Очаровательный кишечник. Как самый могущественный орган управляет нами - Джулия Эндерс

Когда бактерии были еще не настолько хорошо изучены, их относили к миру растений, отсюда термин «кишечная микрофлора». Но сама по себе формулировка «флора» некорректна, она скорее образна, поскольку у бактерий очень много общего с представителями мира растений с точки зрения разнообразия ареалов обитания, питания или способности синтезировать яды. С научной точки зрения правильнее будет назвать бактерии в организме человека «микробиомом» – сообществом мельчайших живых существ.

В общем, можно сказать, что количество бактерий, населяющих кишечный тракт, увеличивается в направлении от верхних его отделов к нижним, толстый кишечник и прямая кишка наиболее густо населены. Некоторые виды бактерий концентрируются в тонком кишечнике, другие, наоборот, предпочитают обитать в толстом. Кто-то является аборигеном слепой кишки. Некоторые обитатели слизистой и их более наглые коллеги вплотную крепятся к клеткам кишечника.

Кишечник человека – самая благоприятная среда обитания для микроорганизмов.

Процесс изучения бактериальных клеток очень трудоемкий, поскольку бактерии зачастую очень сложно «добыть» из среды их обитания. Выращивание бактерий на питательной среде в условиях лаборатории эффективно при изучении бактерий, например, кожного покрова, но выращивать бактерии пищеварительного тракта – мероприятие зачастую безуспешное. Большинство бактерий пищеварительного тракта настолько привыкли к условиям жизни внутри человека, что, попав в другую среду обитания, просто погибают. Наш кишечник – это их мир. Там они защищены от воздействия кислорода, им нравится тепло и влажность, а также большое количество еды.

Лет десять назад ученые предполагали, что видовой состав бактерий у людей одинаков. При исследовании кала на питательную среду всегда выявлялись, например, Е. coli – кишечная палочка. Ученые думали, что все проще, чем оказалось на самом деле. Сегодня с помощью современного оборудования можно определить состав кала на молекулярном уровне.

В результате такого анализа обнаруживается генетический материал миллиардов различных бактерий. И сегодня мы знаем, что кишечная палочка составляет менее 1 % общей численности представителей кишечной микрофлоры. Известно, что в полости кишечника обитают свыше тысячи различных штаммов микроорганизмов. Кроме того, в меньшинстве, но присутствуют представители царства вирусов, грибов и различные одноклеточные.

Плотность популяций бактерий на различных участках кишечного тракта

Наш иммунитет – это первая инстанция, которая, казалось бы, должна быть недовольна этим многообразием живых организмов. Ведь иногда иммунная система нейтрализует мельчайшую пыльцу, попадающую в нос. Аллергики реагируют на данный процесс насморком, слезами. Но во что же превратится защита, если иммунитет возьмет внеурочную работу и начнет разбираться с бактериями, населяющими наши внутренние органы?

Ежедневно каждому из нас дается несколько шансов, чтобы умереть. У нас формируются раковые клетки, нас атакуют бактерии или вирусы. И несколько раз в день нас спасает наш иммунитет, который нейтрализует атипичные клетки, споры плесневых грибов, разрушает патогенные бактерии и вирусы. Процесс осуществляется с помощью специальных клеток, распознающих опасность, и клеток, направленных на ее уничтожение, – так называемых супрессоров, регулирующих излишнюю агрессивность, и медиаторов – биологически активных веществ. Все клетки работают слаженно в одной команде.

Дословно слово «иммунитет» переводится с латинского как невосприимчивость. Когда-то под этим термином понимали лишь невосприимчивость к инфекционным заболеваниям

Большая часть иммунной системы (около 80 %) представлена именно в кишечнике. И на это есть основания. Все наши бактерии также являются частью иммунной системы. Бактерии расположены в резервуаре под названием «слизистая» кишечника и не приближаются близко к клеткам других органов. Наша иммунная система может вступать с ними в игру, и она не представляет опасности для остального организма. Защитные клетки изучают на бактериях кишечника различные варианты чужеродных организмов.

Если вне полости кишечника иммунитет встречается с одной из знакомых кишечных бактерий, он реагирует очень быстро. Иммунная система в кишечнике должна быть особо внимательна к деталям – она должна постоянно подавлять в себе инстинкт защитника, чтобы не убить бактерии. Одновременно она должна вычленять и отсортировывать наиболее опасные микроорганизмы. Если бы мы приветствовали каждую бактерию и говорили ей «привет», на этот процесс у нас ушло бы три миллиона лет. А иммунная система успевает не только поприветствовать, но и сказать: «Так, ты мне нравишься, а вот ты – совсем нет!»

Оказалось, что в организме существует целая система, которая отвечает за «невосприимчивость» к возбудителям инфекционных заболеваний. Но занимается она не только этим. В ее функции входит защита организма и от любых вредных веществ, попавших в него извне, и от собственного брака – неполноценных белков и клеток, например раковых.

Задача усложняется тем, что иммунной системе необходимо отделить клетки тканей от бактерий, и это зачастую вызывает трудности. На поверхности некоторых бактерий имеются структуры, напоминающие поверхность наших клеток. Именно поэтому в случае со стрептококковой ангиной не стоит затягивать с приемом антибиотиков. Если возбудитель своевременно не будет нейтрализован медикаментозно, иммунная система начнет атаковать ткани собственных суставов или других органов. Иммунная система начинает путать наше колено с провокатором боли в горле. К счастью, такое встречается достаточно редко.

Похожий эффект был отмечен в случае заболевания диабетом в молодом возрасте, когда иммунная система начинает разрушать клетки, синтезирующие инсулин. Возможной причиной является нарушение взаимопонимания между иммунитетом и бактериями кишечника.

Вирус ведет себя хитро – он прячется. Внедряется в клетку и заставляет эту клетку работать на себя. Пораженная клетка начинает штамповать новые вирусы. Клетка-киллер такие клетки распознает и уничтожает. Значит, чтобы справиться с вирусами, пробравшимися в организм, зачастую приходится вместе с ними уничтожать собственные клетки. Если же таких пораженных клеток очень много, активная деятельность клеток-киллеров может привести к гибели всего организма. (Клетки-киллеры уничтожают и другие дефективные клетки, например раковые.)

Цель клетки-киллера – распознать предателей, переметнувшихся на сторону врага, в любом месте и уничтожить. Дело в том, что не все микробы циркулируют в организме сами по себе. Не всех их можно уничтожить описанными выше способами – съесть или обстрелять антителами. Такие способы годятся для борьбы с бактериями, а с вирусами это не проходит.

К счастью, наш организм предусмотрел возможность недопонимания и разработал свой механизм действия в таких случаях. Прежде чем иммунная клетка попадет в кровоток, она должна пройти масштабные полевые учения, а также близко познакомиться со всеми структурами организма и научиться отличать свое от чужого. Если бы иммунная клетка, не будучи уверенной в том, является ли клетка тканью организма или чужеродным объектом, притормаживала ее и крутилась рядом до момента окончательной идентификации, – это был бы путь в никуда. «Подозреваемая» клетка, возможно, так никогда бы и не вышла в кровоток. Если иммунная клетка имеет тенденцию покушаться на собственные ткани организма, то она «отчисляется» уже на этапе прохождения полевых учений. В процессе полевых учений клетки учатся проявлять толерантность там, где это нужно, и быть более подготовленными к борьбе с чужеродными агентами. В большинстве случаев иммунитет с этой задачей хорошо справляется.