Есть много причин, по которым стоило бы критически относиться к чрезмерно «либеральному» применению антибиотиков. Однако любой, кто ожидает увидеть в этой книге сплошную критику этого класса медикаментов, будет разочарован, потому что антибиотики – великолепное изобретение, если, конечно, пользоваться ими правильно, с умом и в тех целях, для которых они были разработаны: спасать жизни людей, жизни животных. Количество людей, чьи жизни не оборвала инфекция благодаря открытию этого препарата, исчисляется многими миллионами.

Однако антибиотики способны на большее. Ванкомицин, например, может сделать инфаркт миокарда менее тяжело переносимым, если он случится повторно. Восстановление после инфаркта также происходит более эффективно с помощью этого средства. Это было доказано на определенных наиболее склонных к инфаркту миокарда лабораторных крысах.

На этом мы, пожалуй, закончим петь дифирамбы антибиотикам, поскольку тот же эффект и принцип действия имеет коммерчески более доступный пробиотик, содержащий Lactobacillus plantarum.

Анти- и пробиотики снижают уровень сигнального вещества лептина, который образуют, прежде всего, жировые клетки, в крови, и именно это делает инфаркт менее тяжело переносимым. И причина этого – почти наверняка изменение состава микрофлоры и, следовательно, веществ, производимых микроорганизмами.

Почему это представляет для нас интерес? Прежде всего, потому что это пример того, что с нежелательным влиянием микробов можно бороться терапевтически, не прибегая сразу к помощи антибиотиков, и результат будет тем же.

В некоторой степени сенсационным является то, что ученые Джон Бейкер и Вай Лем из Медицинского колледжа Висконсина в Милуоки доказали на подопытных животных влияние кишечных бактерий на сердечно-сосудистую систему. Они смогли показать, что, в принципе, возможно, что микроорганизмы из пищеварительного тракта так или иначе влияют на здоровье сердца. При этом они подтвердили тезис, который несколько лет назад вызвал у большинства кардиологов лишь недоумение. В то же время они обнаружили, что гормон лептин является важным или, возможно, даже самым важным сигнальным веществом.

Однако все еще неизвестно, какой механизм это осуществляет. Лептин выделяется жировыми клетками и дает мозгу сигнал о насыщении. Он также вырабатывается в других тканях, таких как сердце, и, как оказалось, имеет много других свойств. Например, женщины с высоким уровнем содержания лептина значительно реже страдают от депрессивных состояний по сравнению со средним показателем по населению. Молекула также борется с ломкостью костей у женщин. Однако существуют и доказательства того, что она активирует стволовые опухолевые клетки рака толстой кишки. Что ж, по-видимому, лептин – еще один сложный типаж метаболической пьесы.

Как известно, сигнал насыщения, подаваемый лептином, постепенно становится слабее при избыточном весе или метаболическом синдроме. Люди с подобными расстройствами чувствуют себя сытыми после того, как съели больше, чем нужно, и после того, как их жировые клетки произвели лептина больше, чем требуется.

Само собой, организм начинает выделять больше лептина, когда нормальное количество не дает желаемого результата. Но как изменение бактериального состава в кишечнике может привести к изменению концентрации этого гормона в крови? По мнению Бейкера, бактерии, которые подвержены влиянию про- и антибиотиков, производят небольшие молекулы, которые попадают в кровь через стенку кишечника и оттуда в печень. Там они, вероятно, будут видоизменены, а затем выпущены обратно в кровоток и в конечном итоге повлияют на выработку лептина в жировых клетках или сократят количество лептинов в крови.

Каждый человек может быть счастлив, если ни одна бактерия не найдет путь из кишечника в коронарные сосуды сердца или в артерии, снабжающие кровью мозг, и не «угнездится» там. Но даже если это не произойдет, влияние кишечных бактерий на здоровье сердца и сосудов довольно велико. Это показано, например, в исследовании из Милуоки. Эксперименты Лема и Бейкера доказали, что как антибиотик, так и пробиотик могут снизить концентрацию гормона лептина, и именно это приводит к тому, что у крыс случаются менее тяжелые инфаркты. Если крысам давали антибиотики или пробиотики, но при этом вводили лептин, защитный эффект переставал действовать. Но лептин, конечно, не единственное сигнальное вещество, которое в данном случае имеет значение. «Метаболиты, синтезированные микробиомом, активно влияют на биологию их хозяина, и любой бактериальный дисбаланс в этом квазиоргане имеет последствия для здоровья их носителя», – пишет Бейкер в соавторстве со своими коллегами в своей статье, вышедшей в 2012 году.

