Микробы из глубинки

chrdk — 14.08.2018

Стоит ли нам трансплантировать себе фекалии дикарей, чтобы вернуть былое здоровье

Три года назад, теплой летней танзанийской ночью британский ученый Джеф Лич с помощью кухонной спринцовки трансплантировал себе фекалии охотника из племени хадза. Сложно сказать, что в этой истории интригует сильнее: пролог (зачем он это сделал?) или эпилог (что случилось потом?). Поэтому мы расскажем все, что нам известно об этом сюжете, а заодно поговорим о том, зачем вообще изучают охотников и собирателей, и не пора ли нам морально готовиться к подобным трансплантациям.

Читать оригинальный текст на chrdk.ru

Пролог. Парк палеолитического периода

Реконструкция вымерших организмов — дело утомительное. Собирать по осколкам скелет, выуживать из костей остатки ДНК, искать общих предков, восстанавливать внешний вид. Заработавшиеся палеонтологи наверняка видят цветные сны о затерянном острове, где бы сохранились потомки давно исчезнувших видов. Уж они-то точно рассказали бы нам, как все было на самом деле!

С изучением эволюции человека те же трудности. Но, в отличие от острова с динозаврами Юрского периода, который нам только снится, парк (а точнее, саванна) Каменного века действительно существует. И пусть живут там не те же самые люди, которые населяли Африку в палеолите — сейчас у некоторых из них даже есть мобильные телефоны! — тем не менее, многие особенности их анатомии, физиологии и образа жизни свидетельствуют о том, что они ближе к предкам современного человека, чем все остальные люди на планете. Живут они на севере Танзании, и зовут их племя хадза.

Первое упоминание европейцев о хадза датируется еще 1897 годом, но всерьез изучать их начали только в последние полвека. Как и многие африканцы, хадза небольшого роста (женщины около 150 см, мужчины — 160 см) и веса (46−53 кг). Всего в племени около тысячи человек, из них лишь пара-тройка сотен продолжает вести образ жизни истинных охотников-собирателей. Остальные хадза постепенно налаживают контакты с окружающим миром: подрабатывают охранниками на окрестных кукурузных полях и фермах, а кто-то даже устроился на госслужбу.

Жизнь аутентичных хадза очень похожа на то, как мы себе представляем быт наших прародителей. Они живут в передвижных лагерях или спят на улице, днем мужчины уходят искать добычу, женщины — съедобные растения; дети тоже живут на подножном корму. У них нет домашних животных и нет денег — все необходимое они выменивают у соседних племен. Они добывают огонь трением, охотятся с помощью лука, стрел и примитивных топориков, а их орудия напоминают те, что используют современные шимпанзе. Даже живут они всего на 50 километров южнее Олдувайского ущелья — того самого, по имени которого названа культура обработки камня и где были обнаружены останки людей возрастом 3,6 миллионов лет назад.

Представьте себе палеонтологов, которые оказались в заповеднике, полном живых ископаемых. Наверняка они, обезумев от счастья, бросаются изучать все подряд, не прерываясь даже на сон (тем более что он стал явью!). Именно это произошло с хадза — члены племени подверглись изучению со всех возможных сторон: структура сообщества, коммуникация, уровень агрессии, репродуктивные предпочтения, социальное неравенство и религиозные верования, а еще особенности строения скелета, физиология сна и распознавание лиц, право- и леворукость, обмен веществ и распределение жира; и это далеко не все.

Однако не так давно выяснилось, что настоящий заповедник спрятан глубоко внутри организмов хадза. И это заповедник микробов.

Микробы, которых мы потеряли

Ни для кого не секрет, что организм человека колонизирован триллионами микроорганизмов, большинство из которых прописались в нашем кишечнике. За тысячелетия этой оккупации между кишечными бактериями и нами выстроились непростые отношения.

Если коротко: бактерии питаются частичками нашей пищи. Нам это выгодно, потому что не все вещества, которые мы поглощаем, мы способны переварить — и, соответственно, извлечь из них энергию. Этим для нас и занимаются микробы. В обмен на это бактерии требуют, чтобы мы ели больше их любимой еды, а наша иммунная система проявляла толерантность и на них не реагировала.

Чем дольше продолжается изучение наших микроскопических партнеров, тем больше, вроде бы, «нашего» оказывается в действительности «их»: этот список начинается пищевыми расстройствами и аллергией, а заканчивается вкусовыми предпочтениями и даже аутизмом.

Микробы экспроприируют все больше того, что еще недавно считалось свойствами человека. Вместо привычных нам фраз «Я это не перевариваю» и «Я это не ем» уже можно говорить «ОНИ это не переваривают» и «ОНИ это не едят».

