаревого розтину, вигодуванi грудьми чи сумiшшю, як часто ми вживаемо антибiотики, чи маемо собаку, що ми iмо та iн. Існуе значна кiлькiсть доказiв важливоi ролi бактерiй для нашого здоров’я та самопочуття. Це переконуе, що, обираючи той чи iнший спосiб життя, лiкування та харчування, ми маемо ретельно аналiзувати iхнiй вплив на кишковi мiкроорганiзми. Сучасна технологiя секвенування ДНК виявила бiльше нiж 2 мiльйони мiкробних генiв нашоi мiкрофлори пiд назвою «мiкробiом» i розкрила декiлька дуже цiкавих фактiв. По-перше, унiкальна, як вiдбитки пальцiв, мiкробiота кожноi людини позначаеться на нашiй схильностi до рiзних хвороб. По-друге, мiкробiота може порушуватися та спричиняти виникнення рiзних хвороб i розладiв, зокрема ожирiння, яке колись уважалося наслiдком неправильного способу життя. По-трете, завдяки своiй здатностi до змiн мiкрофлора дае нам змогу з вiком керувати нашим здоров’ям. Для доброго здоров’я важливо розумiти потреби мiкробiоти та належно ii доглядати. Можемо використати цю iнформацiю для вiдповiдi на багато запитань. Як можна правильно формувати мiкрофлору вiд самого народження, щоб дiти росли здоровими? Як оптимiзувати мiкробiоту в дорослому вiцi, щоб змiцнити iмунну систему та зменшити ризик автоiмунних хвороб та алергiй? Як харчування може пiдтримувати нашу мiкробiоту? Коли потрiбно проходити курс антибiотикiв i як пiсля цього можна вiдновити мiкрофлору кишечника? Як пiдтримувати мiкробiоту з вiком? Як знайти правильну комбiнацiю мiкробiв для нашого кишечника? Хоча мiкробiоту ще потрiбно дослiджувати, але в останне десятилiття вiдбулося стрiмке просування в розумiннi того, як мiкроорганiзми впливають на здоров’я та хвороби людей. Десять рокiв тому стало зрозумiло, що мiкрофлора е важливою, хоча й маловивченою цариною сучасноi мiкробiологii. Безлiч запитань вiдкрили широкi можливостi для кар’ери бiомедика. Стало зрозумiло, що ця тема е центральною для здоров’я людини. Наш кишечник заселяють бiльше нiж 100 трильйонiв бактерiй. Якщо iх розмiстити в один ряд, вони дiстануть до Мiсяця. Залежно вiд типу деякi з них живуть у шлунку (хоча багатьох бактерiй його суворий кислотний клiмат не влаштовуе) або тонкому кишечнику, але бiльшiсть оселяеться в товстому кишечнику. Там живуть сотнi видiв мiкроорганiзмiв iз щiльнiстю 500 мiльярдiв клiтин на чайну ложку кишкового вмiсту. На перший погляд, нестачi бактерiй у кишечнику немае. Складно повiрити, але кишковi мiкроорганiзми належать до видiв, яким загрожуе вимирання. У кишечнику пересiчного дорослого американця мешкають приблизно 1200 рiзних видiв бактерiй. Це може здаватися багато, доки не врахувати, що звичайний американський iндiанець з амазонських районiв Венесуели мае близько 1600 видiв. На цiлу третину бiльше! Аналогiчно iншi групи людей, спосiб життя та харчування яких наближений до наших пращурiв, мають у своiх кишечниках бiльше рiзних бактерiй, нiж мешканцi Сполучених Штатiв. Чому так? Вiдповiдь приховуеться в продуктах харчування (вони зазнають значного технологiчного оброблення), у способi життя (ми надмiрно використовуемо антибiотики та мешкаемо в стерильних домiвках). Це загрожуе здоров’ю та нормальному iснуванню мiкробiоти. Якби нашi кишковi бактерii були здатнi прогулятися звичайним супермаркетом iз завданням знайти щось поiсти, то це нагадувало б спробу людей знайти iжу в будiвельному гiпермаркетi. Стiйки з цукерками бiля каси не беремо до уваги, бо вони, як дуже влучно зазначив письменник Майкл Поллан, наповненi не iжею, а «iжеподiбними субстанцiями». Через типове харчування кишковi бактерii пересiчного американця помирають з голоду. Ба бiльше! Кiлька разiв на рiк нам пропонують отруту для кишкових бактерiй – антибiотики. А на додачу ми витрачаемо в середньому майже 700 доларiв щороку на побутовi мийнi засоби, щоб зробити нашi домiвки такими ж стерильними, як операцiйнi. І не забудьте про пляшечки антисептикiв для рук, якi е всюди: бiля кас супермаркетiв, на стiйках бiблiотек i навiть у наплiчниках школярiв. Важко сказати, куди веде цей шлях. Можливо, у недалекому майбутньому матимемо лише половину видiв бактерiй, а то й менше. Якщо так, тодi як це позначиться на нас? Уже бачимо вплив цивiлiзованого способу життя на наше здоров’я: ожирiння, дiабет та автоiмуннi хвороби, нетиповi для суспiльств iз бiльш рiзноманiтною мiкробiотою. Чи стануть цi хвороби ще бiльш панiвними, поширюючись усiею земною кулею та виникаючи на раннiх етапах життя? Це залежить вiд того, чи перейматимуть люди ворожий до мiкрофлори спосiб iснування. Можливо, що кишковi бактерii, якi мають важливе значення для нашого здоров’я, вимруть або стануть такими рiдкiсними, що наша мiкробiота навiть не нагадуватиме мiкрофлору перших людей, а може, певною мiрою це вже сталося. Ми вже перетворилися на суспiльство, залежне вiд фастфуду, i нав’язуемо надзвичайно шкiдливий спосiб життя нашим дiтям. Ми, науковцi, пишемо чимало статей про мiкробiоту, але ця iнформацiя не доступна для