Мікроби гарні та не дуже. Здоров’я і виживання у світі бактерій - Джессіка Снайдер Сакс
Приготування до союзу людини і мікробів починаються ще до народження. Посеред вагітності гормони командують клітинам, що вистеляють піхву жінки, почати накопичувати цукристий глікоген – улюблену їжу товстих, схожих на сосиски бактерій під назвою лактобацили. Зброджуючи цукор у молочну кислоту, ці бактерії знижують кислотно-лужний баланс піхви до рівня, що перешкоджає росту потенційно небезпечних агресорів. До такого роду загроз належать окремі кишкові бактерії, що можуть випадково потрапити до піхви з анусу, а потім розплодитися й поширитися в матку, викликаючи небезпечну для вагітності інфекцію. Крім того, лактобацили, що виділяють кислоту, забезпечують частковий захист від бактерій, що передаються статевим шляхом (Neisseria gonorrhoeae та Chlamydia trachomatis), здатних викликати сліпоту в новонароджених, інфікованих під час проходження через пологові шляхи.
Деякі вагінальні лактобацили також виробляють перекис водню – по суті, той самий шипучий дезінфекційний засіб, який матері ллють дітлахам на подряпані колінця. Ці надзвичайно агресивні лактобацили особливо ефективні в боротьбі з розростанням Streptococcus agalactiae (стрептококів групи B). Доволі поширені в піхвах жінок, де відсутні лактобацили, що виробляють перекис водню, стрептококи групи B залишаються основною причиною дитячої смертності. Щороку в Сполучених Штатах вони викликають тисячі небезпечних для життя випадків пневмонії, менінгіту й зараження крові переважно в дітей у віці до місяця. Оскільки природний захист лактобацил далеко не ідеальний, західні акушери в плановому порядку призначають породіллям із позитивним тестом на стрептококи групи B антибіотики. За іронією долі, попередні курси антибіотиків (прописані з інших причин) часто якраз і звинувачуються насамперед у дозволі стрептококам групи B потрапити в пологові шляхи, бо ці препарати мають тенденцію підривати лактобацильний захист жінок.
До вуст немовляти
Протягом життя багатогранний Роузбері вивчав усе – від породжуваного бактеріями «фекального запаху тіла» (запаху кишкових газів) до загрози бактерій як біологічної зброї. Однак посада викладача, яку він обіймав на стоматологічному факультеті Вашингтонського університету, передбачала зосередження основної уваги на мікробній екосистемі людського рота. Його глибокі знання в цій сфері дали нам перший докладний опис заселення й дозрівання мікробної спільноти, виявленої за губами здорової людини.
Зазвичай найперше занесення бактерій у рот немовляти містить чималу порцію лактобацил, присутніх у пологових шляхах матері. З першим ковтком грудного молока до цих лактобацил долучаються мільйони біфідобактерій – спорідненої групи кислототвірних мікробів. Ці присадкуваті, роздвоєні мікроби загадковим чином виникають усередині й навколо сосків набухлих грудей жінки на восьмому місяці вагітності. Там біфідобактерії виділяють потужну комбінацію кислот і антибіотиків для відлякування таких потенційно небезпечних мікробів, як Staphylococcus aureus (з його бридкою звичкою заражати навіть дрібні ранки від прищиків у немовлят). Їхня раптова поява на грудях під кінець вагітності спантеличила Роузбері, бо ці бактерії анаеробні, тобто їм шкодить кисень, вони не здатні вижити на відкритому повітрі. Виявилося, що вони ростуть глибоко у вільних від кисню камерах молочних протоків і витікають назовні з першими невидимими краплями молозива, або «первинного молока». Хоча самі біфідобактерії гинуть на відкритому повітрі, вони залишають по собі кислоти, що годинами затримуються на грудях та в роті немовляти. Вони долучаються до лактобацил, допомагаючи відібрати перших постійних мешканців ротової порожнини. Сюди входить стійкий до кислот Streptococcus salivarius – схожі на намистинки бактерії, що виникають на язику немовляти впродовж першого ж дня життя. За допомогою сильних адгезинів (біохімічних абордажних гачків) ці «хороші» стрептококи закріплюють ланцюжки своїх колоній на шорсткій поверхні язика й залишаються там як одні з основних видів мікробів здорової ротової порожнини. Декілька інших стрептококів, такі як Streptococcus oralis та Streptococcus mitis, оселяються в роті після першого тижня життя. Так само роблять і деякі види нейсерій – бактерій, що виникають як парні кульки, розкидані яснами, піднебінням та внутрішньою поверхнею щік. Якщо новонародженому пощастить, то популяція його нейсерій матиме в собі пухнасті бурі круглячки Neisseria lactamica, що чудово почуваються на лактозі (молочному цукрі). Раннє заселення ротової порожнини цим видом мікробів виробляє міцний імунітет проти його злочинного родича Neisseria meningitidis, найпоширенішого збудника бактеріального менінгіту – потенційно смертоносного запалення оболонок, що вкривають головний та спинний мозок.
