Мифы о диетах. Наука о том, что мы едим
Шрифт:
Торговец галантерейными товарами Левенгук был безумно любознателен. В отличие от большинства своих ровесников, он по-прежнему пережевывал пищу собственными зубами, потому что скрупулезно чистил их каждый день: тщательно оттирал крупными кристаллами соли, затем орудовал деревянной зубочисткой, потом полоскал рот, а в конце полировал специальной тряпочкой.
Теперь он заинтересованно изучал при помощи увеличительного стекла беловатую глинистую субстанцию (ныне известную как бактериальный налет), покрывавшую его зубы. У Антони по сравнению с другими людьми, которых он имел возможность наблюдать, налета было немного, но даже после чистки зубов он никогда не исчезал полностью. Тогда Антони соскреб немного вещества на стеклянную пластинку и добавил несколько капель свежей дождевой воды. Рассмотрев, что происходит на пластинке, он был поражен – на ней кишмя кишели крошечные извивающиеся создания. Эти «анималькули»,
Антони ван Левенгук был, вероятно, первым, кто наблюдал микробов (под ними мы подразумеваем живых существ, разглядеть которые возможно только в микроскоп). И он был, безусловно, первым, кто их описал и осознал, что во внутренностях и на коже здоровых людей полно этих созданий. Он обнаруживал их везде: в полости рта и в пище, в питьевой воде и в пробах мочи и кала. И все-таки, несмотря на это поразительное открытие, Левенгук, в отличие от Ньютона и Галилея – ученых той же эпохи, которые обратили взгляды к звездам, добившись вечной славы, – не получил столь широкого признания.
Возможно, до сегодняшнего дня вы не слишком много думали о микробах, потому что их нельзя увидеть, не вооружившись увеличительным стеклом. Но представьте себе количество песчинок на всей планете или, если угодно, звезд во Вселенной. Кто-то однажды подсчитал – и весьма неплохо – количество звезд, и у него получилось десять в двадцать четвертой степени (1024), то есть единица с 24 нулями – очень даже много. Если помножить это на миллион, то получится огромное число 1030 (оно называется «нониллион») – это и есть примерная численность бактерий на Земле. Если вы садовник и вам довелось по случайности проглотить небольшой комочек земли, знайте: в ней содержатся миллиарды бактериальных клеток, а в горсти земли микробов больше, чем звезд во Вселенной. Если вы думаете, что в воде безопаснее, вы заблуждаетесь – в каждом миллилитре питьевой или морской воды обитает миллион бактериальных клеток. Эти микробы и есть истинные и неизменные обитатели Земли, а мы, люди, просто гости.
Микробы присутствуют в большинстве сред обитания, от привычных до самых экстремальных. Бактерии населяют горячие кислые источники, радиоактивные отходы и глубочайшие слои земной коры. Бактерии выживают даже в космосе. Микробы – наши прародители, и мы продолжаем пребывать с ними в теснейшей связи до сих пор. Очевиднее всего это подтверждает исследование наших внутренностей, где обитают тысячи видов микробов, которые отличаются друг от друга так же, как мы, скажем, от медуз, и которые играют в своей среде роль гораздо большую, чем мы можем себе представить.
У микробов плохая репутация, хотя на самом деле лишь малая доля из миллионов их видов опасна для человека, тогда как подавляющее большинство жизненно важно для нашего здоровья. Микробы отвечают не только за переваривание пищи – они контролируют усвоение калорий, обеспечивают нас необходимыми ферментами и витаминами, поддерживают в здоровом состоянии нашу иммунную систему. Миллион лет мы вместе с микробами боролись за выживание наших видов, и лишь недавно что-то пошло не так. В сравнении с нашими не столь древними предками, которые жили за пределами городов, сытно и разнообразно питались и не употребляли антибиотиков, мы можем похвастаться гораздо более скудным видовым разнообразием бактерий, обитающих в наших организмах. Ученые только-только начали осознавать, как сильно это повлияло на нас.