Поэтому логично, что возник вопрос — всегда ли так было? Как обстоят дела с кишечными бактериями у ближайших родственников древних людей?

Оказалось, что состав микробиоты у членов племени хадза совсем не похож на обитателей кишечника, например, рядового европейца. Во-первых, население кишечника хадза гораздо разнообразнее. Кроме общих с нами групп бактерий, там есть и совсем необычные: например, из рода Treponema (к которому относится бледная трепонема, вызывающая сифилис) или представители Сlostridiales, родственники возбудителей столбняка и производителей ботулотоксина. Впрочем, это только звучит устрашающе: ни сифилисом, ни столбняком хадза массово не болеют, что позволяет предположить, что родственники эти безобидны.

Во-вторых, некоторые микробы, которые составляют подавляющую часть нашего микробиома, в кишечниках племени хадза вовсе не живут — как, например, бифидобактерии.

В-третьих, из 39 родов, распространенных в кишечниках хадза и составляющих около 2% от общей массы их микробиома, 18 вообще не удалось идентифицировать.

То есть это бактерии, которых ученые встретили впервые — по крайней мере, в человеческом кишечнике.

Однако многие из них производят рецепторы к молекулам межклеточного вещества и умеют закрепляться на стенке кишечника — а значит, они там не случайные гости.

И, наконец, оказалось, что устойчивые к антибиотикам штаммы, уже захватившие города, до кишечников хадза не дошли. Примерно такой же профиль устойчивости был обнаружен и в зубном налете людей средневековья, живших задолго до открытия пенициллина.

Сам факт того, что микробиота хадза сильно богаче, чем у европейцев, только подтвердил подозрения ученых, что микробиом современного человека уже не тот. Еще в 2010 году были описаны различия в составе кишечных бактерий у жителей европейских городов и африканских сел — и сравнение вышло не в пользу горожан. Более того, как показывают последние исследования, даже в пределах одной страны микробиота у жертв урбанизации менее разнообразна, чем у селян. Но по-настоящему удивительными оказались детали — например, уже упомянутое обилие неизвестных ранее родов бактерий. И то, что обитатели кишечника различаются у мужчин и женщин хадза. А еще то, что состав микробиоты циклически меняется в течение года.

Итак, куда делись микробы, которых мы потеряли? Что заставило их бежать с корабля? И главное — что за странные процессы происходят в кишечнике хадза? Ответ на все эти вопросы кроется в еде.

Особенности палеолитической диеты

Существует множество популярных текстов и видеороликов о пользе так называемой «диеты каменного века». Главная ее идея — в том, чтобы вернуться к рациону охотников-собирателей: никаких молочных продуктов, соли и быстрых углеводов. Основу диеты составляют мясо, рыба и морепродукты, к которым можно добавлять некоторые фрукты и зелень. Дальше предлагается «фантазировать с выбором блюд», результатом чего становятся разные гастрономические изыски в духе «рыбы, запеченной с шампиньонами в фольге» или «куриные наггетсы с салатом из овощей». Можно себе представить, как сильно удивились бы хадза, если бы им подали что-то подобное на обед.

Реальность выглядит, конечно, несколько менее глянцевой.

Рацион хадза состоит из пяти основных компонентов: мясо, ягоды, плоды баобаба, клубни и мед. Причем ни о каком разнообразии речь не идет, меню определяется погодой.

В дождливый сезон мужчины ходят за медом, женщины собирают плоды баобаба, дети «пасутся» на ягодных полянах. В сухой сезон мужчины охотятся, а женщины и дети в буквальном смысле слова возвращаются к корням (точнее, к клубням) — отправляются копать. Клубни есть никто не любит, но иногда больше есть нечего. Если вдруг в лагерь принесли добычу — ура, можно целыми днями никуда не ходить и есть одно мясо, причем часто сырое. До запекания с шампиньонами дело не доходит.

Что при этом происходит в глубинах организмов хадза? Во-первых, туда поступает много трудноперевариваемой еды. С одной стороны сырое мясо, с другой — клубни, в которых столько волокон, что большинство приходится выплевывать, не разжевывая. Поэтому в кишечниках хадза живут бактерии, расщепляющие целлюлозу и другие сложные углеводы. В результате микробиота хадза больше напоминает обитателей кишечника вегетарианцев, чем мясоедов.