Звідки ж беруться всі ці перші поселенці? Визначивши специфічні підтипи бактерій у ротових порожнинах дітей, дослідники виявили, що переважна більшість із них прослідковується безпосередньо до ротів їхніх матерів – завжди в межах легкої досяжності крихітних пальчиків немовляти. Додатково сприяти росту мікробів, які вони сприймають як «власні», можуть материнські антитіла, що все ще циркулюють у крові новонародженого (передані під час вагітності). Друге місце серед джерел заселення немовляти бактеріями посідають старші діти в родині, особливо старші брати – мабуть, через їхню неідеальну власну гігієну.
У міру встановлення схеми годування дитини (грудьми чи сумішшю) популяція бактерій усередині її рота помітно збільшується і зменшується залежно від надходження молока. З кожним прийняттям їжі кількість резидентних мікробів зростає, а потім знову падає. Більш стабільним, але менш потужним джерелом харчування для бактерій (водної суміші білків, цукрів та мінералів) є слинні залози рота. Епітеліальні клітини, що вистеляють ізсередини щоки й мигдалини, помалу виділяють муцини – слизовий різновид глікопротеїнів (так званий цукровий білок). Муцини підживлюють резидентні бактерії, але не дають їм безпосередньо кріпитися до ніжного епітелію та ушкоджувати його.
Перша хвиля аеробних бактерій рота споживає достатньо кисню для утворення зони під ними, де можуть чудово почуватись анаеробні бактерії. До того часу як немовляті виповниться два місяці, розгляд його ясен під мікроскопом покаже скупчення та ланцюжки різноманітних бактерій вейлонел і довгих розгалужених клітин кількох видів актиноміцетів. Ці анаеробні бактерії живляться біохімічними відходами своїх мікробних сусідів і тим допомагають стабілізувати їхню екосистему в міру збільшення її скупченості.
Допоки екосистема ротової порожнини не досягне зрілості, немовля залишається чутливим до молочниці – розростання грибка Candida albicans. Маючи вигляд вивищених кремоподібних плям, колонії кандиди випускають гіфи (волокна), що проникають у тканини та запалюють їх, викликаючи появу відкритих ранок. У міру збільшення густоти й різноманіття бактерій ротової порожнини популяція кандид зазвичай зменшується до розсипів окремих клітин. У випадку ж, коли щось порушить екологічний баланс рота, ці розсипи можуть розростися в агресивні колонії. Дуже часто цим «чимось» є курс антибіотиків, прописаних дитині або матері, що її годує.
Ще одна хвиля іммігрантів прибуває, коли в дитини прорізаються зубки. Першим є Streptococcus sanguis – бактерія, неперевершена в здатності прилипати до гладенької поверхні емалі маленьких різців. Прорізування перших кутніх зубів приносить із собою Streptococcus mutans, сумновідомий тим, що він спричиняє карієс. На щастя, Streptococcus mutans зазвичай легко видаляється як антитілами в слині, так і просто механічно, коли людина пережовує тверду їжу або чистить зуби щіткою. Найчастіше він викликає проблеми, коли гніздиться в глибоких тріщинах кутніх зубів або у вузьких місцях, що утворюються, коли зуби ростуть дуже тісно. Є й інші види зубних бактерій,