загалу. Іншими словами, вивчення мiкрофлори е специфiчними. Науковцi дуже скептичнi, тому нам не властиво давати рекомендацii, якщо тiльки вони не пройшли подвiйне слiпе плацебо-контрольоване дослiдження. Але у власних родинах ми вже змiнили свiй рацiон та спосiб життя на пiдставi вiдкриттiв нашоi лабораторii та лабораторiй iнших дослiдникiв мiкробiоти. Поки нашi доньки зростали, ми спiлкувалися з iншими родинами, якi також виховували дiтей. Ми спостерiгали, як батьки намагалися ухвалювати зваженi рiшення щодо харчування. Однак вони не враховували важливий чинник здоров’я – розвиток мiкробiоти дитини. Як вони це могли робити, якщо iм не доступна потрiбна iнформацiя? Отже, ми взялися за написання цiеi книжки з надiею зiбрати в нiй важливу iнформацiю, потрiбну звичайним людям. Розiбравшись у вирi сучасних наукових дослiджень щодо мiкрофлори, ми використали актуальнi науковi факти й дали практичнi поради щодо вибору харчування, способу життя, оптимiзацii здоров’я. Ми органiзували цю книжку так, щоб ознайомити вас iз найцiкавiшими та найактуальнiшими вiдкриттями в галузi мiкробiоти та показати, як сучаснi дослiдження впливають на життя людини. Разом з вами розглянемо такi питання: що таке мiкробiота i як вона нас заселяе, у який спосiб ми можемо ii пiдживлювати, якi дивовижнi властивостi вона мае, якi горизонти вiдкривае ця нова галузь, як мiкрофлора старiе та як пiклуватися про неi все життя. Пiсля ознайомлення з мiкробiотою пояснимо вам, як розвиваються кишковi бактерii, починаючи зi стерильного травного тракту перед народженням, а потiм у дитинствi. Цей роздiл мiстить поради, як пiд час переходу на тверду iжу забезпечити засвоення дiтьми харчових звичок, що пiдтримують мiкрофлору. Вiн обов’язковий для прочитання новоявленим або майбутнiм батькам, якi прагнуть виховати свою дитину здоровою. Наступнi роздiли присвяченi зв’язкам мiж мiкробiотою, iмунною системою та метаболiзмом. Розглянемо, яких помилок припускаються сучаснi люди в пiклуваннi про кишкову мiкрофлору, та запропонуемо змiни в харчуваннi та способi життя, щоб допомогти мiкробiотi, а отже, посприяти нашому здоров’ю та запобiгти розвитку хронiчних хвороб. Торкнемося цiкавого зв’язку мiж кишковою мiкробiотою та мозком, зокрема ознайомимося з останнiми дослiдженнями, що пов’язують мiкрофлору з настроем та поведiнкою. У сьомому роздiлi наведемо останнi досягнення в лiкуваннi проблемних мiкробiот (зокрема, iхне перепрограмування за допомогою фекальних трансплантацiй) та розглянемо блискучi перспективи новоi терапевтичноi царини. Восьмий роздiл мiстить нещодавно доведений факт про вiкове зменшення мiкрофлори, а також поради, як покращити здоров’я травноi системи та загальне самопочуття лiтнiх людей. Нарештi, у цiй книжцi ми зiбрали всi практичнi настанови в один чiткий план, який допоможе кожному нормалiзувати мiкробiоту та зберегти здоров’я на багато рокiв. В останньому роздiлi е чудовi рецепти та плани харчування для найбiльш зайнятих людей, щоб вони та iхнi родини зберегли здорову мiкрофлору ефективно та смачно. Змушенi наголосити, що галузь дослiдження мiкробiому наразi переживае перiод становлення, але ми, безумовно, можемо використовувати сучасне розумiння мiкроорганiзмiв кишечника, щоб ухвалювати правильнi рiшення в рiзних життевих ситуацiях. Адже для загальних рекомендацiй науково доведених фактiв цiлком достатньо. Звiсно, перед застосуванням цих порад людина мае проконсультуватися зi своiм лiкарем, особливо якщо вона мае проблеми зi здоров’ям. Наша мета – розповiсти, яке надважливе значення мають мiкроби для вашого здоров’я. Сподiваемося, що ця книжка дасть читачам пiдгрунтя для розумiння нових вiдкриттiв i допоможе iм застосувати цi знання у виборi дiети та способу життя. На вiдмiну вiд людського геному, який здебiльшого формуеться до народження, мiкробiом можна змiнювати впродовж усього життя шляхом ухвалення цiлком контрольованих стратегiчних рiшень. Пластичнiсть мiкробiому дае нам чудову змогу сформувати його так, щоб оптимiзувати наше здоров’я. Маемо усвiдомлювати, що ми – складнi органiзми, якi мiстять людську та мiкробну частини, бiологiя яких тiсно пов’язана. Мiкроби – нашi партнери на все життя, ми стали для них домiвкою. І якщо ми будемо пiклуватися про них, вони захищатимуть нас. Роздiл 1. Що таке мiкробiота й чому це мае нас цiкавити? Свiт мiкробiв Ми звикли вважати, що у свiтi панують люди. Наш вид органiзував соцiум, побудував детально продуманi мiста, створив дивовижнi твори мистецтва, музики та лiтератури. Свiдчення людськоi дiяльностi на цiй планетi, зокрема автотраси, мости та яскраво пiдсвiченi будiвлi, видно навiть iз космосу! Хоча ми, безумовно, дуже впливаемо на Землю, варто визнати, що люди – вiдносно новi та нечисленнi мешканцi нашоi планети. Ми живемо у свiтi бактерiй, якi заселяють Землю вже мiльярди рокiв. Мiкроорганiзми – це мiкроскопiчнi форми життя, як, наприклад, бактерii та археi. На однiй вашiй руцi мiкробiв живе бiльше, нiж людей у свiтi. Якщо зiбрати всi бактерii на Землi разом, вони сформують бiльшу бiомасу, нiж усi рослини та тварини разом узятi. (Пам’ятайте про це, коли будете читати про описану далi вiйну антибiотикiв з мiкробами.) За деякими джерелами, кiлькiсть бактерiй на Землi сягае 5 мiльйонiв трильйонiв трильйонiв, або, якщо говорити по-науковому, 5 нонiльйонiв. Написати цю цифру можна як 5 з 30 нулями! Бактерii мешкають скрiзь: у холодних, темних озерах на глибинi 800 метрiв пiд антарктичною кригою, у глибоководних гiдротермальних джерелах, що сягають температур вищих нiж 90 ?