Обезьяна с супероружием уже ваш сосед 5.0

Как справедливо было сформулировано Михаилом Жванецким: «А писАть, простите, как и пИсать, надо, когда уже не можешь. Нет смысла петь, когда нечего сказать, нет смысла танцевать, когда нечего сказать». Вероятно и со мной это тот самый случАй. Тянет понимашь меня неудержимо выступить качестве антистеплера, разрушающего нахрен все скрепы и выступить в качестве ыкспердной морды, вызывая раздражение в патриотическом лагере.

Так вот я вновь о своём, о женском…

Я знаю, что все читающие эти строки думают о себе, как о людях. И это ровно так, как я думаю о вас. Тем не менее, я предлагаю на несколько минут отвлечься от этой субъективной точки зрения, поскольку у нас есть другой реальный мир, который представляет собой реальный микроскопический мир, и посмотреть на себя и на всех нас со стороны, с позиции микробиологии и генетики. Это важно, в силу необходимости общего миропонимания основных законов живого мира непосредственно влияющих на читателя сего опуса, как бы ему не был противен такой медицинский факт.

Итак, абстрактный человек представляет собой некоторую модель. Модель человека, как биологической субстанции, состоящей из отдельных живых клеток, взаимодействующих между собой и другими живыми организмами из окружающего наше тело пространства. В каждом из нас содержится около 10 триллионов человеческих клеток, которые формируют каждого такими, какие мы есть, и позволяют нам делать все, что мы делаем. Но у вас есть более 100 триллионов бактериальных клеток внутри вас и на поверхности вашего тела в любой момент вашей жизни. Поэтому в любом случае они превосходят нас примерно в десять раз, десять к одному с точки зрения чистого количества клеток. И по этому счету мы всего лишь 10% человек.

Каждая клетка вашего тела, вне зависимости из какой части организма она взята, содержит уникальную и присущую только вам персональную ДНК. Итак, углубившись в строение клетки, мы можем выявить все элементарные биологические кирпичики, которые составляют ваш уникальный генетический код и придают вам все очаровательные характеристики, присущие гомо сапиенсу. Каждый из нас имеет около 20 000 человеческих генов в зависимости от того, что именно мы рассчитываем. Но если взять тело любого человека без одежды, как оно есть, включая все невидимые глазом бактерии, как на поверхности тела, так и внутри него, в этой системе человек + микробиота (которую часто считают человеческим «суперорганизмом»), у нас есть от двух до 20 миллионов микробных генов. Оказывается, в вас от ста до тысячи раз больше бактериальных генов, играющих свою роль или влияющих на вас всю вашу жизнь. Итак, по счету уникальных генов, которые мы связали с нами, мы действительно составляем от 1% до 0,1% человека. И если рассмотреть этот общий пул клеточной и генетической информации, в вас в лучшем случае десять процентов человеческого, вероятнее всего, около одного процента человеческого, в зависимости от того, какой из этих показателей вам нравится. Поэтому я знаю, что вы думаете о себе как о человеческом существе, но генетика думает о вас как о 90 или 99 процентной бактерии.

http://www.actionbioscience.org/genomics/the_human_microbiome.html#learnmore%20

И эти бактерии вашего тела не являются пассивными. Они невероятно важны, они сохраняют нам жизнь, покрывая ваше тело невидимой броней, которая защищает от воздействия агрессивной окружающей среды. Они создают чрезвычайно устойчивое сообщество на поверхности, объединяясь в биоплёнки и формируя эшелонированную трёхступенчатую оборону от вторжения любых микроорганизмов извне, не входящих в персональное установившееся сообщество индивидуальной биоплёнки. Биоплёнка имеет внутренний белково-полисахаридный каркас с остатками внеклеточных ДНК. На поверхности биоплёнки располагаются бактерии, которые получают кислород из воздуха и делятся им с бактериями, расположенными глубже, на поверхности кожи. Эти бактерии в свою очередь получают питательные вещества от кожи и делятся ими с бактериями, расположенными на поверхности биоплёнки. Также различные бактерии оптимизируют использование метаболитов и отходов - где один вид живет на побочных продуктах другого, симбиоз известный, как перекрестное кормление.

Первый эшелон защиты биоплёнки имеет чисто механические свойства защиты и любой бактериальный пришелец, наталкиваясь на структурированную систему, не может удержаться и соскальзывает с поверхности.

Второй эшелон защиты устроен таким образом, что даже закрепившись на поверхности, чужеродная бактерия не получит необходимых питательных веществ и не сможет выжить.

