Новости

Ведущий проекта «Бактерии» о микромире в эфире программы «Вопрос науки»

– Здравствуйте, это «Вопрос науки», я Алексей Семихатов. Каждый из нас в своей жизни не один. У нас несколько друзей и близких людей. Кроме того, не людей и совсем не несколько. Число бактерий, живущих во мне, превышает число моих собственных клеток. Как же функционирует это составное существо, которым, по сути дела, является каждый из нас? Кто на самом деле за кого принимает в нем решения? Мой гость сегодня – руководитель лаборатории микробной биотехнологии биологического факультета Московского государственного университета Андрей Иннокеньтевич Шестаков.

– Во мне постоянно живут микробы, которые что-то делают, что, я надеюсь, узнать, что. Это с рождения, с внутриутробного состояния? Как это устроено?

– Смотрите, существующая научная парадигма гласит, что плод стерилен. Первый контакт его с микроорганизмом происходит во время рождения. Во время движения по родовым путям. И во время кормления ребенок приобретает первые микроорганизмы у себя в кишечнике. Становление тех микробов, которые потом сопровождают всю нашу жизнь, происходит примерно годам к 4-5.

– То есть, если , например, представить себе, что контур меня исчезнет, а бактерии можно будет видеть, то на некоторое время останется…

– Внешний контур, кишечник – практически вся труба от отверстия до отверстия, и начало половых путей, если мы говорим про женщину.

– Эти бактерии живут с нами всю жизнь? И если их убрать, то моя жизнь прекратится?

– Нет, она станет очень-очень грустной. Плохой, больной, и совсем тяжелой.

– Что они для нас делают?

– Первое. Греют. Второе – кормят.  Защищают. И действуют на наше поведение.

Идея какая. Дело в том, что, когда организмы развиваются с колоссальной скоростью, когда им вообще замечательно и здорово, они выбрасывают большое количество тепла. Примером кратким является, когда мы в колбочке выращиваем микробы, когда их совсем немного, мы их греем в термостате. А когда мы начинаем выращивать микроорганизмы в больших банках объемом сто литров, нам приходится очень много холодной воды лить в рубашку, чтобы их остужать, чтобы они поддерживались в той температуре, в которой им нужно. Например, 37 градусов. Так вот то же самое происходит и в кишечнике. Микробы там находятся в оптимальном состоянии, им очень хорошо, очень приятно, много еды, все здорово, тогда, когда им хорошо. И они в этот момент выбрасывают достаточно много тепла.

– Я просто думаю, что тепло нужно взять откуда-то, то есть, эту энергию нужно получить откуда-то. То есть, кормлю их все-таки я?

– Конечно! А кто еще-то?

– Итак, они перерабатывают часть чего? Часть поглощаемой мной пищи?

– То, что вы сами переварить не можете.  Пища, которая попадает в пищевод, потом в желудок, потом проходит по тонкому кишечнику и только потом она попадает в толстую кишку. И это говорит о том, что в толстую кишку может попасть только то, что мы сами съесть не можем. То есть у нас нет ферментов, чтобы это переварить. В противном случае мы это съедим сами. Белок, глюкоза. Они не добегут до толстой кишки, потому что мы сами ее переварим.

– А добегает что, трава?

– Сельдерей практически весь. Даже есть шутка про сельдерей, и она неверная на самом деле. Что ту энергию, которую мы тратим для того, чтобы прожевать сельдерей, равна той энергии, которую мы получим. Клетчатка попадает в толстый кишечник к микробам. И вот тут второй тезис о том, что микробы сначала греют, а потом кормят.

– То есть мы кормим микробов, но они кормят нас. Мы поставляем им то, с чем не можем справиться сами, и они разлагают это для нас. Выделяя энергию, я не знаю, является это желаемым или побочным эффектом, и наверное каким-то образом разлагая то, что мы не можем разложить, и что, снабжая нас этим…

– Они, первое, снабжают нас энергией, процентов на 20 у вегетарианцев, которые много потребляют растительной пищи, процентов 20 энергии они получают от микроорганизмов. Это первое. Второе, если мы говорим уже более локально про стенку толстой кишки, то клетки, наши человеческие клетки, питаются не тем, что им приносит кровь, как и все наши клетки, нашего тела, а питаются тем, что им приносит микробы. На 70% они питаются.. то есть, микробы просто кормят наши клетки.

– Микробов действительно очень много?

– Колоссальное количество. В 10 раз больше, чем наших собственных клеток.

Вот есть жвачные животные. Когда обвиняют вегетарианцев, что они с растительной пищей не получают многих важных компонентов, незаменимых аминокислот и прочее, прочее, почему-то у коровы не возникает мысль, когда корова, бычок, грамм 200 наверное он хорошей биомассы мяса накапливает за сутки. Питаясь чем? Травой. Как это происходит? Вот это происходит за счет того, что у него есть специальный орган, куда попадает трава – рубец,  где как раз находятся микробы. То есть, он, по факту, жвачное животное, оно кормит не себя травой. Оно кормит микробов.