С, i навiть у клубку, що утворився у вашому горлi, коли ви вперше почули про це. Якщо ми колись знайдемо позаземне життя, дуже ймовiрно, що це будуть мiкроби. (Саме тому одне iз завдань марсоходiв – шукати ознаки середовища, здатного пiдтримувати мiкробне iснування.) Одноклiтинним мiкробам уже понад три з половиною мiльярди рокiв, i вони е найдавнiшою формою життя на Землi. Для порiвняння: люди виникли лише 200 тисяч рокiв тому. Якщо уявити собi iсторiю Землi як одну добу, де планета була утворена опiвночi, то мiкроби виникли невдовзi пiсля четвертоi ранку, тодi як люди – лише за кiлька секунд до кiнця доби. Без мiкробiв ми б не iснували, а от якщо людство зникне, мало хто з бактерiй це взагалi помiтить. Попри iхнi начебто примiтивнi форми, сучаснi мiкроби – продукт мiльярдiв рокiв еволюцii. Тому вони розвиненi не менше за нас – насправдi, ураховуючи набагато бiльшу кiлькiсть iхнiх поколiнь (вони розмножуються зi швидкiстю вiд кiлькох хвилин до годин), можна стверджувати, що вони краще пристосованi до нинiшнiх умов середовища, нiж люди. Наприклад, уже через кiлька десятилiть бiля мiсця Чорнобильськоi катастрофи запанували мiкроскопiчнi грибки, здатнi використовувати енергiю радiацii. Якщо раптом планету спiткають великомасштабнi руйнування, деякi мiкроби, iмовiрно, зможуть швидко пристосуватися до нових умов та розмножуватися. Натомiсть органiзм людини не спроможний змiнюватися так легко. Кожна новонароджена дитина е новою територiею для поширення мiкробiв. Оскiльки бактерii такi численнi та мають дивовижну здатнiсть швидко пристосовуватися до нових умов середовища, вони негайно колонiзують усi органiзми на планетi, i не лише людськi. Мiкроорганiзми оселяються на шкiрi, у вухах, ротi та всiх iнших порожнинах нашого тiла, зокрема у травнiй системi, де живе бiльшiсть iз них. Хоча мiкроби, якi нас заселяють, спочатку шукали лише iжу та притулок, за час спiльноi еволюцii вони стали невiд’емною частиною нашого органiзму. Трубка, наповнена бактерiями (також вiдома як людина) Людський органiзм нагадуе детально розроблену трубку, що починаеться з рота й закiнчуеться анусом. Травний тракт, або кишечник, розташований усерединi цiеi трубки. Як зазначила письменниця Мерi Роуч у своiй розважальнiй книжцi «Подорож iжi: пригоди в травному трактi», у цьому планi ми не надто вiдрiзняемося вiд хробака. Їжа потрапляе в один кiнець трубки, перетравлюеться, проходячи крiзь неi, а потiм виводиться у виглядi вiдходiв з iншого кiнця. Якщо вас засмучуе думка про те, наскiльки наша травна система «нехитра», згадайте, що трубка з двома отворами стала великим досягненням порiвняно з бiльш раннiми трубками з одним кiнцем. Гiдра, мiкроскопiчна тваринка, що живе у ставках, мае лише рот. Це означае, що перетравлення iжi та виведення вiдходiв вiдбуваеться крiзь той самий отвiр. Тепер наша «трубка» вже не здаеться такою примiтивною, чи не так? На вiдмiну вiд хробака, наша трубка мае цiлу низку пристосувань, що еволюцiонували для ii пiдживлення та захисту. Щоб прогодувати трубку, ми маемо руки, якi дiстають та пiднiмають iжу. Ми вiдростили ноги, якi допомагають нам рухатися та знаходити бiльше продуктiв харчування. Усi нашi органи чуття та дуже складний мозок можна вважати «додатковими пристосуваннями», щоб отримувати бiльше харчiв для нашоi трубки, захищати ii вiд пошкоджень та розмножуватися, створюючи iншi трубки. А додатковi трубки забезпечують новi мiсця iснування для ще бiльшоi кiлькостi бактерiй. Попри величезний вплив наших кишкових мешканцiв на травлення, перш нiж зустрiтися з ними, iжа проходить бiльшу частину травного тракту. Продукти харчування, якi ми перетравлюемо, рухаються стравоходом до шлунка, де занурюються у ванну з кислоти та ферментiв, завданням яких е початок травлення та видобування поживних речовин. Приблизно через 3 години механiчного перемiшування в цих суворих кислотних умовах, де мiкробiв майже немае, частково перетравлена iжа повiльно потрапляе до тонкого кишечника. Саме там травна система по-справжньому починае нагадувати гнучку трубку завдовжки приблизно 7 метрiв i дiаметром 2,5 сантиметра, що лежить посерединi нашого тiла, неначе купа спагетi. Внутрiшня поверхня тонкого кишечника вкрита пальчастими виростами пiд назвою «вiйки», якi всмоктують поживнi речовини в нашу кров. У тонкому кишечнику iжа насичуеться ферментами, якi видiляють пiдшлункова