Третий эшелон построен на принципе так называемого шестого секреторного фактора, когда чужеродная бактерия всё же добирается до поверхности кожи, но находится в окружении бактерий, составляющих внутренний слой биоплёнки. Тогда ближайшая бактерия из биоплёнки выращивает специфический шип, протыкает клеточную мембрану вторгшейся бактерии и впрыскивает токсин, убивая пришельца.

Корме того, последние исследования показали, что полезные бактерии на поверхности кожи защищают от рака кожи.

http://www.newswise.com/articles/view/690121/?sc=mwhn

Рассмотрим сообщество микроорганизмов внутри нас. Кишечник имеет общую площадь поверхности около 200 раз большей, чем кожа. Это, наряду с обилием доступных питательных веществ из проглоченной пищи, делает невозможной работу по предотвращению микробиологического присутствия. Фактически, с площадью поверхности до 300 м2 у взрослых и постоянной температурой около 37 градусов Цельсия, пищеварительный тракт является идеальной средой для формирования микробиоты. Микробиота, сформированная с первого дня нашего появления на свет и обитающая в нашем желудочно-кишечном тракте, расщепляет куски пищи на отдельные белки и разрезает белки на части, не несущие исходной генетической информации, таким образом переваривая нашу пищу, предоставляя возможность полученным питательным веществам, обезличенным с генетической точки зрения, впитаться в наш организм и поступить в кровь. Микробиота, в состав которой входят около 200 жизненно необходимых нам видов бактерий, предоставляет нам витамины. Дополнительно симбиотические микроорганизмы из состава микробиоты участвуют в биосинтезе витаминов, таких как витамин B и витамин K, без которых наша биологическая жизнь также невозможна. Эти бактерии могут разрушать потенциально вредные вещества, обеспечивают защиту от патогенов, конкурируя за доступное пространство и питательные вещества, а также обучают нашу иммунную систему, чтобы противостоять плохим микробам. Кроме того, микробы, которые у вас есть в кишечнике, определяют, являются ли некоторые лекарства токсичными для вашей печени. Является ли лекарство токсичным для вашей печени, во многом зависит от того, есть ли у вас определенные группы сульфитных восстанавливающих микробов в районе вашего кишечника. Например, им может быть препарат Ацетаминофен, который является активным ингредиентом в Paracetamol.

Вы когда-нибудь слышали выражение, что путь к сердцу человека лежит через его желудок? Сегодня есть все больше научных работ и доказательств, что путь к вашему мозгу лежит через кишечник и наоборот. Микрофлора кишечника имеет важное значение для здоровья человека и иммунной системы и играет решающую роль в двусторонней связи между кишечником и мозгом. Основываясь на фактических данных, микробиота кишечника связана с метаболическими нарушениями, такими как ожирение, сахарный диабет и нервно-психические расстройства, а также таких, как шизофрения, аутичные расстройства, тревожные расстройства и основные депрессивные расстройства. В последние несколько лет нейробиологические исследования показали важность микробиоты в развитии мозговых систем. Исследования показали, что микробиота может активировать иммунную и центральную нервную системы, в том числе условно-патогенные и патогенные микроорганизмы в желудочно-кишечном тракте. Микроорганизмы кишечника способны производить и доставлять нейроактивные вещества, такие как серотонин и гамма-аминомасляная кислота, которые действуют на двунаправленную связь между центральной нервной системой и кишечной микробиотой, называемую кишечно-мозговой осью.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4662178/

Статья в журнале New Scientist под авторством Филипа Стрэндвица и его коллег из Северо-восточного университета (Бостон) сообщает, что недавно открытый вид кишечных бактерий KLE1738 растет и размножается, только если кормить их молекулами гамма-аминомасляной кислоты, которая является тормозным нейромедиатором центральной нервной системы человека и других млекопитающих. "Ничто не заставило их расти, кроме ГАМК", - сказал Страндвиц, объявив о своих выводах на ежегодной встрече американского общества микробиологии в Бостоне.

Это вещество подавляет сигналы нервных клеток, что снимает нервное возбуждение и оказывает успокаивающее действие. Таким образом, налицо очевидное доказательство того, что микрофлора кишечника может влиять на мозг и настроение человека.