Во-вторых, вместе с немытыми плодами и мясом диких животных в организм бушменов попадает огромное количество разнообразных бактерий, чего обычно не происходит с городскими жителями. Возможно, некоторые из них оседают там и остаются насовсем. Наконец, разные члены племени питаются по-разному — отсюда и различия в микробиоте. Мужчины нередко съедают часть добычи на месте, поэтому их бактериям чаще достаются мед и мясо, женщины и дети же больше привычны к плодам и ягодам. Неудивительно, что в их организмах поселяются микробы, которым больше по вкусу та или иная еда.

Тут нам пора представить главного героя нашей истории. Американский исследователь Джеф Лич изучает сезонные колебания в бактериальном сообществе хадза. И он задался вопросом — насколько быстро может изменяться состав кишечной микробиоты? Первый эксперимент он, как часто бывает, поставил на самом себе, начав питаться как хадза, ходя вместе с мужчинами племени на охоту. Позже в своем блоге он красочно описал детали — трепещите, приверженцы палеодиеты!

«В некоторые дни, — пишет Лич, — я подозревал, что мое потребление калорий из меда выросло с 1000 до 3000 ккал в сутки». И пожаловался на рвотные позывы от такого количества меда — неизбежные после встречи горожанина с настоящей диетой каменного века.

Джеф Лич и члены племени хадза. Фото со страницы Human Food Project в фейсбуке

Второй эксперимент Лич поставил уже на дикарях хадза: он начал кормить их кукурузой на завтрак, обед и ужин. Результаты не заставили себя ждать: состав микробиоты их кишечника начал меняться уже в первые два дня. Это, конечно, не означает, что новые бактерии пришли вместе с кукурузой. Просто изменилось соотношение между существующими группами микробов: размножились те, кому досталось больше любимой еды, и сдали позиции те, чьи предпочтения хозяева оставили без внимания. Затем последовал еще и третий эксперимент, самый неожиданный — и он заслуживает отдельной главы.

Здорово ли быть дикарем

Коль скоро у хадза настолько непохожий на нас внутренний мир, то и физиология их должна отличаться от нашей. Вопрос только, в какую сторону? Ответ на этот вопрос неоднозначен. хадза живут довольно долго для охотников-собирателей — средняя продолжительность жизни для тех, кто пережил суровую юность, около 65 лет, максимальная из известных — в районе 80. Еще в ранних описаниях их быта упоминается человек, взявший в жены собственную внучку; судя по всему, хадза долго остаются активными членами общества. Но на сравнительно долгую жизнь могут рассчитывать только те, кто дожил до взрослого возраста — детская смертность у хадза все еще высокая, до 15 лет доживает около 54% хадза. Как сказал классик, «но какие выживают — те до старости живут».

Также у хадза не обнаружили никаких биомаркеров сердечно-сосудистых заболеваний. Возможно, это связано с их физической активностью — они высоко активны в среднем 132 минуты в день. Для среднестатистического американца норма составляет 150 минут в неделю; но интересно, что при этом их энергетические затраты примерно одинаковы. Пищевые расстройства и инфекционные заболевания обходят дикарей стороной, как и онкология и проблемы со слухом и зрением. Никто не умирает от голода, несмотря на периодическое отсутствие еды, и не страдает одышкой, как бы много ни курил.

Единственная беда, которая не щадит хадза (особенно мужчин) — это кариес. Сказывается любовь к меду.

Однако здоровье дикарей оказывается под угрозой, когда они начинают контактировать с более цивилизованными племенами. Так, в 1964 году их попробовали массово отправить учиться, и очень многие хадза погибли, не справившись с новыми для них инфекциями (впрочем, сейчас многие их дети адаптировались и учатся в сельских школах).

Кроме того, ученые опасаются, что, если начать кормить дикарей так же, как американцев, то они начнут страдать ожирением, потому что затраты энергии у них похожи, а американская еда сильно калорийнее. И уже доподлинно известно, что у женщин хадза при переходе на чужеродную еду начинают рушиться зубы: обычно волокна клубней работают как зубные щетки, счищая налет. Впрочем, у мужчин хадза как раз наоборот, зубы укрепляются — в отсутствие меда. Но это, пожалуй, единственное преимущество, которое им может принести общение с цивилизованным миром.

Сложно сказать, в какой степени здоровье хадза определяется их бактериями. Как минимум, чтобы проверить это, европейцам предстоит изменить не только свой образ жизни, но и кишечную микрофлору.

В своем третьем эксперименте Джеф Лич попробовал стать хадза изнутри. Точнее, заменить своих микробов на микробов хадза. Об этом он тоже подробно пишет в своем блоге: некоторое время он придерживался их диеты, потом выбрал донора микробов — здорового взрослого мужчину-хадза, собрал образец его стула и ввел в свой кишечник.

