Микробы правят миром
Почему то, что живет внутри нас, важнее нас самих. Перевод Сергея Рачинского.
Иллюстратор Игорь Лобанов. Прорыв произошел, когда люди научились секвенировать ДНК “методом дробовика” (длинными участками), что позволило нам досрочно секвенировать геном человека.
С 2003 года генетик Крейг Вентер и многие его коллеги начали секвенировать ДНК больших популяций бактерий. Тысячи генов, которые были в результате обнаружены (вдвое больше, чем было известно науке до того), и белки, которые эти гены производят, позволяют предполагать, что же замышляют кишащие на нашей планете бактерии.
Микробы составляют 80% земной биомассы. Крейг Вентер говорит:
« … В чайной ложке морской воды ─ 5 млн бактерий и 50 млн вирусов. Если вы не любите бактерии, вам не повезло с планетой. Земля ─ это планета бактерий … »
Это означает, что практически любой органический обмен веществ — микробный.
Когда эколог Джеймс Лавлок, формулируя свою знаменитую “Гипотезу Геи” (о Земле как суперорганизме. — Esquire), пытался понять, откуда берутся газы, которые делают атмосферу Земли столь благодатной для жизни, ответ пришел от микробиолога Линн Маргулис.
Атмосферой управляют микробы. И нашим телом, кстати, тоже.
Так называемый микробиом человека состоит из трех тысяч бактерий, которые обладают тремя миллионами разных генов (собственным клеткам человека приходится обходиться 18 тысячами). И наши спутники-микробы управляют иммунитетом и существенной частью нашего пищеварения.
Эволюция микробов, которая продолжается вот уже 3,6 млрд лет, в корне отличается от наших представлений о дарвиновском естественном отборе, при котором гены медленно распространяются поколение за поколением. Бактерии обмениваются генами при жизни одного поколения.
Существует несколько механизмов “горизонтального переноса генов”, с помощью которых они быстро и непрестанно меняются. Поскольку они передают осознанно приобретенные гены своему потомству, то, чем они занимаются на ежечасной основе, выглядит подозрительно ламаркистским — как наследование приобретенных признаков.
Широкое распространение подобных трансгенных микробов показывает, что нет ничего нового, особенного или опасного в генетически модифицированных продуктах. Многие полевые биологи приходят к мысли, что биосфера — это пангеном, взаимосвязанная система генов, которыми обмениваются все штаммы новообразующегося вида бактерий, вся совокупность их генов.
Наш биотехнический XXI век будет двигаться вперед благодаря микробам — а может, и вдохновляться ими. Идея “социального дарвинизма” обанкротилась. Термин “культурная эволюция” всегда был слишком неопределенным, поскольку текучесть идей в обществе не имеет ничего общего с напыщенным консерватизмом стандартной дарвиновской эволюции.
Но вот “социальный микробализм” может стать термином вполне осмысленным, по мере того как мы будем исследовать изменчивость признаков и широчайший спектр хитроумных механизмов, к которым прибегают микробы, — “ощущение кворума”, “биопленка”, разнообразные “метаболические цепочки” и тому подобное. И всякий раз, когда мы встречаемся с трудной задачей, имеет смысл спросить: “А что бы сделал микроб?”.
Источник: https://helionews.ru/9943
«Как микробы управляют нами»
В издательстве АСТ вышел русский перевод книги британского научного журналиста Эда Йонга «Как микробы управляют нами». Она посвящена микроорганизмам — неизменным спутникам всех животных на Земле, включая человека.
Йонг убедительно показывает, насколько наша жизнь зависит от бактерий и других микробов, населяющих наш организм. Они не только несут нам вред, как думают многие люди, но и оберегают наше здоровье и даже наделяют нас важными способностями.
N + 1 предлагает своим читателям фрагмент из нового русского перевода книги Йонга, который выполнили наши друзья из научно-популярного журнала «Батрахоспермум». В этом фрагменте рассказывается о том, как бактерии помогают животным приспосабливаться к растительным ядам.
Живые существа, как правило, не особенно хотят, чтобы их съели. Они защищаются. У животных есть выбор — сражаться или удрать. Растения не столь подвижны, так что они полагаются на химическую защиту.
Их ткани заполняются веществами, отпугивающими растительноядных животных, — ядами, которые вредят здоровью, лишают возможности иметь потомство, приводят к потере веса или неврологическим расстройствам, провоцируют появление опухолей или выкидыши и просто убивают.
Креозотовый куст — одно из самых распространенных растений в пустынях Юго-Запада США. Он достиг успеха благодаря своей устойчивости к засухе, старению и челюстям животных. Его листья покрыты смолой, в которой содержатся сотни химических веществ, вместе составляющих до четверти сухой массы кустарника.
Эта смесь источает резкий запоминающийся запах, который особенно чувствуется, когда листья мокнут под дождем. Говорят, что креозот пахнет дождем, но на самом деле скорее дождь пахнет креозотом. Как бы там ни было, запах смолы не вреден, зато при попадании внутрь она вредит печени и почкам.
Лабораторная крыса, поев листьев креозотового куста, умирает. А вот с пустынным хомяком ничего не происходит. Он еще съест. И еще. В пустыне Мохаве грызунам так нравятся эти листья, что зимой и весной они в основном ими и питаются.
Каждый день они съедают столько смолы, что любой другой грызун уже давно бы склеил лапки. Как им это удается?
У животных существует множество способов обойти ядовитую защиту растений, но у каждого способа есть своя цена. Можно есть лишь наименее ядовитые части, но чем животное привередливее, тем меньше у него возможностей. Можно употреблять в пищу нейтрализующие вещества, например глину, но для поиска противоядия нужны усилия и время.
Можно самим создавать обезвреживающие ферменты, но на это требуется энергия. Бактерии предлагают альтернативное решение. Они — мастера биохимии, способные расщепить что угодно, от тяжелых металлов до неочищенной нефти.
Яды растительного происхождения? Да запросто! Еще в 1970 году ученые выдвинули предположение, что микробы в пищеварительном тракте обезвреживают все яды в пище еще до того, как они попадут в кишечник. Благодаря тому, что микробы обезоруживают пищу заранее, животным не приходится думать о противоядиях.
Эколог Кевин Коль предположил, что своей стойкостью пустынный хомяк обязан именно бактериям, а проверить эту теорию ему помогли несколько тысячелетий климатических изменений.
Примерно 17 тысяч лет назад на юге современных США начало теплеть, и вскоре из Южной Америки туда переселился креозотовый куст. Он уютно устроился в теплой пустыне Мохаве, где его и обнаружили пустынные хомяки. Однако до пустыни Большого Бассейна к северу от Мохаве он так и не добрался — там холоднее.
Там пустынные хомяки креозотовый куст в глаза не видели и питались в основном можжевельником. Если догадка Коля была верна, в кишечнике опытных пустынных хомяков Мохаве должно было быть достаточно бактерий, обезвреживающих яд, которых не было у неподготовленных грызунов Большого Бассейна. Коль поймал в каждой пустыне по несколько особей — и все подтвердилось.
Столкнувшись с токсинами креозотовой смолы, кишечные бактерии неподготовленных особей понятия не имели, что делать, а вот микробы опытных хомяков переключались на гены, расщепляющие токсины, и быстренько с ними расправлялись. Чтобы окончательно доказать, что опытные особи обязаны своим мастерством микробам, Коль добавил в их корм антибиотики.
Хомяки все так же спокойно ели обычный лабораторный корм, а вот креозотовые листья причиняли им боль. Без кишечных микробов они реагировали на креозотовую смолу даже хуже, чем их собратья из Большого Бассейна, ни разу не пробовавшие ее в природных условиях. Хомяки начали усиленно терять вес, так что Коль был вынужден закончить эксперимент досрочно.
