Микробы хорошие и плохие. Наше здоровье и выживание в мире бактерий.
Шрифт:
Жизнь на поверхности
В 1965 году новозеландский микробиолог Мэри Марплс опубликовала книгу, послужившую ценным дополнением к труду Теодора Роузбери “Микроорганизмы, населяющие тело человека”. Беспрецедентная по степени подробности ее монография “Экология человеческой кожи” была освящена исследованию того, как “климатические” факторы определяют, какие организмы будут жить у человека на коже. Под “климатом” она подразумевала не только такие факторы, как температура или влажность, но и характер одежды, которую носит человек, особенности его личной гигиены и даже его генетически обусловленные свойства, такие как интенсивность потоотделения. Мэри Марплс рассматривала поверхность человеческого тела не как единое населенное микроорганизмами пространство, но как совокупность разных ландшафтов, от настоящих пустынь
Как и в случае с ротовой и носовой полостью, заселение человеческой кожи начинается при рождении — с лактобактерий из родовых путей матери. Эти защитные бактерии добавляют свою молочную кислоту и перекись водорода к антибактериальным ферментам, содержащимся в творожистой смазке, покрывающей тело новорожденного. Лактобактерии, как и бифидобактерии материнского молока, на открытом воздухе вскоре погибают. Но кислотный покров, оставляемый ими после себя, помогает отобрать их преемников из числа бактерий, которые сыплются на новорожденного вместе с частицами пыли и летающими по воздуху хлопьями эпидермиса окружающих людей. Прикосновения рук и дыхание родителей и акушеров тоже переносят бактерий на кожу ребенка.
В числе победителей в этой борьбе за территорию почти всегда оказывается толстая, кремового цвета кислотолюбивая бактерия Staphylococcus epidermis (более благовоспитанный родич золотистого стафилококка). Через два часа после рождения, когда на коже младенца уже погибают все лактобактерии из влагалища матери, стартовый набор S. epidermis успевает изрядно размножиться в геометрической прогрессии. Если в это время рассмотреть поверхность кожи в электронный микроскоп, на каждой ее клетке можно увидеть от трех до шестнадцати клеток S. epiderm которые выглядят как пушистые теннисные мячики, разбросанные на жестком цементном корте.
К концу первого дня жизни новорожденного к S. epidermis присоединяется около полудюжины разновидностей коринеформных (то есть булавовидных) бактерий Самые кислородолюбивые представители этой группы коринебактерии Corynebacterium jeikeium и С. urealyticum — расселяются по поверхности кожи. Более выносливые С. amycolatum, С. minutissimum и С. striatum поселяются в почти безвоздушных глубинах волосяных фолликулов а жиролюбивый С. lipophilicus гнездится в кожном сале, обильно покрывающем кожу головы младенца. Как S. epidermis, так и коринебактерии выдерживают концентрации соли, способные вытравить большинство микроорганизмов, и поэтому благополучно процветают в присутствии пота. Через двадцать четыре часа после рождения рост бактериального населения кожи младенца приносит обильные плоды, и плотность кожной микрофлоры составляет уже более тысячи клеток на квадратный сантиметр (или шести тысяч на квадратный дюйм). Столь высокий темп роста сохраняется и на следующий день, так что через сорок восемь часов после рождения плотность бактерий уже превышает десять тысяч на квадратный сантиметр, а к шестой неделе переходит отметку в сто тысяч. При такой высокой плотности преимущественно аэробные первопоселенцы кожи начинают истощать ограниченные запасы кислорода внутри волосяных фолликулов, желез и других углублений, подготавливая почву для следующей волны поселенцев — ветвящихся колоний анаэробных пропионибактерий. К середине детского возраста микрофлора кожи по большей части стабилизируется. Несмотря на то что происходит непрерывный обмен микробами с друзьями и родственниками, запоздалые гости все реже и реже остаются надолго, eё экологические ниши кожи оказываются прочно заняты сплоченным климаксным сообществом бактерий, оставляющих мало места новоприбывшим, как безвредным, так и вредоносным.
“Хотя патогенные организмы постоянно высаживаются на поверхности кожи, они находят там весьма неблагоприятную для себя среду, — отмечала Мэри Марплс в 1969 году. — Способность кожи к самостерилизации, судя по всему, не относится, как предполагает термин, к свойствам самой кожи. Это скорее характерный признак любой развитой экосистемы”. К самым густонаселенным из сообществ, исследованных Мэри Марплс, относились луга коринебактерий, растущие на предрасположенных к увлажнению участках кожи: в паху, на шее, между пальцев ног. Чем больше там коринебактерий, тем меньше таких микроорганизмов, как Candida, Microsporum, Trichophyton или Malassezia, — виновников грибковых заболеваний кожи: опрелостей, микозов стопы, стригущего лишая и себорейной экземы.