– То есть, корова – это такой термостат, который поддерживает удачные условия для существования микробов. То есть я – симбиотическое существо?

Во всем нашем кишечнике есть микроорганизмы. Просто и в желудке они есть, но их гораздо меньше. Они мало что делают для нас. Основная масса их как раз находится внизу. То есть, система переваривания наша в желудке и в тонком кишечнике – это именно наша, человеческая, наши ферменты. Микробы здесь никакого отношения не имеют.

До 20% энергии в целом мы можем получать от микробов, и кишечник человека на 70% питается за счет тех веществ, которые поставляют ему микробы. И в этом плане забавный был эпизод, когда первый раз начали активно использовать антибиотики, вдруг при использовании антибиотиков начинается язвенный колит в толстой кишке. То есть, начинается деструкция слизистой, дыра по факту. И никак не могли понять: мы же применяем антибиотики, которые не действуют на человека. Оказалось все очень просто: мы убиваем микробы, мы убиваем поставку питательных веществ.

– Вы меня заставляете по-другому относиться к антибиотикам. Я теперь, каждый раз принимая антибиотики, должен что думать? Что я убиваю часть себя?

– Ну да. И возможно необратимо. Потому что в целом, конечно, микроорганизмы очень здорово ко всему приспосабливаются, и к антибиотикам тоже. Но если антибиотикотерапия очень мощная и радикальная, вы можете изменить свое микробное убранство в общем необратимо.

– Подождите-подождите. Они ведь туда как-то заселились, вы меня научили, что в процессе жизни они заселились во мне ну и там устроились. Просто если я неудачно с ними себя повел и их убил, они не захотят больше? Им неоткуда взять или что?

Дело в том, что они заселились не просто потому, что они нападали в вас из воздуха.Они были переданы вам по наследству. При прохождении через родовые пути.  И во время кормления.

– Кесарево сечение в этом смысле…

– Очень да… очень плохо влияет на тот микробный набор, и в общем, как правило, дети, которые вырастают после кесарева сечения, у них с микробным сообществом там не все очень хорошо. Современная наука, казалось бы, многие вещи компенсирует. Это она не научилась компенсировать. Механизмы некие такие есть. Например, космонавты, или те, кто направляются, скажем, на сильную химиотерапию или что-то такое, ну, вот эта теория фекальных трансплантантов и так далее, когда мы можем отобрать микробное сообщество от человека, зная, что он в дальнейшем может подвергнуться какому-то сильному воздействию, и потерять что-нибудь. И потом в него заселить. Вернуть это. 

Через кишечник вернуть ему тот микробный набор, который у него был.  Вопрос, насколько вы вернете так, чтобы не возникло каких-то необратимых процессов, и будет ли это повторять то, что было в самом начале, это вопрос. Но по крайней мере постараться можно.

–  Значит, вы научили меня очень важной роли первоначального заселения их там. Хотя наверное вы же скажете, что они эволюционируют по ходу моей жизни. Или нет?

– Да. Они будут меняться, во-первых, от того, какой будет рацион вашего питания, потому что вы, конечно, можете их убивать, ну один человек, грубо говоря, много употребляет различных лекарственных средств, антибиотиков и прочее и прочее, а другой человек аккуратно за ними следит, растит их, много ест растительной пищи, и прочее и прочее. И естественно, история микробов в кишечнике у этих двух персонажей будет разная.

– Вернемся к списку.

– Греют, кормят, защищают.  Взаимодействуют микробы и иммунитет. Как бы, об этом очень много говорят. Идея такова, в двух словах, что наша иммунная система, в принципе аналогии такие иногда приводят, что это некий такой пес, который должен постоянно гавкать и на кого-нибудь бросаться. И в данном случае наши клетки, которые дружественны нам, мы их получили от матери. Наше взаимодействие с этими микробами, оно такое жесткое, конкурентное. То есть, они, конечно, приносят нам пользу, но если мы с ними ничего не будем делать, они в нас проникнут и съедят нас целиком. Поэтому тут работает наш иммунитет. Он постоянно на них бросается, и мы держим этот баланс.

– О, как интересно. У нас с ними дружба-дружбой, а кое-что врозь, да?

– Ну, знаете, такое партнерство 90 –х годов в Российской Федерации. Пока ты мне нужен, я буду о тебе заботиться. Если ты мне вдруг станешь ненужным, то… Когда мы умираем они пробираются в нас и съедают в итоге нас.

–  Или когда мы очень сильно болеем, иммунная система ослабляется…

–  Да. Или другой вариант, когда иммунная система начинает наоборот на них бросаться, и выдавливать их из нас. И это вторая крайность. Это как конфликт с нашим каким-то органом, считайте.