Всего за пару недель он изменил направление 17 тысяч лет эволюции и превратил профессиональных поедателей креозотовых кустов в полных дилетантов.
И наоборот тоже. Он собрал помет опытных хомяков, превратил его в кашицу в блендере и скормил неподготовленным грызунам, чтобы обезвреживающие микробы поселились у них в кишечнике. И вот эти особи начали спокойно уплетать креозотовые листья.
Их новоявленные способности особенно отразились на моче: из-за токсинов в креозотовой смоле она темнеет, а прежде неопытные хомяки теперь расщепляли токсины в таких количествах, что мочились золотистой, чистой жидкостью.
За несколько обедов они набрались опыта, который их собратья накапливали многие тысячи лет.
Видимо, когда креозотовые кусты впервые появились в Мохаве, произошло что-то подобное. Пустынный хомяк наткнулся на незнакомый ему кустик и решил попробовать. Фу, гадость какая! Впрочем, зимой еды и так мало, так что выбирать не приходится. Ну, тогда еще кусочек.
С каждым куском в организм хомяка попадали микробы, обитающие на креозотовых листьях, — возможно, они уже тогда умели расщеплять токсины смолы. Съев этих микробов, хомяк и сам стал лучше подготовленным.
Потом он убегает и справляет нужду, оставляя после себя шарик помета, наполненный бактериями. Этот шарик находит и съедает другой хомяк — так суперсила распространяется. В конце концов способность есть листья растения появляется у всех хомяков, и скоро она распространится по всей пустыне.
Возможно, именно своей готовности принимать новых микробов эти грызуны обязаны своим успехом и неприхотливостью.
И таких примеров много — микробы нередко дают хозяевам возможность употреблять в пищу что-то потенциально смертельное. Лишайники — всем известные иконы симбиоза — полны ядовитой усниновой кислоты.
А северные олени, что питаются в основном лишайниками, умеют расщеплять ее так, что в экскрементах от нее и следа почти не остается. По-видимому, и здесь дело в кишечных микробах.
Многие растительноядные млекопитающие, от коал до хомяков, являются переносчиками микробов, расщепляющих танины — горькие соединения, придающие вяжущий вкус красному вину, но вредящие печени и почкам.
Кишечные микробы кофейного жучка Hypothenemus hampei умеют расщеплять кофеин — вещество, позволяющее кофеманам проснуться и отравляющее любого вредителя, желающего полакомиться кофейными зернами. Любого, кроме кофейного жучка. Благодаря расщепляющим кофеин бактериям он стал единственным в мире животным, способным питаться лишь кофейными зернами, и одной из главных угроз мировой индустрии кофе.
Обезвреживание наряду с перевариванием, выживание не только благодаря пище, но и вопреки ей — травоядным без таких приемов не прожить. Совместив способности микробов и собственные пищевые стратегии, растительноядные получили возможность питаться любой зеленью, что найдут.
Растениям приходится все это терпеть, но они вроде бы справляются. Креозотовые кусты, будучи основной пищей пустынных хомяков, остаются главным растением пустыни Мохаве. Эвкалипты постоянно лишаются листьев из-за коал, но в Австралии и прогуляться нельзя так, чтобы хоть на один не натолкнуться.
Даже с кофе, к счастью, все будет в порядке. Однако иногда микробы заходят со своим обезвреживанием слишком далеко. Иногда растениям приходится совсем несладко.
Подробнее читайте:
Йонг, Э. Как микробы управляют нами. Тайные властители жизни на Земле / Пер. с англ. Полины Иноземцевой под ред.
Виктора Ковылина; научная редакция перевода Виктора Ковылина. — М.: Издательство АСТ, 2017. — 352 с.
Заказать эту книгу можно здесь.
Источник: https://nplus1.ru/blog/2017/12/06/microbes-rule
Микробы правят миром | Читать онлайн, без регистрации
Микробы правят миром
СТЮАРТ БРАНД
Составитель сборника Whole Earth Catalog («Каталог всей Земли»), соучредитель сетевого сообщества The WELL, соучредитель компании Global Business Network, автор книги Whole Earth Discipline («Дисциплина всей Земли»)
«Микробы правят миром». Эта фраза, открывающая доклад Национального научно-исследовательского совета под названием «Новая наука метагеномика», возвестила новое понимание биологии и, возможно, всего нашего общества.
Все началось с секвенирования ДНК «методом дробовика» (shotgun sequencing) – технологии, позволившей расшифровать геном человека гораздо раньше, чем этого можно было ожидать. С 2003 года Крейг Вентер с сотрудниками секвенировали геномы больших популяций бактерий.
Они обнаружили тысячи новых генов (в два раза больше известных к тому времени), выяснили, какие гены отвечают за синтез определенных протеинов и, соответственно, какую роль играют. Благодаря этому мы начали лучше понимать, что зависит от бактерий.
«Метагеномика» произвела революцию в микробиологии, и волны этой революции будут ощущаться в биологических науках еще много десятилетий.
По мнению микробиолога Карла Воуза, на микробы приходится 80 % всей биомассы Земли. Крейг Вентер утверждает, что в одной пятой чайной ложки морской воды содержится миллион бактерий (и 10 миллионов вирусов), и добавляет: «Если вы не любите бактерии, значит, вы живете не на той планете. Это планета бактерий».
Большую часть обмена веществ на нашей планете осуществляют микробы. Когда Джеймс Лавлок задался вопросом, откуда берутся газы, делающие земную атмосферу столь удивительным феноменом (гипотеза Геи), ему ответила микробиолог Линн Маргулис. Нашу атмосферу контролируют микробы. Они также контролируют большую часть нашего тела.
Человеческая микробная биомасса в нашем кишечнике, во рту, на коже и повсюду укрывает три тысячи видов бактерий с 3 миллионами различных генов (в человеческих клетках всего восемнадцать тысяч генов или около того).
Как показывают последние исследования, нам необходимо иметь микробов «на борту» для нормальной работы нашей иммунной и пищеварительной систем.
Эволюция микробов, которая продолжается уже более 3,6 миллиарда лет, сильно отличается от того, как мы обычно представляем себе эволюцию по Дарвину, когда гены передаются следующим поколениям и медленно проходят через фильтр естественного отбора.
Бактерии беспорядочно обмениваются генами в каждом поколении. У них есть три механизма «горизонтальной передачи генов» между самыми разными видами бактерий, поэтому они эволюционируют постоянно и очень быстро.
То, как они передают потомкам счастливо приобретенные гены, что происходит непрестанно, очень напоминает ламаркизм – наследование приобретенных признаков.
Такая «трансгенная» природа микробов показывает, что в генетически модифицированных зерновых нет ничего нового, особенного или опасного.
Специалисты в области полевой биологии считают, что биосфера похожа на пангеном – взаимосвязанную сеть постоянно циркулирующих генов, содержащую гены всех клеточных линий данного вида.
Биоинженеры, работающие в новой области – синтетической биологии, имеют дело непосредственно с заменяемыми генами микробов, что весьма облегчает работу.
Эта биотехнологическая эпоха будет опираться на микробов и, возможно, вдохновляться ими. Социальный дарвинизм не состоялся как идея. Термин «эволюция культуры» никогда не значил особенно много, потому что подвижность культурной информации и различных влияний в обществе имеют мало общего с напыщенным консерватизмом стандартной теории эволюции Дарвина.
Но поскольку мы продолжаем изучать текучесть признаков и оригинальные механизмы, используемые микробами (бактериальное чувство кворума, биопленки, метаболические цепочки, «гены образа жизни» и др.), вполне может возникнуть термин «социальный микробиализм». И сталкиваясь со сложной проблемой, мы, возможно, будем спрашивать себя: «А как поступил бы микроб?»