залоза та печiнка, щоб допомогти перетравити спожитi нами бiлки, жири та вуглеводи. Тут, у тонкому кишечнику, кiлькiсть мiкробiв вiдносно невелика – лише приблизно 50 мiльйонiв бактерiй на чайну ложку вмiсту. Остання зупинка в цiй майже 50-годиннiй подорожi – товстий кишечник, або товста кишка, де iжа просуваеться зi швидкiстю равлика. Довжина товстого кишечника менша, нiж тонкого (у середньому до 1,5 метра), але його назва походить вiд ширини, що мае приблизно 10 сантиметрiв у дiаметрi. Внутрiшню поверхню товстого кишечника вкривае шар в’язкого слизу. Саме тут залишки спожитоi нами iжi вперше зустрiчаються iз численною та ненаситною спiльнотою мiкробiв, вiдомою як мiкробiота. (Товстий кишечник мiстить приблизно в 10 тисяч разiв бiльше бактерiй на чайну ложку вмiсту, нiж тонкий.) Кишковi бактерii живуть та розмножуються на залишках iжi, найчастiше складних рослинних полiсахаридах, вiдомих як клiтковина. Усе, що бактерii не поглинають (або не можуть), наприклад насiння або зовнiшня шкiрка зернят кукурудзи, виводиться приблизно через 24—72 години пiсля першого контакту зi стравоходом. Разом iз вiдходами залишають органiзм i чимало бактерiй, серед яких е мертвi та живi. Останнi просто пiдхоплюе потоком. Бактерii становлять близько половини калових мас, але в кишечнику залишаеться цiлком достатньо iхнiх родичiв, щоб вiн i далi був щiльно заселений. За певних санiтарно-гiгiенiчних умов деякi мiкроби, якi вижили, можуть переселитися до найближчого джерела води, що дасть iм змогу знайти нову домiвку в iншiй трубцi. Але як усi цi бактерii потрапляють до нашоi травноi системи? Ми часто вважаемо, що нашi нутрощi не пов’язанi iз зовнiшнiм свiтом. Насправдi ж, умiст нашоi трубки зазнае не менше iзовнiшнього впливу, нiж шкiра, яка вкривае нас iззовнi. Така вже природа органiзму. Наша трубка постiйно контактуе з мiкробами, що нас оточують (на руках, у iжi й на домашнiх улюбленцях). Деякi бактерii проходять крiзь нас, а деякi залишаються з нами на багато рокiв або на все життя. Попри поширення мiкробiв у товстому кишечнику, iхне життя нелегке. Спочатку iм потрiбно витримати кислотну ванну в нашому шлунку, а потiм якось знайти прихисток у темнiй, сирiй порожнинi товстоi кишки, яку населяють бiльше нiж тисяча рiзних видiв. Хоча в цю печеру перiодично потрапляе iжа, конкуренцiя за ресурси всерединi кишечника безжальна та виживання залежить вiд здатностi схопити свiй шматок, поки iншi не прибрали його до своiх мiкробних лапок. Мiж прийомами iжi деякi мiкроби виживають, харчуючись шаром слизу, що вкривае кишечник. Хоча життя кишкових бактерiй завжди було боротьбою, вона ще нiколи не була такою напруженою, ураховуючи те, iз чим мiкроорганiзми стикаються в цивiлiзованому свiтi. Катастрофа цивiлiзованоi мiкробiоти Уявiть, що ви побачили картину iз зображенням поля, усiяного уламками лiтака пiсля авiатрощi. Без достатнiх знань з авiацii вам було б складно зрозумiти, який вигляд мав лiтак до катастрофи. З аналогiчними проблемами стикаються дослiдники, коли намагаються зрозумiти, як працюе людська мiкробiота. Переважну бiльшiсть дослiджень мiкрофлори проводили над жителями Сполучених Штатiв та Європи – людьми, схильними до хвороб «захiдного», або цивiлiзованого, свiту. Науковцi, порiвнюючи мiкробiоту пацiентiв iз запальним захворюванням кишечника (ЗЗК) та здорових людей, зрозумiли, що «здорова» група, яка веде «захiдний» спосiб життя, не може бути прикладом гарноi мiкрофлори. Одна з небезпек сучасного суспiльства – це дедалi бiльший ризик розвитку ЗЗК. Хоча людина може поки не мати цього вiдхилення, ii мiкробiота, iмовiрно, уже нездорова або буде хворою в недалекому майбутньому. Так, людину iз застудою, лихоманкою та кашлем можна порiвняти з iншим хворим, який мае лихоманку, але поки не кашляе. Здаеться, що мати лихоманку – нормально (ii мае навiть «здорова» людина), а от кашель – уже проблема. Оскiльки мiкробiоту дослiджували в здорових американцiв та европейцiв, наше уявлення про «норму», мабуть, дуже викривлене. З часу появи людства та впродовж близько 200 тисяч рокiв нашi пращури отримували iжу лише вiд мисливства та збирання. Харчування давнiх людей складалося з кислих, волокнистих рослин та пiсноi, часто несвiжоi дичини чи риби. Усе змiнилося приблизно 12 тисяч рокiв тому. Поява сiльського господарства рiзко вплинула на рацiон людей. Головними в нашому харчуваннi стали фрукти та овочi (спецiально виведенi для збiльшення солодкостi, м’якостi та зменшення волокнистостi), вигодуванi зерном тварини та твариннi продукти (наприклад, молоко) та окультуренi злаки (на кшталт рису та пшеницi). За останнi 400 рокiв промислова революцiя спричинила безпрецедентну та швидку змiну нашого рацiону, який дедалi бiльше залежить вiд масового виробництва. За останнi 50 рокiв сучаснi технологii призвели до того, що сьогоднi продуктовi крамницi заповнюе майже незлiченна кiлькiсть перероблених, надто пiдсолоджених, висококалорiйних продуктiв, позбавлених