Дальше должно было начаться самое интересное… но об этом история умалчивает. Лич пишет о том, что еще долгое время потом сдавал анализы, чтобы выяснить, удалось ли новым микробам потеснить прежних обитателей. Но результаты анализов нигде не опубликованы, а тревожные вопросы читателей его блога оставлены без ответов.

Впрочем, мы точно знаем, что он жив и, скорее всего, здоров — его новая статья, посвященная микробиоте хадза, была опубликована в репозитории препринтов bioRxiv в мае этого года, а на несколько писем «Чердака» он даже ответил — правда, стоило «Чердаку» заикнуться о его опыте с трансплантацией «палеолитического» кала, он перестал отвечать на письма.

Проведенный Личем над собой эксперимент называется фекальной трансплантацией и постепенно входит в медицинскую практику. Пересадку кишечных микробов чаще осуществляют через трубки, проходящие через рот или нос прямо в тонкий кишечник, но иногда используют и клизмы.

Эта процедура показала свою эффективность против кишечных инфекций, например, Clostridium difficile, и сейчас проходит клинические испытания. Однако в более сложных случаях, где заболевание не напрямую связано с желудочно-кишечным трактом, ее используют только в отдельных экспериментах. И несмотря на то, что иногда она оказывается успешной — например, снижает проявление синдромов аутизма, — механизм ее действия и отсутствие побочных эффектов еще предстоит доказывать.

Эпилог. Держаться корней

Полвека подробного изучения хадза нанесли серьезный удар по идиллическим представлениям о жизни дикарей. Казалось бы они отличаются отличаются отменным здоровьем (те, кто доживает до взрослого возраста). Но здоровье — вещь относительная, и малейшее взаимодействие с цивилизацией быстро выводит их из строя. Чтобы повторить успех хадза, современному горожанину придется радикально изменить свой образ жизни, и запеканием рыбы с шампиньонами здесь не обойтись. Стоит ли идти на такие жертвы ради продолжительности жизни в 65 лет?

В то же время, изучение хадза может помочь нам прояснить механизмы развития отдельных болезней. Так, Джеф Лич начал свои исследования, когда узнал, что его дочь больна диабетом 1 типа — аутоиммунным заболеванием, при котором иммунитет атакует клетки поджелудочной железы. Многие ученые полагают, что всему виной может быть дефицит микробов в кишечнике, из-за которого иммунитет оказывается недостаточно толерантным. Однако мы не знаем, что на самом деле происходит в организме хадза и носят ли они в себе ответ на наши вопросы. Возможно, эта маленькая популяция дикарей чем-то отличается от нас генетически и какие-то механизмы работают по-другому. Возможно и то, что дети, страдающие диабетом 1 типа, не доживают до взрослого возраста, и не попадают в обнадеживающую статистику. От пилотных исследований микробиома до методики лечения диабета — дорога в тысячу ли.

Вот только времени у нас осталось исчезающе мало. Чем дальше, тем сложнее для хадза оставаться в изоляции. Власти Тасмании постепенно сокращают их территорию, строительство ферм по соседству отпугивает дичь, а наплыв этно-туристов изрядно повысил уровень алкоголизма в племени. Дикари все чаще питаются продуктами с окрестных ферм, а собирательство превращается в театр для приезжих. Некоторые группы ученых уже остановили работу с хадза, однако проникновение цивилизации в их жизнь неизбежно. Нельзя запретить им слушать радио, ходить в школу и поступать в университеты. Так, по мере того, как заканчивается эра изоляции хадза, вымирает уникальный микробный заповедник. И скоро уже некому будет показать нам, каково это на самом деле — держаться корней.

Полина Лосева

Вам также может понравиться (после такого не факт, но мало ли):

Чего от нас хотят микробы? — Они управляют нашим поведением и добиваются желаемого

Породнялись дважды — Древние люди в Восточной Азии скрещивались с денисовцами двух разных групп

Пережившие апокалипсис — Довелось ли нашим предкам жить во времена настоящей Долгой Ночи

Оставить комментарий

Популярные посты:

bafostri

Как устроен свайно-ростверковый фундамент и почему это хороший выбор

noveltour

Первоцветы в Петербургском Ботаническом

norg_norg

Масло не масленое

amigo54

"Р" в слове понедельник означает "Радость"...)

old-venefica

Так как же злодеи просочились сквозь "Поток" и миновали "Безопасный город"?

ratrussian

Не томи

foto_history

Исполнилось 100 лет со дня рождения главного редактора «Марий коммуна» Петра

ru_cats

Кот нападает по ночам :-(

dz4ngrizalosaur

До победе!

• Ранее
• Архив