Питание, упрощающее микробную экосистему
Изменение режима питания относится к числу самых серьезных перемен, произошедших в развитых странах в ХХ столетии. До промышленной революции рацион людей состоял главным образом из неочищенных злаков, клубней, иногда овощей, а также молочных продуктов, полученных от животных травяного откорма, и постного мяса. На раннем этапе промышленной революции (в Англии это 1815 год) годовое потребление рафинированного сахара на душу населения составляло около 6,8 килограмма. В 2000 году этот показатель возрос почти до 70 кг на человека. До промышленной революции большинство людей получали калории из одной или нескольких неочищенных основных культур (на Западе это были пшеница, ячмень и картофель), а к 2000 году американцы получали три четверти энергии из рафинированного сахара и очищенных злаков, растительного масла и молочных продуктов. С эволюционной и биологической точки зрения такой режим питания был беспрецедентным.
На протяжении ХХ столетия потребление растительных масел, содержащих вредные для здоровья жиры, увеличилось в пять раз
[415]. Крупные откормочные хозяйства заняли место пастбищ, а мясо с жировыми прослойками, которое редко бывает у животных травяного откорма, стало стандартом. Пожалуй, соотношение различных жирных кислот в рационе — это даже более важный показатель, чем общее потребление жира. В рационе увеличилась доля жирных кислот омега-6, стимулирующих воспаление, а также насыщенных жиров, которые делают то же самое. При этом сократилась доля противовоспалительных жирных кислот омега-3, которые содержатся в листовой зелени, орехах, а также в мясе животных, потребляющих такую зелень.
Ученые долго связывали подобную структуру питания с повышением распространенности таких болезней цивилизации, как сердечно-сосудистые заболевания, диабет первого типа, определенные виды рака и даже деменция. Однако анализ микробиоты показал, что питание кардинально меняет микробное сообщество человека, а также что сами эти изменения способствуют развитию определенных заболеваний. Оказалось, что микробиота находится в области соприкосновения питания и иммунитета. Иначе говоря, резидентные микробы переводят плохие пищевые привычки в ожирение и сердечно-сосудистые заболевания.
В ходе одного исследования ученые кормили худощавых людей так называемым джанк-фудом
[416] и обратили внимание на то, что у тех сразу же повысилось содержание бактерий типа Firmicutes и сократилось содержание бактерий типа Bacteroides, что примерно соответствовало структуре итальянской микробиоты (в отличие от африканской). Изменившееся микробное сообщество повысило способность участников исследования запасать калории и хранить их в виде жира
[417]. Разумеется, ожирение сопряжено с повышением риска метаболического синдрома (сопровождающегося целым набором симптомов, например резистентностью к инсулину и слабым воспалением), вызывающего предрасположенность к дальнейшим осложнениям, таким как сердечно-сосудистые заболевания и рак.
Многие считали, что воспаление — это симптом, а не причина общего синдрома, однако Патрис Кани и Натали Дельзенне из Лувенского католического университета в Брюсселе пришли к выводу, что на самом деле именно воспаление способствует развитию этого синдрома, а измененная микробиота стимулирует воспаление
[418].
Ученые кормили мышей джанкфудом и обнаружили такое же изменение микробиоты, как у людей. Причем измененное микробное сообщество повысило проницаемость кишечника, а также усилило склонность микробов и продуктов их жизнедеятельности проникать в систему кровообращения. По мере проникновения большего количества бактериальных продуктов в кровоток все сильнее проявлялось слабо выраженное воспаление. Клетки организма не могли реагировать на слабые сигналы гормонов, поэтому становились в итоге нечувствительными к инсулину. Мыши начали переедать и набирать вес. Происходило дальнейшее изменение микробиоты. Воспаление усиливалось. Это цикл подкреплял сам себя. Не в силах успевать за стремительным ростом потребности в инсулине, поджелудочная железа (орган, вырабатывающий этот гормон) в конечном счете отказывала. Теперь мышам можно было официально поставить диагноз «диабет» (речь идет о диабете второго типа, обусловленном образом жизни, а не об аутоиммунном диабете первого типа).
Это была новая модель метаболического синдрома: потребление продуктов, относящихся к категории фастфуда, меняет микробное сообщество, что вызывает системное воспаление, ускоряющее потерю восприимчивости к инсулину, а это, в свою очередь, приводит к перееданию — и цикл продолжается. Для сравнения: у стерильных мышей потребление пищи с высоким содержанием жира не приводило к набору веса и развитию слабовыраженного воспаления. Метаболический синдром возникал только у мышей с микробами, потребляющих жир и сахар в большом количестве. Следовательно, резидентные микробы играют ключевую роль в развитии метаболического синдрома.
Поразительно то, что Кани и Дельзенне смогли разорвать эту цепочку событий, включив в рацион из джанкфуда растительные волокна — олигофруктозу, которую могут переварить только бифидобактерии. Оказалось, что подпитка этих важных бактерий, а также создание условий для того, чтобы они занимали прочные позиции в экосистеме кишечника, сохраняет кишечный барьер в неприкосновенности, предотвращает системное воспаление и пресекает зарождающееся обострение диабета.
Аналогичный подход оказался эффективным и для людей. Пареш Дандона из Университета штата Нью-Йорк в Буффало кормил худощавых мужчин типичным фастфудовским завтраком (яичный маффин, колбаса и два картофельных блинчика) и обнаружил, что у них почти сразу же усиливается системное воспаление
[419]. Однако включение апельсинового сока (который служит пищей для защитных бактерий) в этот рацион смягчало воспаление.
Результаты этих экспериментов позволили сделать вывод: продукты питания могут оказывать влияние на иммунитет, в частности посредством изменения микробиоты. А современный высококалорийный рацион, включающий в себя очищенные продукты, не способствует развитию самых важных обитателей микрофлоры. Потребление фастфуда подобно сбросу сточных вод на коралловый риф: ничем не выделяющиеся виды начинают бурно развиваться, а особые приходят в упадок. Изящная экосистема, сформировавшаяся в процессе эволюции, становится более примитивной. Ученые нашли также сходство между этой ситуацией и смыванием сельскохозяйственных сточных вод в реку Миссисипи. Жидкие отходы с высоким содержанием азота и фосфора каждый год образуют в Мексиканском заливе мертвую зону размером с Нью-Джерси. Парадокс заключается в том, что избыточное количество питательных веществ приводит к образованию пустоши.
