Джеффри Гордон из Вашингтонского университета в Сент-Луисе сделал крайне важное наблюдение: мыши, у которых нет микробов, не набирают вес, сколько бы они ни ели. В ходе ряда новаторских экспериментов (исследований, ставших стимулом для многих исследований микробиоты, о которых шла речь в ) он полностью опроверг идею о том, что микробы сопровождают человека в качестве наблюдателей — напротив, именно они всем управляют. После трансплантации микробиоты толстых мышей худым реципиенты также становились толстыми, каким бы ни было их питание. А микробные изменения, обнаруженные у худых и тучных мышей, аналогичны изменениям у худощавых и толстых близнецов.

Тем временем, если вы помните, в Бельгии Натали Дельзенне и Патрис Кани обнаружили, что микробиота способствует развитию ожирения, метаболического синдрома и диабета второго типа. (У стерильных мышей, в большом количестве поглощающих вредную пищу, этот синдром не развивается. Микробиота играет решающую роль.) Слабовыраженное воспаление давно считается главной особенностью метаболического синдрома, но до появления результатов работы Дельзенне и Кани мало кто подозревал, что воспаление способствует развитию устойчивости к инсулину и накоплению телесного жира, а также что именно микробиота подпитывает это воспаление.

Описанная учеными последовательность событий выглядит следующим образом. Питание вредной пищей приводит к изменению микробиоты: некоторые микробы начинают бурно развиваться, тогда как численность других начинает сокращаться. Продукты жизнедеятельности микробов начинают проникать сквозь стенки кишечника, вызывая системное воспаление. Как правило, инсулин связывается с рецепторами клеток организма, побуждая их поглощать сахар, однако постоянное воспаление мешает прохождению сигналов этого гормона. Это и есть устойчивость к инсулину. Поступающие в организм калории накапливаются в виде жира, но вы не ощущаете сытости и поглощаете еще больше вредной пищи. Сквозь стенки кишечника в кровь проникает еще больше бактериального эндотоксина, стимулируя дальнейшее воспаление, — и порочный цикл продолжается. Если это происходит слишком долго, перегруженная поджелудочная железа отказывает, что приводит к развитию диабета.

Простое включение в рацион растительных волокон, ферментация которых под силу только определенным бактериям, предотвращает весь этот воспалительный цикл. Почему? Потому что это обеспечивает процветание популяции бифидобактерий, которые поддерживают кишечный барьер в хорошем, плотном состоянии. Ничто не проникает через этот барьер. Воспаления нет. Метаболический синдром не развивается.

В период с 70-х по 90-е годы повышение распространенности ожирения в США происходило одновременно с повышением потребления кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы, главным образом в виде газированных напитков. Сегодня около двух третей взрослого населения Штатов страдают избыточным весом и еще треть — ожирением, которое вызывает сердечно-сосудистые заболевания и некоторые виды рака. Можно было бы предположить, что ученых удовлетворит объяснение такого повышения массы тела питанием, однако, как и в случае сердечно-сосудистых заболеваний, они считают, что такие факторы образа жизни, как питание и отсутствие физической активности, только отчасти объясняют эту тенденцию. По существу, полвека назад больше американцев могли есть бургеры, пить сладкие газированные напитки и лакомиться шоколадными батончиками, не набирая при этом вес.

На первый взгляд эта идея кажется нелепой, но мы уже знаем о двух экспериментах (один с гельминтами, другой с бифидобактериями), в ходе которых вторичное воздействие меняло реакцию животных на потребление вредной пищи. В обоих случаях подавление воспаления было ключевым фактором. Следовательно, можно предположить, что любое усиление воспаления или ослабление иммунной регуляции может повысить предрасположенность к ожирению.

В действительности оказалось, что те варианты генов, которые усиливают выработку TNF-альфа (воспалительной сигнальной молекулы, играющей важную роль в борьбе с патогенами), также вызывают предрасположенность к ожирению, но только у людей, потребляющих пищу с высоким содержанием жира. Ученые установили эту связь после изучения группы современных городских женщин из Южной Африки, у которых риск развития ожирения оказался даже более высоким, чем у их матерей и бабушек полстолетия назад. Если в рационе питания этих женщин более 30% калорий приходилось на жир, ожирение развивалось у носителей вариантов генов, провоцирующих ожирение. Гены, которые в прошлом помогали нам защищаться от патогенов, теперь способствуют набору веса, увеличивая воспалительный потенциал организма.

А как насчет контактов со «старыми друзьями» — могут ли они повлиять на склонность к ожирению? Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско обнаружили, что заражение гельминтами может остановить метаболический синдром у мышей, причем даже несмотря на способствующий ожирению рацион с высоким содержанием жира. Гельминты предотвращали ожирение, не отнимая калории у хозяина, а оказывая прямое воздействие на воспалительный процесс, играющий ключевую роль в развитии этого заболевания.

