Как я уже упоминал, микробиом – это термин, которым мы обозначаем сложный микробный мир, живущий вне наших клеток, но внутри нас (микро означает «маленький, микроскопический», а биом – естественное сообщество флоры, развившееся в большой среде обитания, в данном случае – в человеческом теле). Человеческий геном одинаков почти у каждого, за исключением генов, которые кодируют определенные физические характеристики, факторы риска для определенных болезней и группу крови, а вот население кишечника может быть совсем разным даже у однояйцевых близнецов. Состояние микробиома, как оказывается, играет настолько ключевую роль в человеческом здоровье, что его можно считать даже отдельным органом. Наше самочувствие, как физическое, так и психологическое, может зависеть от состояния микробиома. В 2008 году Национальный институт здравоохранения США в продолжение проекта «Геном человека» запустил программу «Микробиом человека», чтобы составить каталог микроорганизмов, живущих в наших телах, и с каждым годом мы все лучше и лучше понимаем, насколько же важную роль они играют [9].
Мы все больше узнаем о микробиоме благодаря опытам на мышах, модифицированных таким образом, чтобы у них не было кишечных бактерий. Это позволяет ученым изучать эффект от отсутствия микробов или подвергать «безмикробных» мышей воздействию различных штаммов бактерий и отмечать изменения в поведении. У безмикробных лабораторных крыс, например, отмечается повышенная тревожность, хроническое воспаление кишечника или общее воспаление; последнее – фактор риска едва ли не для всех известных заболеваний [10]. Исследования влияния искусственных подсластителей на микробиом, например, одни из многих, которые наконец-то показали, какое влияние эти микробы имеют на нашу физиологию и что может произойти, если их здоровый баланс каким-либо образом нарушить. Кроме того, ученые обнаружили «диабетный отпечаток» – конкретный набор кишечных бактерий, коррелирующих с болезнью. Исследователи уже умеют манипулировать кишечными бактериями у подопытных животных, помогая им лучше контролировать сахар в крови и повышая чувствительность к инсулину (что очень важно для контролирования и даже лечения диабета типа 2). Диабетом страдают более 29 миллионов американцев; это открытие дает нам потрясающие возможности как для профилактики и лечения болезни, так и для борьбы с ее осложнениями, среди которых – серьезные неврологические расстройства вроде повреждения нервов, слепоты и деменции. Почти половина американцев так или иначе подвержены влиянию диабета: у них либо метаболический синдром, либо преддиабетическое состояние.
Еще один пример: в 2015 году в журнале Nature опубликовали исследование о пагубных эффектах, оказываемых пищевыми эмульгаторами на микробиом, по крайней мере, у мышей [11]. Эмульгаторы – это молекулы, действующие как связующие вещества в пищевых продуктах, содержащих ингредиенты, которые обычно не смешиваются, например растительное масло и вода. Они есть в любой переработанной еде, в том числе мороженом, салатных заправках и сливочном сыре. Поищите в списках ингредиентов на упаковках следующие названия: каррагинан, лецитин, полисорбат-80, полиглицеролы, гуаровая камедь, камедь рожкового дерева, карбоксиметилцеллюлоза, ксантановая камедь. Лецитин – это природный эмульгатор, встречающийся в яичных белках и сое; именно он придает майонезу кремовую консистенцию.
Еще эмульгаторы добавляют в продукты, чтобы продлить им срок годности, улучшить текстуру и не дать ингредиентам разделиться. В последние десятилетия значительно увеличилось число людей с метаболическим синдромом и воспалительными заболеваниями кишечника. Метаболический синдром – это сама по себе не болезнь, а, скорее, группа факторов риска, включающая в себя ожирение, диабет 2 типа и сердечно-сосудистые события вроде инфарктов и инсультов. Воспалительные заболевания кишечника – общее название воспалений тонкой и толстой кишки, в частности язвенного колита и болезни Крона. Все эти заболевания связаны с изменениями в кишечном микробиоме и, в свою очередь, влияют на пищеварение.
