Но к очень старым людям эти данные не относятся, потому что в определенном возрасте разнообразие микробов начинает увеличиваться. Микробиомы долгожителей (старше 100 лет) и микробиомы молодежи главным образом заселяют полезные фирмикуты и бактероиды (о них мы поговорим подробнее в следующем разделе этой главы). Так как супердолгожителей в мире очень мало, об этой прослойке населения сложно получить исчерпывающие данные: всего 1 из 70 000 человек доживает до 105 лет. Но исходя из той информации, которую все же удалось получить, люди в этом возрасте тоже обладают крайне разнообразным и полезным микробным миром (Akkermansia, Bifidobacterium и Christensenellaceae). Теперь мы видим, что микробиом кишечника не находится в линейной зависимости от возраста: мы предполагали, что состояние организма ухудшается по «нисходящей спирали», но в действительности после семи десятилетий жизни траектория «здоровья» усложняется. Так как сегодня большая часть населения живет намного дольше 65 лет, у исследователей появляется все больше возможностей изучить изменения, которые происходят с микробиомом в глубокой старости, и понять, как нужно заботиться о микробах до наступления пенсии, чтобы обеспечить себе долгую и здоровую жизнь.
Кишечник: учебное пособие для начинающих
Говоря о кишечнике, нужно рассматривать всю длину желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) – он представляет собой полую трубку, которая тянется от рта до анального отверстия. Желудочно-кишечный тракт разделен на несколько секций, таких как желудок, тонкий кишечник, толстый кишечник и прямая кишка. Хотя эти органы располагаются внутри тела, технически их содержимое находится снаружи. Стенки кишечника, как и кожа, служат барьером, который отделяет наш организм от окружающей среды, и выполняют функцию наружного покрова. Просто этот покров находится внутри тела. Как и кожа, кишечник является важнейшей проницаемой мембраной, через которую тело взаимодействует с окружающей средой, в том числе и с микробами.
Представьте микробиом кишечника как экосистему: множество различных видов микроорганизмов сосуществуют друг с другом в гармонии и прямо или косвенно влияют на жизни друг друга. У этой экосистемы есть своя особенность: чем глубже она погружается в кишечник, тем меньше в ней кислорода (в толстом кишечнике, например, кислорода нет вообще). Здесь доминируют анаэробные бактерии, особенно много их в прямой кишке – там они составляют 99 % бактериального населения. Микробы, которые отчасти могут переносить кислород (их называют факультативные анаэробы), обитают в больших количествах в верхних отделах кишечника. Как и в любой развитой экосистеме, для ее нормального функционирования требуется большое разнообразие видов.
Мы убедимся, что в разных отделах ЖКТ создается собственная, отличная от другой атмосфера, в которой проживают разные микроорганизмы. Как мы узнали из главы 6, в желудке (примыкающем к кишечнику органе с очень кислой средой, небольшим количеством кислорода, который попадает в него вместе с пищей) обитает совсем не много микробов (примерно от 103 до 104 бактерий на грамм). Ниже него располагается тонкий кишечник, в котором еще меньше кислорода, а уровень рН более приемлем для жизни микробов. Тонкий кишечник делится на три части: двенадцатиперстная кишка, тощая кишка и подвздошная кишка. В тощей кишке проживают от 105 до 106, а в подвздошной кишке – от 108 до 109 микробов на грамм. В толстой кишке содержится 1011 бактерий на грамм содержимого кишки. Наконец, мы достигли завершающего отрезка ЖКТ, где обитает самое большое число бактерий в теле, в том числе на его поверхности. В толстом кишечнике обитает примерно 10 трлн бактерий. В толстой кишке нет кислорода и поддерживается нормальный уровень рН. Такая беспрецедентная концентрация микробов в конце пищеварительного пути объясняет тот факт, что фекалии человека на 30 % состоят из микроорганизмов. В одном грамме кала содержится более 100 млрд микробов – это в десять раз больше, чем людей на нашей планете. Все микроскопические обитатели кишечника, вместе взятые, весят от 1 до 2,3 кг – примерно столько же весит человеческий мозг.