Между тем в их лаборатории произошло еще кое-что. В то время, когда эта книга была сдана в печать, ничто из этого еще не было опубликовано в специализированных журналах, но Бейкер необычайно откровенно рассказал нам о текущей работе его команды. Они искали производителей метаболитов в кишечнике помимо лептина, концентрация которых при вмешательстве в бактериальное сообщество кишечника менялась и влияла на то, насколько тяжелыми будут инфаркты у крыс. Они нашли целое множество.

Из общего количества 284 метаболитов, обнаруженных в кишечниках крыс, концентрация 193 явно была связана с кишечными микробами. Грубо говоря, микробы ответственны по меньшей мере за две трети того, что метаболизируется в кишечниках грызунов. Как это работает у людей? До сих пор не известно. Из 193 микробных метаболитов 33 были произведены тремя аминокислотами: фенилаланином, триптофаном и тирозином. Если крысы получали антибиотики, едва ли они были способны произвести какое-либо из этих 33 веществ, а инфаркты животных имели менее серьезные последствия. «Эти результаты показывают, что воздействие веществ, производимых кишечными микробами, распространяется гораздо шире, чем на ареал их обитания, намного превышающий их непосредственную окружающую среду, и они могут влиять даже на физиологию отдаленных органов, таких как сердце», – говорит Бейкер.

Можно сказать, результаты исследования таковы: антибиотики благоприятно действуют на организм. В конце концов, они облегчают тяжелые симптомы инфаркта. К сожалению, они также бездумно убивают много полезных бактерий, а те, кто часто прибегает к их помощи, рискуют взрастить у себя резистентного возбудителя или опасных клостридий. Постоянно принимать их для профилактики, конечно, не стоит. В лучшем случае, их можно порекомендовать тем, кто уже сегодня точно знает, что послезавтра у него случится инфаркт. Но если это пробиотик или другое средство, которое не убивает без разбора всех микробов в округе, тогда это очень даже хорошая профилактика. Лабораторные тесты на найденных в исследованиях метаболитах могут помочь выявить и заблаговременно провести профилактику заболевания у пациентов группы риска. Хотя бы с помощью аспирина. По словам Бейкера, результаты их работ «могут привести к новым диагностическим тестам, терапиям и профилактикам лечения, которые помогут предотвращать появление инфаркта».

То, что сказал Бейкер, возможно, звучит неопределенно, но все же более конкретно, чем комментарии экспертов, которые пишут в конце статьи о результатах новых исследований «Возможно, однажды…». Уже осенью 2013 года стартовало первое клиническое испытание. Его цель – проверить, может ли антибиотик ванкомицин и пробиотик из супермаркета помочь людям с хроническими заболеваниями сердца и можно ли спрогнозировать риск заболевания, основываясь на данных о повышенном количестве в организме определенных бактерий и их метаболитов. Предыдущее исследование, проведенное с курильщиками, уже показало, что Lactobacillus plantarum смогла значительно снизить риск развития сердечных заболеваний, а также уменьшить концентрацию лептина.

В известковых бляшках таких кровеносных сосудов был обнаружен генетический материал, принадлежащий типичным кишечным обитателям. И чем больше этого генетического материала было в таких отложениях, тем более ярко выраженными были признаки воспаления у обследованных пациентов. Воспаление, в свою очередь, является поистине фаустовским персонажем в контексте состояния здоровья человека. Оно предстает хорошим, когда неистово сражается со злоумышленниками, и само превращается в зло, когда обращает борьбу против самого тела и становится хроническим. Затем работа организма дает сбой и все выходит из-под контроля.

После того как шведский микробиолог Фредерик Бекхед вместе со своими коллегами обнаружил подобный генетический материал бактерий в артериальных отложениях, и, поскольку им было известно, что в кишечнике могут производиться воспалительные сигнальные вещества, они пытались добраться до самых истоков возможных причинно-следственных связей.

Они задавались вопросом, отличается ли композиция бактериальной флоры кишечника людей с атеросклерозом от композиции здоровых людей. Если да, то какие бактерии есть у них и что они производят?

Они получили от добровольцев пробы стула и фактически открыли месторождение. Например бактерий рода Collinsella было особенно много в кишечниках людей с бляшками в сонной артерии, снабжающей кровью голову. А вот бактерии родов Eubacterium и Roseburia особенно часто встречались в пищеварительных трактах людей со здоровыми кровеносными сосудами.