Ученых уже давно озадачивает растущее число этих болезней; они не могут быть обусловлены генетическими причинами, потому что человеческая генетика за последние десятилетия изменилась незначительно. Эта загадка вдохновила Эндрю Гевирца, профессора биологии в Университете штата Джорджия, на поиск внешних факторов, влияющих на рост заболеваемости. Он и его коллеги использовали для опытов две группы мышей. У одной группы была ненормальная пищеварительная система с предрасположенностью к колиту (воспалению толстой кишки), другая группа была здоровой. Когда больным мышам вместе с водой и пищей давали эмульгаторы, у них развивался хронический колит. У здоровых мышей развивалось слабое воспаление кишечника и метаболическое расстройство, из-за которого они начинали больше есть, у них развивалось ожирение, гипергликемия и резистентность к инсулину.
Эмульгаторы, похоже, нарушают целостность слизистой оболочки, защищающей стенки кишечника, из-за чего бактерии попадают не туда, куда следует, и тело реагирует на это воспалительным процессом. Воспалительный процесс, в свою очередь, нарушает чувство сытости – инстинктивное понимание, что вы уже съели достаточно. Именно это, как считают ученые, заставляло подопытных мышей переедать и толстеть. Планируются исследования на людях с целью узнать, как эмульгаторы влияют на эпидемию ожирения. Кроме того, проводятся опыты, чтобы определить, имеет ли естественный эмульгатор лецитин такой же эффект, как искусственные.
Подобные исследования – только начало. В общем и целом современная наука говорит, что наши кишечные организмы участвуют в самых разнообразных физиологических процессах, в том числе функционировании иммунной системы, воспалениях, гормональных функциях, производстве нейротрансмиттеров и витаминов, пищеварении и усвоении питательных веществ и выводе токсинов. Они диктуют нашему телу чувствовать голод или сытость, а также как распоряжаться углеводами и жирами. От всех этих процессов зависит, разовьются ли у нас такие разнообразные заболевания, как диабет, рак, депрессия и деменция. Микробиом влияет на наше настроение, либидо, обмен веществ, иммунитет, даже восприятие мира и мыслительные процессы. Некоторые новейшие исследования показывают, что болезнь, корнем которой долго считали мозг – депрессия, – на самом деле происходит из кишечника, как и ее родичи: хроническая тревога, бессонница, избыточное беспокойство и обсессивно-компульсивное расстройство (ОКР) [12]. Оказывается, наши чувства в основном контролируются балансом бактерий в кишечнике и их воздействием на мозг через блуждающий нерв, который их соединяет. Не стоит и говорить, что английский фразеологизм «gut feeling» («интуиция», буквально «ощущение в животе») получает совершенно новое значение. Гиппократ намного опередил свое время, сказав много веков назад, что есть непосредственная связь между тем, что вы едите, и тем, как себя чувствуете.
Невидимые микробы воздействуют даже на то, как мы спим, что, в общем-то, неудивительно, учитывая, что и кишечные бактерии, и сон оказывают огромное влияние на наше здоровье [13]. Вот как выглядит эта связь: для сна, особенно глубокого, восстановительного сна, требуются специализированные биологические молекулы под названием цитокины. Новые исследования показывают, что кишечные бактерии стимулируют производство этих химических веществ синхронно с уровнем кортизола. Вы, скорее всего, слышали о кортизоле, главном гормоне стресса в человеческом теле. Уровни этого гормона связаны с нашим циркадным ритмом – изменениями в теле, которые подчиняются примерно 24-часовому циклу, реагируя в основном на свет или темноту окружающей среды. Эти изменения определяют, бодрыми или усталыми мы себя чувствуем. Ниже всего уровень кортизола должен быть ночью, после чего в утренние часы он начинает расти. В общем, цитокины, по сути, подчиняются циркадному циклу, диктуемому кишечными бактериями. Утром, когда уровень кортизола повышается, выработка цитокинов ингибируется – в этот момент происходит смена фаз сна. Нарушение функций кишечных бактерий может оказать значительный негативный эффект на сон и циркадные ритмы.