Принимая во внимание огромную численность микробов кишечника и разнообразные функции микробиоты, некоторые ученые считают микробиом кишечника своего рода новым органом.
Откуда у нас в кишечнике миллиарды микробов? В момент рождения мы получаем первый и самый главный подарок от матери: огромную дозу вагинальных и фекальных микробов. Да, в список самых главных желаний ко дню рождения обычно такое не заносят. Тем не менее этот микробный подарок защищает здоровье в младенчестве и закладывает фундамент кишечного микробиома и его функций. Если вам интересно узнать больше о функциях микробов в первые годы жизни ребенка, об их влиянии на состояние здоровья и развитие заболеваний, то прочтите книгу Бретта и Мари-Клэр Арриеты «Микробы? Мама, без паники, или Как сформировать ребенку крепкий иммунитет» (М.: Эксмо, 2018). Молодые родители знают, насколько сильно благополучие малыша зависит от здоровья пищеварительной системы – у них даже есть возможность увидеть воочию, как выглядит «здоровый» микробиом кишечника. Помните подгузники малыша после того, как вы начали вводить в его рацион твердую пищу? Изменения в типе питания приводят к перестройке микробиома кишечника.
В первые годы жизни мы подвергаемся воздействию множества разных бактерий, которые могут стать частью микробиома кишечника. Во взрослой жизни наш организм становится домом для бактерий, вирусов, грибов (дрожжей) и простейших. Микробная композиция остается сравнительно стабильной большую часть взрослой жизни, но только если вы не совершите что-нибудь экстремальное в сознательном возрасте, например станете веганом или переедете в другую страну. Подробнее об этом позже. Экосистема кишечника не обладает иммунитетом к переменам, поэтому новые условия могут так же сильно повлиять на микробную композицию кишечника, как переход на твердую пищу в раннем детстве. Как мы уже убедились ранее, антибиотики способны разнести наш микробиом с силой ядерной бомбы, потому что они истребляют все микроорганизмы без исключения. Мы атакуем не только ту бактерию, которая причиняет нам страдания, но попутно с ней уничтожаем огромное количество безвредных, дружелюбных созданий. Продолжая аналогию с ядерным взрывом, можно сказать, что его последствия ощущаются еще очень долго: по результатам последних исследований, воздействие курса антибиотиков на микробиом продолжается еще как минимум год после завершения лечения. По некоторым данным, изменения в микробиоме сохраняются до четырех лет.
Микробное поселение в кишечнике
Почему так важно обеспечить защитой микробное поселение у себя в кишечнике? Для начала важно запомнить, что без микробов нам было бы просто тяжело жить, потому что микробиота участвует в расщеплении и переваривании пищи. Большую часть потребляемой нами пищи мы никак не смогли бы усвоить без помощи микробов. Особенно это касается сложных сахаров растительного происхождения – полисахаридов из злаков, бобовых, овощей, фруктов и других растительных источников. Микробы превращают их в короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК), которые служат одновременно источником энергии для клеток кишечника и важнейшими сигнальными молекулами. Подробнее мы поговорим об этой функции позже. Полезных свойств КЦЖК – микробных продуктов – очень много. Они помогают предотвратить ожирение и уменьшить резистентность к инсулину, упрочить кишечный барьер, дают энергию другим микробам, снимают воспаление, подают сигналы для укрепления и развития иммунной системы. Усилить производство КЦЖК можно с помощью изменений рациона. Диета с повышенным содержанием пищевых волокон, небольшим количеством жиров и минимальным количеством мясной пищи способствует появлению новых полезных микроорганизмов и производству большего объема КЦЖК. Неудивительно, что короткоцепочечные жирные кислоты помогают улучшить общее состояние здоровья и продлить годы жизни (подробнее о MIND-диете в главе 3).