Collinsella как отдельный род бактерий известна всего лишь несколько лет и названа не в честь певца или астронавта программы «Аполлон», а в честь мало известного британского микробиолога. То, что бактерии ее рода и представители двух других родов делают в кишечнике, пока только частично изучено. Бэкхед и его коллеги проанализировали содержимое кишечника, делая акцент на бактериальных генах, функция которых уже ясна. Вот результат этого так называемого метагеномного исследования: гены, продукты которых склонны способствовать воспалительным процессам, были обнаружены в большом количестве в организмах больных людей. Генетический материал, имеющий противовоспалительное действие, как, например, продукты антиоксидантов и короткоцепочечных жирных кислот, был широко представлен в организмах здоровых людей.

Но вернемся к дистанционному воздействию микробов, поражающему сердце, поскольку и это еще не все. Оно появляется в процессе взаимодействия бактерий и того, что мы едим. Когда вы рассмотрите механизмы, которые и делают возможным это воздействие, вы почти наверняка увидите новые возможности для эффективного лечения заболеваний или даже для их профилактики.

К вопросам о взаимосвязи между сердцем и желудком, которые были основательно изучены с научной точки зрения, относится следующий: как потребление мяса может привести к проблемам с сердцем и сосудами?

Чтобы на него ответить, убежденный вегетарианец должен съесть стейк. Те, кто принимает участие в клинических испытаниях, не должны сильно опасаться того, что эти испытания могут им сильно навредить, поскольку тестируемые медикаменты уже прошли длительные испытания в лаборатории и на экспериментальных животных, и, как правило, это уже завершенные испытания, в процессе которых рассматривалась переносимость у добровольцев тех или иных веществ. Но среди таких испытаний попадаются настоящие «бриллианты». Одно из таких провел Стенли Хейзен из Кливлендской клиники в Огайо. Вместо горького лекарства или сладкого плацебо его испытуемым пришлось есть сочные стейки. Результаты, представленные Хейзеном в медицинском научном журнале «Nature Medicine» в 2013 году, показали, что даже та пища, которую человек потребляет с незапамятных времен, может иметь для сердца и сосудов побочные эффекты, очень похожие на те, что вызывают современные лекарства.

Тот, кто сейчас глубоко вздохнул и решил, что это не новая информация – в красном мясе содержится много насыщенных жиров и холестерина, что, конечно, неполезно для сердца, возможно, удивится, прочитав следующее: недавние исследования показали, что насыщенные жиры несправедливо считаются вредными для сердца, равно как и пищевой холестерин. Однако красное мясо не включено в этот оправдательный приговор. Похоже, что что-то другое в нем приводит к закупорке сосудов. И, скорее всего, это происходит путем биохимического обхода через метаболизм кишечных обитателей.

Согласно условиям исследования его участники должны были есть стейки, поскольку Хейзен предполагал, что в этих косвенных механизмах задействованы плотоядные бактерии. В 2011 году исследователь и его коллеги уже обнаружили, что микробные «сожители», которые занимаются переработкой части поступающей в организм пищи животного происхождения, могут способствовать атеросклерозу артерий. Они превращают вещество, называемое холином, в вещество TMAO, также известное под названием триметиламин N-оксид. Производство TMAO является довольно интересным примером того, как микробы и ферменты в организме могут работать сообща. TMA производится бактериями, O добавляет фермент человека. Холин содержится, например, в яйцах и мясе. А TMAO может быть врагом эластичности и здорового диаметра кровеносных сосудов – даже тех, которые питают сердце.

Молекула карнитина по структуре похожа на холин, обе состоят из двух аминокислот. Она получила свое название от латинского слова «caro», что в переводе означает «мясо». Многие силовые атлеты принимают ее как диетическую добавку, равно как и многие вегетарианцы. Испытуемые Хейзена съедали мясо и карнитин в порошке, а затем он измерял уровень ТМА в их крови. Показатели взлетали до небес. Более чем вероятно, что виной тому кишечные бактерии, поскольку, когда Хейзен давал тем же участникам эксперимента антибиотики в целях уничтожения кишечных микробов, уровень их карнитина в крови увеличился еще больше, а вот показатель ТМА был, напротив, ничтожно мал.

Итак, что мы имеем: веган преодолел себя, съев мертвое животное, зная, что в исследовании рассматривается вред от потребления мяса и что таким образом он, возможно, сделает доброе дело. И действительно, в отличие от обычных мясоедов у веганов не наблюдалось значительного увеличения показателя TMAO. Эта ирония, вероятно, является результатом соединения биохимии с микробиологией: в кишечнике человека, который обычно не употребляет никаких продуктов животного происхождения, очевидно – и, впрочем, не удивительно, – нет и каких-либо бактерий, которые специализируются на переработке такой пищи.

