Как микробы влияют на нашу жизнь. Новое и удивительное о многогранных соседях - Сюзанна Тиле

Многие исследования показывают, что такое поведение приводит к появлению резистентных штаммов бактерий, а те становятся причиной трудноизлечимых заболеваний.

Как дома́ могут сделать нас здоровее

Ученые сегодня детально изучают микробы, которые населяют наши дома, офисы и рабочие места, чтобы использовать приобретенные таким образом знания для инновационных концепций жилья, дружественного микроорганизмам.

Архитектура в будущем может сыграть ключевую роль в том, чтобы больше сталкивать нас в домах с хорошими бактериями, а плохих микробов держать подальше. Биологи и дизайнеры уже работают на новом поле, которое сфокусировано на микробиологии зданий. Это интердисциплинарное мышление объединяет самые разные области: экологию, эволюцию, архитектуру, машиностроение и строительные науки.

Сейчас твердо укрепились три факта.

Во-первых, здания — это сложные экосистемы, которые состоят из множества различных пространств для жизни, где поселяются определенные микроорганизмы, взаимодействующие друг с другом и со своим окружением.

Во-вторых, у домов, как и у людей или животных, есть свой собственный микробиом, можно сказать, микробиом дома[199]. Дома́ — это первичный ареал нашего обитания, мы проводим в них большую часть своей жизни. Но здесь же живут и домашние микробы, они развиваются вместе с нами.

В-третьих, что очень важно: в последние годы многие исследования подтвердили, что микроорганизмы на поверхности тела человека, а также в окружающей его среде играют важную роль для его здоровья и хорошего самочувствия.

Поэтому исследователи считают реалистичным, что в будущем благодаря архитектуре и дизайну изменения в микробиоме дома смогут положительно воздействовать на здоровье человека[200]. Мы только теперь начинаем понимать, как связана архитектура с микробиологией наших жилищ. Поэтому Печча в своем исследовании сформулировал требование: «Поскольку мы идентифицируем все больше и больше полезных бактерий, нам — архитекторам, инженерам, общественности — следует подумать о том, как лучше предоставить им себя»[201].

Ученые сосредоточились, в частности, на том, чтобы выяснить, каковы возможности нашего влияния на распределение микробов в зданиях. При этом естественные факторы, такие как влажность и температура, имеют определяющее значение в составе микробного сообщества и его развитии. Архитектурные особенности здания также воздействуют на состав бактериальных сообществ во внутренних помещениях, как показала работа исследователей Центра биологии и строительной среды университета Орегона[202]. Они изучили и сравнили 15 помещений в мультифункциональных и офисных зданиях и проанализировали архитектурные и микробиологические данные с целью получить отпечаток видового разнообразия микробов в этих помещениях. Данное исследование доказывает, что от архитектуры и дизайна зависит состав микроорганизмов в помещениях. Отсюда следует вывод: очевидно, что в ванной комнате живут другие бактерии, не такие, как в остальной части здания. Прежде всего те, которые связаны с кишечником человека и микробиомом кожи.

При исследовании других помещений было показано, что бактерии в домашней пыли неотделимы от особенностей вентиляции[203]. Места с естественной вентиляцией с большей вероятностью содержат микроорганизмы из почвы или из листьев (например, метилобактерию). Палочковые бактерии могут использовать метан, выделяющийся из растений, в качестве единственного источника углерода. В офисах с искусственной вентиляцией существует совершенно иной мир наших микроскопических соседей, сформированный микробами человека, и водится гораздо меньше «наружных бактерий». Таким образом, вы продолжаете вдыхать много собственных микробов. Это не так плохо, как кажется, но наука до сих пор не знает, как этот круговорот микроорганизмов влияет на наше здоровье.

Низкая влажность в помещениях с искусственной вентиляцией и ультрафиолетовое излучение от ламп также привлекают особенных гостей, таких как очень стрессоустойчивая бактерия Deinococcus radiodurans (дейнококк радиодуранс). Эта бактерия любит экстрим; ее еще называют «Конан-бактерией», потому что каждый человек упал бы замертво, если бы подвергся воздействию той дозы облучения, от которой Конан только растет и процветает.

Строительные вещества, применяемые при возведении домов, также, возможно, воздействуют на то, как ведут себя в жилище хорошие микробы. Микробиолог окружающего мира Джек Гилберт из Чикагского университета исследовал разные материалы. Распылял бактерии на сталь, шерсть, медь и наблюдал, как на этих поверхностях растут и становятся все более многочисленными микроорганизмы[204]. После этого он изменил различные параметры, чтобы понять, как изменения в окружении влияют на микробов. На результатах таких исследований в будущем может основываться архитектура офисных зданий, гостиниц, больниц или жилых домов.

В фантастическом сценарии наши жилые дома — это не только конкретно воплощенные идеи архитекторов, но и — в идеале — живущие и дышащие экосистемы, которые постоянно пополняются хорошими бактериями, чтобы поддерживать наш иммунитет и сдерживать вредных микробов.

Британский политик Уинстон Черчилль, еще не знавший термин «микробиом», уже говорил в своей популярной речи в палате общин в 1944 году: «Мы формируем наши дома, а затем наши дома формируют нас». Поначалу здания просто являются воплощением идей архитекторов, но затем организуют нас и нашу жизнь. Вместо того чтобы делать жилье максимально стерильным, мы должны приспосабливать собственные дома конкретно под себя и своих микробов. Однако в настоящее время исследования полезных микроорганизмов в наших жилищах все еще в зачаточном состоянии. Ученые стремятся получить представление о том, кто живет вместе с нами. Но они все еще не знают, какое влияние эти крохотные соседи по дому оказывают на наше здоровье. Ясно, что биоразнообразие микробов воздействует на наше самочувствие. Но еще недостаточно хорошо изучено с научной точки зрения, является ли это влияние положительным, отрицательным или просто нейтральным. Новые методы секвенирования ДНК устанавливают статистические связи между наличием или отсутствием определенных микроорганизмов и симптомами заболеваний у людей[205]. Какие механизмы играют здесь роль, пока окончательно не выяснено.

В любом случае одно можно утверждать совершенно точно: «домашний биом» — это важный источник микробов, которые населяют наш организм и формируют человеческий микробиом. Поскольку мы все больше и больше узнаем о комменсалах — наших безвредных и нейтральных сотрапезниках, то можно предположить, что когда-нибудь мы будем способны целенаправленно приглашать в свои дома полезных маленьких сожителей. А пока важно учиться лучше понимать экологию наших жилищ и подумать, как обратить ее себе на пользу.

Завтрашняя реальность — это мир микробиологии

Для большинства людей представление об уютном доме вовсе не включает в себя образы бактерий, грибов и водорослей. Жители бы с удовольствием покончили с этой мелкой живностью, и многие применяют дома сильнодействующие дезинфекционные средства. Согласно исследованию компании по изучению рынка Nielsen, оборот продукции для дезинфекции рук в Германии за последнее время значительно вырос: еcли с середины 2014-го до середины 2015-го он составлял только 18,2 миллиона евро, то до середины 2017 года