Источник: http://velib.com/read_book/sbornik/ehta_kniga_sdelaet_vas_umnee_novye_nauchnye_koncepcii_ehffektivnosti_myshlenija/mikroby_pravjat_mirom/
Мы живем в мире микробов
«Если вы не любите бактерии, вам не повезло с планетой. Земля — это планета бактерий».
Эти слова американского генетика Крейга Вентера, известного своими успехами в расшифровке генома человека, весьма образно, но очень убедительно подчеркивают значимость микроорганизмов в поддержании жизни на Земле.
Действительно, основу живого мира нашей планеты составляет удивительное и таинственное многочисленное сообщество микроорганизмов, которое управляет глобальными жизненными процессами в биосфере Земли.
Сегодня микробы (бактерии, археи, грибы, вирусы, простейшие) составляют около 80% земной биомассы. Количество клеток только прокариот (простейших безъядерных микроорганизмов — бактерий и архей) в биосфере Земли оценивается в 4–6х1030, а их суммарная биомасса составляет 350-550 млрд. тонн.
Согласно данным палеонтологической науки, прокариоты были единственными обитателями нашей планеты в течение 2/3 времени эволюции биосферы, не менее 2,5 млрд. лет.
Таким образом, историческое существование микроорганизмов несоизмеримо больше, чем эволюционный путь животных и человека.
Отметим, что «венец» эволюции – человек, Homo sapiens, имеет исторический возраст, не превышающий 200 тыс. лет.
Микробная клетка – это уникальное творение природы. В мельчайший живой организм, природа сумела вместить широкий спектр биологических процессов, направленных на непрерывное самопроизводство, что позволяет микроорганизмам успешно выживать в различных условиях, даже тех, которые представляются несовместимыми с жизнью.
Длительное время исследователи биосферы даже не подозревали, насколько многообразной и масштабной является деятельность микроорганизмов в формировании и поддержании устойчивости всей планетарной системы.
Сегодня хорошо известно, что микробы катализируют уникальные и важнейшие реакции живого мира.
Они расщепляют мертвую органическую биомассу; осуществляют фотосинтез; участвуют в глобальных циклах основных элементов; минерализуют микро- и макроэлементы, необходимые растениям и животным; катализируют процессы образования и трансформации природных минералов; принимают активное участие в формировании месторождений полезных ископаемых; в качестве симбионтов поддерживают жизнь растений, животных и человека. Роль микроорганизмов настолько велика, что их исчезновение равнозначно прекращению жизни на нашей планете.
К сожалению, антропоцентризм человеческого сообщества не сразу позволил осознать особую роль микроорганизмов в поддержании жизни на Земле в целом и человека, в частности.
Изобретая все новые методы борьбы с микрофлорой и изменяя в результате техногенной цивилизации природную среду, человек грубо вмешивается в эволюционно сформировавшиеся процессы и механизмы, обеспечивающие гармоничное, мирное сосуществование микробов с сообществами высших организмов, в том числе и человечеством.
Формировавшаяся на протяжении длительного времени парадигма, базирующаяся на тотальной борьбе с микроорганизмами с использованием сильнодействующих противомикробных средств, глубоко укоренилась в сознании людей.
Вместе с тем на фоне глобальных неблагоприятных микроэкологических изменений, наблюдающихся в биосфере, в научном мире уже давно пришло понимание позитивной роли микрофлоры в поддержании жизни на Земле и необходимости перехода от неравной, заведомо проигрышной, борьбы с «несокрушимым» микробным миром к поиску оптимальных способов восстановления мирных отношений, определенных эволюцией.
Следует отметить, что болезнетворный потенциал микроорганизмов длительное время сильно преувеличивался. На самом деле, преобладающая часть микробов относительно безопасна для других организмов и, наряду с этим, обладает колоссальным оздоровительным потенциалом.
Еще задолго до открытия микроорганизмов люди активно, хотя и неосознанно, использовали микробную активность при получении различных продуктов питания (кисломолочных продуктов, сыра, хлеба, квашеных овощей и фруктов, вина, пива и т.д.), а также в лечебно-профилактических целях.
Стремительно развивающиеся в последние десятилетия микробиология, биотехнология, генетическая и метаболическая инженерии предлагают множество способов получения разнообразных продуктов микробного синтеза (аминокислот, ферментов, витаминов, антибиотиков, белков, полисахаридов, биодеструкторов вредных веществ, антиоксидантов, спиртов, ацетона, гормонов, интерферонов и др.), широко используемых в различных областях медицины и промышленности.
Возрастание в окружающей среде спектра болезнетворных микробов – это закономерный защитный ответ микробного мира на прямую или косвенную агрессивную активность человечества.
Сегодня пришло время признать, что неадекватное отношение к микрофлоре приводит к глобальным микроэкологическим нарушениям во внешней среде, повышению концентрации в биосфере и широкому распространению потенциально патогенной микрофлоры, увеличению ее болезнетворных свойств и резистентности к средствам медикаментозной терапии, особенно антибиотикам.
Человек как биологический вид возник в биосфере, колонизированной микроорганизмами, которые появились на несколько миллиардов лет раньше Homo sapiens.
В процессе совместной эволюции симбиотические микроорганизмы заселили слизистые оболочки и кожные покровы человека, что впоследствии привело к формированию уникального дополнительного органа человека, который сравнительно недавно получил название «микробиом».
Микробиом тесно ассоциирован с иммунной системой, обеспечивает защиту организма от неблагоприятных воздействий внешней среды, активно участвует в регуляции многочисленных метаболических процессов и функционировании других органов и систем, управляет существенной частью пищеварения. На каждую клетку человеческого тела приходится 10-100 микробных клеток, а на каждый ген – не менее 100 генов микробного происхождения.
Оказалось, что в организме человека практически отсутствуют органы и ткани, лишенные прямого или косвенного воздействия микроорганизмов. Недавнее открытие микробиомов плаценты, легких и крови явилось кульминацией в понимании степени участия симбиотической микробиоты в жизнедеятельности организма человека на протяжении всей его жизни.
Уникальность микробиома заключается в строгой индивидуальности для каждого человека. Предполагается, что в будущем это может позволить проводить идентификацию личности по последовательностям ДНК микробиоты подобно снятию отпечатков пальцев.
Можно ожидать, что расшифровка межиндивидуальных микробиомных вариаций различных участков тела и идентификация изменений микробиома человека в момент начала или развития различных заболеваний сыграют важную роль в разработке персонифицированной медицины, связанной с микробиотой.
Физиологическая значимость микробиома человека не ограничивается внутренней средой макроорганизма-симбионта, он еще играет роль своеобразного посредника между биосферой в целом и человеком, как ее частью.
Изучение микробиома позволило значительно изменить традиционные взгляды на причинные факторы многих заболеваний человека.
Лица с изменениями в составе и функциональной активности микробиома характеризуются большей уязвимостью к развитию болезней, причем не только инфекционного, но и соматического характера.
Как показали результаты многочисленных исследований, диабет, ожирение, нейропсихологические расстройства, аллергия, аутоиммунная и сердечно-сосудистая патология, язвенная болезнь, гастрит, гепатит, рак и многие другие болезни имеют связь с состоянием микробиома.
Процесс формирования микробиома начинается задолго до рождения ребенка. В этом процессе задействованы многочисленные механизмы, связанные со здоровьем матери, в особенности состоянием ее микробной системы, условиями протекания родов, формой вскармливания ребенка, а также влиянием окружающей среды.