клiтковини та санiтарно оброблених для продовження iхнього зберiгання. Рацiон, заповнений цими новими продуктами, зовсiм не схожий на те, що люди iли протягом нашоi еволюцiйноi iсторii. Кишкова мiкробiота балансувала на цих «американських гiрках» упродовж усiеi iсторii людства, постiйно пристосовуючись до кожноi змiни харчових технологiй. Але сьогоднi, на жаль, вона вийшла на потенцiйно катастрофiчний шлях. Одна з дивовижних властивостей кишковоi мiкробiоти – це швидкiсть, з якою вона пристосовуеться до змiн рацiону. Бактерii в кишечнику розмножуються дуже стрiмко та здатнi подвоювати свою кiлькiсть кожнi 30—40 хвилин. Види, що процвiтають на продуктах, якi регулярно споживае людина, можуть швидко ставати надто численними. Однак деякi бактерii потребують iжi, яка не входить до звичайного рацiону людини. Вони або змушенi покладатися на кишковий слиз, або, у найекстремальнiших випадках, вимирають. У бiологii здатнiсть до змiн вiдома як пластичнiсть, i це властиво для мiкробiоти. Так, коли харчування наших пращурiв (мисливцiв-збирачiв) змiнювалося з порами року, iхня мiкрофлора легко пристосовувалася, щоб отримати максимальну поживну користь. Однак ця пластичнiсть також означае, що численнi колись види, якi добре призвичаiлися до рослинноi дiети, нинi зникли, стикнувшись iз сучасним рацiоном. І навпаки, мiкроби, що процвiтають у нинiшнiх умовах споживання бургерiв, картоплi фрi, становлять дедалi бiльшу частку мiкрофлори. Саме така «цивiлiзована» мiкробiота мешкае в кишечниках навiть тих людей, якi вважають себе здоровими. На жаль, це бiльше нагадуе картину, на якiй зображений розбитий лiтак. Щоб зрозумiти, який вигляд мае повноцiнно функцiональна мiкрофлора, можемо подивитися на останнiх уцiлiлих мисливцiв-збирачiв племенi гадза в Африцi. Вони живуть у колисцi еволюцii людства – Великiй рифтовiй долинi Танзанii. Там були знайденi залишки наших найдавнiших пращурiв, що iснували мiльйони рокiв тому. Харчування та мiкробiота племенi гадза найбiльш наближенi до людей, якi жили ще до появи сiльського господарства. Гадза споживають дичину, ягоди, фрукти та насiння баобаба, мед та коренеплоди – пiдземнi частини рослин. Коренеплоди настiльки волокнистi, що пiсля тривалого пережовування гадза доводиться випльовувати жуйку з найтугiших волокон. За оцiнками науковцiв, якi дослiджували плем’я гадза, його члени споживають вiд 100 до 150 грамiв клiтковини на день. Для порiвняння: американцi зазвичай з’iдають лише 10—15 грамiв. Мiкрофлора гадза мiстить набагато бiльшу рiзноманiтнiсть бактерiй, нiж мешканцi Заходу. Мiкробiоту можна уявити у виглядi банки з цукерками, де рiзнi смаки – це рiзноманiття бактерiй. Мiкрофлора мисливця-збирача нагадуе слоiк, наповнений складним набором рiзних кольорiв та смакiв, i деякi з них дуже незвичайнi. Слоiк iз захiдною мiкрофлорою матиме бiльш однорiдний та простий склад. Мiкробiота аграрiiв, що ведуть такий спосiб життя, як люди 10 тисяч рокiв тому, також мiстить рiзноманiтнiшу колекцiю мiкробiв. Це стосуеться не лише дорослих. Дiти iз сiльських районiв Буркiна-Фасо та нетрiв Бангладеш також мають iншу мiкрофлору, нiж iхнi европейськi та американськi однолiтки. У кишечнику захiдних хлопчикiв i дiвчаток не такий рiзноманiтний набiр мiкробiв, на вiдмiну вiд iхнiх ровесникiв, якi ведуть менш сучасний спосiб життя. Отже, мiкрофлора людей, якi споживають мало перероблених продуктiв (якщо взагалi споживають), не вживають кiлька курсiв антибiотикiв щороку i не носять антисептик для рук у своiх сумках, е бiльш рiзноманiтною. В екосистемi на кшталт кишечника рiзноманiтнiсть може бути захистом вiд краху системи. Уявiть собi екосистему, що мiстить багато видiв комах та птахiв. Якщо зникне якийсь один вид комах, птахи все одно матимуть вибiр iжi, хоча й менший. Однак якщо зникатиме дедалi бiльше видiв комах, рано чи пiзно птахи почнуть помирати з голоду, що призведе до вичерпання видiв усерединi екосистеми. Зi зменшенням рiзноманiтностi захiдноi мiкробiоти ця екосистема зазнае бiльшого краху, що може вплинути на здоров’я людей. Вимушене партнерство Люди – це продукт еволюцii низки органiзмiв, що постiйно вчилися добре спiвiснувати зi своiми кишковими мiкробами. Оскiльки заселення нашого кишечника мiкроорганiзмами було неминучим, наш органiзм мусив навчитися дружньо взаемодiяти з ними. Сувора реальнiсть природи така, що люди та бактерii пов’язанi взаемовiдносинами проти своеi волi. Ми не маемо iншого вибору, окрiм як спiвiснувати з ними, а тому, роблячи це партнерство позитивним, можуть виграти як люди, так i бактерii. Хоча деякi види (як-от Salmonella, Vibrio cholera та Clostridium difficile, вiдомi як патогени) обрали шлях антагонiстичноi взаемодii. Але це винятки з безлiчi дружнiх мiкробiв, якi в нас живуть. На жаль, патогени спровокували зловживання антибiотиками, i це зашкодило iншим добропорядним представникам мiкрофлори. Якщо розцiнювати всi бактерii, що мешкають у нашому кишечнику, як ворожi або непотрiбнi (цим можна пояснити наш необачний пiдхiд до вживання антибiотикiв) – ми ризикуемо зашкодити цiй спiльнотi, а зрештою й собi. Кожен вид бактерiй вашоi мiкробiоти мае власний генетичний код, або геном. Набiр генiв, закодованих усерединi всiх мiкробiв, мае назву «мiкробiом», i це ваш другий геном. Так само як ваш людський геном – унiкально ваш (за винятком однояйцевих близнюкiв), двох iдентичних кишкових мiкробiомiв немае. Тому мiкробiом робить дуже значний внесок для вашоi iндивiдуальностi (особливо якщо ви маете однояйцевого близнюка). Ваш мiкробiом можна уявити як такий собi внутрiшнiй вiдбиток пальця. Вiн може кодувати здатнiсть розщеплювати певний тип вуглеводiв, чого не може мiкробiом когось iншого. Наприклад, деякi японцi мають кишкову бактерiю, що поглинае морськi водоростi, яка зазвичай вiдсутня у мiкробiотi мешканцiв Заходу. Оскiльки водоростi – значна частина схiдного рацiону, мiкробiота японцiв пристосувалася до використання цього поширеного джерела iжi. Сподiваемося, що особливiсть захiдноi мiкрофлори – це не здатнiсть споживати хот-доги! Нам потрiбна кишкова мiкробiота. Люди не мають iншого вибору, окрiм як змиритися зi скупченням бактерiй у своему органiзмi. Ми зробили так, як усi еволюцiйно успiшнi органiзми: вступили у взаемовигiдний симбiотичний союз. Інакше кажучи, ми змусили iх вiдпрацьовувати за свое житло. Симбiоз – це тiсна та тривала кооперацiя мiж двома чи бiльше органiзмами. Деякi симбiотичнi вiдносини – паразитичнi, адже один органiзм отримуе користь за рахунок iншого, немов небажаний гiсть, який поiдае всю вашу iжу, залишае скрiзь безлад i не розумiе прозорих натякiв, що вже час iти. На мiкроскопiчному рiвнi чудовий приклад небажаного гостя – це глисти. Другий тип симбiозу – це коменсалiзм, тобто спiвiснування, вiд якого один учасник мае вигоду майже або зовсiм без впливу на iншого (уявiть собi бродячого собаку, що харчуеться об’iдками на смiтнику). У третьому типi симбiозу, мутуалiзмi, користь отримують обидвi сторони. Тепер уявiть собi, що собака, який харчуеться об’iдками на смiтнику, також вiдлякуе щурiв, що розносять хвороби. Така домовленiсть аналогiчна нашим вiдносинам iз кишковою мiкробiотою. Найочевиднiша вигода для нас вiд союзу з мiкрофлорою – це хiмiчнi речовини, якi вона видiляе (а ми засвоюемо) пiд час ферментацii в кишечнику. Такi процеси дають нам змогу не втрачати з iжi додатковi калорii. Це було вкрай важливо для наших давнiх пращурiв, яким не вистачало калорiй. Хоча видобування зайвих калорiй у сучасному свiтi менш важливе, продукти ферментацii все ще виконують кориснi бiологiчнi завдання: налаштовують нашу iмунну систему, допомагають рiшуче протидiяти шкiдливим бактерiям i регулюють наш метаболiзм. Ми стабiльно забезпечуемо кишковi мiкроби iжею. Їм не потрiбно докладати для цього додаткових зусиль – достатньо лише чекати на ii появу. Тому замiсть «почухай спину менi, а я почухаю тобi» це бiльше схоже на «з’iж щось для мене, а я допоможу тобi перетравити це на потрiбнi молекули». Але чому б людському геному не закодувати просто здатнiсть повнiстю перетравлювати нашу iжу так, щоб ми не мали справи з цими мiкробами-нахлiбниками? Одна з причин, чому травний тракт людини не вiльний вiд мiкробiв, полягае в тому, що iх майже неможливо знищити. Намагання пiдтримувати вiльне вiд бактерiй iснування в нашому мiкробному свiтi потребувало б титанiчних зусиль. Для цього наша iмунна система мала б цiлодобово працювати над виселенням безлiчi мiкробiв. Існуе iнша причина, чому ми не позбавляемося вiд усiх мiкроорганiзмiв: iхнi гени функцiонують як продовження нашого власного геному. Кожен ген усерединi людського геному мае користь, але водночас споживае енергоресурси. Щоразу, як наша клiтина дiлиться, вiдтворення потребуе генетичний матерiал усього геному, що мiститься всерединi цiеi клiтини (приблизно 25 тисяч генiв). Мiкробнi гени виконують чимало функцiй, на якi не спроможний наш геном. Наприклад, мiкробнi геноми забезпечують перетворення iжi (яка не може перетравлюватися iншим способом) на молекули, що регулюють багато процесiв нашого органiзму – вiд рiвня запалення в кишечнику до ефективностi збереження додаткових калорiй. Цей розподiл працi, що виник унаслiдок спiльноi еволюцii, такий успiшний, що органiзми використовують його цiлу вiчнiсть. Tremblaya princeps – це бактерiя, що живе всерединi садового шкiдника. Цей мiкроб особливий, бо мае один з найменших геномiв з мiнiмальною кiлькiстю генiв, потрiбних для життя. Науковцiв цiкавлять малi геноми, якi е хорошою вiдправною точкою для створення з нуля мiкробiв, що виконують кориснi завдання, зокрема очищення нафтових плям в океанi або перетворення кукурудзяного бадилля на пальне. Пiсля того як геном Tremblaya princeps секвенували, стало очевидно, що цiй бактерii бракуе головних генiв, потрiбних навiть для найосновнiших клiтинних функцiй. Рiч у тому, що всерединi Tremblaya princeps живе iнша бактерiя пiд назвою Moranella