batrachospermum (batrachospermum) wrote,
batrachospermum
batrachospermum

Categories:

Микробные бунты

Текст: Кира Кондратьева

Изучая микробиом человека – совокупность всех микроорганизмов, обитающих в нашем теле и на его поверхности, – мы узнаем все больше о принципах работы своей физической оболочки. И в этой статье мы расскажем о нескольких последних исследованиях, посвященных связи между микробами, старением и смертью человека.


Мятежные микробы восстали против лейкоцитов иммунной системы. Иллюстрация: University of Pennsylvania

Каждый из нас живет с очень большим числом бактерий-симбионтов. Но иногда эти бактерии из полезных превращаются в опасных. Раньше полагали, что дело в ослабевающей иммунной системе, которая перестает сдерживать всегда опасных соседей. Однако, согласно новой гипотезе «бунтующего микробиома», предложенной учеными из Венгрии и Германии (Rozsa et al., 2015 / Biology Direct), популяции бактерий больных или пожилых людей отличаются по своим свойствам от тех, что живут в здоровых и молодых людях. Молекулы, выделяемые организмом во время стресса, болезни или дегенеративных старческих процессов, переключают метаболизм бактерий: из дружественных они становятся враждебными и опасными. То есть одни и те же микробы не являются однозначно хорошими или плохими: в одних условиях они обращаются с хозяином весьма бережно, а в других вызывают смертельную болезнь, если посчитают это более выигрышной стратегией.

Эту гипотезу подтверждают практические исследования. В одной работе хозяевами-жертвами были бактерии, а патогенами – вирусы бактерий (Leggett et al., 2013 / Current Biology). Популяцию микробов заражали двумя вирусами – каждым по отдельности или обоими вместе. Вирусы проникали в клетки бактерий, и, если в одной клетке оказывались частицы разных вирусов, они очень быстро запускали механизмы своего размножения, чтобы пересилить конкурента, и довольно скоро уничтожали клетку хозяина. Но если внутри клетки были частицы одного вируса, они медленно увеличивали свое число, сохраняя жизнь бактерии.

Если бактерии – симбионты человека существуют по схожим принципам, то, пока человек здоров и бактериям ничто не угрожает, они мирно живут-поживают, но, как только бактерии получают сигналы о возможной гибели хозяина (изменение гормонального фона при старении), они сразу меняют манеру поведения, становятся патогенными, проникают в разные органы человека (хотя раньше жили только в кишечнике) и всеми силами стараются размножиться как можно сильнее, чтобы заразить другого хозяина. «Убийство гуся, несущего золотые яйца, может оказаться не столь уж плохой идеей, если гусь собирается вскоре помереть», – пишут авторы гипотезы микробных бунтов. Интересно, что, возможно, именно увеличение численности бактерий оказывается опасным для нас, то есть возрастающая патогенность может быть следствием увеличения скорости роста.

С другой стороны, было показано, что опиоиды, выделяемые нервной системой при ответе на стресс, также стимулируют вирулентность бактерий (Zaborina et al., 2007 / PLoS Pathogens). То есть метаболизм симбионтов действительно может зависеть от изменений в нашем теле. Однако доказать переход от мирного существования к бунту очень сложно, потому что если этот переход действительно происходит, то только как вторичный процесс, вызываемый изменениями в теле хозяина. С возрастом люди болеют чаще, но дело ли только в иммунной и других наших системах или в «одичании» симбионтов тоже, сказать пока невозможно.


Бактериальный человек. Иллюстрация: Jon Berkeley / The Economist

Американские микробиологи подошли к процессу старения и смерти с другой стороны. Они предположили, что микроорганизмы-симбионты необходимы также для того, чтобы поддерживать всю человеческую популяцию: когда человек выходит из репродуктивного возраста, он больше не нужен для существования вида, поэтому бактерии из помощников превращаются в убийц (Blaser & Webb, 2014 / mBio).

В желудке человека живет бактерия Helicobacter pylori, и в начале жизни она даже может помогать, регулируя кислотность, но с возрастом присутствие этой бактерии увеличивает риск развития рака желудка. Ученые построили математическую модель, проверяя, влияние каких патогенов могло помочь древним людям так хорошо размножиться и распространиться по всей Земле. Если в модели увеличить риск смерти от стандартных болезнетворных бактерий, то популяция вымрет из-за повышенной смертности среди детей. А вот если бактерии будут убивать только пожилых, то это освободит ресурсы и позволит увеличить деторождение. То есть микробы, по сути, определяют демографическую структуру у людей – оптимальную для собственного выживания. (Подробнее об этом можно почитать на Ленте.ру.)

Очень хорошо, что, потихоньку узнавая о власти микробов над нашей жизнью и смертью, мы одновременно освобождаемся от нее. Мы научились лечить многие инфекционные болезни, поддерживать иммунитет и оттягивать смерть. А если выяснится, что свою гибель мы всегда носим с собой или в себе, то мы справимся и с ней тоже.
Tags: микробы
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 0 comments