– Еще раз. В связи с тем, что вы сказали про иммунную систему. Как слово «защищают» я должен теперь понимать.

– Первое. Они тренируют и поддерживают нашу иммунную систему всегда в тонусе. А второй тезис – здесь все достаточно просто. И это касается микробов не только в кишечнике, а и на коже. Дело в том, что они все выстилают все наши поверхности.  И они не просто так лежат на нашей коже или в кишечнике, они образуют такое подобие маленьких городов, таких пленок, они продуцируют специальные полисахариды, получается такое подобие кожи, подобие ткани. И даже есть такой термин – «биопленка» – biofilms. И через эту биопленку посторонние микроорганизмы, которые попадают к нам в кишечник, они не могут проникнуть чисто физически. Эти наши микроорганизмы симбионтные… Они заняли место, и как ткань не дают им пробиться и попасть в наше тело.

– Я понимаю, напрашивается прям страшный вывод, что частое мытье рук скорее вредно, чем полезно.

– Мытье рук обычным мылом – нет, а мытье при помощи дезинфицирующих средств и всяких антисептиков вредно.  Если вы отправились в Индию или в Азию, то там лучше, конечно, пользоваться антисептиком для рук. А если вы находитесь в России, то теплая вода и обычное мыло сделают эту гигиену приемлемой  и достаточной.

У нас осталась самая интересная часть списка. Голова. Что, они манипулируют мною?

– Давайте аккуратно выразимся… точно влияют. Когда вы принимаете решение, чей больше вклад – ваш или микроорганизмов. Я думаю, что ответ на этот вопрос будет в течение 5-6 лет наверное. Но сейчас доказано абсолютно точно, что однозначно оказывают влияние, и механизм достаточно простой.

Дело в том, что всевозможные взаимодействия органов внутри человека, происходит в том числе за счет нейромедиаторов. Веществ, которые продуцируются центром вселенной нашего человека, головой. Так вот, нейромедиаторы, которые продуцируются у нас в голове, регулируют наше настроение, эмоциональное поведение в том числе. И так далее. Так вот – механизм этот на самом деле очень-очень древний. Разные микроорганизмы, отдельные два микроба, общались и общаются между собой, выбрасывая вещества, которые очень походи на наши нейромедиаторы.

Так вот микроорганизмы просто производят наши собственные нейромедиаторы. Дофамин, норадреналин и так далее.

– То есть, они могут заставить меня чувствовать удовольствие от чего-то?

– Да. Но делают они это не потому, что хотят управлять вами, а потому, что это просто разговор микроорганизмов друг с другом у вас в кишечнике. А мы подслушиваем этот разговор, и это влияет на наше поведение. Реакция происходит в ответ на те пищевые субстраты, которые вы туда забрасываете, поэтому есть серьезные предположения о том, что наша любовь к той или иной пище, к тем или иным продуктам, она связана с тем, что это ответ, например, дофы – это предшественник дофамина. А дофамин – это, в общем, молекула радости, удовольствия. Так вот есть предположение, что наша любовь к тем или иным продуктам, она связана с тем, что микробы на него отвечают предшественником дофы.

– Ну чудо какое-то. То есть, вы тогда фактически говорите, что да, манипулируют! Если я иду в магазин, покупаю вот это, то это потому, что они при этом выбрасывают.. не то чтобы это им нравилось. У них нету такого.

– Ну да, задача не стоит, но так происходит. Еще раз: степень этого – простой эксперимент. Нужно вас просто простерилизовать, и вы так же отнесетесь к походу в магазин или нет. Но это слишком жесткий эксперимент над человеком.

– Кстати, за пределами человека? Какая ситуация? У всех млекопитающих так? Очень кратко.

– Да. У кого есть симбионты микробные – а они есть практически у всех – да. Микробам все равно в ком жить, одни приспособились в одних, другие в других… В море вот это свечение, есть целые организмы, которые заселены микробами, которые светятся. Например медузы. Которые усыпаны микробами, которые светятся. И медузе это нужно, чтобы они светились. То есть, вот такой симбиоз светящихся бактерий и медуз. Предположение таково, что медуза всплывает ночью к поверхности моря, а хищник, которые за ней охотится, он и ночью начинает за ней охотиться. И на фоне луны он просто медузу увидит, а медуза светящаяся, потому что свет у нее похож на лунный, он ее не видит. Ну это одно из предположений.

– Таким образом эволюционно отобрались те медузы, в которых по каким-то причинам развились те бактерии, которые.

– Эти светящиеся бактерии. Так что этот симбиоз бактерий и других организмов, он прослеживается до очень простых организмов.