endobia, яка й мiстить вiдсутнi гени. Tremblaya princeps виробила надзвичайно розумну стратегiю: замiсть пiдтримки всiх генiв, потрiбних iй для життя, вона асимiлюе гени iншоi бактерii – Moranella endobia, що дае змогу обом взаемовигiдно iснувати. Природа давно виявила те, що багато хто з нас не розумiе й досi: ключ до успiху в конкурентному середовищi – це делегування та спiвпраця! Вiдносини мiж Tremblaya princeps та Moranella endobia дуже подiбнi до нашого союзу з кишковою мiкробiотою: ми даемо бактерiям дiм, доручаемо iм необхiднi функцii та пiдтримуемо бiльш рацiональний геном. Проблема в тому, що ми змушенi пiклуватися про головнi бактерii, якi виконують життево важливi завдання. Ми сподiваемося, що гени мiкробiому заповнять прогалини нашого геному. Розщеплення широкого рiзноманiття клiтковини з рослинного матерiалу, який ми споживаемо, потребуе величезного набору генiв, що забезпечують нашi кишковi мiкроби. Симбiотичнi вiдносини з цими бактерiями впродовж усiеi iсторii людства зробили нас залежними вiд хiмiчних сигналiв, якi вони посилають до рiзних систем усерединi органiзму протягом нашого життя. Цi сигнали свiдчать, що наш кишковий тракт правильно функцiонуе, наша iмунна система активно (але не надмiрно) бореться з хворобами i що наш метаболiзм пiдтримуе гомеостаз. Людський геном отримуе користь вiд 3—5 мiльйонiв генiв мiкробiоти без витрат на iхне пiдтримання. Погана репутацiя бактерiй Якщо мiкробiота така важлива для людського здоров’я, чому ми дiзналися про неi лише щойно? Ще донедавна галузь медичноi мiкробiологii була зосереджена тiльки на «поганих» бактерiях, також вiдомих як патогени. Патогеннi мiкроби спричиняють такi хвороби, як холера, туберкульоз та бактерiальний менiнгiт, i вiдповiдають за страждання та смерть безлiчi людей упродовж усiеi iсторii. Нескладно зрозумiти, чому медичнi дослiдження були так зосередженi на розумiннi цих бактерiй та боротьбi з ними. У серединi XIX столiття вiдомий мiкробiолог Луi Пастер почав експериментально вивчати iдею, що мiкроорганiзми спричиняють псування та ферментацiю iжi – процес, який перетворюе молоко на йогурт або виноградний сiк на вино. До Пастера наукова думка стверджувала, що псування молока спричиняе якась сутнiсть, що спонтанно виникае в ньому. Завдяки своiм експериментам Пастер довiв, що псування та ферментацiя виникають унаслiдок дii не якоiсь примари, а чогось конкретного в навколишньому середовищi. І це були мiкроби. Його робота допомогла пiдтвердити теорiю мiкробного походження хвороб. Пастер вважав, що бактерii можуть не тiльки псувати молоко, а й спричиняти в людей захворювання. Ця теорiя була на той час новим явищем, оскiльки в науцi панувала думка, що хвороби спричиняють мiазми – смердючi отруйнi випари вiд гниття органiчних речовин. Ця вiра у шкiдливi мiазми стала поштовхом до покращення санiтарно-гiгiенiчних умов. Середина XIX столiття в Лондонi – час нових правил особистоi гiгiени. Родини, якi прагнули позбутися негiгiенiчних нiчних горщикiв, радо вiтали революцiйний винахiд змивного туалету. Але зi змиванням вiдходiв постали новi проблеми. Лондон тодi ще не мав достатньо розвиненоi каналiзацiйноi системи, а тому нiчнi горщики спорожняли у вигрiбнi ями по всьому мiсту. Туди також зливалася вода з туалетiв, яка швидко почала перетiкати в Темзу – джерело питноi води для багатьох мешканцiв Лондона. До середини XIX столiття паралельно зростав рiвень каналiзацiйних вiдходiв у Темзу i смертностi людей вiд холери. Криза досягла свого апогею надзвичайно спекотного лiта 1858 року. Через високi температури та бродiння стокiв у Темзi Лондон зiткнувся з величезною проблемою мiазмiв, вiдомою як Великий сморiд. Запах був такий нестерпний, що багато людей намагалися не виходити з домiвок, нiби перебуваючи пiд домашнiм арештом бактерiй. Оскiльки через сморiд збiльшилися випадки холери, було легко припустити, що цей смертельний недуг спричинили саме «мiазми» з Темзи. Холера – це хвороба, яку спричиняе бактерiя Vibrio cholerae, хоча на той час це було поки невiдомо. Vibrio cholerae поширюеться дуже стрiмко. Головний симптом – дiарею – розносить мiкроб, особливо там, де стоки змiшуються з питною водою. У Лондонi середини XIX столiття люди, якi брали воду нижче за течiею вiд Темзи, хворiли на холеру майже вчетверо бiльше, нiж тi, хто брав воду вище. Сморiд був лише ознакою поганоi гiгiени, а не причиною поширення холери, як вважали мiсцевi мешканцi. Але запах нечистот та легкiсть зараження були так тiсно пов’язанi, що здавалося, нiби хворобу спричиняе саме гидотний запах. Зрештою Великий сморiд став такий нестерпний, що люди були змушенi покращити санiтарно-гiгiенiчнi умови навколо Темзи. Очищення системи водопостачання зменшило кiлькiсть Vibrio cholerae, а отже, i поширення холери. Цей випадок у Лондонi вiдтворюе боротьбу з невидимими ворогами – бактерiальними патогенами, якi спричиняли бiль, страждання та смерть. Але лише впродовж 1880-х рокiв нiмецький науковець