Я живу, а они — умирают: бактерии в моем теле

Одна из самых значимых книг по проблеме долголетия людей «Этюды оптимизма» была написана великим русским  естествоиспытателем, лауреатом Нобелевской премии И. И. Мечниковым. В своей работе он впервые предположил, что причиной страданий человека могут быть микробы кишечника, которые при неправильном их соотношении образуют яды, отравляя организм. Книга была написана еще в начале прошлого века. За 120+ лет наука ушла далеко вперед, теперь мы знаем, какие микробы ответственны за гнилостные процессы и можем контролировать их количество. Но мы всё ещё в начале большого пути по исследованию того микромира, который существует в нас и определяет не только наше физическое, но и психическое, и духовное благополучие. И в XXI веке человек себе не хозяин: микробиом кишечника рулит нашим настроением, энергией и здоровьем.

Когда я говорю «мы», я имею в виду учёных в целом и учёных-биологов из Новосибирского Академгородка в частности, одним из которых я и являюсь. Мы рассматриваем микробиоту, то есть совокупность всех микроорганизмов, населяющих человека, как целостный метаболически активный орган. Этот орган подвижен в своем составе и зависим от множества факторов — состояния здоровья человека, его диеты, качества продуктов, климата, образа жизни и даже социального окружения. Лично я живу с идеей «причинения пользы» людям через эту научную область — я вижу, как культура заботы о микробиоме улучшает качество жизни здоровых людей и облегчает состояние больных. Научно-прикладной фундамент этой темы мы с коллегами прорабатываем с 1992 года, работая над живыми пробиотиками серии «Биовестин». Здесь я хочу рассказать подробнее о том, как и зачем восстанавливать и поддерживать этот орган под названием микробиом — и, возможно, посеять в вас живой интерес к моей теме.

Почему в теме пробиотиков так много споров?

О важности микрофлоры говорят из каждого телевизора, но для обывателя, не отягощенного тяжелыми научными данными, в этой теме много спорного. Наверняка вы слышали мнение, что дисбактериоза не существует. Или что невозможно какие-то хорошие бактерии (пробиотики) «подселить из таблеток» в организм, и они умирают, не добравшись до цели, а человек, фигурально выражаясь, смывает деньги в унитаз — зато производители на этом неплохо зарабатывают. И так далее. 

В научных знаниях о микробиоме много слепых зон. Например, ученые выяснили, что микроорганизмы влияют на вес и что за это отвечают какие то конкретные виды микроорганизмов. Но какие именно и в каком количестве они должны быть, для оказания подобного эффекта — вопрос, или слепая зона, повод для споров, мифов, рекламных спекуляций. Нужно время, деньги, нужно больше исследований — и ученые, возможно, выделят конкретный микроорганизм, который отвечает за ожирение и откроют пути лечения (и появятся новые пути спекуляции). И так со многими аспектами.

Наука о микробиоме — младенец с точки зрения общества. Глобальное исследование микроорганизмов, населяющих человека, началось только в 2006 году с проектов Метахит (американские ученые) и Метагеном (европейские ученые). Результаты исследования можно посмотреть на открытом портале.   В Советском Союзе серьезно заниматься микробиомом начали в 1960-е. В это время профессор-микробиолог Гончарова создала сухой бифидумбактерин, а академик Блохина — сухой лактобактерин. Но такой системности понятий, как сейчас, еще не было. Даже нам, когда мы начали работу в 1992 году, было сложно убедить врачей, что в кишечнике кроме кишечной палочки есть другие микроорганизмы и что бифидобактерии крайне важны для здоровья, хотя это давно было доказано. Но тема в информационное поле врачей-практиков не попадала, пока в 1996 году году не состоялся конгресс по микрофлоре в Москве. 

После конгресса стали больше внимания уделять микробиому в России. Пробиотики появились на слуху, многие родители узнали, что если у ребенка так называемый «диатез», то нужно достать бифидумбактерин, но достать его было невозможно даже с круглой печатью врача — не было в свободной продаже.

