Дом для правильных микробов

Взгляните в окно на дом напротив. Наверняка его стены покрыты прыщами кондиционеров. Без них многие не представляют современное жилище, особенно летом. Так, если в США в 1965 году кондиционеры стояли только в 10% домов, то в наше время ими оснащены уже 85% жилых и 95% офисных зданий. Наличие системы кондиционирования воздуха в офисах привело к тому, что частота респираторных заболеваний выросла вдвое по сравнению с помещениями с естественной вентиляцией.

Респираторные заболевания — самые распространенные в мире. Американские дети болеют ими по 6–8 раз в год. Около 300 млн человек во всем мире страдают от астмы, более 40% жителей развитых стран — от аллергии. Агенты, вызывающие эти недуги, находятся в воздухе закрытых помещений, где люди проводят до 90% времени. При этом взрослый человек прокачивает через легкие 16 тыс. литров воздуха в сутки, ребенок — 3,5 тыс. литров. Возможно ли сделать наши дома настолько безопасными, чтобы пребывание в них не грозило болезнью? Этой проблеме посвящена статья профессора Йельского университета Джордана Печчиа (Jordan Peccia) и его аспирантки Сары Кван (Sarah E. Kwan) [1].

Микробы поджидают человека на пороге жизни: в родовом канале или на коже матери, если младенец появляется на свет с помощью кесарева сечения. Хотя специалисты Медицинского колледжа в Хьюстоне полагают, что судьбоносная встреча происходит гораздо раньше. Исследователи собрали в стерильных условиях 320 образцов плаценты и обнаружили существование уникального плацентарного микробиома, состоящего из непатогенных представителей фил Firmicutes, Tenericutes, Proteobacteria, Bacteroidetes и Fusobacteria. По видовому составу это сообщество более всего напоминает микробиом полости рта [2].

Затем ребенок получает микробы с кожи матери, из ее молока, из воздуха, с поверхности кроватки и игрушек, от домашних животных и т. д. Потом он идет в детский сад и школу и вступает в контакт с большим количеством людей, которые стряхивают свои микробы в воздух и оттуда же их получают. Большая часть бактерий в помещении попадает туда главным образом с кожи людей, а также через систему вентиляции и с шерсти домашних животных.

Профессор Печчиа подчеркивает, что условия в современных домах благоприятны для снижения микробного разнообразия. Кондиционеры, например, создают уникальную среду обитания, прохладную и влажную, причем влага чередуется с сухостью. Такие условия понравятся далеко не всем, но те микроорганизмы, которые хорошо себя чувствуют в такой обстановке, расселяются по всему помещению. Они оседают в пыли, на поверхности стен и потолка, как правило, их концентрация в доме больше, чем на улице, особенно если здание плохо проветривается.

Дело даже не в том, что в пыли и вентиляционных системах нашли приют патогенные и условно-патогенные бактерии, хотя и такое нередко случается. Развитию многих заболеваний способствует малое разнообразие человеческого микробиома — следствие низкого бактериального разнообразия в городских помещениях. Так, согласно большому количеству наблюдений, заболевание астмой связано с факторами среды. Дети, которые растут на фермах, значительно реже страдают от этого недуга, чем горожане. От астмы защищают представители Bacteroidetes и Firmicutes, которые в изобилии присутствуют в кишечнике сельских жителей.

Канадские ученые провели длительное исследование, в ходе которого обнаружили, что дети, которые с высокой вероятностью рискуют заболеть астмой, в первые три месяца жизни испытывают кишечный дисбиоз [3]. В этот критический период кишечник младенца должны заселить представители трех родов Firmicutes: Veillonella, Lachnospira и Faecalibacterium. В годовалом возрасте у детей на основе аллергической кожной пробы и обследования дыхательных путей оценивали вероятность заболеть астмой. В группе риска оказались дети с пониженной численностью Firmicutes. По-видимому, важную роль в защите от астмы играют продукты метаболизма этих бактерий, например короткоцепочечные жирные кислоты.

Если эти микроорганизмы ввести в кишечник безмикробных мышей, их потомки, получившие необходимые бактерии в начале жизни, реже страдают заболеваниями, которые передаются воздушным путем. Микробное кишечное сообщество детей из группы риска такого влияния на мышей не оказывает.

Итак, микробы, с которыми мы контактируем в помещении, недостаточно разнообразны, поэтому люди страдают респираторными заболеваниями. Как изменить ситуацию?

Можно, к примеру, завести собаку или кошку. Наличие домашних животных увеличивает видовое разнообразие бактерий и грибов в домашней пыли и в воздухе. При совместном проживании человек и его питомцы обмениваются микробами. В одном исследовании мышам в корм подмешивали пыль из домов, где живут собаки, и такая добавка укрепляла иммунную защиту грызунов от аллергических заболеваний. Возможно, содержание собак в городских условиях может стать эрзацем проживания на ферме.

Специалисты рекомендуют следить за влажностью в помещении. При высокой относительной влажности (более 75%) в пыли, на полу, предметах обстановки, керамических материалах, гипсе и дереве хорошо растут грибы. Если влажность еще выше, то обстановка становится благоприятной для бактерий. Согласно некоторым исследованиям, высокая влажность в доме ослабляет здоровье, но этот вопрос еще ждет детального исследования.

Исследования домашней микрофлоры показали, что микробы в воздухе умеренно заполненных помещений, таких как школьные классы, в основном «варятся в собственном соку»: поднимаются с пола и стен, клубятся, оседают. Только небольшая их часть поступает извне или покидает помещение. Очень полезно хорошенько проветривать помещения. Между здоровьем и интенсивностью проветривания существует несомненная связь [4].

Вентиляция офиса с интенсивностью 25 л/с на человека позволяет снизить распространенность синдрома «больного здания». Этот синдром включает различные недуги, которым подвержены обитатели помещений с искусственной вентиляцией: инфекции, передающиеся воздушно-капельным путем, аллергию на клещей домашней пыли и споры грибов, раздражения кожи и слизистых оболочек, головную боль, усталость и нарушение внимания.

При менее интенсивном проветривании начинаются жалобы на воспаление, респираторные инфекции и симптомы астмы, сотрудники чаще берут больничные. По данным другого исследования, риск аллергии у детей в северном климате можно снизить, если за час в помещении меняется более половины объема воздуха. Строители и проектировщики зданий должны обеспечить активную вентиляцию помещений внешним воздухом, однако следует иметь в виду, что снаружи воздух может быть загрязнен больше, чем в помещении.

Чтобы спроектировать и построить здание, в котором микробы не застаиваются, нужно проделать огромную предварительную работу. Придется еще раз тщательно проработать вопрос о том, какие факторы влияют на состав микроорганизмов в помещении: откуда они там берутся, где оседают, как циркулируют по зданию, как покидают помещение.

Необходимо также провести полную перепись домашней микрофлоры, оценить влияние каждого таксона на все остальные и действие различных микробных композиций на здоровье человека. Это огромная работа. Завершив ее, исследователи возьмутся за создание модели роста и распада микробного сообщества, наилучшим образом приспособленной к реальной ситуации.

Исследования домашней микрофлоры идут уже давно, существует даже специальный научный журнал Indoor Air — «Воздух в помещении», которому недавно исполнилось 20 лет. Видимо, много публикаций на эту тему появится в ближайшие годы. Но пока специалисты не в состоянии спроектировать дом, который обеспечит состав микрофлоры, безопасный для его обитателей.