Бифидобактерии: не каждая из них — полезная бактерия

Попросите кого-нибудь назвать бактерию — и услышите «кишечная палочка», «сальмонелла» или что-то с этикетки на курице. Почти никто не назовёт ту, которая приходит к человеку первой. У ребёнка на грудном вскармливании уже в первые дни жизни род Bifidobacterium — бифидобактерии — заселяет толстую кишку так плотно, что на него может приходиться больше 90 % всех живущих там бактерий ¹.

Тут стоит остановиться. Один род, один орган, один короткий отрезок жизни — и такая доля, какой не достигает ни один другой кишечный микроб. Поэтому давайте спокойно, без восторгов и без страха, разберём его так, как разбирают лекарство: что это, где живёт, что по данным исследований делает для нас и — то, что обычно выпадает из рекламы, — что делает против нас.

Что это такое

Bifidobacterium — род, то есть семья родственных видов. Это грамположительные бактерии (с толстой клеточной стенкой), анаэробные (живут без воздуха), с раздвоенной, «бифидной» формой клетки. Сахара они сбраживают по своему особому пути — его так и называют бифидным шунтом — в ацетат и лактат, то есть в уксусную и молочную кислоту: примерно полторы молекулы ацетата и одна молекула лактата на каждую молекулу глюкозы. Живут в основном в кишечнике млекопитающих и других животных: группа B. asteroides характерна для насекомых, группа B. pullorum — для птиц ¹².

Два слова в этом описании работают за всё остальное. Анаэробные — воздух им мешает. Поэтому они хорошо чувствуют себя в глубине толстой кишки, и поэтому сохранить их живыми вне тела — задача для производства, а не для лозунга на упаковке. Бифидные — имя от латинского bifidus, «раздвоенный». Именно раздвоенная форма клеток, которые Тиссье в 1900 году нашёл в стуле грудных детей, дала им первое имя — Bacillus bifidus ¹.

Где живёт

Толстая кишка — главный адрес. Но не единственный. Бифидобактерий находят в самых разных местах, прямо или косвенно связанных с кишечником животных: в толстой кишке человека, во рту человека, в кишечнике насекомых, даже в сточных водах ². Про рот запомните — мы к нему вернёмся, потому что именно там род перестаёт быть безоговорочно дружелюбным.

Что делает для нас

Три механизма, и у каждого есть исследование за спиной.

Ест то, что мы не можем. Олигосахариды грудного молока — третий по количеству твёрдый компонент молока, и новорождённый не усваивает их как питание совсем ³. Это не еда для ребёнка. Это еда для микроба, и мать всё равно её производит. У бифидобактерий — прежде всего у Bifidobacterium longum subsp. infantis — есть ферменты, чтобы эти сахара разобрать; поэтому грудное молоко создаёт среду, где этот род процветает, а его конкуренты остаются ни с чем ⁴. Эволюция не положила бы в молоко неперевариваемый сахар случайно.

Делает ацетат, а ацетат защищает стенку кишки. Это самый чистый результат по механизму во всей области. Фукуда с коллегами работали с гнотобиотическими мышами — выращенными без единого микроба, чтобы подселять им бактерии по одной, — и с моделью смертельной инфекции кишечной палочкой E. coli O157:H7, той самой, что вызывает кровавый понос. Они показали, что некоторые штаммы бифидобактерий защищают животных от смерти, что защита идёт вместе с ростом выработки ацетата и что переход шига-токсина — яда этой палочки — из просвета кишки в кровь при этом подавляется ⁵. Оговорка вслух: мыши, один возбудитель, конкретные штаммы. Это показывает, что механизм может работать. Это не показывает, что ваш йогурт так делает.

Разговаривает с иммунитетом через свои метаболиты. Когда B. infantis растёт на олигосахаридах грудного молока, а не на простой лактозе, она производит заметно больше индол-3-молочной кислоты — производного триптофана. В концентрации 1–10 мМ это вещество гасило в культуре макрофагов (иммунных клеток-«уборщиков») воспалительный сигнал NF-κB, который запускает ЛПС — обломок оболочки вредных бактерий, — и снижало в культуре клеток кишечной выстилки выброс интерлейкина-8, одного из веществ тревоги, которым клетки зовут воспаление ⁶. Снова — клетки в пробирке, не люди. Но здесь названа молекула, а это больше, чем может предъявить большинство заявлений о «поддержке иммунитета».