По мере взросления и старения организма наблюдаются заметные изменения состава микробиома, которые становятся наиболее отчетливыми в пожилом и старческом возрасте. Физиологические изменения, которые происходят в теле человека с возрастом, в первую очередь выражаются в снижении биологических функций и способности приспосабливаться к стрессовым воздействиям.
Все эти возрастные процессы протекают на фоне серьезных изменений в составе и функциональной активности микробиома. Человек в позднем возрасте характеризуется большей подверженностью болезням, многие из которых связаны со снижением эффективности микробиома в пожилом возрасте.
Поэтому поддержание физиологического состояния микробиома на всех этапах жизни человека, начиная с внутриутробного развития плода и до глубокой старости, имеет огромное значение для улучшения здоровья населения всех возрастных категорий.
Лавина научных исследований, результаты которых убедительно доказывают исключительно важную роль микробиома человека в поддержании его здоровья, свидетельствуют о необходимости активизации работ в области создания широкого ассортимента средств оздоровления микробиома и разработки методов их эффективного клинического применения. Современный уровень знаний в этой области свидетельствует, что перспективы микробиомной терапии, при условии рационального использования этого метода, очень велики. Не последнее место в решении этой проблемы должны занять препараты и продукты пробиотического действия, механизмы влияния которых интенсивно изучаются.
Прогнозируется, что в скором будущем натуральные средства оздоровления микробиома в значительной степени потеснят на рынке традиционные и небезопасные для организма сильнодействующие лекарства, особенно те из них, которые применяются с профилактической целью. Уже в настоящее время широко обсуждаются возможности применения пробиотиков вместо отдельных групп лекарственных препаратов, не лишенных серьезных побочных эффектов.
Таким образом, истинным «хозяином» биосферы является не человеческое сообщество, а уникальный мир микроорганизмов, который по своей биомассе, многообразию видов, жизнестойкости, вездесущности несоизмеримо превосходит всех остальных представителей живого мира и, кроме того, формируя с ними специфические симбиотические системы, является их неотъемлемой частью, а также вселяет жизнь в абиотические системы в результате их активной колонизации. Многовековая борьба человечества с микроорганизмами, победителем в которой оказался микробный мир, убедительно это продемонстрировала. Сегодня стало полностью очевидным, что человечество должно отказаться от утопической агрессивной идеи уничтожить микроорганизмы, но направить максимальные интеллектуальные возможности на поиск методов приспособления к мирному взаимополезному сосуществованию с микробным звеном биосферы. Научный прогресс современной цивилизации уже достиг того уровня, который позволяет осуществить реальные шаги в этом направлении, что будет способствовать существенному оздоровлению как окружающей среды, так и населения.
Источник: https://symbiter.ua/ru/articles-ru/328-my-zhivem-v-mire-mikrobov.html
Почему кишечник – второй мозг, и как нами управляют бактерии
Мы привыкли к тому, что нашим поведением управляет мозг, — но что управляет мозгом? Оказывается, порой безмолвные пассажиры-микробы норовят взять на себя управление.
Кишечник и мозг обмениваются сигналами через блуждающий нерв, который спускается по шее в грудную и брюшную полость. Джулия Эндерс, автор бестселлера «Очаровательный кишечник. Как самый могущественный орган управляет нами», сравнивает блуждающий нерв с телефонным проводом, который соединяет кишечник с отдельными центрами головного мозга.
Мозг дирижирует всеми органами тела, и многими — через блуждающий нерв, но только кишечник обладает автономностью: если нерв перерезать, «отсоединив» мозг от кишечника, последний продолжит работать.
Он имеет собственную нервную систему, которые ученые называют «вторым мозгом». Она состоит из огромного количества нейронов и вспомогательных клеток, производит несколько десятков нейромедиаторов.
Функции настолько развитой нервной системы не могут ограничиваться регуляцией пищеварения.
Алло, это микробы?
Большинство сигналов по блуждающему нерву передается не сверху вниз, а снизу вверх — в мозг. Ученые предполагают, что кишечник влияет на наше психическое состояние. Для лечения депрессии, которая не поддается медикаментозной терапии, уже используется электрический стимулятор блуждающего нерва. Он заставляет нерв генерировать «правильные» импульсы.
В кишечнике вырабатывается 90 % серотонина – гормона счастья. Может быть, причина депрессии кроется не в мозге, а в кишечнике. Также ученые обнаружили связь между состоянием кишечника и тревожностью, аутизмом, нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Паркинсона и Альцгеймера.
Более того: не только сам кишечник подает сигналы через блуждающий нерв, но и населяющие его микроорганизмы. Они делают это разными способами — например, стимулируя выработку серотонина клетками слизистой оболочки кишечника. Влияние микрофлоры на поведение и настроение доказано в ходе многочисленных экспериментов на лабораторных мышах.
Любишь общаться? Поделись бактериями
Кишечные бактерии влияют и на социальное поведение лабораторных мышей. Ученые из Медицинского колледжа Бейлора в Хьюстоне (США) изучали связь между ожирением матери и расстройствами аутистического спектра у потомства.
Контрольная группа мышей питалась обычно, а опытная получала корм с повышенным содержанием жиров. Как и ожидалось, самки из второй группы набрали лишний вес.
Мышата перекормленных матерей намного меньше интересовались общением со своими сородичами, чем потомство контрольной группы.
Животных поместили в одну клетку, а совместное проживание неизбежно приводит к обмену кишечными бактериями. Спустя четыре-пять недель микрофлора необщительных мышей становилась такой же, как и у контрольной группы, а социальное поведение возвращалось в норму.
Ученые обнаружили, что у мышей с аутистическим расстройством сильно снижена численность бактерии Lactobacillus reuteri в кишечнике. Этот микроорганизм влияет на выработку окситоцина — гормона, который регулирует социальное поведение. Рацион с высоким содержанием жиров подавляет Lactobacillus reuteri в кишечнике матери, а она передает свою нарушенную микрофлору потомству.
Ты — то, что ты ешь. И наоборот
У микроорганизмов могут быть эволюционные причины контролировать наше поведение. По мнению ученых, бактерии стимулируют своих хозяев общаться, потому что это способствует обмену микрофлорой.
Они также способны влиять на пищевые пристрастия хозяина, заставляя употреблять продукты, которые способствуют их росту и размножению.
Возможно, когда вы не можете устоять перед тортом, дело не в слабой воле, а в микроорганизмах.
Некоторые бактерии любят жир, некоторые — сахар, а за их предпочтения порой приходится расплачиваться ожирением. Но чем разнообразнее состав микрофлоры кишечника, тем меньше вероятность, что один вид начнет преобладать над другими и захватит командование мозгом.
Рацион с высоким содержанием жиров и простых углеводов обедняет микрофлору кишечника; чтобы подержать разнообразие бактерий, нужно есть больше овощей, фруктов и кисломолочных продуктов. Исследование влияния диеты на вес, которое охватило 120 тысяч человек, показало, что главный продукт для похудения — это йогурт.
Микробы от депрессии
Эксперименты, изучающие влияние микрофлоры кишечника на психику людей, показывают, что депрессию и тревожное расстройство можно лечить с помощью пробиотиков — полезных бактерий. Ученые используют для их обозначения новое слово — психобиотики.
Японские ученые исследовали влияние кефира, содержащего штамм Shirota бактерии Lactobacillus casei, на психологическое состояние студентов-медиков во время сдачи важного экзамена.
Они выяснили, что кефир нормализует уровень гормона стресса кортизола и повышает уровень серотонина.
Кроме того, пробиотик уменьшает проявление недомоганий, связанных со стрессом, таких как простуда и боли в животе.
Исследования указывают на то, что изучение психобиотиков — перспективное направление. Но пока не изобретена волшебная таблетка, помогайте своему кишечнику проверенными способами: ешьте йогурты, овощи и фрукты. Тогда бактерии не захватят пульт управления мозгом.