Мы знакомимся с микробами в первый миг рождения. Не пройдет и минуты после того, как здоровое, стерильное тельце младенца выйдет на свет, как его заселят микробы: миллионы бактерий и еще больше вирусов, ими питающихся, а вдобавок к ним некоторое количество грибков. Голова, глаза, рот и уши – именно эти органы самыми первыми подвергаются колонизации: младенец идет по родовым путям, где во влаге и тепле слизистой оболочки его с нетерпением поджидает легион микробов. Потом в силу тесной близости и давления на сфинктеры тела на лицо и руки ребенка попадет смесь микробов, содержащихся в моче и фекалиях, а вслед за ними остальное тело покроется разнообразными микробами в результате соприкосновения с кожей материнских ног. Эти мельчайшие микробы перенесутся на губы и рот с рук самого малыша. Как правило, они не смогут преодолеть океаны слюны, которая смоет их прочь, а если им это удастся, они попадут
Вплоть до середины 1990-х годов считалось неоспоримой догмой, что большинство биологических жидкостей стерильны, то есть не содержат микробов. Когда группа ученых в Мадриде заявила, что им удалось вырастить десятки микробов из грудного молока здоровой женщины, их подняли на смех [5] . Теперь же известно, что женское молоко содержит сотни видов микробов, хотя по-прежнему никто не понимает, как они туда попадают. Больше нет уверенности, что какая-либо часть нашего тела полностью свободна от микробов (даже матка и зрачок); возможно, они путешествуют по нашим телам незамеченными [6] . Когда в следующий раз направитесь в туалет, вспомните о триллионах ваших личных микробов: почти половина массы, которая смывается в канализацию, состоит из них.
5
Fern'andez, L., Pharmacol Res (Mar 2013); 69 (1): 1–10. The human milk microbiota: origin and potential roles in health and disease.
6
Aagaard, K., Sci Transl Med (21 May 2014); 6 (237): 237ra65. The placenta harbors a unique microbiome.
Все мы рождаемся свободными от микробов, но остаемся таковыми лишь доли секунды. Процесс микробной колонизации протекает вовсе не случайным образом, он тщательно оттачивался миллионы лет. На самом деле выживание и здоровье микробов и младенца взаимосвязаны, а потому жизненно важный момент посева семян первых микробов в девственную почву детально продуман. Все млекопитающие и множество других видов изученных животных (к примеру, лягушки) передают собственных, тщательно отобранных микробов своему потомству на протяжении уже по меньшей мере 50 миллионов лет. Именно так эволюция поддерживает цепь поколений у микробов, и именно так формируется наше собственное уникальное сообщество микробов – микробиота.
В грязи, пыли, воде и воздухе обитают триллионы микробов, которым вовсе не интересно колонизировать тельце новорожденного младенца. Они еще не развили аппарат, обеспечивающий выживание внутри человека или на нем и получение достаточной энергии для своего существования. Поэтому микробы, колонизирующие человеческие тела, высокоспецифичны, они обладают упрощенным геномом, который не допускает избыточных или перекрывающих механизмов в теле человека-хозяина. У людей и микробов, обитающих внутри нас, 38 % генов общие. А поскольку передача микробов от матери к потомству в животном мире – процесс универсальный, его важность для нашего здоровья очевидна [7] .
7
Funkhouser, L.J., PLoS Biol (2013); 11 (8): e1001631. Mom knows best: the universality of maternal microbial transmission.
Когда женщина беременеет, тело приступает к приготовлениям, чтобы помочь новому поколению путем передачи микробных генов. Тщательно запрограммированные изменения в теле беременной, осуществляемые путем переключения генов, обеспечивают модификацию метаболизма и усвоение калорий определенными гормонами с одновременным накапливанием энергии, созданием жировых запасов в молочных железах и ягодицах, повышением уровня глюкозы и образованием грудного молока. Перемены происходят и в лейкоцитах – белых клетках, отвечающих за иммунную систему, которой придется иметь дело с чужеродным объектом в теле матери – ребенком – и не отторгать его. Меняются также и сами микробы в предвидении того момента, когда они будут переданы младенцу, чтобы содействовать его развитию и выживанию. Эти микробные изменения – процесс чрезвычайно мощный.