Что делает против нас

Вот здесь честная энциклопедия расходится с этикеткой.

Один вид вызывает кариес. Bifidobacterium dentium выделен из кариозных зубов, и расшифровка его генома Bd1 — одна кольцевая хромосома длиной 2 636 368 «букв» ДНК (пар оснований) с 2 143 предсказанными генами (открытыми рамками считывания) — показала приспособления ровно к такой жизни: устойчивость к кислоте, прилипание к тканям, переработка веществ из человеческой слюны ⁹. Фразу самих авторов о том, что показывают их данные, стоит передать по смыслу: граница между мирным жильцом и оппортунистом очень узкая.

Пробиотические штаммы могут попасть в кровь. У трёх глубоко недоношенных детей с очень низким весом при рождении, получавших пробиотик с живой B. longum, развилась бактериемия — то есть эта бактерия оказалась у них в крови, — и три разных метода анализа (биохимический, масс-спектрометрический и молекулярный) показали: бактерия из крови и штамм из капсулы — одно и то же ¹¹. Это не гипотетический риск, штамм отследили. Как часто? В одном отделении реанимации новорождённых, где пробиотики из нескольких штаммов применяют больше десяти лет, среди 2 109 детей бактерия из препарата попала в кровь у 12 — это 0,6 % — и ни одна смерть с этим не связана ¹⁰. Риск маленький, реальный и ограниченный хрупкой группой. Для здорового взрослого это не повод выбрасывать йогурт — это повод не давать пробиотик недоношенному ребёнку без врача.

Польза куда менее общая, чем реклама. Исследование PiPS разделило случайным образом 1 315 глубоко недоношенных детей на две группы: одним давали B. breve BBG‑001, другим плацебо — пустышку ⁷. Некротический энтероколит — тяжёлое воспаление кишечника недоношенных, при котором стенка кишки отмирает, — случился у 9 % детей в группе пробиотика и у 10 % в группе плацебо, то есть разницы, по сути, нет (скорректированное отношение рисков 0,93); по сепсису и смертности значимой разницы тоже не было ⁷. А когда 51 такое же исследование, где детей делили на группы случайно, — всего 11 231 недоношенный ребёнок — разобрали штамм за штаммом, а не свалили в одну кучу, только 3 из 25 изученных пробиотических схем значимо снижали смертность ⁸. Если сложить все штаммы в один график, род выглядит лучше, чем он есть. Если разобрать — нет.

Имя старое и новое

Род — Bifidobacterium Orla-Jensen 1924; его типовой вид, Bifidobacterium bifidum, впервые описал Тиссье в 1900 году, а Орла-Йенсен перенёс его в новый род ¹⁴. Само имя рода с тех пор не менялось.

Изменился адрес этажом выше. Тип, который десятилетиями печатали как Actinobacteria, в 2021 году был официально опубликован под именем Actinomycetota — тогда формальные имена получили сразу 42 типа прокариот ¹³, — и именно Actinomycetota сейчас показывает для Bifidobacterium база NCBI Taxonomy. Внутри рода классификация тоже сдвинулась: филогеномные методы по полному геному применяли, чтобы пересмотреть систематику бифидобактерий и найти явные ошибки, сделанные старыми методами по одному маркеру ¹². Если в старом учебнике эту бактерию относят к Actinobacteria, учебник не ошибается в биологии — только в нынешнем имени.

Что запомнить

Bifidobacterium — самый наглядный в микробиоме человека случай коэволюции, то есть взаимной подгонки двух видов: мать делает сахар, который сама не использует, для микроба, которого её ребёнок ещё не встретил. Это твёрдо. Не твёрдо другое — прыжок от «этот род важен» к «этот продукт работает». Потому что польза в исследованиях принадлежит конкретным штаммам у конкретных людей в конкретных дозах. Род — это семья; штамм — один её член с именем, и тот, что помог одной группе, — не тот, которого проверяли на другой. Когда на этикетке стоит имя рода, а не штамма, вам рассказывают о чужой биологии, а не о собственном результате.