Эндрю Стил - Бессмертные. Почему гидры и медузы живут вечно, и как людям перенять их секрет

Триллионы микроорганизмов – бактерий, грибков и вирусов – живут внутри и на вас прямо сейчас. Эти микроорганизмы, путешествующие автостопом, в совокупности известны как микробиота, и они обитают на коже, во рту и в своем излюбленном месте – кишечнике. Микробиота в настоящее время является популярной темой исследований, потому что эти микробы оказались гораздо важнее, чем просто пассивные попутчики. Они помогают расщеплять пищу, работают, чтобы защищать нас от инфекций, и даже, что удивительно, разговаривают с нашей иммунной системой и помогают ей. Оценки их количества различны (не в последнюю очередь в зависимости от того, как давно вы в последний раз ходили в туалет – поскольку большинство из них живут в толстом кишечнике, опорожнение может уменьшить популяцию микробов на целую треть). Но считается, что количество микробных клеток в кишечнике примерно такое же, как число клеток тела. Учитывая их огромное количество, возможно, неудивительно, что они могут оказывать значительное влияние на здоровье.

Одна из общих тем исследований микробиоты заключается в том, что разнообразие, по-видимому, играет важную роль. Богатая, разнообразная популяция кишечной микробиоты – это полезно. Когда вы молоды, разнообразное семейство микробов в кишечнике помогает переваривать определенные компоненты пищи, подавляет инвазионные [41] Инвазионный вид – биологический вид, распространение которого угрожает биологическому многообразию. – Примеч. пер. бактерии, такие как те, которые вызывают пищевое отравление, и дружелюбно общается с вашей иммунной системой. Когда вы становитесь старше, или если у вас есть хроническое заболевание, такое как синдром раздраженного кишечника, диабет, рак толстой кишки или даже деменция, в кишечнике может присутствовать меньше видов микробов, а часто они еще и более агрессивные. Направление причинно-следственной связи здесь не совсем ясно. Дело может быть в том, что потеря разнообразия вызвана плохим здоровьем либо неправильным питанием или что изменение кишечной микробиоты в худшую сторону негативно влияет на организм в целом. Поскольку это биология, вполне вероятно, что действуют обе закономерности.

Считается, что один из механизмов, с помощью которого дисбаланс микробиоты влияет на процесс старения, заключается в том, что он вызывает хроническое воспаление. По мере того как разнообразие ослабевает и более агрессивные микробы начинают брать верх, иммунная система приходит в состояние повышенной готовности, чтобы держать эти потенциально инфекционные организмы под контролем. Также считается, что слизистая оболочка кишечника с возрастом становится более проницаемой, что обусловлено как другими признаками старения, оказывающими влияние на клетки, выстилающие их, так и изменением микробиоты. Дырки в стенках позволяют нескольким симбиотическим микроорганизмам, микробным токсинам или недопереваренным кусочкам пищи проникать в кровоток, что снова повышает постоянный уровень иммунной активности, усугубляя воспаление.

Как и процесс старения сам по себе, увеличение возраста связано с другими факторами, которые приводят к изменениям в микробиоте. Состояние микробиоты сильно зависит от рациона, так как микробы эффективно расщепляют то, что мы едим. Рацион пожилых людей часто существенно меняется, иногда по тривиальным причинам, например потому, что становится все труднее есть фрукты из-за потери зубов. Это прекрасный простой пример того, почему так важно лечить весь процесс старения, а не заниматься отдельными проблемами. Лучшее стоматологическое лечение не только помогает с проблемами с зубами, но и оказывает влияние на питание, которое само по себе имеет более широкое воздействие. Пожилым людям также назначают больше антибиотиков, способных разрушать микробиоту одновременно с избавлением от бактерий, вызывающих болезнь. Внешняя среда также оказывает некоторое влияние на состояние кишечных микроорганизмов, и у пожилых людей, живущих в учреждениях долговременного ухода, часто наблюдается другой спектр видов, чем у тех, кто все еще остается дома.

Несмотря на эту сложность, нам удалось построить «микробиомные часы», которые, подобно эпигенетическим, с которыми мы недавно познакомились, могут определять возраст человека с точностью до четырех лет, основываясь на относительных пропорциях различных микроорганизмов в кишечнике. Есть также данные исследований на животных, что в пожилом возрасте могут возникнуть проблемы с микробиотой. В одном исследовании брали молодых и старых мышей без собственной микробиоты и помещали их в клетки с другими особями, также молодыми или старыми. Мыши, живущие вместе, обмениваются кишечными бактериями с помощью копрофагии – научного эвфемизма для поедания какашек друг друга. И мыши, лишенные микробиоты, таким образом, переняли микроорганизмы своих товарищей по клетке. У тех, кто проглотил бактерии старых мышей, наблюдалось увеличение проницаемости кишечника, что приводило к повышению уровня воспаления во всем теле. Это подтверждало гипотезу о том, что плохие старые микробы активно ухудшают здоровье в пожилом возрасте.

Микробиота наиболее чувствительна в этом списке признаков старения. В настоящее время нет обширной литературы о влиянии бактерий в зависимости от возраста, но изучение микробиомной экологии организма – это развивающаяся дисциплина, поэтому мы не можем ожидать, что уже обладаем всеми ответами. Она также феноменально сложна, включает в себя быстро развивающуюся экосистему из тысяч видов бактерий, грибков и вирусов, взаимодействующих друг с другом, рационом и окружающей средой, кишечником и иммунной системой. А это означает, что выяснение конкретных деталей может занять некоторое время. Однако благодаря стремительному развитию исследований микробиоты за последнее десятилетие мы можем ожидать, что в ближайшие несколько лет узнаем гораздо больше о ней и ее влиянии на старение.

Вероятно, нет ничего удивительного в том, что, осажденный признаками старения, которые мы встречали до сих пор, человек с возрастом начинает терять клетки. А те, что выживают, становятся изношенными и менее способными выполнять свою работу должным образом. Общее название для этих процессов – клеточное истощение, и оно влияет на многие популяции клеток в тканях и органах по всему телу.

Стволовые клетки – это тип клеток, истощение которых обсуждается чаще всего, потому что их работа заключается в том, чтобы пополнять запасы организма, когда другие клетки изнашиваются. Поэтому, если они сами истощаются, это плохая новость. Стволовые клетки имеют особое значение в тех местах, где высок клеточный оборот. Например, гемопоэтические стволовые клетки (ГСК) находятся в костном мозге и неустанно работают над обновлением различных клеток, составляющих кровь. Вместе они отвечают за производство 200 миллиардов красных кровяных телец (эритроцитов), несущих кислород, и еще миллиарда иммунных клеток и тромбоцитов которые используются для свертывания крови, каждый день.