Стабильный микробиом, физические нагрузки, контроль веса. Биолог — о лучших способах укрепления иммунитета

В издательстве «Альпина нон-фикшн» выходит книга биолога Марии Кондратовой «Невидимый страж: Как иммунитет защищает нас от внешних и внутренних угроз». Автор увлекательно и в доступной форме излагает основы иммунологии, объясняя, как устроен иммунитет и почему он может быть не только защитником, но и опасным врагом, разрушающим организм, а также рассказывает о передовых медицинских технологиях, с помощью которых борются против ковида, рака, СПИДа и других заболеваний. Журнал "Нож" публикует фрагмент из главы, посвященной способам укрепления иммунитета.

Что же делать? Неужели единственный путь борьбы с аутоиммунными заболеваниями — это «возвращение в дикость»? Вовсе нет, достаточно соблюдать разумный баланс между «естественностью» и «цивилизованностью». Так, исследования показали, что даже в самых богатых странах в семьях фермеров и других людей, работающих на земле, число аутоиммунных заболеваний заметно ниже, чем у городских жителей. Жизнь фермера чистоплотна, жизнь горожанина практически стерильна. Первое хорошо и полезно для нашего организма, а вот второе — не очень. Более того, исследования показали, что даже не обязательно всю свою жизнь посвящать земледельческим занятиям. У людей, которые провели в деревне (в широком смысле этого слова) хотя бы первые несколько лет жизни, аутоиммунные заболевания и аллергии встречаются редко.

В формировании иммунной системы ребенка критически важны первые три года жизни, а особенно первый год. То, что будет посеяно в это время, останется с ним на всю жизнь. Посеяно — не в переносном, а в самом что ни на есть прямом смысле слова, поскольку вторым по значимости фактором формирования иммунитета является микробиом.

Как вы думаете, из каких клеток состоит наш организм? Ответ «из человеческих» кажется очевидным, но он неверен… точнее, не полон. Если принимать во внимание только количество, игнорируя массу и объем, то клеток различных микроорганизмов, главным образом бактерий, в нашем теле в несколько раз больше, чем собственно человеческих. Это сложное микробное сообщество формирует микробиом нашего организма.

Одним из первых ученых, заговоривших о том, что бактерии для нас могут быть не только вредны, но и полезны, был Илья Ильич Мечников. Он горячо пропагандировал кисломолочные продукты в качестве источника полезных бактерий и был убежден, что регулярное употребление простокваши — залог здоровья и долголетия.

Постепенно накапливались данные о том, что именно бактерии, живущие в кишечнике, помогают млекопитающим расщеплять целлюлозу и синтезировать некоторые витамины. И все-таки вплоть до конца XX века ученые недооценивали значение постоянного присутствия микроорганизмов (бактерий, грибов, вирусов и простейших) в нашем организме. Оно воспринималось как объективный, но не слишком значительный фактор.

Однако в начале XXI века открытия, подтверждающие разностороннюю роль микробиома в нашей жизни, посыпались как из рога изобилия. Оказалось, что баланс «хороших» и «плохих» бактерий коррелирует с риском развития ожирения и психических заболеваний, влияет на продолжительность жизни и даже на эффективность антираковой терапии! Подсадкой «хорошего» микробиома можно лечить такое опасное заболевание, как болезнь Крона, и еще многие другие.

И вот тут-то обнаружилось несколько замечательных свойств материнского (грудного) молока, которым до того не придавали должного значения. Оказалось, что в нем, помимо питательных веществ, присутствуют разнообразные олигосахариды (короткие цепочки из нескольких сахаров). Пищеварительная система младенца не может их переварить, зато, оказавшись в его кишечнике, они служат субстратом для полезных бактерий и закладывают основу для здорового микробиома. Таким образом, материнское молоко не только питает младенца, но и закладывает основу будущего здоровья маленького человека.