Иллюстрация: Соня Коршенбойм.
Источник: birdinflight.
Источник: https://cameralabs.org/11103-pochemu-kishechnik-vtoroj-mozg-i-kak-nami-upravlyayut-bakterii
Богатый внутренний мир: как кишечные микробы определяют наше здоровье и сознание
Мы привыкли связывать своё здоровье с образом жизни, экологией, погодными условиями, генетической предрасположенностью к определённым заболеваниям. Однако мы редко задумываемся о том, что миллиарды бактерий внутри нас могут влиять не только на боль в животе и высыпания на коже, но и на развитие сахарного диабета, астмы, атеросклероза и даже на наши мысли, эмоции и поведение.
Лишь одна из десяти клеток в теле человека является собственно человеческой. Остальные девять — это различные микроорганизмы. В основном бактерии и грибы.
Бактерии есть в каждой части нашего организма, но больше всего их в кишечнике — около 100 триллионов! Это бактериальное сообщество, которое составляет до одного-двух килограммов от всей массы тела человека, называют микробиомом.
Внутри него бактерии находятся в тесных пищевых связях, а каждый член этого сообщества занят определённой работой и выполняет свою особенную роль, например, синтезирует витамин К2.
И самое главное — каждая бактерия кишечника тесно взаимодействует с организмом своего хозяина: в обмен на всевозможные питательные и противовоспалительные вещества, витамины, производимые микробами, мы позволяем им жить внутри себя. А благодаря диете или пересадке бактерий мы можем сбалансировать или даже радикально изменить состав микробиома, повысив долю бактерий, приносящих наибольшую пользу, и таким образом укрепить свой иммунитет.
Недооценённые друзья
До недавнего времени роль кишечных бактерий в обмене веществ у человека недооценивалась, поскольку учёные-микробиологи могли изучать только тех микробов, которых им удалось вырастить в лабораторных условиях.
А это была лишь незначительная часть реально обитающего в кишечнике разнообразия микроорганизмов.
Следствием этого стало весьма искажённое представление о микрофлоре: далеко не все бактерии могли вырасти вне своих обычных условий обитания.
Однако биологическая наука не стояла на месте. Сначала появился метод секвенирования — определения последовательности мономеров в полимере — элементарных “кирпичиков” наследственности в огромной молекуле ДНК. А с возникновением в середине 2000-х технологий высокопроизводительного секвенирования в исследованиях микробиома произошёл настоящий бум!
Это решение позволило получать информацию о микробном составе напрямую из образца их естественного места обитания. В случае микрофлоры кишечника используют образцы кала, из которых выделяют всю бактериальную ДНК (полногеномный метод) или отбирают определённый ген — 16S рРНК, по которому принято классифицировать бактерии.
Первым масштабным исследованием в этой области можно считать работу группы американских учёных во главе с Гэри Ву (Gary D. Wu). В 2011 году они разделили выборку из более чем 100 образцов биоматериала по типам микробиома.
После чего проанализировали связь между его составом и особенностями питания доноров.
Выяснилось, что существует взаимосвязь между доминированием бактериального рода Bacteroides в микрофлоре у европейцев и преобладанием в их долгосрочном рационе животных белков и жиров, в то время как род Prevotella больше ассоциирован с приёмом растительной пищи.
После этого появились сотни исследований, показывающих, как внешние факторы, такие как диета, образ жизни, приём антибиотиков, влияют на состав бактерий внутри человека и как дисбаланс микрофлоры, в свою очередь, воздействует на наше здоровье, массу тела и даже психическую деятельность. Для изучения микробиома человека на Западе были созданы два крупных консорциума: MetaHIT в Европе и HMP (Human Microbiome Project) в США.
McDonald's против иммунитета
Анализ многих тысяч образцов кала дал учёным полное представление о том, как должен выглядеть здоровый микробиом и как он отличается у людей в самых разных регионах. Так, например, у жителей мегаполисов (таких как Москва и Санкт-Петербург) чаще всего превалирует так называемая “западная диета” с обилием жиров, белков и простых сахаров.
Это приводит к абсолютному доминированию в микрофлоре бактериального рода Bacteroides. Его доля могла доходить до 80 процентов от всего бактериального состава.
Эти бактерии обладают большим геномом, кодирующим широкий спектр генов, благодаря чему они способны разлагать много различных веществ — в том числе не только простые и сложные сахара, но и белки.
Результаты наблюдений указывают на то, что явное преобладание Bacteroides — признак нездорового питания: фастфуд, жирная и сладкая пища. Bacteroides, а также другие бактериальные роды, сосуществующие с ним, являются эффективными производителями пропионовой и уксусной кислоты — их избыток может привести к повреждению стенки кишечника.
Совершенно иная картина у племени охотников-собирателей хадза, обитающих в Африке. Они питаются исключительно натуральной, лично добытой пищей. У хадза микробиом был разнообразней и содержал множество бактерий из отдела Firmicutes.
Бактерии из этой ветви специализируются на разложении отдельных видов пищевых волокон, не перевариваемых человеком, и при этом производят ряд веществ, включая витамины, которые потребляются как организмом хозяина, так и другими бактериями.
Но самое главное — многие Firmicutes производят масляную кислоту (основной источник энергии для эпителия кишечника).
Кроме того, это мощный противовоспалительный фактор, его недостаток часто связывают с такими тяжёлыми заболеваниями, как болезнь Крона и язвенный колит.
К увеличению числа бактерий отдела Firmicutes приводит потребление таких продуктов, как цельнозерновые злаки, отруби, некоторые фрукты.
Регулярное питьё биоактивных йогуртов также повышает число весьма полезных бифидобактерий: помимо Firmicutes именно они производят очень широкий спектр витаминов.
Употребление жирной пищи, напротив, может изменить вашу микрофлору не в лучшую сторону: более жирная еда изменяет состав желчи. Это приводит к росту бактерий, устойчивых к таким условиям, например, Bilophila wardsworthia, способную вызывать воспалительные заболевания.
Бактерии, помогающие похудеть
Сейчас известно о множестве заболеваний, связанных с наличием тех или иных бактерий. Так, всем нам знакомая кишечная палочка Escherichia coli, оказывается, не такая уж и безобидная.
В небольших количествах она есть у всех, но если её доля начинает превышать 7–10 процентов, то это указывает на высокую вероятность воспалительного процесса.
Её относительная представленность может превышать 20–30 процентов при таких серьёзных заболеваниях, как язвенный колит и болезнь Крона.
Ещё один примечательный обитатель кишечника — это пристеночная бактерия Akkermansia miciniphila. Обитает она в слизистой оболочке кишечника, которая состоит в основном из муцина.
Это биомаркер нормального метаболизма и веса: повышение её численности наблюдается у худых людей, а также связано с нормальным обменом глюкозы.
При воспалительных процессах и диабете 2-го типа её количество в микробиоме снижается.
Многие другие бактерии заселяют кишечник здоровых людей в небольших количествах, но проблемы начинаются, когда их представленность сильно возрастает. Например, Enterobacter может в незначительном числе встречаться у здоровых людей.
Однако при увеличении её популяции, попадании в другие органы и системы, а также при травмах данный микроб-оппортунист способен вызывать различные патологии воспалительного характера во многом за счёт производства эндотоксинов. Количество этого микроорганизма повышается при рационе, содержащем сладости.
Потенциально Enterobacter может стать причиной развития воспаления органов желудочно-кишечного тракта и мочевыводящих путей. Некоторые виды способствуют развитию метаболического синдрома.
А каков микробиом у россиян?