С началом полового созревания в дело вступает микроб propionibacterium acnes, способствующий образованию прыщей: эти бактерии застревают и бурно размножаются в слишком активно работающих сальных железах. Примерно в то же время коринебактерии, живущие под мышками, начинают пировать на совершенно новом источнике пищи — выделениях стероидных гормонов, преимущественно андростенона у юношей и андростенола у девушек. Продукты их усвоения бактериями и вызывают тот характерный запах, появлением которого сопровождается взросление. Хотя потребители и тратят миллионы долларов ежегодно на продукцию, подавляющую деятельность этих микроорганизмов, бактерии, живущие под мышками, возможно, играют у нас ту роль, которую у других животных играют пахучие железы, создавая половые феромоны привлекательные для противоположного пола, из стероидов, исходно лишенных запаха. Вызываемый бактериями запах подмышек юноши-подростка, конечно, перебьет запах подмышек девушки (или кого угодно другого). Но у ее запаха есть интересная особенность: он ослабевает и усиливается в ходе менструального цикла по определенной схеме, достигая пика непосредственно перед овуляцией то есть как раз тогда, когда вероятность зачатия особенно велика.
Повышенный уровень эстрогена при половом созревании у девушек, в свою очередь, способствует развитию лактобактерий во влагалище. Хотя плотность их в этот период и ниже, чем во время беременности, в норме она достаточно высока, чтобы препятствовать росту грибков и кишечных бактерий, попадающих во влагалище во время полового акта. При этом даже если девушка не живет половой жизнью, небольшое количество этих потенциально опасных микробов вполне может случайно попасть ей во влагалище — например, при пользовании туалетной бумагой. Но эти микробы скорее всего не вызовут никаких неприятностей, если у нее все в порядке с живущими во влагалище лактобактериями. Но поскольку антибиотики, особенно широкого действия, могут нарушать экологическое равновесие, их применение часто приводит к развитию “дрожжевых” инфекций (вызываемых грибком Candida albicans), бактериальных вагинозов (вызываемых кишечными бактериями) или отвратительных циклов, при которых они сменяют друг друга.
Как и работа Теодора Роузбери, исследования нюансов жизни человеческого организма, которыми занималась Мэри Марплс, вызвали живейший интерес общественности. Статья о ее трудах, опубликованная в 1969 году в журнале Scientific American, вдохновила английского поэта Уистена Хью Одена на написание хвалебной песни, посвящённой микрофлоре его собственного тела, напечатанной названием “Новогоднее поздравление”. Вот отрывок из нее:
Поздравлю с Новым годом
всех тех, кому покровы
мои — как мне Земля.
Созданьям роста вашего
я выбрать дам жилище. Селитесь же в той зоне,
что лучше вам подходит в бассейнах пор, в тропических
лесах подмышек, паха, в пустынях на предплечье,
в тайге на голове.
Живите, размножайтесь,
я дам тепло и влагу, жиры и все, что нужно,
но только при условии, чтоб вы меня не злили,
как подобает гостю, без мятежей нарывов, микозов и прыщей.
Жизнь внутри нас
Если собрать вместе все 100 миллиардов или около того обитателей нашей кожи, получился бы комочек размером с горошину. Между тем, по оценкам Роузбери, 15 триллионов с лишним бактериальных клеток, выстилающих пустой пищеварительный тракт, переполнили бы трехсотграммовую консервную банку. Прибавьте к этому более 100 триллионов бактерий, скопившихся внутри кишечника здорового человека и готовых эвакуироваться при следующей дефекации.
Но, несмотря на эти ошеломляющие цифры, кишечная микрофлора привлекала к себе довольно мало внимания пока Роузбери не опубликовал в 1962 году свою перепись' населения нашего тела. Самым известным научным достижением в этой области было открытие кишечной палочки {Bacterium coli), которую немецкий педиатр Теодор Эшерих выделил в 1885 году из стула новорожденных. Переименованная впоследствии в его честь, Escherichia coli остается самой хорошо изученной из всех кишечных бактерий и во времена Роузбери ее по-прежнему считали самым многочисленным видом бактерий в толстой кишке. Именно эта бактерия постоянно обнаруживалась в культурах, полученных из стула, и в загрязненной канализационными стоками воде. В действительности кишечная палочка — это просто та из кишечных бактерий, которую легче всего выращивать за пределами человеческого организма.