Колонизация кишечника микроорганизмами у здоровых детей укладывается в четыре последовательные фазы. Первая длится от момента рождения до двух недель. Микробная популяция в этот период представлена в основном стрептококками и кишечной палочкой. В зависимости от вида вскармливания — грудного или искусственного — к ним спустя некоторое время присоединяются бифидо- или лактобактерии соответственно. Также в это время в кишечнике новорожденных в небольших количествах обнаруживаются представители родов Clostridium и Bacteroides. Через две недели после рождения начинается вторая фаза, которая продолжается до введения в рацион прикорма. В это время в пищеварительном тракте увеличивается численность представителей рода Bacteroides. С момента введения прикорма начинается третья фаза, длящаяся до завершения грудного вскармливания. В эту фазу окончательно формируется микробиом ребенка: постепенно, по мере увеличения в рационе доли твердой пищи и снижения доли грудного молока, в кишечнике растет количество бактероидов и анаэробных грамположительных кокков (пептококков и пептострептококков). Разнообразие твердой пищи здесь имеет очень важное значение: скудному и однообразному питанию соответствует столь же скудный и ограниченный микробиом.

В последние десятилетия археологи и антропологи пришли к выводу, что переход от охоты и собирательства к оседлому образу жизни и культивированию ограниченного числа сельскохозяйственных культур, получивший название «неолитическая революция», вовсе не был таким однозначным благом для человечества, как это считалось раньше. Состояние здоровья первых земледельцев было куда хуже, чем у народов, продолжавших заниматься собирательством и охотой, и жили они меньше. Возможно, наряду с другими факторами свою роль в этом сыграло и обеднение микробиома земледельцев вследствие более однообразного питания.

Помимо сложных молекулярных взаимодействий, благодаря которым микроорганизмы стимулируют иммунную систему работать эффективнее, в их арсенале есть и более простой способ помощи иммунной системе. Постоянные представители микрофлоры нашего кишечника конкурируют с другими (иногда потенциально опасными) микробами за питательные вещества и просто не оставляют им ресурсов для размножения. Чем богаче и сложнее постоянный микробиом, тем более эффективно он противостоит «чужакам». Бесконтрольный прием антибиотиков разрушает эту естественную защиту.

Не так давно выяснилось, что все эти микробные приключения в кишечнике у младенцев в первые годы жизни имеют самое прямое отношение к настройке иммунной системы и что кишечник в некотором роде можно рассматривать как еще один орган иммунной системы. Эксперименты на мышах показывают, что в отсутствие микробиома их иммунная система развивается и функционирует намного хуже. Это привело ученых к мысли о том, что организм хозяина (в данном случае ребенка) использует микроскопических сожителей как своеобразный тренажер, позволяющий держать иммунитет в тонусе.

Чтобы проверить это, а также многие другие предположения о роли микробиома, ученые исследуют гнотобиотических мышей, которых выращивают в тщательно контролируемых условиях. У этих животных совсем нет микроскопических симбионтов либо они представлены строго определенным набором бактерий, подселенных в их организмы исследователями.

Выяснилось, что у мышей без микробиома образуется меньше CD4+ T-клеток и плазматических клеток, вырабатывающих антитела IgA. В кишечнике таких животных нарушается структура лимфоидных фолликулов — важных местных органов иммунной системы. Микробиом необходим для того, чтобы научить иммунитет здоровой толерантности — благодаря ей он не пытается атаковать, к примеру, поступающую в организм пищу. Было показано, что активное подавление воспалительных процессов, которые могут развиваться в ответ на антигены пищи, невозможно без кишечного микробиома.

На людях такие прямые эксперименты провести, разумеется, нельзя. Однако существует множество косвенных данных, подтверждающих, что нарушение формирования микробиома в результате искусственного вскармливания или приема антибиотиков в раннем возрасте достоверно увеличивает частоту аутоиммунных заболеваний (астмы) и аллергий. Судя по всему, рост этих заболеваний, о котором мы говорили раньше, в значительной степени обусловлен данными факторами.

