Екосистеми бувають різні. Наша планета – екосистема. Ліс, місто, озеро – також екосистеми, але менші. І – як стало прийнято думати з недавніх пір – екосистемою може бути навіть окрема жива істота. Наприклад, людина. Наш організм має біля 20 000 генів; а мікроорганізми, які живуть в нас і на нас, – в сумі біля 20 000 000 генів. Отже ми – лише крихітна (0,1%) частина власного біологічного розмаїття.
Навіть більше – нас також можна розділити на кілька екосистем. Наприклад, наше волосся – це цілий окремий світ.
Уявіть собі поверхню нашого тіла з точки зору мікроба. Це гігантський, безмежний простір; його пересікають велетенські каньйонами, він поцяткований глибокими кратерами та сюрреалістичними паростками, які уходять кудись у небесну далечінь. Час від часу цим місячним ландшафтом проносяться вали (справжні цунамі) різноманітних рідин; трапляються і різкі перепади температур. Інколи відбуваються катастрофічні зіткнення зі сторонніми тілами з оточуючого простору – буває, що ці тіла навіть заселені інопланетними мікробними культурами. На щастя, не кожне покоління мікробів стає жертвою руйнівних впливів – строк життя мікроорганізму складає від десяти з невеликим хвилин до доби.
Світ нашого тіла вміщує різні природні зони – так само як Земля вміщує тропічні ліси, тундри, гори та мангрові болота. Одне діло – життя на кінчиках пальців, помережених глибокими паралельними каньйонами; зовсім інше – у вологих та парких тропіках пахв (середня річна температура – 36,6⁰С). І зовсім вже третє діло – ліси кератинових паростків, що зносяться кудись в безмежну небесну височінь. Причому, ліси незвідані: ми до сих пір не знаємо всіх тих, хто живе в нас на волоссі – у кожному зіскрібку вчені виявляють до 10-15% до сих пір невідомих їм організмів. І ми дуже неясно уявляємо триб життя, функції та значення всієї тієї живності, що живе на нас (не згадуючи вже тих, хто живе всередині нас).
Отже на нас чекає справжня експедиція у велетенський недосліджений ліс. Нехай це буде поміркований ліс нашої голови. Цю експедицію цілком можна порівняти з подорожами першовідкривачів по амазонських лісах або джунглях Конго.
Отже, уявіть собі, що ви ростом разів в десять більше за бактерію (це щоб вони не намагалися на вас напасти) – біля 50 μm (одна двадцята міліметру). І ви входите в ліс з величезних лускуватих стовбурів (знадобиться 2-3 людей, щоб такий стовбур охопити), які зносяться над вами кудись у нескінченість. Поміж цими деревами досить просторо. Але інколи вам доведеться продиратися через зарості грибів-дерматофітів. Гриби – практично всюдисущі. Вони можуть жити при pH від 2,2 до 9,6. Незважаючи на те, що найвідповідніша для грибів температура – 20-35⁰С, вони успішно існують у гарячих джерелах і можуть переносити навіть мінусові температури. Вони харчуються практично будь-якими органічними речовинами – включаючи кератин, з якого складаються наші шкіра та волосся, та шкірне сало. На людині мешкають дві великі групи грибів-дерматофітів: трихофіти («волосяні рослини») та епідермофіти («епідермні рослини», рослини верхнього шару шкіри). Харчуються вони, як вже сказано, кератином – шкірними або волосяними лусочками (як правило – відмерлими). Своєрідні «санітари шкіри», які в режимі 24х7 видаляють відходи нашої життєдіяльності та проводять щоденний натуральний пілінг. Розміру гриби-дерматофіти бувають різного – при вашому нинішньому мікроскопічному зрості деякі з цих грибів будуть вам по щиколотку, а деякі – вищі за вашу голову, як невеликі дерева (тільки без гілок і листя – але зате різнокольорові). Зазвичай гриби, які живуть на нас, нешкідливі; але при порушеннях «екологічного балансу» вони можуть бути причиною проблем. Наприклад, стригучого лишаю – його викликає трихофітон червоний (Trichophyton rubrum), який утворює симпатичні, білі та пухнасті, колонії з червоною підкладкою. Якщо ви забредете в його зарості під час нашої подорожі, ви відчуєте себе ніби у густому чагарнику (буде гарно – білі «булави»-пагони на темно-червоних «стовбурах»). Але дерматофіти можуть викликати не тільки шкірні захворювання – є, наприклад, підозра, що речовини, які ці гриби виділяють, можуть провокувати астму. На щастя, проблеми зі здоров’ям через гриби – явище нечасте: ми маємо природжену систему контролю над грибковими заростями. Клітини нашої шкіри виділяють пептиди, які мають як протимікробну, так і протигрибкову дію.