Сегодня появляется всё больше и больше компаний, предлагающих выяснить состав вашего микробиома и затем посредством диеты или пересадки кала отрегулировать его.
К ним относятся uBiome, American Gut, My microbes. Они предлагают любому желающему секвенировать образец своей микрофлоры и узнать, какие там бактерии.
В России такие исследования микробиома проводит пока только биомедицинский холдинг “Атлас”.
Команда учёных-микробиологов и биоинформатиков, вошедшая в декабре 2016 года в состав “Атласа”, провела большое исследование, в ходе которого было проанализировано несколько тысяч российских образцов биоматериала, из них свыше 500 за счёт краудфандинга — коллективного добровольного сбора средств.
Выяснилось, что, по сравнению с жителями Европы и США, наш микробиом отличается большей долей бактерий из отдела Firmicutes, что, вероятно, связано с достаточно высоким уровнем потребления гречневой и овсяной круп, а также овощей.
Поскольку в этом отделе много полезных бактерий, производящих масляную кислоту (например, Faecalibacterium prausnitzii), они вносят весомый вклад в защиту организма россиян от разнообразных воспалительных процессов.
Однако если говорить о населении Москвы и городов-миллионников, то им нужно обратить особенное внимание на достаточное наличие пищевых волокон в рационе, поскольку микробиом москвичей чаще имеет “бактероидный тип”, вероятно, в силу популярности в столице многочисленных сетей фастфуда и бургерных.
Также в России довольно много людей, у которых преобладает род Prevotella — это родственник Bacteroides, который, однако, отличается “любовью” к пищевым волокнам.
Превотеллы способны переваривать такие сложные пищевые волокна, как гемицеллюлоза, их доля часто повышена у племён Амазонии и Африки, в питании которых преобладают натуральные продукты с высоким содержанием растительной клетчатки. Они встречаются также и у европейцев, потребляющих много волокон и мало мяса.
Показано, что при переходе на диету, богатую клетчаткой, увеличение уровня превотелл связано с нормализацией обмена глюкозы, что способствует поддержанию нормального веса и предотвращению диабета.
По словам Дмитрия Алексеева, директора по R&D биомедицинского холдинга “Атлас”, в ближайшее время результаты исследования микробиома россиян будут представлены в крупный научный рецензируемый журнал, однако пока статья только в процессе подготовки.
Волшебные волокна
Взаимосвязь между содержанием в еде неперевариваемых сложных волокон (пищевой клетчатки) и микробиома — один из важнейших факторов поддержания здоровья.
Волокна проходят через весь желудочно-кишечный тракт, не будучи расщеплёнными, и попадают в толстый кишечник — место, где пребывает основная масса микробиома человека.
Эти не усваиваемые нами остатки пищи являются основой питания кишечных бактерий.
Ранее считалось, что волокна в основном нужны для того, чтобы облегчать прохождение пищи по кишечнику. Однако сейчас известно, что часть из нескольких сотен видов кишечных бактерий расщепляет клетчатку, превращая её в короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК), которые поступают в организм человека и играют важную роль в поддержании здоровья. В связи с этим волокна также называют пребиотиками.
Основные из этих кислот — масляная, уксусная и пропионовая — регулируют иммунитет и обмен веществ, оказывают противовоспалительную и противоопухолевую защиту, даже влияют на чувство сытости.
Если посмотреть детальнее, то пищевые волокна — это не какое-то одно вещество, а несколько десятков типов химических соединений разной структуры, например, инулин, пектин, несколько типов резистентного крахмала и множество других.
Оказалось, что разные виды бактерий имеют различные предпочтения и специализируются на каком-то одном, “своём” типе волокон.
Современный человек, придерживающийся “западной диеты”, часто получает недостаточно много волокон с пищей.
Уже сейчас ясно, что с этим связана повышенная частота метаболических нарушений, воспалительных заболеваний кишечника и других серьёзных проблем со здоровьем в развитых странах.
Продукты с высоким содержанием клетчатки — цельнозерновые каши, овощи и фрукты — или пребиотики — сами волокна, добавляемые в пищу — поддерживают численность различных полезных видов микробов в кишечнике и, как следствие, здоровье человека.
Сейчас практически каждый может с помощью теста (SmartGut от uBiome или отечественного “Генетика микробиоты”) узнать состав своей микрофлоры.
В дальнейшем, учтя “предпочтения” микробов в плане волокон, можно сформировать персонализованную диету: вычислить набор волокон (а также богатых ими продуктов), который бы “подкармливал” полезные бактерии, живущие у нас в кишечнике.
Учитывая такие индивидуальные указания по питанию при составлении своего рациона, каждый человек может целенаправленно “выращивать” у себя благоприятный микробиом.
Помимо синтеза масляной и других кислот ряд кишечных бактерий вырабатывают витамины, которые могут всасываться организмом человека.
Поскольку учёными были выявлены связи между отдельными видами пищи и бактериями — производителями витаминов, численность таких бактерий также можно регулировать с помощью изменения своей диеты.
Среди витаминов, производимых кишечными бактериями: витамины группы B и в малых количествах витамин K.
Несмотря на то что витамины из пищи преимущественно всасываются в тонком кишечнике, для многих витаминов группы B был открыт механизм всасывания и в толстом кишечнике (где и содержится большая часть кишечных бактерий). Более того, в настоящее время микробиологами исследуется вопрос того, насколько нехватка витаминов у самих бактерий может негативно сказаться не только на балансе всего сообщества микробов, но и на самочувствии их “хозяина”.
Известно, что некоторые компоненты пищи могут оказывать негативное воздействие на микробиом, давая конкурентное преимущество не самым полезным бактериям.
Например, при обильном потреблении жирной пищи изменяется состав и объём вырабатываемой желчи.
В норме желчь удерживает состав кишечной микробиоты сбалансированным, однако при таком сдвиге преимущество начинают получать бактерии-оппортунисты, способные в случае возникновения других факторов риска вызывать различные заболевания.
Здоровый кишечник — здоровый дух
Влияют ли кишечные микробы на психику людей, нам пока полностью достоверно неизвестно. В 2013 году была показана взаимосвязь микробиома и аутизма у детей, однако детали механизма этого влияния до сих пор не ясны. А вот на мышей бактерии воздействуют очень сильно.
В 2015 году нейрофизиологи из Государственного университета Орегона обнаружили, что увеличение в рационе мышей количества углеводов и жиров приводит к изменениям в микробиоме кишечника и связанными с ними ухудшениями в когнитивной гибкости, кратковременной и долговременной памяти.
Учёные разделили мышей на три группы (с высоким потреблением жиров, углеводов и сбалансированной диетой) и провели с ними ряд поведенческих экспериментов. Главным из них был водный лабиринт Морриса.
Он представляет собой чан с водой, в котором в случайном месте находится платформа. На её расположение указывают несколько внешних ориентиров.
Саму поверхность платформы для мыши из воды не видно и запомнить её месторасположение можно лишь сориентировавшись по внешним указателям.
Оказалось, что после изменения диеты уже на пятой неделе можно было пронаблюдать значительные изменения в балансе микрофлоры. Одновременно с этим изменились и результаты в поведенческих экспериментах.
Когда учёные передвигали ориентиры в водном лабиринте Морриса, мыши с нормальной диетой довольно быстро приспосабливались и вновь обучались находить платформу за максимально короткое время. Однако мыши, потреблявшие много углеводов, испытывали трудности в переобучении и долго не могли запомнить новый путь.
Такой феномен называется низкой когнитивной гибкостью. Косвенно он свидетельствует и об ухудшении процессов памяти.
А в более раннем эксперименте в таком же водном лабиринте Морриса нейрофизиологи исследовали стрессоустойчивость мышей: как долго они смогут плавать, пытаясь найти платформу, и насколько силён будет гормональный ответ на стресс.