Я не думаю, что в ближайшие 10 лет мы получим ответы на все вопросы и исследуем все белые пятна в этой области, но постепенно, усилиями ученых из разных направлений, мы изучим эту тему. А пока будем говорить о том, что уже точно известно ученым.

Кто прописан в кишечнике

Кишечный микробиом — это более 500 разновидностей микроорганизмов. Не только бактерий — еще грибы и вирусы. Бактериальных клеток в кишечнике столько же, сколько клеток самого человека, включая клетки длинных волос, ногтей. На каждую клетку бактерий приходится еще 9 вирусов. Итого 2-3 кг живой биомассы в кишечнике. Так что человек с точки зрения биолога — не «я», а «мы», то есть не отдельный организм, а симбиоз микроорганизмов трех типов и кое-какого количества клеток самого человека.

Первый тип — эукариоты, “высшие микроорганизмы” —  грибы, дрожжи и некоторое количество простейших.

Второй тип — преобладающий по значимости— бактерии. Среди бактерий есть подраздел археи, их около 5%. Это очень древние микроорганизмы, которые могут существовать с минимальным количеством питательных веществ, некоторые из них выживают в сероводородных гейзерах. Остальные 95 % — это любая бактериальная флора, в том числе незаменимые бифидо- и лактобактерии, кишечная палочка, неоднозначный класс клостридий, руминококки, стрептококки, энтерококки и далее по списку.

В норме основную массу должны представлять индигенные микрофлоры, нормальные для нас, не вызывающие заболеваний. Условно-патогенных может быть 5-10%, и при нормальных условиях они не создают проблем. Если появились изменения в гомеостазе (нормальном балансе здоровья), то они могут вызвать заболевание. Здесь работает правило «свято место пусто не бывает» — если уменьшается количество представителей нормальной флоры, то растет условно-патогенная.

Если условно-патогенная флора разрастается, изменяется процесс переваривания пищи в толстой кишке: из обычных продуктов получаются токсины, как результат — интоксикация организма и нарушение  слизистого барьера, защищающего кишечник от бактерий. И эти условно-патогенные микробы могут проникнуть во внутреннюю среду человека, проявляя там свои болезнетворные таланты и вызывая заболевания.

Наиболее изученные, но далеко не доминирующие в кишечнике — бифидо- и лактобактерии. Бифидобактерии — дирижеры в микробиоме. Исследования, которые были проведены в Оренбурге под руководством академика Бухарина, показывают, что бифидобактерии создают вокруг себя хорошую микрофлору. Они снижают рост условно-патогенной флоры и активизируют рост представителей нормальной микрофлоры, таких как кишечные палочки и  лактобактерии. Безопасность бифидобактерий на настоящий момент хорошо известна. Они никогда не вызовут заболеваний и не уничтожат полезную микрофлору.

У лактобактерий другая задача. Они быстрее вырабатывают антагонистические бактериоцины, которые уничтожают болезнетворные микробы. Есть более спокойные штаммы лактобактерий, есть более активные. Например, штамм лактобактерий наринэ — суперактивный по отношению к условно-патогенным микробам. Поэтому его нельзя долго использовать. 10-14 дней приема — и он уже не будет разбирать, какие микробы патогенные, а какие нет, и его бактериоцины начнут убивать и нормальные микробы.

Третий тип — вирусы, причем самые разные. Вирусы, которые являются вирусами для человека, и еще более мелкие вирусы, которые являются вирусами для бактерий и называются фагами (бактериофагами). Если они не представляют угрозы для человека, то относятся к нормальным представителям микробиома и регулируют количество условно-патогенных микробов — с этим связано использование препаратов с бактериофагами для лечения некоторых болезней. Например, брюшного тифа и дизентерии. Но если нарушается гомеостаз, то есть нарушается количество нормальной микробиоты, то активность фагов тоже может измениться.

