В отличие от привлекательных людей, мелькающих на экранах телевизоров, красующихся на обложках глянцевых журналов и описываемых в старинных добропорядочных романах, мы воняем. Ничего удивительного: наше тело в значительной степени состоит из летучих органических соединений. Пожалуй, осознание этого факта — лучшее, что мы можем сделать в первую очередь, чтобы понять наш микробиом и даже попытаться как-нибудь его изменить.
Я уже отмечал важность микробных метаболитов, то есть химических продуктов жизнедеятельности микробов. Наши микробы производят такое многообразие этих веществ, какое и не снилось химикам. Микробные метаболиты включают сахара, жирные кислоты, липидные соединения, спирты, кетоны, альдегиды и даже такие зловонные газы, как сероводород и метан. Метан, правда, кроме нас умеют вырабатывать коровы.
Количество и разнообразие микробных метаболитов действительно впечатляет. Но, учитывая, что человек на 90 % состоит из микробов, особого удивления этот факт не вызывает. Микробные метаболиты вместе с источниками энергии сильно влияют на общий химический состав нашего тела. Некоторые из вырабатываемых нами химических веществ предназначены для сооружения клеток, органов, сухожилий, мышц и костей. Но многие другие представлены крошечными молекулами и выводятся из нашего тела с газами и жидкостями (например, мочой и слезами). Какие-то вещества испаряются с поверхности кожи в окружающий воздух. Обычно они входят в состав пота и заставляют многих из нас пользоваться дезодорантами. Эти вещества легко поднимаются в воздух, так как обладают давлением пара и поэтому называются летучими органическими соединениями (ЛОС).
Возможно, прежде вам доводилось слышать о промышленных ЛОС (например, формальдегиде). Но гораздо более разнообразные ЛОС вырабатывают растения и микробы, и в основном они безвредные. Многие, но не все. Пахучие молекулы ЛОС взаимодействуют с обонятельными рецепторами в нашем носу, которые распознают запахи и посылают нервные сигналы в мозг. В качестве примера хорошо знакомого всем «микробного аромата» можно привести затхлый, отдающий плесенью запах, часто стоящий в ванных комнатах, душевых и в сырых погребах и подвалах. Так пахнет химическое вещество под названием трибромоанизол.
Резкий аромат мягкого сыра лимбургера многим напоминает неприятный запах потных ног. Один из источников этого запаха — бактерия Brevibacterium linens, вырабатывающая летучее вещество под названием «S-метилтиоэфир». Бактерия образует это соединение, расщепляя жирные кислоты и некоторые аминокислоты.
Химические вещества, вырабатываемые микробами, не только влияют на наше настроение и здоровье, но и обладают коммерческой ценностью. Многие из них используются при изготовлении духов и ароматизаторов. С их помощью даже можно получать запахи, имитирующие ароматы редких растений. Ученые до сих пор пытаются выяснить, какие именно из тысяч ЛОС, содержащихся в шоколаде, ответственны за нашу неодолимую тягу к этому лакомству. Если ЛОС, образуемые микробами, чаще применяются для создания парфюмов, то микробные нелетучие органические соединения, как правило, служат основой приправ, сочетающих в себе приятный запах и вкус.
Замечали ли вы, что одни и те же духи на разных людях пахнут по-разному? Почему так? Потому, что наши микробы определяют значительную часть индивидуального запаха нашего тела. Микробиом, присутствующий на коже каждого человека, уникальным образом сочетается с ароматом тех или иных духов, создавая новую специфическую смесь запахов, которую часто замечают другие люди. Именно поэтому духи на вашей коже обладают совершенно особым запахом, отличающимся от аромата этих же самых духов на коже вашего соседа.
Масляная кислота и бутираты (соли и эфиры масляной кислоты) — одни из важнейших веществ, вырабатываемых микробами, принимающие участие в сигнальной активности головного мозга и иммунной системы. Кроме того, они представляют собой бактериальные вещества, запах которых воспринимается нашим носом. Запах чистого бутирата напоминает вонь человеческой рвоты (фактически он и является главным компонентом рвотных масс). Но слегка модифицированный бутират используется в пищевой промышленности для придания пищевым продуктам вкуса и запаха ананаса. Еще один микробный продукт — пропионат. Баланс выработки кишечными микробами бутирата и пропионата является важным фактором, определяющим развитие ряда НИЗ. В некоторых обстоятельствах бутират способен защищать наше здоровье. Например, у людей со здоровым кишечником уровень микробов, вырабатывающих бутират, высок, а у людей с воспалительной болезнью кишечника он очень низкий. Прием пробиотиков с высоким содержанием бактерий, продуцирующих бутират, способствует восстановлению кишечного слизистого эпителия. Научившись определять уровень бутирата, мы сможем регулировать состав кишечной микрофлоры и ее химических метаболитов.
Выявление микробных метаболитов как способ оценки состояния микробиома приобретает все более важное значение. Возможность их выявления с помощью обоняния дает целый ряд преимуществ. Люди, например, способны почуять бутират в концентрации 10 частей на миллион. Но в деле распознавания запахов мы и в подметки не годимся некоторым животным.