Выяснилось, что мыши из группы, получавшей полезную для них бактерию Lactobazillus rhamnosus JB-1, плавали намного дольше, а гормонов стресса в крови у них было значительно меньше.
Происходило так, по мнению учёных, из-за взаимосвязи кишечника и мозга посредством блуждающего нерва.
Впрочем, существует и альтернативная теория. Согласно ей, возможный механизм воздействия микробиома на психику и поведение связан с нейротропным фактором мозга (brain-derived neurotrophic factor).
В целой серии исследований было показано, что изменение микрофлоры кишечника снижает экспрессию этого белка в гиппокампе (обзор этих работ можно прочитать здесь).
А эта структура мозга отвечает за память, ориентацию в пространстве.
Автор выражает благодарность за консультации и помощь в подборе материалов Дмитрию Алексееву, кандидату биологических наук, директору по R&D биомедицинского холдинга “Атлас”.
Источник: https://life.ru/980442
О микробах внутри нас и не только о них
Каждое животное, будь то человек, кальмар или оса, служит домом для миллионов бактерий и других микробов. Научный журналист Эд Йонг, автор книги «Как микробы управляют нами», побуждает нас посмотреть на себя и наших внутренних спутников в новом свете — не как на индивидуумов, а как на большой взаимосвязанный и взаимозависимый мир.
Книга в русском переводе подготовлена в издательстве АСТ. О том, почему её стоит прочесть, рассказывает научный редактор издания Виктор Ковылин, выпускник кафедры антропологии биологического факультета МГУ, главный редактор научно-популярного проекта «The Batrachospermum Magazine». Беседу ведёт Анна Тимофеева.
Наука и жизнь // Иллюстрации
‹
›
— Виктор Андреевич, как вы думаете, почему сейчас так часто говорят о мире внутри нас? Связано ли это с развитием науки или, скорее, имеет общественные корни?
— Я думаю, это связано с тем, что микробиология как таковая долгое время оставалась предметом узких научных интересов, в общественном же сознании укоренилось негативное восприятие микробов как инфекционных агентов, которые приходят извне и от которых нужно избавляться.
Даже в XX веке микробы в основном изучались в рамках такой парадигмы, и только во второй его половине внимание переключилось на позитивные аспекты мира микробов, в том числе живущих внутри нас.
До общественного сознания, разумеется, всё это доходит с задержкой, и я полагаю, что понимать всю важность нашего внутреннего микробного мира, мириться с его существованием и принимать как часть себя обычные люди стали совсем недавно.
Это достаточно новая концепция, она во многом непонятна, поэтому пугает: уж слишком силён старый стереотип восприятия микробов как исключительно патогенов.
Кроме того, сам бум исследований микробиома человека происходит буквально прямо сейчас, благо в арсенале учёных появились усовершенствованные методы и технологии для его изучения. Наш «внутренний мир» только начал открываться по-настоящему. И у общества, как мне кажется, в последнее время повысился интерес к научным открытиям, так что оно готово впитывать эти новые знания и обсуждать их.
— Название у книги в оригинале звучит несколько иначе: «I contain multitudes: the microbes within us and a grander view of life» («Я вмещаю множества: микробы внутри нас и грандиозный взгляд на жизнь»). С чем связано решение изменить его?
— Думаю, издательство решило изменить название, чтобы сделать его более понятным и интригующим для обывателя. Я предпочёл бы сохранить оригинальное название и активно за это выступал.
Оно, как мне кажется, адекватнее содержанию книги, которая призвана познакомить читателей с микробным миром внутри и вокруг нас, его многоликостью, грандиозностью и неоднозначностью. А управление — лишь один из аспектов этого мира, причём недостаточно ещё изученный, чтобы категорично утверждать, кто кем управляет.
Мы тоже можем микробами управлять и использовать их, можем влиять на наш микробиом, так что тут взаимный процесс, и об этом следует помнить, читая книгу, чтобы не складывалось ложных представлений исходя из одного лишь названия. Книга вмещает намного больше, чем отражено в её названии.
Другой вопрос, что большинству людей, признаемся честно, мало интересен микробный мир как таковой и его взаимодействие с миром животных. Интереснее, насколько безопасно жить с микробами и что они делают непосредственно с нами, людьми.
— Слово «микробы» действительно обладает негативным оттенком: мы чаще всего видим за ним некие вредные микроскопические организмы, которые угрожают нашему здоровью.
Вот и в названии есть этот посыл: нами управляет кто-то нехороший! Слово «микроб» очень часто используется как простой синоним слова «бактерия», в том числе и в этой книге, не так ли? Как вы относитесь к проблеме «злых» микробов?
— Ну разве не интригует, когда узнаёшь, что нами управляет некая тёмная сущность! Это же входит в противоречие с нашими стремлениями к добру и вообще меняет наш взгляд на самих себя. Возможно, на это и расчёт у нового названия. И если оно привлечёт широкую публику и просветит её хоть немного на тему микробов вообще — и плохих и хороших, — будет не так уж и плохо, не правда ли?
Микробы — это не только бактерии. В книге рассказывается и о других микробах, например об археях, но о них мы пока знаем недостаточно много, их открыли только в конце 1970-х. В основном в книге речь действительно о бактериях — и о том, как они сожительствуют и взаимодействуют с животными, включая людей.
И да, вы правы — слово «микробы» часто употребляется для замены слова «бактерии», но это не синонимы, микробы — более широкое понятие.
«Злые» микробы — это, как я уже сказал, стереотип и пережиток научных представлений первой половины XX века.
На самом деле внутри нас обитает менее сотни видов бактерий, которые вредят нам или могут стать опасными при определённых условиях. Но нейтральных, мирных и полезных микробов, помогающих нам выживать, — тысячи видов! И они в том числе помогают нашему организму бороться с вредными микробами.
Врага, безусловно, надо знать в лицо, но огульно переносить негативное отношение на тех, кто просто выглядит похоже, неправильно. И книга должна помочь изменить это отношение.
— В ней больше про «злых» микробов или про обыкновенных и скромных?
— У микробов нет морали, их нельзя разделить на хороших и плохих. Они, как и все живые организмы, пытаются выживать и в первую очередь думают о себе. Приносят микробы кому-то пользу или причиняют вред — не сильно их волнует. Это мы можем оценивать их — по отношению к нам.
С нашей точки зрения, есть злодеи, с которыми ни при каких условиях лучше не встречаться, кроме как в костюме биологической защиты: например, чумная палочка или бацилла сибирской язвы. Но с такими, как правило, и не встречаешься. А вот другие могут жить внутри нас и творить нам и добро и зло одновременно.
Например, знаменитая Helicobacter pylori, которую связывают с язвой и раком желудка, вроде как препятствует раку пищевода. Всё относительно. Если организм держит ту или иную бактерию в узде, она ведёт себя смирно, а если иммунитет вдруг ослабнет — может этим воспользоваться.
Бактерия будет мирно жить в кишечнике, а случайно попав в кровь, спровоцирует жёсткую иммунную реакцию с тяжёлыми последствиями. Кишечная палочка полезна в кишечнике, но в других органах вызовет неприятности.
Изгнать бактерий из себя, чтобы не давать им повода нас предать, тоже нельзя: они ведь помогают нам в пищеварении, регуляции иммунной системы и так далее. Нужно и привечать такие бактерии, и учиться их контролировать.
— Человеческий организм — многоквартирный дом, блок коммуналок или, скорее, офисное здание?