«Свято место пусто не бывает». Умерли одни — разрастутся другие. В зависимости от состава всего оркестра, вы получите ту или иную «музыку», то есть состояние здоровья и качество жизни.

«Эмигранты», «мясоеды» и «вегетарианцы» 

Микрофлора отличается от человека к человеку. Здоровые взрослые люди сегодня делятся на две большие группы по состоянию биотопа. У одних преобладают превотеллы, у других — бактероиды. Если в рационе больше растительной пищи, развиваются превотеллы. Если больше животного белка, растут бактероиды. Однако это динамическое, сдвигающееся равновесие, которое зависит от питания. Меняя рацион, мы можем менять биотоп — но меняется он не за один день.

По поводу смены микрофлоры интересно, что у людей, живущих в разных географических зонах, будет разная микрофлора, и есть исследования того, как при переезде меняется микробиом. Например, если человек родился и жил в в Корее, а потом переезжает в Америку, у него сменится микробиом. Был корейский микробиом (то есть преимущественно свойственный жителям Кореи), станет американский. Потребуется на это примерно год. Но если спустя, скажем, пять лет человек вернется в Корею, то для смены микробиома ему потребуется всего месяц. Есть память, которая хранит свой оригинальный паттерн микробиома и достаточно быстро возобновляет его, как только человек возвращается к привычным условиям жизни и питания.

По исследованиям мы видим, что на устойчивость микробиома влияет приверженность человека диете. Если вы продолжительное время, от трех до пяти лет, придерживаетесь мясной диеты или находитесь на кето-диете, то у вас будет формироваться стойкий микробиом, который потом будет сложно изменить, поменяв диету. Если вы исключительно веган, то, конечно, микроорганизмы будет совсем другие. Проще говоря, когда мы говорим о влиянии рациона на микробиом, речь идет о годах, а не о неделях.

Здоровые люди и дисбактериоз

По нашим данным, большинство людей имеют дисбактериоз (а точнее дисбиоз, ведь речь не только о бактериях) в той или иной степени. Наши данные — это 10 000 людей, обследованных в медучреждениях Новосибирска, Барнаула, Красноярска. Среди них мы нашли 110 человек, которые оказались условно-здоровыми, у 80 % из этих условно-здоровых определялся дисбиоз кишечника. А что говорить об остальных людях?

Сейчас есть мода на то, что дисбактериоза не существует. В международном классификаторе болезней МБК-10 такого диагноза нет. Если врач ставит диагноз «дисбактериоз», это плохой врач. Если врач прописывает лекарства от дисбактериоза, он просто не знает, от чего именно вас лечить. Меры, рекомендованные в России стандартом 2003 года по лечению состояний дисбактериоза, имеют уровень C, недостаточный с точки зрения доказательной медицины — не хватает двойных плацебо контролируемых рандомизированных исследований. Таких критических взглядов масса. И это благо, потому что это означает, что критическое око доказательного подхода не дремлет.

Но микробиом современного городского жителя, сидящего за компьютером почти весь день, не стал лучше от того, что дисбактериоза нет в диагнозах в МКБ-10. И состояние дисбиоза никуда не делось. Это как в том фильме:

— Ты суслика видишь? 

— Нет.

— Вот и я не вижу. А он есть.

От чего умирают микроорганизмы и как это влияет на нас

Микроорганизмы умирают каждый день. Люди, которые принимают лекарственные препараты, подвержены наибольшему риску. Причем не обязательно антибиотики. Например, последние данные говорят о том, что базовый препарат от сахарного диабета 2 типа — метформин, значительно нарушает микробиом человека. И таких препаратов масса.

