Материалы

Оптимальный возраст смерти определили микробы человека

Иными словами, люди редко доживают до 120 лет из-за эволюционных механизмов адаптации живущих в симбиозе с ними бактерий, предположил американский микробиолог Мартин Блэйзер (Martin Blaser). Увеличивая риск смерти для людей, выходящих из репродуктивного возраста, микробы способствуют оптимальному росту популяции своих хозяев. Математическую модель, развивающую эту гипотезу, ученые представили в журнале mBio, а коротко о ней сообщается в пресс-релизе Университета Вандербильта.

Микрофлора человека содержит порядка 100 триллионов клеток — в десять раз больше, чем клеток самого организма. В последние годы ученые указали на значимость микрофлоры в жизни человека: воздействие этих микробов не ограничивается пищеварением, но касается развития мозга, сексуальной жизни и иммунитета.

Блэйзер стал задумываться о влиянии микрофлоры на возрастную структуру популяции в итоге многолетнего изучения бактерии Helicobacter pylori, которая живет в желудке более половины населения Земли. Большую часть времени H.pylori не вредит своим хозяевам, и даже помогает им: в 1996 году Блэйзер выяснил, что она регулирует уровень кислотности в желудке. Однако с возрастом резко увеличивается риск рака желудка, главной причиной которого является та же H.pylori. «Я подумал: настоящий симбионт сохраняет вас в живых, пока вы молоды, и убивает, когда вы стареете. Лично для вас это не очень хорошо, зато полезно для всего вида», — рассказал ученый. То есть эволюция микрофлоры должна была отобрать бактерии, которые удерживают всю популяцию в оптимальном состоянии, даже если это вредит здоровью отдельных особей.

Для проверки своей гипотезы Блэйзер обратился за помощью к математику Гленну Веббу (Glenn Webb), и они начали моделировать воздействие патогенов различного типа на гипотетическую популяцию древних людей (охотников-собирателей). Последнюю ученые разделили на три группы — дети, люди в репродуктивном возрасте и старики. Затем они включили фактор риска шигеллы (одного из возбудителей дизентерии) — резко выросла детская смертность, и в итоге популяция исчезла. Когда они смоделировали смертность от микроорганизма типа H.pylori (риск которой повышается с возрастом), в популяции сократилась доля стариков, что высвободило массу ресурсов для развития молодежи. В результате получился более устойчивый рост и стабильность популяции. А если удвоить деторождение, то получается нестабильное население: то растущее, то вымирающее под воздействием факторов среды. Наконец, даже при небольшом увеличении доли здоровых стариков в популяции ресурсы стали быстро сокращаться, и, опять же, наступило вымирание.

«Выбивая» стареющих особей, микрофлора (по крайней мере, отчасти) создала оптимальную для собственного выживания демографическую структуру Homo. Однако сейчас с ростом продолжительности жизни в цивилизованных обществах эволюционное преимущество начало приносить вред. Пожилые люди страдают от множества дегенеративных заболеваний (вроде болезни Альцгеймера), и их микробы играют значимую роль в развитии этих недугов, заявил Блэйзер. То есть если раньше микробы убивали стариков, то сейчас, благодаря достижениям цивилизации, они лишь снижают качество их жизни.