Человеческий суперорганизм. Как микробиом изменил наши представления о здоровом образе жизни - Родни Дитерт

Недавно международная группа исследователей из США и Европы детально изучила региональные особенности кожного микробиома человека. Проще говоря, они составили карты заселения человеческой кожи различными микробами, подобные картам распределения растений по территории той или иной страны. Эти карты трехмерные, то есть рельефные. Глядя на них, легко судить о различиях кожной микробиоты на определенных участках поверхности тела (например, в области паха, верхней и нижней части стопы, подмышек, головы, шеи, лица и т. д.), а также о ее особенностях у мужчин и женщин. Кроме того, ученые показали, какое влияние может оказать на микробиом использование средств личной гигиены. Помимо карт заселенности микробами различных участков кожи человеческого тела ученые разработали также карты микробных метаболитов, показывающие, какие области нашей кожи богаты теми или иными химическими веществами, вырабатываемыми нашими микробными партнерами. Многие из этих продуктов вносят свой вклад в запах нашего тела, смешиваясь с присутствующими на коже белками и жирами, вырабатываемыми нашими собственными клетками. Самое главное то, что каждый отдельный участок нашей кожи заселен уникальной смесью микробов, т. к. отличается локальными условиями «среды» от соседних участков. Кроме того, каждый участок кожи располагает и собственной миниатюрной «парфюмерной фабрикой», результат работы которой — неповторимое сочетание запахов, вырабатываемых сотнями видов живущих в этой области микробов, и ароматов выделений, секретируемых нашей собственной кожей. По разнообразию и сложности производимых запахов с каждой такой мини-фабрикой не сравнится даже Дом Шанель!

Чтобы лучше понять жизнь кожного микробиома, нелишне познакомиться с природой основных желез нашей кожи — потовых и сальных (наибольшее количество которых сосредоточено на голове). Потовые железы бывают двух типов: эккринные, или экзокринные (вода, фрагменты белков, соли, мочевина, молочная кислота), и апокринные, или апокриновые, железы (феромоны, белки, а главное, жирорастворимые вещества).

Региональные особенности имеет даже микробиом нашей стопы. Анализ запаха ног выявил ряд любопытных фактов. Оказывается, неприятным запахом ног мы обязаны главным образом одной из разновидностей бактерий, сальмонелле (Salmonella), хотя зловонные метаболиты могут вырабатываться и некоторыми другими, менее многочисленными бактериями. Сальмонеллы населяют нижнюю часть стопы, где составляют более 90 % общего количества бактерий. Напротив, верхняя часть стопы заселена более разнообразными микробами и поэтому издает менее сильное «благоухание». Вероятно, сальмонеллы предпочитают жить на нижней стороне стопы благодаря каким-то анатомическим особенностям этой области. Сальмонеллы расщепляют белки на соединения, среди которых присутствует и изовалериановая кислота. Этим веществом изобилуют подошвы ног, а на верхней стороне стопы его практически нет. Вероятно, изовалериановой кислоте мы главным образом и обязаны характерным кисловатым, «сырным» ароматом, исходящим от наших ног после долгой ходьбы или бега.

Исследуя происхождение микробных запахов, ученые выясняли и их зависимость от пола, возраста и состояния здоровья людей, а также от локализации их источников на теле. Изучая стратегии так называемого конкурентного исключения, предполагающие использование пробиотических бактерий для подавления роста других, менее желательных бактерий, ученые предложили заменять в определенных местах тела (например, под мышками) одни бактерии на другие. Благодаря таким «натуральным дезодорантам» можно получить искусственный пот с желаемым ароматом.

Рот — это особый, невероятно сложный микробный мир. Сотни видов бактерий, грибов, архей, вирусов и простейших взаимодействуют здесь не только с клетками нашего тела, но и между собой. Во рту они расщепляют пищу и прочие попавшие сюда объекты, обмениваются друг с другом и с нашей иммунной системой особыми сигналами и образуют сложные «мультикультурные» сообщества. Они способствуют формированию в полости рта особой локальной среды и постоянно реагируют на ее изменения. Состояние этой среды имеет большое значение не только для здоровья зубов, но и для работы двух наших органов чувств — вкуса и обоняния. Микробиом рта способен влиять не только на нашу вкусовую и обонятельную чувствительность, но и на запах выдыхаемого воздуха. По сути дела, галитоз — неприятный запах изо рта, вызываемый микробами, — в каждом случае имеет определенную «химическую подпись», и некоторые фармацевтические компании даже производят инструменты для его количественной оценки и анализа. Это — один из способов выявления дисбаланса микробиома, возникающего, например, при НИЗ.