Исследовательская группа Хейзена, возможно, нашла объяснение тому, что в исследованиях питания те, кто не являются чистыми вегетарианцами или веганами, а изредка едят мясо, всегда являются самыми здоровыми участниками исследования. Возможно, им просто не хватает бактерий, которые производили бы вредные вещества из мяса, но достаточно тех, которые извлекают пользу из положительных свойств продуктов животного происхождения, например, витамина К. Такой вывод соответствует результатам, полученным в лаборатории Бейкера. Его сотрудники обнаружили, что продукты распада бактериального обмена аминокислот фенилаланина, триптофана и тирозина делают инфаркт у крыс более тяжелым. Естественным источником аминокислот является белок, из которого и состоит мясо. И именно эти три аминокислоты в большом количестве присутствуют в животном белке.

Это может удивить тех, кто ранее заносил насыщенные жиры и холестерин из продуктов питания в перечень ядов для сердца. Но микробиологические исследования кишечника полны неожиданностей. Хотя новые наблюдения могут и совпасть с этими результатами. Например, существует более раннее исследование, в котором показатель TMAO среди людей, употреблявших мясо, не увеличивался. Кроме того, готовый TMAO, не будучи каким-либо сложным образом произведенным в кишечнике, в большом количестве содержат морепродукты. При этом, как показало то же исследование, у людей, которые едят много рыбы и мяса крабов, был явно повышенный уровень ТМАО, однако согласно опыту и научным доказательствам это не означает повышенный риск инфаркта. Похоже, все совсем наоборот.

Так что нельзя слишком сильно впечатляться результатами исследований и выводами ученых. И уж тем более они не должны вселять в вас беспокойство. Особенно когда речь касается такой молодой области исследований, как исследование человеческого микробиома.

Хотя результаты наблюдений Хейзена и Бейкера и верны, они, возможно, означают нечто совершенно иное. В любом случае пока еще не было четко установлено, что мясоеды чаще страдают сердечными заболеваниями, чем вегетарианцы, из-за того, что они едят мясо. По крайней мере, есть свидетельства того, что общий, тенденциозно менее здоровый образ жизни мясоедов имеет больше недостатков по сравнению с вегетарианцами, и дело тут не в самом мясе. Здесь также стоит упомянуть, что морепродукты с высоким содержанием ТМА, как мы уже говорили, могут быть элементом правильного питания.

Так что с этим пока тоже еще не все ясно. Есть множество причин стать вегетарианцем. Но TMAO, безусловно, не одна из них.

А вот что действительно впечатляет, так это основные механизмы, принцип действия которых в своих экспериментах смогли проследить такие ученые, как Хейзен, Бекхед, Бейкер и их сотрудники.

Взгляд на картину в общем и целом показывает, что дистанционное влияние кишечных бактерий, как правило, происходит по следующей схеме: микробы метаболизируют питательные вещества. При этом возникают относительно небольшие молекулы, которые легко проходят через стенку кишечника и с помощью кровотока распределяются по всему телу. Это те молекулы, которые сами или опять же опосредованно могут влиять на реакции, возникающие в какой-либо части организма. Большинство людей еще не знают, при помощи каких именно молекулярных механизмов они это осуществляют.

Обнаружение этих механизмов представляется ученым одной из главнейших задач. Но для возможности разработать методы лечения или профилактики, быть может, это не так уж безумно важно. Поскольку, если человека можно сделать здоровым, просто удалив пару молекул или сделав так, чтобы бактерии, которые их производят, были вытеснены полезными, не обязательно подробно знать, как работают эти молекулы. Конечно, с этим знанием было бы лучше. Не только потому что департаменту лекарственного обеспечения так будет проще допустить новый способ лечения и не потому что прояснять все эти процессы увлекательно; все дело в том, что в большинстве случаев в ходе исследования возникает что-то еще, что помогает понять другие процессы в организме.

Физиология полна фаустовских героев, у которых, по меньшей мере, две души: вещество, производимое кишечными бактериями, может сделать инфаркт еще более тяжелым, а может оказывать противораковое действие. О короткоцепочных жирных кислотах, которые производят кишечные бактерии, мы знаем, что при всех их преимуществах недостатков тоже хватает. Только когда все эти механизмы, взаимозависимости и сложности станут понятными, появятся способы лечения или профилактики, при которых человек будет защищен от неприятных сюрпризов. Процесс изучения микробов и их дистанционного влияния, как, например, на сердце и кровеносные сосуды, находится в самом начале исследовательского пути.

Антибиотики могут оказать положительное воздействие на сердце, и пробиотики также в этом преуспели. Даже вегетарианцу не повредит мясо, по крайней мере физически – все это не стало последними сюрпризами в этой области исследований.

Конечно, тот факт, что кишечные бактерии влияют на здоровье кишечника, уже никого не удивит. О том, как это происходит, поговорим в следующей главе.