Союз на всю жизнь
Шрифт:
Глава 3
Кишечник – наше общежитие
Канал, в котором все течет в неистовом беспорядке. Именно так долгое время мы представляли себе восьмиметровый кишечник. В действительности же там царит порядок, распределяются работы, а также жилые площади. Для владельцев кишечника это достаточно важно.
Иммигрантам везде приходится нелегко. Эта правда жизни касается и бактерий, которые хотят поселиться в кишечнике. Сначала они попадают в размалывающий механизм, затем преодолевают кислотную ванну, чтобы очутиться в темном, безвоздушном туннеле, который вынуждены делить со многими другими микробами, что делает поиск места более затруднительным. Кроме того, по туннелю регулярно спускается пища, и сложно самому не поддаться общему течению.
Однако необходимо уяснить следующее: несмотря на то что кишечник является внутренним органом, кишечная бактерия все-таки не располагается внутри тела. Внутри очень темно, и пищеварительный тракт представляет собой барьер для внешнего мира, как кожа на кончиках наших пальцев. Это не очень красивая, но наглядная картина. Можно представить себе все это как трубопровод, который проходит через все тело.
Путешествие в верхнюю часть пищеварительного тракта мы совершили в конце предыдущей главы главы. Здесь мы заглянем в места, на которые фактически никогда не падает свет, за исключением случаев, когда у врача имеется очень длинный эндоскоп.
Тогда как желудок заселен сравнительно слабо, численность населения в начале тонкого кишечника значительно увеличивается. Данная область называется двенадцатиперстной кишкой, поскольку ее длина равна ширине двенадцати пальцев. Там обнаруживается приблизительно тысяча микроорганизмов на миллилитр кишечного содержимого. Им приходится нелегко, течение и турбулентность зачастую сильные, вызываемые очень жидкой пищевой массой, которая покидает желудок. Многих микробов сносит этим течением. Такая подвижность течения – неотъемлемая часть динамичного равновесия во всем кишечнике.
Приют для бактерий: слепая кишка
Иногда процесс транспортировки нарушается. Если в случае поноса она проходит слишком быстро, экосистеме требуется некоторое время, чтобы снова полностью восстановиться после этого. Если она длится слишком долго, бактерии могут размножаться в чрезмерном количестве.
Избыток питательных веществ также может сильно ускорить рост микробов, что, в свою очередь, может привести к болезням. Так иногда происходит со жвачными животными, если они получают слишком много концентрированного и слишком мало волокнистого корма. Крахмал из злаков может, например, приводить к тому, что молочнокислые бактерии размножаются подобно взрыву и своими кислыми продуктами обмена меняют среду в пищеварительном тракте. Такой ацидоз может быть смертельно опасным для крупного рогатого скота. Существуют рассуждения о том, что у человека слишком большое количество сахара также может вызывать чрезмерный рост бактерий. Это звучит правдоподобно, хотя и необходимо учитывать, что наибольшая часть сахара усваивается быстро в тонком кишечнике, до того как большие бактериальные массы в толстом кишечнике вступят с ним в контакт.
С каждым сантиметром по мере углубления в тонкий кишечник сквозь тощую и подвздошную кишку плотность населения возрастает. Здесь проживают до ста миллионов обитателей на миллилитр, и это не жизнь, а рай. В наличии имеется достаточное количество еды, а конкуренция не так велика. То, с чем не могут справиться человеческие энзимы, бактерии расщепляют. В качестве вознаграждения за полный пансион они производят полезные вещества, например витамин B12, которые вместе с другими питательными веществами и минералами усваиваются клетками кишечника. Даже если бы бактерии здесь не жили, кишечник был бы в состоянии усваивать многие ценные вещества из пищи: жиры, протеины, соль, витамины и простые углеводы, в частности сахар. Для увеличения поверхности всасывания кишечник имеет в своем распоряжении выросты, так называемые ворсинки. Если бы мы расправили их, то смогли бы покрыть почти полностью теннисный корт и тем самым по размеру был бы приблизительно в сто раз больше, чем поверхность нашей кожи.
В месте перехода в толстую кишку бактерии проходят мимо слепой кишки с ее червеобразным
28
Bollinger et al.: Biofilms in the large bowel suggest an apparent function of the human vermiform appendix. Journal of Theoretical Biology. Том 249. С. 826, 2007.
Второй мозг
В толстой кишке скорость потока и турбулентность уменьшаются, а плотность населения возрастает. Толстая кишка считается самым плотно населенным местом на планете. Большинство ее обитателей может существовать только при отсутствии кислорода. Количество видов снующих здесь бактерий разнится, но обычно более тысячи {29} . При этом разнообразие относительно. Внутри сравнительно немногих родов и семейств обнаруживается очень много видов и штаммов, например бактерий Firmicutes и Bacteriodetes. Эти немногочисленные группы благодаря своим многочисленным вариантам в целом доминируют в кишечнике. При этом также немного ошибочно в случае с ними все-таки говорить о «видах», так как многие микробы, причисляемые к одному виду, несмотря на это, сильно отличаются друг от друга. Так, например, гипотетически существует несколько тысяч вариантов желудочной бактерии Helicobacter pylori, которые чаще всего обозначаются как штаммы.
29
Dethlefsen et al.: The pervasive effects of an antibiotic on the human gut microbiota, as revealed by deep 16S rRNA sequencing. PLoS Biology. Том 6. С. Е280, 2008.
Толстая кишка – это что-то вроде перерабатывающего цеха в пищеварительном тракте.
В толстой кишке оказывается вся пища, которую тело до сих пор не смогло использовать с помощью микробов или без. Бактерии, которые здесь живут, принимаются за неперевариваемый материал, хватают его столько, сколько могут. При этом они производят питательные вещества, которые важны для тела. Чем больше растительных веществ они получают, тем разнообразнее набор микробов в толстом кишечнике. Оставшаяся часть – неперевариваемые волокна, отмершие кишечные клетки, трупы бактерий и бактерии, которые были захвачены потоком, – покидает пищеварительный трубопровод через прямую кишку и анальное отверстие.
Окончание кишечника фактически также является единственной частью, которую мы можем контролировать намеренно. Так или иначе, это очень удобно, поскольку в ходе эволюции навык опорожняться не в любом месте и любое время, а только в том случае, когда представляется непосредственно благоприятная возможность, оказался эффективным.
Однако наибольшая часть кишечника действует в высшей степени автономно. Его мышечные слои, обеспечивающие необходимое движение, пронизаны таким большим количеством нервов, что нередко ученые также говорят о кишечном мозге. С помощью нервных путей и нейромедиаторов он действительно соединяется с центральным органом мышления в голове, но при этом многие решения также может принимать самостоятельно. Кишечный мозг является частью так называемой автономной нервной системы. И это комфортно в той же степени, что и возможность осознанного похода в туалет. Ведь иначе каждый человек был бы вынужден постоянно ломать себе голову над тем, настало ли подходящее время для того, чтобы передать желудочное содержимое в тонкий кишечник или продолжить понемногу транспортировать кашу по толстой кишке.
Порядок как основа жизни микробов
Человеческое тело в общем и целом поддерживает определенный порядок. Так же как и почти все живые существа в принципе, будь то морской конек у рифа, базилик на подоконнике или даже небольшая дрожжевая клетка. Все они упорядочены. Их сердце, хлоропласты, клеточные ядра – и все остальное от артериальной дуги до клеточной стенки – находятся в нужном месте. Во всех органах каждая ткань находится там, где и должна быть. Жизнь имеет склонность все делить по отделам. Порядок превыше всего.