Эксперимент Тернбау заставил полностью пересмотреть проблему человеческого питания. Содержание калорий в пище обычно подсчитывается на основе стандартных таблиц преобразования, где каждому грамму углеводов соответствует 4 калории, каждому грамму жира – 9 калорий и так далее. Ярлыки на упаковках продуктов представляют их пищевую ценность как некую постоянную величину. Например, мы можем прочитать, что в йогурте содержится 137 калорий, а в ломтике хлеба – 69 калорий. Однако Питер Тернбау показал, что не все так просто. Может быть, йогурт действительно содержит 137 калорий для человека с нормальным весом, но ведь он может содержать 140 калорий для человека с лишним весом и для человека, имеющего другой набор кишечных микробов. Казалось бы, разница незначительная, но со временем и она сказывается на фигуре.
Если ваши микробы трудятся с вами заодно, извлекая энергию из пищи, значит, количество калорий, которое вы усвоите из съеденного, определяет именно ваше микробное сообщество, а не стандартная таблица преобразования. Вероятно, это и объясняет неудачи тех людей, которые соблюдали разные диеты, но так и не смогли похудеть. Казалось бы, тщательно продуманная диета, основанная на строгом подсчете калорий в рекомендуемых порциях, должна неизменно приводить к желаемому результату – ежедневному «недобору» точного количества калорий в течение продолжительного периода и, следовательно, к потере лишних килограммов. Однако если «входящие калории» оцениваются неверно, если в действительности их поступает больше, то вес в итоге не меняется, а может быть, даже увеличивается. Эта идея нашла подтверждение и в другом эксперименте. Его провел в 2011 году Рейнер Джампертс из Национального института здравоохранения в Финиксе (Аризона). Джампертс составил для группы добровольцев диету с фиксированным содержанием калорий, а потом измерял количество калорий, остававшихся в их стуле по окончании пищеварительного процесса. У худых добровольцев, перешедших на высококалорийную диету, произошел резкий рост числа фирмикутов по сравнению с числом бактероидов. Эта перемена в составе кишечной микрофлоры сопровождалось значительным уменьшением количества калорий, выводимых из организма со стулом. После того как микробный баланс нарушился, люди начали усваивать по 150 лишних калорий в день, хотя рацион и количество пищи оставались неизменными.
Наша способность усваивать энергию из еды зависит от набора микробов. После того как в тонкой кишке съеденная пища максимально переваривается и усваивается, остатки перемещаются в толстую кишку, где и живет большая часть микробов. Здесь у них кипит работа, совсем как на заводе или фабрике, с разделением труда: каждый вид принимается за свои любимые молекулы и извлекает из них все, что может. Прочее остается в достаточно простой форме, и кое-что мы еще усваиваем через клетки, выстилающие стенки толстой кишки. Например, один штамм бактерий обладает генами, необходимыми для расщепления аминокислотных молекул, поступающих из мяса. Другой штамм лучше всего справляется с расщеплением длинноцепочечных углеводных молекул, которые содержатся в зеленых овощах. А у третьего лучше всего получается подбирать молекулы сахара, которые не успели усвоиться в тонкой кишке. От выбранной нами диеты зависит состав живущих внутри нас микробных штаммов. Так, в организме вегетарианца, скорее всего, окажется не слишком много бактерий из группы, специализирующейся на аминокислотах, потому что для успешного размножения им необходимо регулярное поступление мяса.
Бекхед предположил, что количество энергии, извлекаемой нами из пищи, зависит от задачи, которую привыкла выполнять наша микробная фабрика. Если вегетарианец вдруг решит нарушить привычный пост и отведать жаркое из кабана, то, скорее всего, у него в кишечнике просто не окажется достаточного количества микробов, любящих аминокислоты, чтобы извлечь из мяса наибольшую пользу. Зато у заядлого мясоеда нужные микробы имеются в изрядном количестве, поэтому он усвоит из съеденного жаркого больше калорий, чем вегетарианец. То же относится и к прочим питательным веществам. У человека, потребляющего мало жирной пищи, окажется очень мало микробов, специализирующихся на жирах, и если он, против обыкновения, вдруг съест пончик или шоколад, то эта случайная пища пройдет по его толстой кишке практически незамеченной, то есть содержащиеся в ней лишние калории не будут усвоены организмом. А вот у того, кто привык каждый день баловать себя сдобной выпечкой, имеется большая популяция охочих до жира бактерий, которые с нетерпением ждут очередного пончика, чтобы разложить его на первоэлементы и заодно обеспечить лакомку солидной дозой калорий.
Бесспорно, количество калорий, которые мы усваиваем из пищи, имеет большое значение, однако дело не только в количестве энергии, которое добывают для нас наши микробы, но и – что гораздо важнее – в том, как именно они заставляют организм распорядиться этой энергией. Используем ли мы ее сразу для управления мышцами и внутренними органами? Или же запасаем впрок – на случай, если нечего будет есть? Какую из этих стратегий выбирает организм, зависит от наших генов. Но дело тут не в особых вариантах генов, унаследованных от родителей, а в том, какие именно гены «включаются» или «выключаются», какие будут «вызваны на работу», а какие до поры продолжат «отдыхать».
Наш организм сам «включает» и «выключает» гены, «вызывает» их на работу и «отправляет в отпуск», используя всевозможных химических посредников. Вот почему, например, клетки, из которых состоят наши глаза, выполняют совсем иные задачи, нежели клетки, образующие печень. А клетки мозга функционируют днем, пока мы заняты разной работой, совсем иначе, чем ночью, когда мы крепко спим. Однако наш организм – не единственный, кто распоряжается нашими генетическими данными. Микробы внутри нас тоже имеют право голоса и контролируют некоторые из наших генов, приспосабливая их под свои нужды.
Представители микрофлоры могут увеличить производство энергии, активизировав те гены, которые способствуют ее накоплению в наших жировых клетках. Почему бы и нет? Ведь микрофлора процветает благодаря тому, что живет внутри человека, который помогает ей благополучно пережить голодные времена. «Жирная микрофлора» подстегивает эти гены, заставляя организм запасать лишнюю энергию из пищи в виде жировых отложений. Как ни досадно это для тех, кто хочет сохранить желаемый вес, такие манипуляции с контролем над генами в целом выгодны нам: это помогает извлекать максимальную пользу из пищи и откладывать лишнюю энергию про запас, «на черный день». В прошлом, когда в жизни людей чередовались периоды сытости и голода, такие запасы нередко спасали им жизнь.
Таким образом, вопрос о «входящих калориях» касается не только продуктов, которые мы отправляем в рот. Необходимо учитывать, сколько энергии усваивается в кишечнике, в том числе с помощью микробов. Вопрос об «исходящих калориях» тоже очень сложен: он не исчерпывается тем, сколько энергии мы тратим на физическую активность. Нужно представлять себе, как именно наш организм распоряжается энергией: откладывает про запас или сразу сжигает. Один человек усваивает и запасает больше энергии, чем другой, в зависимости от поведения своих микробов, однако возникает новый вопрос: почему у людей, усваивающих больше энергии и запасающих больше жира, насыщение не наступает раньше? Если они уже усвоили достаточно калорий и запасли впрок нужный объем жира, почему они не останавливаются вовремя и продолжают есть?