Материнское молоко имеет еще несколько важных защитных функций. Во-первых, грудное молоко содержит антибактериальные вещества (например, белки лизоцим и лактоферрин). Если учесть, что современные стандарты гигиены появились в нашей жизни каких-то 100–150 лет назад, то этот фактор, безусловно, многие тысячелетия оставался одним из важнейших для выживания ребенка в первые годы жизни, пока его собственная иммунная система еще не созрела. Во-вторых, материнское молоко содержит множество антител типа IgA, защищающих младенца от кишечных инфекций. Они дополняют материнские антитела, проникшие в кровь младенца через плаценту во время беременности. Именно IgA помогают малышу в первые (самые опасные) месяцы его жизни справиться с наиболее распространенными инфекциями.

Причем чем больше риск встретиться с конкретными возбудителями, тем выше концентрация антител к ним (за счет регулярной реактивации иммунной памяти). Таким образом, из материнской крови во время беременности и из материнского молока в первые месяцы жизни ребенок получает не просто общую, но крайне специфическую защиту именно от тех болезней, что угрожают ему в данном месте.

Во всем этом вале научной информации содержится две новости — хорошая и не очень. Хорошая новость заключается в том, что, обеспечив ребенка полноценным питанием в первые годы жизни и поместив его в естественную нестерильную среду, мы закладываем основы его здорового иммунитета. И в этом смысле здоровье наших детей в наших руках. Не очень хорошая новость такова: если вам больше трех — пяти лет (а коль скоро вы читаете эту книгу, то это наверняка так и есть), вы уже мало что можете сделать для здоровья своей иммунной системы и своего микробиома.

Вы можете с заботой и ответственностью относиться к тому, что вам досталось, но радикально улучшить иммунную систему и микробиом уже не получится. Однако не будем опускать руки! В последние годы появляется все больше публикаций о перспективах трансплантации микробных сообществ от людей со здоровыми микробиомами тем, кто у кого качество микрофлоры оставляет желать лучшего. Возможно, через несколько лет омоложение и улучшение качества микробиома станет вполне рутинной процедурой, и тогда надежды Мечникова на продление человеческой жизни с помощью полезных бактерий наконец станут реальностью.

С возрастом качество адаптивного иммунитета снижается. Тимус уменьшается в размерах и начинает замещаться жировой тканью. Наивных Т-лимфоцитов становится меньше, зато возрастает число регуляторных Т-клеток. Надо сказать, что у этого есть и хорошая сторона: у некоторых людей с возрастом меньше проявляются аллергии и некоторые аутоиммунные заболевания.

Однако негативные эффекты, конечно, преобладают. Именно с возрастным ослаблением иммунитета связывают рост онкологии, а также более тяжелое протекание инфекционных заболеваний (например, того же ковида) у пожилых людей. Рука об руку со снижением иммунитета идет ослабление восстановительных (регенеративных) свойств организма — хуже заживают раны, медленнее срастаются сломанные кости. Однако не все так плохо. Оказалось, что регулярная физическая нагрузка способна отсрочить не только физическую, но и иммунологическую дряхлость.

Контроль веса также положительно влияет на иммунное здоровье. В последние десятилетия стал ясно, что жировая ткань вовсе не является пассивным депо для хранения питательных веществ, как считалось раньше. Она весьма активно синтезирует целый ряд биологически активных веществ, в том числе и некоторые цитокины. Ожирение, кроме всего прочего, ведет к тому, что в организме развивается картина, похожая на хроническое воспаление, что крайне неполезно с точки зрения противостояния инфекциям и злокачественным опухолям.

Чудо-таблеток для укрепления иммунитета не существует, но большинство рекомендаций по здоровому образу жизни — достаточный сон, разнообразное, но не чрезмерное питание, физическая активность — позволяют на несколько десятилетий отдалить неизбежное старение иммунитета. А мало ли какие прорывы в медицинской и биологической науке могут произойти за эти десятилетия… Так что берегите иммунитет смолоду — он вам еще пригодится!

Источник