По данным Стрэндвица, при удалении блуждающего нерва, связывающего мозг с кишечником, этот эффект исчезает.

https://www.newscientist.com/article/2095769-gut-bacteria-spotted-eating-brain-chemicals-for-the-first-time/

Преумножены доказательства связанные с кишечной микробиотой, как с желудочно-кишечными, так и с экстра гастроинтестинальными заболеваниями. Дисбиоз и воспаление кишечника связаны с возникновением нескольких психических заболеваний, включая тревогу и депрессию, которые сегодня широко распространены в обществе.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5641835/

В новом исследовании исследователи из школы медицины университета Мэриленда (UMSOM) обнаружили, что микробиом кишечника, по-видимому, играет ключевую роль в том, насколько хорошо организм принимает пересаженное сердце. Ученые обнаружили причинно-следственную связь между наличием определенных микробов и исходом трансплантации.

https://www.newswise.com/articles/view/701395/?sc=dwhn

Но даже болезни, о которых большинство людей не думают, как об инфекционных заболеваниях, могут быть вызваны передающимися микроорганизмами. Например, большинство людей с удивлением узнают, что около 20% всех видов рака - вызваны вирусами и бактериями. Новостное агентство Вьетнама в сентябре 2018 года сообщило, что президент Вьетнама умер «из-за редкого вида рака крови вирусного происхождения», от которого не существует лекарств. «Президент Вьетнама скончался в результате серьезной болезни. За его жизнь боролись лучшие врачи на родине и за рубежом, но чуда не произошло».

http://news-easy.ru/2018/09/24/prezident-vetnama-umer-ot-redkogo-virusa/

Исследователи Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе выявили пять различных видов влияния микробиоты человека на его мозг и обратные связи от мозга, влияющие на состав и жизнеспособность отдельных видов микроорганизмов из состава микробиоты. Другими словами, микробы могут производить химические вещества, которые позволяют им говорить на языке мозга, могут управлять нашим социальным поведением, воздействуя на нейроны, менять активность медиаторов и гормонов. Микробы кишечника могут оказывать влияние на обмен веществ и психическое здоровье и быть связаны с широким спектром метаболических и психических заболеваний.

 

Находящаяся в устойчивом равновесии сложнейшая система макроорганизма (хозяина) и микроорганизмов, паразитирующих и находящихся в состоянии симбиоза с макроорганизмом, не является статичной. Буквально поминутно каждый из микроорганизмов, при благоприятных для него условиях, начинает делиться и размножаться с фантастической быстротой. В чистом эксперименте, когда рост микроорганизмов не ограничен питанием, кислородом и отводом продуктов жизнедеятельности, можно проиллюстрировать, как из одной бактерии через 5 часов может вырасти 1,048,576 бактерий (более миллиона). (How fast bacteria grow at room temperature – Как растёт бактерия при комнатной температуре) http://extension.missouri.edu/fnep/bacterialgrowth.pdf

Микроорганизмы, вызывающие заболевания, не являются статическими. Они - биологические организмы, подверженные собственной борьбе за существование. Реальный рост микроорганизмов ограничивает конкуренция иных микроорганизмов за питательные вещества и кислород, а так же работа нашей иммунной системы, не прекращающаяся ни на минуту. Но каждые 20 минут или полчаса при воспроизводстве нового поколения бактерий происходит мутация некоторой части бактерий в борьбе за выживание, для получения конкурентных преимуществ перед другими бактериями из микробиоты и для преодоления иммунной защиты макроорганизма (хозяина). Этот процесс не прерывался миллиарды лет. И если для микробиоты возникает воздействие внешней среды, например вакцин, антибиотиков, появление новых, в том числе ген модифицированных вирусов, для которых уже бактерии могут быть хозяином или могут принимать в себя гены отвечающие за резистентность (такой процесс представляет собой бактериальную конъюгацию), происходит угнетение или почти полное уничтожение исходных отдельных устоявшихся штаммов бактерий микробиоты. Выжившие изначально редкие мутанты становятся преобладающими и непременно перейдут в качество супербактерии против которой бессильны существующие антибиотики и к борьбе с которой не готова иммунная система хозяина, в данном случае человека.

Центры по контролю и профилактике заболеваний США (Centers for Disease Control and Prevention — CDC) сообщают, что в прошлом году в США было выявлено более 220 бактерий с «необычными» генами устойчивости к антибиотикам. Они включают бактерии, которые:

 устойчивы к большинству (или всем) известным антибиотикам;

 распространены на нехарактерной для них географической территории;

 имеют специфические гены, которые позволяют им «делиться» антибиотикорезистентностью с другими бактериями.

https://gmpnews.ru/2018/04/v-ssha-vyyavleno-220-bakterij-s-neobychnymi-genami-ustojchivosti-k-antibiotikam/?utm_source=feedburner&utm_medium=feed&utm_campaign=Feed%3A+gmpnews+%28Новости+GMP%29

