Оказалось, что последний факт — ключ к пониманию иммуноопосредованных заболеваний, о которых шла речь в предыдущих главах. При отсутствии бактерий иммунная система остается в полусонном состоянии. А в зависимости от того, какие бактерии присутствуют или отсутствуют в организме человека, меняется не только активность иммунной системы, но и способность сохранять калории в виде жира, склонность к образованию камней в почках и, как установили ученые, даже острота ума человека. В функционировании организма млекопитающих мало что не связано с воздействием микробов, обитающих в кишечнике.
Все это отчасти объясняет ощутимую атмосферу тревоги на конференции. Мы только начинаем понимать важность микробного органа, однако уже назрел вопрос: может быть, мы изменили свою микробиоту, не осознавая этого, и теперь страдаем от последствий?
Наше микробное сообщество довольно пластично. Со временем оно меняется в зависимости от питания, воздействия микробов, индивидуальных генетических характеристик и возраста. Именно эта изменчивость может быть одним из ответов на вопрос о том, почему у нас вообще есть микробиота. Экосистема микроорганизмов может развиваться и меняться быстрее, чем наш сравнительно жесткий геном. Такая гибкость обеспечивает более широкие возможности (например, возможность есть более разнообразную пищу), чем в случае, если бы мы полагались только на «свои» гены. Однако, как и в каждом случае сформировавшейся в процессе эволюции взаимозависимости, существует предел, до которого каждая сторона может меняться, прежде чем произойдет разрыв отношений такого рода. А кардинальное изменение структуры человеческого опыта за последние два столетия повлекло за собой именно такое несоответствие между геномом человека и его микробиомом.
«Микробиота, которую мы считаем здоровой, может быть вторичной микробиотой, — говорит Джастин Сонненберг, — той самой, которая создает у нас предрасположенность к западным заболеваниям».
Выдающийся микробиолог Луи Пастер, который среди прочего разработал первую вакцину от бешенства и сибирской язвы, однажды описал эксперимент, который хотел бы провести. Он предлагал вырастить какое-либо животное на «чистых пищевых продуктах, из которых искусственным образом извлечены привычные микроорганизмы». Пастер считал, что эти микроорганизмы абсолютно необходимы для поддержания жизни животных. По его мнению, эксперимент такого рода доказал бы эту зависимость.
Начиная с середины ХХ столетия, после сотни лет поистине удивительных успехов в области медицины — триумф микробной теории, появление антибиотиков и разработка вакцины от полиомиелита, — ученые наконец-то проанализировали идею Пастера. Они взяли мышей, родившихся посредством кесарева сечения, кормили их стерильной пищей и выращивали в шарах, очищенных от микробов[361]. В итоге исследователи обнаружили, что Пастер ошибался: животные смогли выжить без микробов.
Однако вид они имели очень странный[362]. Помимо того что им нужны были пищевые добавки с витаминами В и К (питательные вещества, обычно синтезируемые резидентными бактериями), у них изменилась физиология. Один участок кишечника (слепая кишка) стал аномально большим, хотя общая площадь поверхности кишечника сократилась на треть. Эти мыши вырабатывали избыточное количество слизи, но содержимое их кишечника продвигалось со скоростью улитки.
Еще более странным было то, что удаленные от кишечника органы казались несформировавшимися. Сердце, легкие и печень мышей как будто усохли. В то же время этим стерильным животным для выживания необходимо было на треть больше калорий, чем обычным мышам. Последнее наблюдение позволило ученым количественно определить хотя бы один аспект микробиоты: ее вклад в энергоснабжение организма. Хотя резидентные микробы берут свою долю поступающих в организм питательных веществ, совокупный эффект от их присутствия сводится не к истощению ресурсов, а к усилению способности хозяина извлекать из пищи энергию. (У таких всеядных животных, как люди и свиньи, вклад микробиоты немного меньше: резидентные микробы обеспечивают только 10% калорий.)
Как выяснилось, Пастер предлагал провести еще один эксперимент: возвращать микробы по одному до тех пор, пока животное снова не начнет жить полноценной жизнью. В начале нового тысячелетия постдокторант Гарвардской медицинской школы Саркис Мазманян организовал такое исследование. Он намеревался восстановить микробиоту с нуля, но так и не продвинулся дальше первого микроорганизма — бактерии