Роберт Кох продемонстрував, що саме бактерii е збудниками сибiрськоi виразки, холери та туберкульозу. Його новаторський метод, вiдомий як постулати Коха, i досi вважають стандартом установлення, який саме патоген е збудником хвороби. За свое вiдкриття Кох отримав Нобелiвську премiю, а також посаду директора Інституту гiгiени в Берлiнському унiверситетi. Його науковi дослiдження нарештi поклали край теорii мiазмiв та започаткували медичну мiкробiологiю. У наступнi 150 рокiв ученi-мiкробiологи вивчали бактерii, що спричиняють недуги. Інфекцiйнi хвороби – найбiльшi вбивцi людей у свiтовiй iсторii. Антибiотики були розробленi як безпосереднiй результат нашого розумiння, що, знищуючи бактерii, можна зупинити багато iнфекцiйних захворювань та рятувати життя. Нескладно зрозумiти, чому бактерii здобули таку погану репутацiю i чому людство перейшло до покращення санiтарно-гiгiенiчних умов. Лише на початку XX столiття науковцi почали усвiдомлювати розмiри колонii бактерiй, що живуть у нашому кишечнику. В одному з найбiльш недооцiнених вiдкриттiв XX столiття Артур Кендалл зазначив: «Цi експерименти вказують на те, що людина мiстить у своему кишковому трактi цiлу популяцiю бактерiй». Попри розумiння, що всерединi нас живуть бактерii, нiхто до кiнця не усвiдомлював, що саме вони роблять чи впливають на наше здоров’я i яким чином. Патогеннi бактерii спричиняють чимало гострих захворювань, тодi як кишковi бактерii мають порiвняно незначний, тривалий вплив на здоров’я людини. Тому грошi зазвичай витрачалися на дослiдження вiдомих «поганих» бактерiй. Лише нещодавно науковцi почали усвiдомлювати величезне значення кишкових мiкробiв для всього нашого органiзму. Перефразовуючи спостереження Артура Кендалла, можна сказати, що людина не просто мае в кишковому трактi популяцiю бактерiй – людина сама е продуктом цiеi популяцii. Початок епохи мiкробiоти Упродовж 1960—1970-х рокiв група мiкробiологiв за участю Ебiгейл Сельерс вивчала бактерii людського кишечника. Можна лише здогадуватися, чому цi науковцi вирiшили зосередитися на цих начебто нешкiдливих кишкових мешканцях, а не бiльш помiтних хвороботворних бактерiях. Але, на щастя, iх зацiкавили саме звичайнi кишковi мiкроорганiзми. Ще задовго до того, як виявили, що цi бактерii пов’язанi з людським здоров’ям, Сельерс зосередилася на вивченнi конкретного виду пiд назвою Bacteroides. 2005 року ми вiдвiдали ii лабораторiю в Іллiнойському унiверситетi. Ебiгейл Сельер – це одночасно безстрашна першовiдкривачка мiкробiоти та прагматична експериментаторка. Коли ми до неi завiтали, вона провела нас лабораторiею та прилеглими коридорами, загромадженими матерiалами ii раннiх експериментiв. Нарештi ми зупинилися в кiмнатi для перемовин. Сидячи за столом, ми запитали Ебiгейл, чому вона обрала для вивчення саме Bacteroides, сподiваючись, що дослiдниця подiлиться з нами якимись особливими iдеями щодо свого вибору. Ебiгейл вiдповiла, що з ними просто було працювати найлегше, бо вони переносять вплив кисню. (Багато iнших вiдомих кишкових мiкробiв чахнуть за межами безкисневого середовища нашого кишечника.) Одне з ii головних вiдкриттiв показало, що ця велика група бактерiй добре споживае клiтковину. Сельерс та ii колеги зрозумiли, що чимало видiв бактерiй харчуеться в кишках, поiдаючи частини рослин, якi люди не здатнi перетравлювати самi. Але тогочаснi дослiдження мiкробiоти були обмеженi через недоступнiсть iнструментiв та складнiсть роботи з цими бактерiями в лабораторii. Ця галузь очiкувала на новi технологii, здатнi просунути ii вперед. Трамплiн для такого стрибка виник наприкiнцi 1980-х рокiв з початком проекту «Геном людини». Це була мiжнародна програма, спрямована на секвенування всiх генiв людського геному. Щоб завершити цей процес, знадобилося приблизно 13 рокiв, а загальнi витрати становили один мiльярд доларiв. Зрештою ми отримали майже терабайт даних секвенування, над розшифруванням яких науковцi працюють i досi. Важливiсть цього геномного прориву для прискорення наукових вiдкриттiв незаперечна. Проте багато хто вважае, що секвенування людського геному не принесе вiдчутноi користi так швидко, як дехто сподiвався, особливо враховуючи витрати. Геном людини важливий для появи нових методiв лiкування та розумiння причини людських хвороб, але велика обiцянка «персоналiзованоi медицини» (лiкування, прив’язаного до конкретного геному) утiлюеться повiльнiше, нiж запевняв нас догеномний галас. Конец ознакомительного фрагмента. Текст предоставлен ООО «ЛитРес». Прочитайте эту книгу целиком, купив полную легальную версию (https://www.litres.ru/dzhastin-sonnenburg/zdoroviy-kishechnik-kontrol-vagi-nastrou-ta-zdorov-ya/?lfrom=362673004) на ЛитРес. Безопасно оплатить книгу можно банковской картой Visa, MasterCard, Maestro, со счета мобильного телефона, с платежного терминала, в салоне МТС или Связной, через PayPal, WebMoney, Яндекс.Деньги, QIWI Кошелек, бонусными картами или другим удобным Вам способом.