— Это город, в разных районах которого живут разные слои населения. Какие-то микробы просто живут, пользуясь подходящей инфраструктурой, другие ещё и работают на организм, дающий им дом, ну и правонарушители тоже попадаются — если микроб сунется туда, куда не следует, полицейские клетки иммунной системы сразу возьмут его в оборот.
— Что такое по сути союз человека и бактерий? Насколько он равноправный — и кто извлекает из него бoльшую выгоду?
— В силу разных размеров наши представления о выгоде попросту несопоставимы! Если же рассматривать микробиом в целом (мы с ним примерно равны в клеточном отношении, хотя клеток микробов в нашем теле на треть больше, чем наших собственных), то тут можно сказать, что человеку туго придётся без него. А вот микробы, пожалуй, найдут себе других хозяев.
Микробы жили на Земле до человека и после гибели человечества тоже не пропадут. Нам союз с ними однозначно выгоден, и мы учимся извлекать из него всё больше и больше выгоды, использовать микробов для улучшения нашего существования, даже тех из них, которые не связаны союзом конкретно с людьми: в пищевой промышленности, например.
— Какие дела, творимые бактериями внутри нас, вызывают наибольшее удивление?
— Особенно много полезной для нас работы микробы проводят на ранних этапах жизни. Они, например, помогают формировать ворсинки кишечника, обновлять слои его стенок.
Помогают созревать иммунной системе, стимулируют развитие разных групп иммунных клеток, тренируют их и вместе с ними обес-печивают иммунитет, настраивая его против других бактерий, но не против себя.
Появляются научные работы, где говорится о влиянии бактерий на развитие нервных клеток, на мозг, на поведение.
https://www.youtube.com/watch?v=weNlIKran4A
Одним из самых больших откровений для меня стало то, как определённые бактерии формируют здоровую экосистему младенца при содействии материнского молока.
Оно, оказывается, необходимо не для самого младенца, а для бактерий внутри него, чтобы они выполнили свою работу.
И там всё связано: молоко, бактерии, здоровый кишечник, иммунная система, а возможно, и развитие мозга. Это поразительно. И сложно.
— Как вы считаете, для кого написана эта книга? Кому она будет полезна?
— Она будет интересна и полезна тем, кто увлекается биологией, а также интересуется проблемами здоровья. Это, конечно же, не только биологи и врачи, но и многие любо-знательные люди, которые хотят разобраться в устройстве природы и человека как её части.
Тех, кто не имеет специального образования, книга не должна отпугнуть кажущейся узкой тематикой, она написана достаточно живо, я бы даже сказал местами игриво и не особенно сложным языком. Хотя тут у меня может быть когнитивное искажение из-за биологического образования.
Но всё же она во многих местах потребует вдумчивого чтения, это не текст для «чайников», написанный детским языком, это научно-популярный текст, где оба компонента — «популярно» и «научно» — одинаково значимы. Скажу про себя: я ведь далеко не микробиолог, и микробы со всеми их секретами и суперспособностями меня обычно мало интересовали.
Но теперь смотрю на окружающий мир по-новому — пришло осознание, что привычные, видимые глазом объекты и существа находятся в постоянном взаимодействии с миром микробов. Как Йонг написал в конце первой главы, «хоть невооружённым глазом его не разглядеть, я его наконец-то вижу».
— Какова, на ваш взгляд, разница между российскими читателями этой книги и её изначальной англоговорящей аудиторией? Возникнет ли разница в восприятии? А сама книга — сильно ли она изменилась, получив русское лицо?
— Аудитория, потребляющая научно-популярную литературу, на Западе огромна, и научпоп там «лезет» изо всех щелей, включая обычные общественно-политические издания. Сейчас в России наметился явный рост аудитории, интересующейся наукой, но всё равно, как мне кажется, в этом плане мы отстаём от США и Великобритании.
Например, в англоязычных СМИ и блогосфере микробиология весьма популярна, по крайней мере если судить по доступной на сайтах статистике просмотров. У нас эта тема не вызывает столь массового интереса. Если речь идёт о микробах как о возможной угрозе или полезной в хозяйстве субстанции, то ухо читателя более или менее навостряется, а вот микробы как часть природы уже мало кого трогают.
Не сформировалось понимание того, что жизнь микробов и наука о них могут быть увлекательными. Поэтому если говорить о массовом читателе, то тут разница в восприятии может быть в силу разной изначальной подготовленности к этому самому восприятию.
Что же касается каких-то культурных моментов и контекстов, понятных жителям США и Великобритании, но непонятных нам, то в книге их мало, и там, где возникала необходимость пояснений, они даны. В целом мы стремились сделать перевод, максимально близкий по смыслу к оригиналу. Перевод сверялся с оригиналом построчно. Старались адаптировать даже авторскую игру, аллюзии.
Даже каламбуры умудрились перевести, и, как мне кажется, удачно. Русскоязычный читатель останется доволен. Ну и поскольку я биолог, то взял на себя смелость заняться научной редактурой: смотрел, чтобы термины употреблялись правильно, добавлял примечания с некоторыми разъяснениями.
Кроме того, поскольку за год с момента выпуска книги за рубежом по затронутым в ней темам вышли новые научные статьи, то я по мере возможности добавил эти крупицы новых знаний в сносках, обновил список литературы.
— Что вы думаете о современном состоянии популяризации науки в нашей стране? Каких научно-популярных книг должно быть больше на полках книжных магазинов?
— Сейчас с популяризацией науки в России всё очень хорошо по сравнению с тем, что было десять лет назад. Много мероприятий, фестивалей, лекций с участием видных и известных фигур. Регулярно появляются новые талантливые активисты, которым удаётся влиться в популяризаторские ряды.
Меня скорее напрягает, что многие люди, заметив тренд, пытаются участвовать в нём ради популяризации не столько науки, сколько самих себя, ещё и чтобы заработать на этом. Зачастую такая «популяризация» бесталанна, неоригинальна, я бы даже сказал, пошла. Это неприятное явление. Качественная популяризация не может быть ширпотребом по определению.
Но качественной популяризации очень мало на телевидении. В этом я вижу проблему. И во многом это происходит из нежелания популяризаторов участвовать в том «цирке», который транслируется по ТВ. Что бы там ни говорили о смерти телевидения, это по-прежнему очень эффективный канал донесения информации.
Пока популяризаторы не желают ходить на рейтинговые обсуждения актуальных проблем, так или иначе апеллирующих к науке, из боязни быть заплёванными, туда ходят всякие клоуны и мракобесы. Коих и в интернете тоже полно и с огромными аудиториями.
Только в интернете пространства больше, из него мракобесов не выдавишь, а на ТВ всё «канализировано» — так нужно этими каналами пользоваться, засылать туда «наукоботов» массово. Но это тема для отдельного большого обсуждения.
Что же о том, каких книг должно быть больше, — ну так это не решается «по заказу». Хорошая научно-популярная книга рождается, если автор действительно увлечён конкретной темой и её популяризацией. Такая книга не останется без внимания.
Лично мне не нравится, когда текст написан по потребностям толпы: это попытки донести до неё науку житейским, порой даже откровенно идиотским, зато «модным» языком.
Я люблю книги, которые удерживают баланс научного и популярного, и тут уже не так важно, о каких науках эта книга, — она получается достойной и найдёт своего читателя, пусть даже не столь массового.
— Вы ведёте научно-популярный проект «Батрахоспермум». Откуда такое название?
— От научного имени одной водоросли. Мы назвали так стенгазету на биофаке в 2000 году, будучи смешливыми первокурсниками, просто потому что звучит дерзко и смешно, ну и материалы наши были такими же. Сейчас это онлайн-журнал о науке, всё по-серьёзному, но местами провокативно и весело — в традициях бренда.
Источник: https://www.nkj.ru/archive/articles/32663/
Загрузка...