Продовжимо нашу експедицію (вона не буде занадто стомливою – при зрості в одну двадцяту міліметру на те, щоб пройти повільним шагом від лоба до потилиці, нам знадобиться десь півтори-дві години). Підготований подорожній в деяких заростях, ймовірно, розпізнає Malassezia restricta: цей грибок живе на головах як мінімум у двох третин здорових людей. Він – нешкідливий. А можливо навіть корисний – вчені виявили кореляцію між кількістю цього грибка та лупою: на головах людей, які страждають від лупи, кількість Malassezia restricta значно менша, ніж у здорових особин. Але не всі маласезії настільки сумирні. Близькі родичі Malassezia restricta – Malassezia furfur та Malassezia dermatis пов’язані з себорейним дерматитом. Ці гриби харчуються шкірним салом. І коли наші залози починають виділяти більше шкірного сала, ніж необхідно – шкідливі Malassezia furfur та Malassezia dermatis починають безконтрольно розмножуватись та подразнювати шкіру. Шкіра (у відповідь на подразнення) починає лущитись – і з’являється лупа.
Живуть на нас і справжні тварини. Якщо пощастить, ми зустрінемо, наприклад, кліщів демодексів (вони живуть на кожній третій дитині і на кожному другому дорослому). Їх два види: Demodex folliculorum живе у фолікулах волосин, а Demodex brevis – у сальних залозах. При вашому нинішньому зрості вони будуть величиною з кабанчика; але можна їх не стерегтися: вони харчуються кератином, гормонами та секрецією сальних залоз. Але якщо ви все-таки побоюєтеся цих крупних тварин (а дарма; вони переміщаються шкірою з «запаморочливою» швидкістю 16 сантиметрів на годину, тоді як ви спокійним кроком можете подолати 30 сантиметрів за той же час) – подорожуйте волосяними джунглями вдень. Кліщі-демодекси не люблять світла та є нічними створіннями.
Демодекси цілком нешкідливі. Але деякі інші кліщі, які живуть у нас на шкірі, можуть викликати проблеми. Наприклад, коростяний свербун викликає коросту. Правда, на голові він зазвичай не зустрічається – він віддає перевагу кистям рук, проміжності або пахвам.
Можемо ми зустріти і вимираючі види, своєрідних динозаврів нашого тіла. Наприклад, головну вошу. При вашому уявному зрості у 50 μm воша буде виситися над вами, як дев’ятиповерховий будинок. І вона харчується кров’ю: тільки подумайте: вампіра розміром з синього кита! Щастя, що комахи не можуть виростати більшими за декілька десятків сантиметрів (максимум – це розкрил у 65 сантиметрів у викопної бабки-меганеври). Можемо ми наткнутися і на блоху. Якщо вона стрибне – це буде незабутнє видовище: вам знадобиться година для того, щоб подолати ту відстань, яку блоха подолала менше ніж за секунду. Уявіть істоту, довжиною з футбольне поле, яка одним стрибком перемахує Дніпро. На жаль ймовірність зустріти цих захоплюючих тварин близька до нуля. Гігієна вбила їх всіх: шанс зустріти у нашій подорожі вошу приблизно дорівнює шансу зустріти тиранозавра дорогою на роботу. Хоча, можливо, десь у Всесвіті ще існує кілька планет, заселених динозаврами…
Ось кого ми зустрінемо точно – це мікробів. Вони так само всюдисущі на нашому тілі, як комахи на нашій планеті. При вашому нинішньому зрості вони будуть дуже різних розмірів – від жука до собаки. Майже обов’язково ми наткнемося на золотистого стафілокока (Staphylococcus aureus) – гарні жовто-помаранчеві кульки розміром з кицьку комашаться на шкірі у кожного мешканця Землі (і, можливо, навіть труться, муркотячи, об ноги випадкових мандрівників – таких як ви). Золотисті стафілококи мешкають на всій поверхні шкіри та на слизових оболонках. У середньому третина всіх бактерій, які живуть у нас на голові і чверть тих, що живуть на лобку – це стафілококи. Аж доки вони не проникнуть всередину нас – вони нешкідливі. Але якщо вони попадуть під шкіру – вони викликають подразнення (дерматити тощо), запалення та нагноєння (фолікуліт, фурункули). А потрапивши до нас у травний тракт разом з їжею, стафілококи викликають серйозне харчове отруєння. Саме тому ми миємо руки перед приготуванням та перед приготуванням їжі. Нешкідливі на шкірі бактерії легко можуть перетворитися на смертельну отруту у шлунку або у кишечнику. Такі мікроорганізми (зазвичай нешкідливі, але здатні викликати хворобу, опиняючись у неналежний час у неналежному місці) називають умовними патогенами.
Дві третини тих бактерій, що мешкають у наших волосяних лісах відносяться до чотирьох родів. Це вже знайомі нам стафілококи; Corynebacterium, безбарвні палички; Finegoldia (про тих представників цього роду, які живуть на нашій поверхні відомо дуже мало); і нешкідливі кульки Micrococcus, які виростають до розмірів хом’ячка. А невеликі жовті Micrococcus luteus, можливо, навіть захищають нас від ультрафіолету – вони здатні вбирати UV-випромінювання; зараз навіть досліджують можливість їх включення у склад сонцезахисних кремів.