Однако, возвращаясь к антибиотикам, напоминаем, что они сегодня  есть не только в лекарствах, но и в еде. Кроме антибиотиков, есть консерванты — вещества, затрудняющие развитие микроорганизмов, а каких именно, не всегда можно сказать. В ответ часто возражают, что их там очень низкие дозы. Важно понимать, что любая доза антибиотика будет либо убивать, либо останавливать рост бактерий. И если мы едим один продукт с антибиотиками, второй, третий — и так изо дня в день, то микрофлора меняется существенно. Возможно, не через неделю, как при массивной антибиотикотерапии, и не через месяц, но через полгода нормального микробиома не будет. 

Поэтому я и мои коллеги говорим о заботе о микробиоме и культуре употребления пробиотиков. Люди еще не любят поддерживать свою микробиоту. Они считают, что пока нет клинических проявлений, это неважно.

Клинических проявлений может не быть долго. Микробы не иннервированы с человеком. Если уколол палец, то больно, потому что есть нервные окончания. Между микробами и человеком нервных окончаний нет. И если погиб миллион бактерий, мы не заметим. Погибли 10 миллионов – не заметим. А когда погибает 100 миллионов или миллиард микробов, то всё равно ничего не болит, но это уже серьезно. Нарушается стул: то запоры, то поносы, то газы. Офисные сотрудники этим часто страдают. Но газы образуются не сами по себе. Газы в кишечнике образуют микроорганизмы за счет того, что увеличилось количество газообразующих представителей микромира, которых не должно быть в кишках или их должно быть очень мало.

У кого-то нарушается работа кишечника, у кого-то внешний вид. Появляется шелушение кожи, акне, тускнеют волосы, изменяется структура ногтей. И это не микрофлора сама по себе создает вам прыщи, а вторичные нарушения гомеостаза. И в первую очередь, то самое самоотравление организма, о котором говорил Мечников, когда увеличенное количество гнилостных и других условно-патогенных микроорганизмов синтезируют токсины, поступающие в кровь человека. 

Задача нормальной микробиоты — способствовать всасыванию витаминов и микроэлементов и даже синтезировать многие витамины. При дисбиозе нарушается выработка витаминов кишечными бактериями, более того, условно патогенные микроорганизмы часть этих витаминов попросту съедают. Человек начинает пить витамины из баночки. Их они тоже съедят. Получается, вы покупаете самые лучшие витамины не себе, а своим условно-патогенным бактериям.

Помимо этого нарушается слизистая оболочка кишки и её проницаемость, и это тоже ухудшает всасываемость витаминов. Проседают прежде всего витамины группы B, витамин K, витамин D. Но изолированно один от другого витамины воспринимать неправильно — они играют в оркестре. Даже дефицит одного витамина или  микроэлемента может снижать эффективную работу всех витаминов.

Самые распространенные дефициты в мире по данным ВОЗ — это железо, селен, йод. Исследования показывают, что при нормализации микробиоценоза (в кишечнике!) существенно увеличивается уровень усвоения йода и селена, которые теоретически всасываются гораздо раньше, уже в двенадцатиперстной кишке. При этом улучшение усвоения данных микроэлементов отражается и на структуре щитовидной железы, что объективно отражается в анализах. Вот вам и еще одна слепая зона в исследовании микробиома — возможно, вскоре мы увидим пересмотр определенных догм. 

Данные исследования мы сделали достаточно давно . Это — рандомизированные контролируемые исследования. В случае селена исследование проводилось на недоношенных детях, которые получали препарат селена и “Биовестин” — наш жидкий пробиотик, содержащий живые бифидобактерии. В случае йода в исследовании участвовали школьники, которые получали йод и “Биовестин-лакто”, жидкий пробиотик с бифидо- и лактобактериями. В обоих исследованиях обнаруживали, что на фоне приема микроэлемента с пробиотиками всасываемость микроэлемента улучшается. В частности, количество йода, который обнаруживался в моче школьников, не принимавших пробиотик, был максимальным, а школьников, которые принимали пробиотик, минимальным — то есть с пробиотиком йод существенно лучше усваивался организмом.