В случае метаболического синдрома в жировой ткани накапливаются макрофаги (напомню: это одна из разновидностей белых кровяных клеток). Эти клетки усугубляют проблему, провоцируя воспаление, которое приводит к развитию устойчивости к инсулину и диабета второго типа. Однако у макрофагов есть и «великодушная сторона», способствующая не воспалению, а исцелению. Иммунологи называют такие макрофаги «альтернативно активированными».

Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско пришли к выводу, что заражение гельминтами стимулирует выработку макрофагов, которые переходят в состояние «альтернативной активации» и превращаются из клеток, провоцирующих воспаление, в целителей. Либо паразит изменил их в попытке подавить воспаление, способное устранить его, либо хозяин отреагировал на гельминтов выздоровлением, усвоив по опыту миллионов лет коэволюции, что пришло время убрать тот беспорядок, который они после себя оставили.

Гельминты оказывали глубокое и длительное воздействие. Когда мышей всего на восемь дней заразили гельминтами, а затем изгнали их, это обеспечило защиту от ожирения и устойчивости к инсулину более чем на месяц. «Может ли отсутствие определенных паразитов, вместе с которыми мы эволюционировали, усугублять повышение распространенности метаболического синдрома, как в случае аллергических и аутоиммунных заболеваний?» — спросил в журнале Science Рик Майзелс, ученый, который провел первые исследования по теме гельминтов, аллергии и регуляторных Т-клеток.

Возможно. До сих пор я уделял этому мало внимания, однако один вид гельминтов упорно продолжал свое существование почти до конца ХХ столетия. Речь идет об острице. Не так давно гельминт Enterobius vermicularis был своего рода «обрядом посвящения» в детском возрасте. Эти маленькие глисты выползают ночью из заднего прохода, откладывают яйца и выделяют вещество, вызывающее ужасный зуд. Именно посредством этого зуда гельминт пытается заручиться вашей поддержкой в поиске нового хозяина. Вы чешетесь, яйца попадают на ваши пальцы, под ногти. Возможно, вы проглатываете некоторые из них, что приводит к самозаражению. Острицы заползают также на стены, на шторы и на других детей. Они крайне заразны, поэтому если в классе инфицирован хотя бы один ребенок, скорее всего, будут заражены и остальные.

За период с начала 70-х годов, когда анализ 20% образцов в Нью-Йорке показал положительный результат, до середины 80-х годов острицы почти полностью исчезли. «Острица — исчезающая инфекция?» — с ноткой сожаления спросил один ученый в 1988 году. С тех пор другие ученые высказывали предположение, что недавнее исчезновение этого гельминта способствовало не только усилению эпидемии аллергии, но и повышению распространенности аутоиммунного диабета первого типа. В конце 90-х кембриджский ученый Энн Кук совершенно случайно обнаружила, что острицы могут предотвращать аутоиммунный диабет у мышей с искусственно вызванной предрасположенностью к этому заболеванию.

Результаты проведенных на Тайване исследований связывают заражение острицами с защитой от астмы и сенной лихорадки, что предполагает наличие сильного иммуномодулирующего эффекта. Сегодня мы должны задуматься вот о чем: возможно, исчезновение этого последнего гельминта, продержавшегося так долго (а также первичной подготовки иммунной системы, которую он обеспечивал), не только способствовало повышению заболеваемости астмой за тот же период, но и повысило подверженность детей ожирению? В ходе экспериментов, которые проводились в Калифорнийском университете в Сан-Франциско, однократное заражение гельминтами оказывало длительное воздействие. Были ли в прошлом маленькие дети аналогичным образом подготовлены к борьбе с ожирением в зрелом возрасте?

В поддержку этой идеи ученые обнаружили, что могут вылечить у мышей диабет второго типа и обратить вспять их устойчивость к инсулину посредством увеличения количества регуляторных Т-клеток. Эти клетки-миротворцы останавливают заболевание даже несмотря на то, что мыши продолжают есть пищу с высоким содержанием жира. По всей вероятности, из этого можно сделать вывод: метаболический синдром вызывает не одна только вредная пища — свой вклад в это вносит также неспособность подавлять ненужное воспаление. Возможно, нет ничего удивительного в том, что одно воспалительное заболевание порождает другое еще в утробе матери. У матерей с избыточным весом в период беременности рождаются дети с повышенным риском астмы. Почему? Возможно, слабовыраженное воспаление в организме матери программирует иммунную систему плода на работу в таком же режиме. Если вы помните, у таких матерей также несколько повышен риск рождения ребенка, подверженного развитию аутизма.