Что же такое микробиом?

Снова обратимся к истории. Люди коэволюционировали вместе с комменсальными (в переводе с латинского это означает «делить стол») микроорганизмами. Коэволюция – это процесс взаимных и адаптивных изменений в двух или более взаимодействующих популяциях – например, жертв и хищников, растений и травоядных – или, в данном случае, микроорганизмов и человека – их носителя. Оба организма живут вместе и извлекают выгоду из существования друг друга. Фактически, согласно широко принятой эндосимбиотической теории, митохондрии человека – это органеллы, которые на самом деле произошли из бактерий! Симбиоз возникает, когда два разных вида получают выгоду от совместного существования и функционирования. Если один организм живет внутри другого, это называется эндосимбиозом. Эндосимбиотическая теория утверждает следующее: когда крупная клетка-хозяин захватывает бактерию, они могут потерять способность выживать друг без друга и вследствие этого вырабатывать постоянные отношения. Согласно теории эволюции человека, люди изначально были микроорганизмами. За миллионы лет эволюции митохондрия, которая имеет поразительные сходства с бактериальной клеткой, но и обладает собственной ДНК, развила особую специализацию и не может жить вне клетки. Помните, что митохондрии ответственны за создание более 90 % энергии, необходимой организму для поддержания жизни и роста. Митохондрии осуществляют метаболизм, поэтому поддерживать здоровье митохондрий – основополагающая задача метаболического подхода к раку. Появляется все больше доказательств того, что мутации в генах, кодирующих митохондриальную ДНК, способствуют развитию рака. Оттого мы не можем игнорировать их структуру, функционирование и происхождение, как оказалось, микробное.

Микроорганизмы в теле каждого человека количественно превосходят человеческие клетки в 10 раз и суммарно весят примерно как человеческий мозг – около 1,4 килограмма. Другими словами, почти 90 % всех клеток в вашем теле – формально нечеловеческие. Точнее, это клетки микроорганизмов: бактерий, вирусов, простейших, грибков и архей. Именно они выполняют широкий спектр метаболических и защитных функций для нас. Целые экосистемы микроорганизмов обитают на каждом участке внутренней и внешней поверхностей человеческого тела. У волосяных фолликул свой собственный набор микробов, так же как и у подмышек, носовой полости, кожи и паха. Желудочно-кишечный тракт, удивительный туннель, который проходит через все ваше тело от рта до ануса, является домом для подавляющего большинства микроорганизмов. Самая густо заселенная микробами зона во рту – между зубами и деснами. Мы советуем нашим пациентам избегать лечения зубов, особенно корневых каналов, при активной стадии рака или во время прохождения терапии. В результате такого вмешательства в кровеносную систему могут попасть потенциально патогенные бактерии. Мы видели рецидив многих видов рака после проведения серьезных стоматологических операций! Вниз от полости рта расположилась другая бактериальная столица организма – толстая кишка. В одном миллилитре содержимого толстой кишки бактерий больше, чем людей на планете Земля.

В каждой колонии есть различные типы микроорганизмов, которые группируются в соответствии с их типом отношений с человеком. Комменсальные микробы, которые также называются микрофлорой, извлекают из нас для себя выгоду, но мы от них пользы не получаем. Большинство комменсальных бактерий выстраивают симбиотические (приносящие пользу) отношения в обычной для себя среде, но при попадании в непредусмотренную для них зону могут вызвать патологию. Предполагается, что определенные микроорганизмы живут в конкретных областях тела, чтобы выполнять там конкретные функции. Например, бактерии вида Streptococcus pyogenes – часть комменсальной флоры в носу здорового человека, которая при миграции в горло может вызывать тонзиллит и острый фарингит.

Симбионт, или полезный микроорганизм, выстраивает с человеком взаимовыгодные отношения по принципу «ты – мне, я – тебе». Отличным примером симбионта является Bacteroides thetaiotaomicron. Его «гликобиом» содержит огромное разнообразие генов, способных метаболизировать углеводы. Эти микроорганизмы наряду со многими другими необходимы для метаболизма и синтеза макро- и микронутриентов. Это основа многих исследований, которые обнаружили связь между ожирением, диабетом и микроорганизмами в нашем теле².

