Читать книгу "Не один дома. Естественная история нашего жилища от бактерий до многоножек, тараканов и пауков - Роб Данн"

Приступая к анализу собранных данных, мы ожидали найти в пробах примерно полдюжины различных видов микобактерий, которые уже ранее удалось культивировать в различных медицинских исследованиях. В реальности мы обнаружили десятки видов этого рода, включая неизвестные науке формы. Видовой состав бактерий в конкретной душевой насадке зависел от того, где она находилась. В Европе доминировали совсем не те виды, что в Северной Америке, и это было связано не только с конструктивными различиями сантехники. В пределах США видовой состав микобактерий в Мичигане отличался от того, что мы нашли в Огайо и тем более во Флориде и на Гавайях. Причины этому могли быть самые разные: различия в водоносных слоях, откуда берется вода, или в том, что где-то вода поступает из наземных водоемов, или в неодинаковом воздействии климатических и геологических факторов.

Одним словом, очень нелегко предвидеть, какие именно виды Mycobacterium могут жить в конкретной душевой насадке. Куда проще предсказать, какова их численность. Мы измерили содержание хлора в водопроводной воде, поступающей в дома участников проекта. Оказалось, что в США концентрация этого вещества в водопроводной воде в 15 раз превышает его содержание в колодезной воде. По нашему мнению, этого было достаточно, чтобы оказать определенный эффект. Но мы ошиблись в оценке силы его воздействия. Она оказалась огромной. В Соединенных Штатах микобактерии в городских водопроводах встречались в два раза чаще, чем в колодцах. В домах, подключенных к централизованному водоснабжению, в некоторых душевых лейках до 90 % всех бактерий относились к роду Mycobacterium. Зато там, где использовалась колодезная вода, эти микробы могли вообще отсутствовать. В этих случаях биопленки отличались богатым разнообразием других бактерий. В странах Европы колодезная вода тоже содержала значительно меньше микобактерий, чем водопроводная, но даже в этой последней количество патогенов было примерно вдвое ниже, чем в водопроводах США. Это было вполне ожидаемо, так как во многих европейских городах не применяют антисептические вещества для обеззараживания воды. Количество остаточного хлора в исследованных нами пробах воды из Европы оказалось в 11 раз меньшим, чем в Америке. Пока мы размышляли над этими данными, Кейтлин Проктор, сотрудник Швейцарского федерального института водных проблем и технологии, опубликовала результаты нового исследования, во многом совпадающие с нашими выводами. Вместе со своими коллегами она сравнила биопленки из душевых шлангов, взятые из 76 домов по всему миру. Обнаружилось, что в странах, где не практикуется дезинфекция воды (в Дании, Германии, ЮАР, Испании и Швейцарии), они были более плотными (более «грязными»), а в тех странах, где воду обеззараживают (включая Латвию, Португалию, Сербию, Соединенное Королевство и США), разнообразие микробных сообществ ниже, и в нем обычно преобладали микобактерии.

Эти выводы, как и полученные нами результаты, в целом соответствовали исходным предположениям. Мы ожидали, что в тех местах, где интенсивное обеззараживание воды приводит к уничтожению большинства микробов, возникают благоприятные условия для развития микобактерий. Если так, то наши ультрасовременные технологии очистки воды приводят к тому, что в водопроводы подается вода, более опасная для здоровья людей, чем неочищенная вода из подземных источников (по крайней мере, тех из них, что признаны безопасными для здоровья). Мы не смогли объяснить до конца столь резкие колебания численности микобактерий в душевых насадках, но основная гипотеза исходит из того, что повышенное содержание этих бактерий вызвано в первую очередь применением хлора и хлорамина при водоподготовке. Это и есть фактор, вызывающий микобактериальные инфекции у людей. Мы установили, что существует прямая зависимость между средней численностью патогенных видов и штаммов Mycobacterium в душевых насадках и заболеваемостью микобактериальными инфекциями в отдельных штатах (см. илл. 5.1). Но в этой истории уже появились неожиданные повороты. Один из них связан с Кристофером Лаури.

В течение двух десятков лет Лаури занимался изучением одного конкретного вида микобактерий — Mycobacterium vaccae. Он и его коллеги обнаружили, что присутствие этого микроба ведет к повышенной выработке нейромедиатора серотонина в мозгу у мыши и человека. Усиленное производство серотонина обычно вызывает эмоциональный подъем и снижение уровня стресса. В полном соответствии с этим в опытах Лаури подопытные мыши, которым впрыскивали Mycobacterium vaccae, демонстрировали повышенную стрессоустойчивость. Работая вместе со своим немецким коллегой Стефаном Ребером, Лаури заражал взрослых самцов среднего размера этой бактерией. Затем он потом подсаживал их, наряду с самцами такого же размера, но без бактерий (контрольная группа), в клетку с агрессивными и крупными самцами, напоминающими борцов сумо. После этого они изучали содержание веществ, связанных со стрессом, в крови мышей среднего размера. Контрольные мыши мочились от страха и тихо плакали, забившись в убежища из древесных стружек. Все тесты показывали у них высокий уровень стресса, при том что у самцов, инокулированных Mycobacterium vaccae, ничего подобного не наблюдалось. Сейчас уже поговаривают о том, что хорошо бы подвергать подобной обработке солдат, отправляющихся на войну, чтобы снизить риск развития у них посттравматического стрессового расстройства (поскольку очевидно, что травматический стресс им практически гарантирован). Звучит это диковато, но, как бы то ни было, коллеги Лаури сразу же оценили значение его открытия. К примеру, Фонд исследований мозга и поведения в 2016 г. включил его работу в список десяти лучших из пяти сотен исследований, получивших финансовую поддержку Фонда[123]. Лаури предполагает, что многие виды Mycobacterium тоже способны оказывать действие, сходное с действием M. vaccae. Единственный способ проверить это — тестировать один вид за другим, чем Лаури сейчас и занимается. Он выращивает культуры микобактерий, собранных нами из душевых насадок, чтобы выяснить, не найдется ли среди них какой-нибудь вид, сходный по воздействию с M. vaccae. Если он добьется успеха, то может выясниться, что среди микобактерий, орошающих вас во время душа, есть полезные, помогающие ослабить стресс.

Душевая насадка представляет собой одну из простейших экосистем в вашем доме. Среднестатистическая насадка содержит десятки, иногда сотни, но все-таки не тысячи видов микробов. Но, как показывает работа Лаури, даже в этом случае очень сложно разобраться, какие виды приносят вред, а какие пользу. Одни штаммы микобактерий вызывают болезни, другие уменьшают стресс. До тех пор, пока нет окончательной ясности, какие из них какие, полученные результаты не могут удовлетворить участников проекта (и вас, вероятно, тоже). Они и нас разочаровывают, но для науки это вполне нормальная ситуация. Некоторые думают, что ученые проводят исследования из любознательности и ради удовольствия. Отчасти это верно, но бывает, что нами движет неудовлетворенность. Иногда отсутствие результата так разочаровывает нас, как в случае с теми же душевыми насадками, что мы готовы просиживать в поисках ответа долгие часы в своих лабораториях. Сама мысль, что мы чего-то не знаем, способна до глубокой ночи удерживать нас на рабочем месте.