Создавая генетически модифицированный организм, мы создаём некого Франкенштейна, абсолютно новый не существовавший ранее в природе организм, сшитый из кусков абсолютно разнородных организмов, и запускаем его в социальное установившееся сообщество привычных для человека микроорганизмов и являющихся одним целым с ним. Невозможно заранее понять или предсказать не только взаимодействие тела человека с миллиардами крошечных Франкенштейнов, но и их взаимодействие с другими микроорганизмами, по сути являющимися единым супер организмом и неотъемлемой частью человека. Взаимодействие генно-инженерных микроорганизмов и существующей микробиоты человека абсолютно непредсказуемо, поскольку бактерии не ведут скучную индивидуальную жизнь, но напротив, тесно общаются и взаимодействуют друг с другом, демонстрируя превосходное корпоративное поведение. Такое взаимодействие между различными видами бактерий изучается социальной микробиологией и её подразделом - социальной эволюцией бактерий.

Что такое микробное социальное поведение? Микробиологическое поведение может показаться более простым, чем поведение, описанное для высших организмов, но они имеют фундаментальное сходное свойство: общие инвестиции в создание группового ресурса. Множество социального поведения микробов приходит в форме социальных благ, которые выпускаются в окружающую среду и являются затратными для индивидуумов при производстве, но обеспечивают выгоду для всех других индивидуумов в популяции. Микробы производят широкий спектр общественных благ, включая сидерофоры для улавливания железа, β-лактамазы для инактивации антибиотиков, экзополисахариды, токсины, внеклеточные протеазы и сигнальные молекулы восприятия кворума. При этом социальные модели поведения бактерий абсолютно аналогичны основным типам социального поведения высших организмов и подразделяются на четыре основных типа. Поведение, которое увеличивает приспосабливаемость субъекта, является взаимовыгодным, если донор так же как и реципиент получает выгоду, и эгоистичным, если реципиент страдает от потерь. Поведение, которое уменьшает приспосабливаемость субъекта, является альтруистическим, если только реципиент получает выгоду, и злобным, если реципиент страдает от потерь. Однако, несмотря на множество совместных действий, наблюдаемых в естественном мире, объяснение совместных форм поведения, таких как альтруизм, было серьезной проблемой для эволюционных биологов. Проблема возникает из-за альтруистического поведения, уменьшающего приспосабливаемость субъекта. Тогда возникает вопрос, зачем помогать другим в ущерб себе? Это, кажется, противоречит идее Чарльза Дарвина о выживании наиболее приспособленных, потому что естественный отбор способствует этим индивидам с наибольшим репродуктивным успехом, по сравнению с остальной частью популяции. Поэтому трудно понять, почему альтруистическое поведение, которое снижает приспосабливаемость субъекта, может быть эволюционно предпочтительным. Поскольку субъект накапливает затраты при приспосабливании, придерживаясь определённого поведения, здесь существует потенциал эксплуатации обманщиками или халявщиками, которые не сотрудничают, и которые, следовательно, получают преимущество в приспосабливаемости в популяции, поскольку они не оплачивают расходы на сотрудничество. Это иногда называют "трагедией общего достояния", которая первоначально использовалась для описания человеческой экономики и морали, но также может быть применена к микробам. Трагедия в том, что если бы все сотрудничали, это принесло бы пользу популяции, но обман, даже в том, что если эти индивиды выигрывают в краткосрочной перспективе, это ставит всю популяцию под угрозу краха или вымирания.

Эти феномены микробиологии не является чисто научным интересом, а имеют непосредственное практическое применение. Все аргументы, изложенные выше, должны привести к единственно правильному выводу, что без тщательного и всестороннего изучения всех возможных взаимодействий бактерий друг с другом, с организмом человека, немыслимо делать столь сложную и небезопасную работу, как создание новейшего лекарственного препарата на основе генетически изменённых микроорганизмов, работающих во взаимосвязи с существующим сложнейшим социальным взаимодействием установившейся человеческой микробиоты. Поскольку мы все очень зависимы от защиты, обеспечиваемой нашим здоровым микробиомом.

Игнорирование этих основополагающих принципов при разработке и производстве генно-модифицированных организмов, которые могут жить в теле человека, равносильно подаче коллективной заявки на премию Дарвина.

Сегодня я полностью разделяю мнение Дебры Мэтьюз (заместитель директора по научным программам в Институте биоэтики им. Джона Хопкинса Бермана, доцента, доктора наук - генетика-гуманиста): «Играть в Бога, что это не та сила, которой мы, как люди, должны обладать. Проблемы и заботы об искусственной и естественной жизни и что это повлечёт за собой, что означает создание самой жизни».