А теперь немного об изысканных букетах вин. Интересно то, что большинство химических веществ, содержащихся в ягодах винограда, запаха не имеют. Пахучие соединения образуются в виноградном соке только после воздействия на него бактерий. Как показали недавние исследования, бактерии, порождающие особый аромат вин из белых сортов винограда, на самом деле находятся во рту человека. Виноград содержит лишенные запаха вещества-предшественники, которые живущие во рту бактерии превращают в пахучие соединения. А это заставляет задуматься, чему больше обязаны своими талантами ценители и дегустаторы вин — сверхчувствительному человеческому нёбу или населяющим их рот бактериям?

Особенности микробов, содержащихся во рту и слюне тучных людей, влияют на восприятие пищи во многом так же, как микробиом рта дегустаторов — на восприятие ароматов белого вина. Исследователи, изучавшие тучных людей и людей с нормальной массой тела, выявили у испытуемых значительные различия как в составе микробиома рта, так и в характеристиках локального метаболизма. Когда тучный человек пьет белое вино, микробиом его рта, похоже, образует меньшее количество ароматических соединений.

Обнаруживать микробов и микробные запахи можно обучить не только собак, но и людей. В исследовании, проведенном в Лондонской стоматологической школе, испытуемые должны были выявлять неприятный запах, связанный с заболеваниями пародонта бактериальной природы у людей и собак. Этот запах — результат жизнедеятельности патогенных бактерий, вырабатывающих большие количества летучих соединений серы, уровень которых в выдыхаемом воздухе повышается при болезнях пародонтоза.

Не обошли ученые вниманием и микробиом мочеполовой системы. Выше я уже говорил о значении вагинального микробиома для деторождения и заселения им новорожденного младенца. Гораздо больше сведений, однако, получено о роли микробов влагалища (и полового члена) в возникновении телесных запахов, жизненном цикле, половой активности и их значении для здоровья.

В вагинальном микробиоме здоровой женщины преобладают лактобактерии, или лактобациллы (Lactobacillus). Но внутри влагалища отмечаются существенные локальные различия в составе и распределении микрофлоры. Эти характеристики могут изменяться в зависимости от возраста, фазы менструального цикла и уровня половой активности. Но, похоже, главную роль во многих этих сдвигах играет эстроген. Изменения влагалищного микробиома отмечаются у женщин с бактериальным вагинозом: у них снижается количество различных видов лактобацилл и увеличивается количество других бактерий — гарднереллы (Gardnerella) и превотеллы (Prevotella). Лечение бактериального вагиноза приводит к росту концентрации лактобацилл. Но через несколько недель микробный профиль, способствующий развитию заболевания, может вновь вернуться, а вместе с ним возвратятся и симптомы болезни. В недалеком будущем, возможно, ученые выяснят фундаментальные причины дисфункциональности вагинального микробиома, а на сегодняшний день нам лучше известны факторы, определяющие изменения вагинальных запахов. К их числу относятся: 1) секреты (выделения) экзокринных желез (то есть желез, высвобождающих свои продукты во внешнюю среду или полости тела), которые могут метаболизироваться вагинальными бактериями, и 2) смесь микробов внутри влагалища. Эти запахи представляют собой сочетания запахов выделений экзокринных желез, отмерших эпителиальных клеток, слизи и присутствующих микробных метаболитов; все эти факторы могут меняться в зависимости от обстоятельств, включая фазу менструального цикла. Общие изменения вагинальных запахов во время этого цикла в большей степени определяются, вероятно, экзокринными секретами и спектром присутствующих бактериальных метаболитов, чем изменениями самих бактерий, поскольку, как считают ученые, на протяжении всего менструального периода вагинальный микробиом остается относительно постоянным. Исключение составляет бактериальный вагиноз, когда изменения влагалищных запахов, похоже, определяются изменениями самого вагинального микробиома.