– Чудо какое! Как же можно воздействовать на мою вторую половину? Значит, смотрите. Вы сказали: вот я получаю до 20% энергии. А я какой-нибудь турборежим устраиваю, и получаю 120% энергии, и они начинают работать адски здорово для меня, и я становлюсь таким немножечко сверхчеловеком. А потом я еще с ними что-нибудь делаю, и еще какие-нибудь волшебные свойства приобретаю.

– Смотрите. Наверное, волшебные свойства вы не приобретете. То есть, это не такой механизм, который бы вас в суперчеловека бы превратил. Но для того, чтобы в принципе вы поддерживали – ну давайте назовем все-таки это микробное сообщество органом, предположим… Есть механизмы воздействия, то есть, как нам за ними ухаживать. Условно механизма есть два: к сожалению, один из них стал очень популярен, и посему дискредитировал тему радикально. Это пробиотики, это полезные бактерии. К сожалению, реклама всяких кисломолочных продуктов, она дискредитировала тему очень здорово.

Кисломолочные продукты с бактериями – это хорошо. Но то, что происходит в рекламе, косвенно так звучит, как будто это лекарство, и мы превращаем в суперчеловека, у нас какая-то колоссальная иммунная система и так далее. Это неправда. Это мощный профилактический инструмент, это очень здорово. Пробиотики – это замечательно, это хорошо в виде кисломолочных продуктов, в виде различных продуктов квашения, соления и так далее. Я могу объяснить, что вот эта тема пробиотиков – это на самом деле не какая-то новая тема, или собственно придумано это было в конце XIX века Ильей Ильичом Мечниковым, на самом деле это тот механизм – пробиотики – то, что всегда было у человека и у человечества.

Дело в том, что человек мог сохранить продукт питания длительное время – не было же ни  холодильников, ничего – он мог сохранить его, только подвергнув какому-нибудь квашению, солению и так далее. Получал сыр, вино и прочее и прочее. Так вот все эти соления и квашения, говоря научным языком, это процессы микробной ферментации. В этом продукте накапливаются микробы. Много. Хороших, полезных.

– Полезных. Случайно так получилось? Или отобраны человечеством те, в которых накапливаются хорошие?

– Все очень просто. Потому что если он съел тот микроб, который его убивает, мы это не закрепили. Потому что этот человек умер. Все.

– Поэтому, казалось бы, свежее лучше, чем не свежее, тем не менее, ну квашеная капуста, например.

– Она богаче, чем просто обычная капуста по составу.  Микробы переварили часть продукта за нас, нам уже не надо переваривать. Это первое. Второе – обогатили его кучей жирных веществ. Витамины, летучие жирные кислоты и так далее. То есть, они сделали этот продукт еще ценнее, чем он был изначально. И поэтому мы в принципе приспособлены всегда употреблять продукты, содержащие микроорганизмы. А в последнее время- последнее время я имею в виду последние век, два, полтора – мы можем уже сохранить в холодильнике и так далее, то есть нам это уже не нужно. И мы стали мало есть продуктов, которые содержат микробы. Это приводит к различным вещам, конфликту с иммунитетом и прочее и прочее. И нарушением микробов у нас внутри.

Нам их надо кормить. Вот этот термин – пребиотики. То есть, туда должна пройти такая пища, которую мы сами переварить не можем. Это всевозможные полисахариды, клетчатка и так далее. Есть еще новый термин, называется он «симбиотики».  Это смесь пробиотика и пребиотика. Банально, мы берем например отруби, а это чистый пробиотик, помещаем, перемешиваем их вместе с кефиром, это пробиотик, и получаем симбиотик.

– Я не все из этих слов смогу свободно употреблять, но обязательно посмотрю ваш фильм на канале «Наука», который будет называться «Бактерии», и там, наверное, это будет разъясняться…

– Да. Мы хотим в рамках этого проекта доступно, понятно объяснить какие-то сложные тезисы, потому что, если показывать какие-то сложные вещи, это будет с научной точки зрения профессионально, но большинству людей будет неинтересно. Мы в рамках этих фильмов задействовали вот какой инструмент, мы озвучиваем какой-то сложный тезис, какой-то факт про микроорганизмы, и потом простыми доступными вещами, аналогиями какими-то показываем, что это такое и как это работает, на примере светящихся бактерий, взаимодействия человека и микроорганизмов, какие научные новые исследования есть о среде микробов, и какую микробы играют роль в промышленности и что вообще они делают для нас.

Читайте также
В собственном теле можно найти даже следы кенгуру
В собственном теле можно найти даже следы кенгуру
Тело человека как карта истории
Почему снежинка шестиугольная
Почему снежинка шестиугольная
Снежинка — это просто кристаллик льда. Но почему она шестиугольная?
Москве угрожает «Таня»! Кто и зачем дает имена циклонам?
Москве угрожает «Таня»! Кто и зачем дает имена циклонам?
Выясняем у экспертов, кто дает циклонам человеческие имена