Последняя группа – это патогенные микроорганизмы. Они извлекают выгоду из нас, но могут вызвать заболевания, если их популяция станет слишком большой. Инфицирование желудка хелиобактером, то есть бактериями Helicobacter pylori, может вызвать воспаление и повредить внутренний слой желудка, вызывая лимфомы. Это основная причина рака желудка. И хотя была названа канцерогеном группы 1, она также может играть роль в подавлении развития гастроэзофагеальной рефлюксной болезни и рака пищевода³.

Баланс всех этих бактерий имеет решающее значение для поддержания гомеостаза, а полезные бактерии помогают контролировать патогенные микробы и грибки. Состав микробных сообществ различается в разных анатомических областях, и дисбаланс в составе бактериальной микробиоты, также известной как дисбактериоз, является ведущим фактором для возникновения болезней человека. Такие заболевания, как рак, аутоиммунные заболевания, ожирение, астма, аутизм, колит и психические расстройства, а также снижение реакции на вакцины связаны с микробиомом. На самом деле это микроорганизмы правят бал.

Плохое питание, антибиотики, стерильная среда и другие угрозы здоровью микробиома могут привести к чрезмерному росту вредных бактерий и истощению количества полезных. Когда в среде развелось слишком много патогенных воров, рано или поздно это приведет к раковым преступлениям. Например, исследование, опубликованное в 2013 году в Journal of National Cancer Institute, показало, что у пациентов с раком толстой кишки, как правило, наблюдается повышенный уровень фузобактерий (тип бактерий, которые вызывают воспалительный процесс в кишечнике и питают рост рака) и пониженный уровень клостридий (бактериальный класс, который предотвращает развитие рака толстой кишки, помогает расщеплять пищевые волокна и углеводы). А у онкобольных и женщин без рака исследование выявило существенные различия в микробиоме тканей молочной железы⁴.

Микробиом каждого человека уникален, как отпечатки пальцев или черты лица, и зависит от пола, диеты, климата, возраста, профессии, гигиены, наличия или отсутствия контактов с животными и других факторов окружающей среды. Первая прививка ребенка микроорганизмами происходит при рождении. Организмы детей, рожденных естественным образом, заселяются бактериальными сообществами, сходными с вагинальной микробиотой их матери, в основном лактобациллами (Lactobacillus)⁵. После рождения формирование микробиоты ребенка продолжается через его взаимодействие с окружающей средой и кормление грудью. Микроорганизмы попадают в тело через то, что младенцы едят, трогают и кладут в рот. Это эволюционный способ, с помощью которого дети самостоятельно заселяют свои индивидуальные иммунорегулирующие микробиомы. Колонии микроорганизмов у детей, которые растут рядом с собаками, отличаются от тех, кто не контактирует с животными. В возрасте от шести месяцев до трех лет число видов микроорганизмов продолжает увеличиваться: примерно от ста видов, населяющих кишечник младенцев, до тысячи – у взрослых. В это время меняются и их функции. В организме ребенка есть микробы, производящие фолат, который необходим для метилирования, тогда как у взрослых больше микробов, фолат потребляющих. К трем годам микробиом ребенка приближается по составу к микробиому взрослого и становится намного более стабильным.

Естественные жизненные циклы, такие как половое созревание, беременность или менопауза, могут вызвать ожидаемые сдвиги в составе микроорганизмов, после чего микробиом возвращается к исходному состоянию. Половое созревание влияет на микроорганизмы, населяющие кожу, вызывая изменения в кожном сале, а беременность – на вагинальный микробиом, что приводит к росту видов, которые будут полезны для ребенка, когда он родится. Неестественные события, например кесарево сечение, прием антибиотиков, химиотерапия, хронический стресс, изменение диеты и многие другие факторы, также вызывают изменения в микробиоме, или, иначе, дисбактериоз. Но нет причин для страха: даже если ваш микробиом был поврежден воздействием химиотерапии или антибиотиков, его можно восстановить. (Взгляните на план «перезагрузки» в конце этой главы.)