Депрессия, апатия и микробиом

Микробиом и мозг неразрывно связаны. По этой оси идет взаимообратная связь. И мозг влияет на состав микробиоты, и микроорганизмы влияют на головной мозг. Все это происходит через нервную систему и блуждающий нерв. Конечно, микроорганизмы не сами бегут и пинают блуждающий нерв, который дает сигнал головному мозгу,  это происходит за счет химических соединений.

Доказано, что именно под влиянием микроорганизмов синтезируются такие биогенные амины, как серотонин, дофамин, ГАМК (гамма-аминомасляная кислота) или их предшественники. Эти соединения определяют наше эмоциональное состояние. Таким образом, нарушение микробиома связано с формированием тревожности, депрессии и снижением определенных когнитивных способностей — памяти, способности удерживать внимание.

С другой стороны, изменение концентрации этих биогенных аминов может заставлять мозг реагировать на болевой синдром. При нарушении микробиома может усиливать болевой синдром. Синдром раздраженной кишки — частный пример этой связи. Если мало каких-то соединений, которые передаются в головной мозг, то он реагирует определенным образом, и начинаются спазмы. Если много соединений, то начинается, например, девиантное поведение. 

Эта неразрывная связь между микроорганизмами и головным мозгов на сегодняшний день дает нам понять, что мы можем поддерживать эмоциональное состояние в норме, поддерживая в норме микробиом.

Три шага к здоровому микробиому

Обобщить всё сказанное можно так. Ни одна биохимическая реакция и ни одна поведенческая реакция человека не обходится без участия микрофлоры. Микробиом вносит свой вклад в развитие любых заболеваний у человека, кроме травм. И если он влияет на формирование патологии в той или иной степени, то нормализация микрофлоры будет влиять на исход заболевания и скорость его излечния. При этом в современных условиях иметь здоровую микрофлору по умолчанию невозможно. Хотите здоровый микробиом — придется приложить усилия.

Первое усилие — включить зелень, овощи и фрукты в свой рацион. Это те самые пребиотики, еда для микробиома. Хотя бы 300-350 грамм ежедневно. Оптимальный вариант — когда половина вашего рациона состоит из овощей, зелени, фруктов. Не можете есть овощи на ежедневной основе — включайте в рацион запаренные отруби, на завтрак, например.

Второе — употреблять кисломолочные продукты. Они закисляют кишечную среду и в какой-то степени не дают возможности развиваться условно-патогенной флоре, улучшают перистальтику кишечника. Например, настоящий кефир на кефирных грибках, который можно сделать дома. Многое из того, что продается в супермаркетах, может храниться несколько недель, а значит не может считаться нормальным кисломолочным продуктом. Если соберетесь купить закваску из бифидобактерий, знайте, что это плохой маркетинг: в домашних условиях без добавления так называемых факторов роста, или бифидогенных факторов, и в присутствии кислорода бифидобактерии не растут, и в молоке на кухне их вырастить нельзя. Возникает много вопросов к производителям таких заквасок.

И третий шаг — прием пробиотиков. Невозможно говорить, что пробиотики — это панацея. Когда-нибудь наша жизнь изменится, у нас будет хорошее питание, достаточное количество пищевых волокон, в еде не будет консервантов и антибиотиков, а в жизни останется минимальное количество стресса, и тогда пробиотики станут ненужными. Они нужны сейчас — в тех условиях, в которых мы живем, с той антимикробной нагрузкой, которая бьет по микробиому городского жителя сегодня. Понимая всю остроту проблемы, пару лет назад мы пришли к выводу: нужны пробиотики с концентрацией микроорганизмов, соответствующей физиологической норме норме их потребления. У Биовестина на сегодняшний момент концентрация пять на десять в девятой степени — не громадная. Мы понимаем, что каждый день пить пробиотик никто не будет, но хотя бы неделю в месяц даже здоровым людям нужно принимать. А тем, кто резко меняет диету и кто знает о том, что микрофлора нарушена, нужно принимать пробиотик в течение года.