За великим рахунком ми точно не знаємо, хто живе у нас на шкірі. Ми знаємо, що якщо подивитись на поверхню нашого тіла у великому збільшенні – вона буде виглядати дуже пожвавленим місцем: бактерії та віруси будуть копошитися на нас як мурахи, стрибати як білки, виглядати з пор як бабаки, повзати по волосинах як жуки по деревах… Але біля 10-15% мікрофлори та мікрофауни кожної людини навіть незнайомі вченим; ще для такої ж частки наших мешканців можна визначити тільки рід, до якого вони відносяться (уявіть, що ви не можете відрізнити хом’ячка від пацюка і єдине, що ви можете про них сказати – це те, що це якісь гризуни). Ми можемо розпізнати тільки дві третини організмів, які є, за суттю, невід’ємною частиною нас; але знаючи їх, ми практично нічого не знаємо про них. І нас ще чекає багато відкриттів – і деякі з них, можливо, змінять наше життя не в меншій мірі, ніж поява антибіотиків.
Враховуючи те, що наше тіло містить не менше «природніх зон», ніж наша планета, кількість невідомих видів «тварин» складає сотні, а може й тисячі. Високі та густі ліси голови; вологі джунглі пахв та паху; пустині, степи, лісостепи та рідколісся решти шкіри; заливні луги й болота слизових оболонок; мангрові ліси вій; печери вух та носа; кислотні моря шлунку; ріки крові; безповітряний та позбавлений сонця світ кишечнику… І навіть світи бронхів, легенів, інших внутрішніх органів, які не мають навіть аналогів на Землі. Ми вже досить неясно уявляємо, хто живе на нас і в нас; але ми ще не знаємо точно, яка роль цих живих істот в екосистемі нашого тіла. Ще відносно недавно вважалося, що бактерії, кліщі, гриби та інші організми, що живуть на нас або в нас – безумовно шкідливі та від них треба звільнятися. Зараз ми починаємо розуміти, що наш мікробіом – це тонкий и збалансований симбіоз, випрацюваний протягом багатьох тисяч років еволюції. Наша персональна фауна і флора допомагає нам засвоювати поживні речовини, захищає нас від зовнішніх факторів та від вторгнення чужинних і агресивних мікроорганізмів, видаляє токсичні або непотрібних продуктів нашої життєдіяльності і взагалі робить для нас масу корисних речей. Є, звісно, у нас і паразити; є й організми, які не приносять нам ані користі, ані шкоди; є і умовно патогенні мікроорганізми – але вони шкодять нам, якщо в нас щось розладжується – і зазвичай не є безпосередньою причиною неприємностей. Але, в цілому, ми з нашим мікробіомом – унікальна, врівноважена та ефективна система, яка чудово пристосована до виживання у нашому далеко не завжди затишному світі.
Чи значить вищесказане, що нам треба переставати митися, слідкувати за собою і що нам негайно варто повернутися до первісно-дикого стану? Звісно ж ні. Випрацювані нами способи догляду за собою сенсовні (при дотриманні міри) і цілком природні – тварини також чистяться, купаються, позбавляються бруду та паразитів. Дотримання необхідних правил гігієни оберігає нас від небажаних та шкідливих зайд та не дає нашим звичайним мешканцям потрапляти не в те місце і не в той час. Тому чистота – критично важлива для нашого здоров’я. Мило або шампунь, звісно, не знищують мікроорганізми (виключаючи спеціальні антибактеріальні або лікувальні засоби). Вони просто змивають мікробів, кліщів та решту живності з нашої шкіри або з нашого волосся (так у бактеріальних культурах виникають легенди про всесвітній потоп). Та й те не всіх: багато організмів, які сховалися під лусочками кератину або у безоднях волосяних фолікулів, вцілівають та продовжують жити і розмножуватися на безкрайніх просторах homo sapiens. І допомагати нашому виду (і собі, звісно) у безжальній боротьбі за виживання.
«Microbiology : an introduction», Gerard J. Tortora, Berdell R. Funke, Christine L. Case; Boston : Pearson, 2019.
«Microbiology demistyfied», Tom Betsy, Jim Keogh; New York : McGraw-Hill, 2005.
«Welcome to the microbiome», Rob DeSalle and Susan L. Perkins; New Haven : Yale University Press, 2015.
«Prescott’s Microbiology», Joanne M. Willey, Linda M. Sherwood, Christopher J. Woolverton; New York : McGraw-Hill, 2017.
«Skin Fungi from Colonization to Infection», Sybren de Hoog, Michel Monod, Tom Dawson, Teun Boekhout, Peter Mayser, Yvonne Graser; in «The Fungal Kingdom»; Washington : ASM Press, 2018.
«Spatial and Environmental Variation of the Human Hair Microbiota», Lauren Brinkac, Thomas H. Clarke, Harinder Singh, Chris Greco, Andres Gomez, Manolito G. Torralba, Bryan Frank & Karen E. Nelson; www.nature.com, 2018.
