Первый антибиотик (пенициллин) стал широко доступным после Второй мировой войны, за одно-два десятилетия до начала эпидемии аллергии. В 1992 году, когда эта эпидемия достигла апогея, дети и подростки проходили в среднем один курс антибиотиков за год, во многих случаях — для лечения таких легких заболеваний, как воспаление среднего уха или ушная инфекция. Это было в два раза больше, чем количество антибиотиков, которое в среднем принимал ребенок в 80-х годах. За тот же период увеличилось количество антибиотиков широкого спектра действия, таких как цефалоспорины и фторхинолоны — лекарственные препараты, воздействие которых на микробное сообщество напоминало скорее кувалду, чем скальпель.

На пороге нового тысячелетия в связи с опасениями по поводу резистентности к антибиотикам количество назначений антибиотиков снизилось в два раза. Возможно, неслучайно эпидемия аллергии также замедлилась к началу нового тысячелетия.

Однако секрет, пребывавший у всех на виду, заключался в том, что большинство антибиотиков принимали вовсе не люди. В США примерно 70% антибиотиков приходились на долю животных. В некоторых случаях антибиотики давали животным для того, чтобы сдерживать развитие инфекционных заболеваний, но в основном малые дозы антибиотиков использовали для ускорения роста животных. Вопрос о том, как часто эти вещества попадали в продукты питания, остается неисследованным.

Существовали протоколы, которые должны были обеспечить отсутствие антибиотиков в мясных и молочных продуктах. Одно из главных правил гласило: животноводы должны прекращать кормление животных антибиотиками за достаточное количество времени до забоя. Проблема была в том, что в работе Службы контроля качества пищевых продуктов при Министерстве сельского хозяйства США (агентства, которое должно было обеспечивать реализацию этих правил) имелись, по словам самих ее сотрудников, «серьезные недостатки».

В разгромном докладе управления генерального инспектора за 2010 год был приведен перечень многочисленных неудач: испорченные туши все равно используются в производстве продуктов питания; многократные нарушители игнорируют многочисленные предупреждения; нет никакой возможности определить источник испорченного мяса в сложной сети животноводов, владельцев площадок для откорма скота и торговцев мясом. В докладе был сделал вывод о том, что национальная программа США по проверке наличия остатков химических веществ в пищевых продуктах «не справляется с миссией мониторинга остаточного содержания вредных веществ в продуктах питания».

Не спасало даже вегетарианство. От трех четвертей до половины антибиотиков, которые потребляли животные, в конечном счете выходили вместе с фекалиями и мочой. Этот навоз использовался для удобрения почвы под сельскохозяйственные культуры. Поначалу он обычно находится в ямах, в которых, как утверждали сторонники этого метода, микробы быстро расправлялись с любыми остатками антибиотиков. Однако изучавшие этот вопрос ученые обнаружили, что антибиотики стойко переносят этот процесс и попадают на возделываемую землю в целости и сохранности. А продовольственные культуры охотно поглощают их.

В ходе экспериментов салат-латук абсорбировал из зараженной почвы антибиотики флорфеникол, левамизол и триметоприм. Морковь поглощала диазонин, энрофлоксацин и флорфеникол. Основные культуры — пшеница, кукуруза, ячмень и картофель — впитывали ветеринарные антибиотики при их наличии. И это далеко не полностью отражало масштаб проблемы.

Продукты очистки сточных вод также использовались в качестве удобрения. Более половины шлама, извлеченного из водоочистных сооружений в США, оказывалось на полях. Жидкая масса человеческих нечистот содержала даже более широкий диапазон лекарственных препаратов, чем обычный навоз: антидепрессанты, противомикробные препараты, химические соединения из ароматизирующих веществ и мыла, гормоны из противозачаточных средств — в общем, все то, что принимали люди. Продовольственные культуры впитывали все эти вещества. Соя, которую удобряли твердыми отходами биологического происхождения, охотно поглощала такие антибактериальные препараты, как триклозан и триклокарбан. Капуста, выращенная на гидропонике, абсорбировала антибактериальные препараты сульфаметоксазол и триметоприм.

Все эти препараты повсеместно проникали в окружающую среду. Их следы обнаружены даже в водных путях, удаленных от навозных ям и мест сброса сточных вод. Примерно в четверти из 139 рек, проверенных в 30 американских штатах, был найден триметоприм. Пятая часть рек (но уже других) содержала эритромицин, линкомицин и сульфаметоксазол. В ходе недавнего обследования станций очистки питьевой воды было обнаружено достаточно большое содержание десяти разных противомикробных препаратов. В то же время осадки, сформировавшиеся в водных путях по всей стране в 70-х годах, содержали большое количество противомикробного препарата триклозана — распространенного ингредиента антисептиков для рук и некоторых видов зубной пасты. Это вещество не только непосредственно воздействует на микробное сообщество, но в процессе разложения еще и образует диоксин — потенциально токсичное вещество, которое связывается с рецепторами гормонов, накапливаясь в улитках, лягушках, рыбе и дождевых червях везде, где оно присутствует.

Если коротко изложить эту длинную и неутешительную историю, мир был полон созданных человеком веществ, меняющих микробиом. Единственным утешением было то, что концентрация этих веществ в большинстве случаев была незначительной. Например, в эксперименте с морковью кожура содержала 10% официальной максимально допустимой суточной дозы. А на станциях очистки питьевой воды содержание этих веществ было еще менее значительным, на несколько порядков ниже терапевтического уровня. Тем не менее воздействие этих препаратов имело далеко идущие последствия. У чаек, акул и других диких животных появились бактерии, устойчивые к антибиотикам.

Опасения по поводу антибиотиков, применяемых в животноводстве, в большинстве случаев были связаны с устойчивостью к ним микробов. Однако, учитывая тот факт, что некоторые члены человеческой микрофлоры оказались более чувствительными к ним по сравнению с другими, появилась новая причина для беспокойства. Сценарий, согласно которому некоторые важные союзники выходят из строя, оставляя после себя несбалансированную, дестабилизированную экосистему, не был надуманным. В ходе экспериментов ученые продемонстрировали, насколько реален этот сценарий. Например, введение антибиотиков широкого спектра действия молодым мышам привело к повышению их предрасположенности к астме. Почему? Потому что погибли важные виды клостридий, из-за чего исчезли регуляторные Т-клетки (клетки-миротворцы).

Изменения могут произойти даже после приема небольшой дозы антибиотиков. Ильсон Чо (научный сотрудник лаборатории Мартина Блейзера в Нью-Йоркском университете) обнаружил, что введение мышам десятой доли терапевтической дозы антибиотиков существенно меняет микробиоту и повышает количество телесного жира на 20%. Другими словами, доза антибиотиков, равная их содержанию в моркови, которую удобряли навозом животных, может повысить вашу предрасположенность к метаболическому синдрому.

Однако, как бы ни происходило нарушение микробиоты, сравнительные исследования показали, что постсовременная микрофлора действительно существенно отличается от микробиоты людей, придерживающихся досовременного образа жизни.