Знакомьтесь, ваш микробиом!
Жители XX века были твердо уверены, что микробы – это мельчайшие организмы, невидимые невооруженным глазом, которые переносят разные болезни. Туберкулез, бубонная чума и коклюш, например, вызваны микробами, вернее бактериями. Вы наверняка слышали о золотистом стафилококке и плотоядных бактериях. До появления антибиотиков инфекционные болезни, переносимые бактериями, были основной причиной смерти.
И только пару десятков лет назад мы признали, что многие микроорганизмы очень важны для нашего здоровья и жизнеспособности. В последнее время в центре внимания ученых находятся колонии микробов, известные по общим названием микробиом. Они населяют наши тела внутри и снаружи и, возможно, по количеству превосходят наши собственные клетки. Микробиом человека весит около полутора килограммов – как печень или мозг. Его массовое изучение началось с публикации новаторской работы доктора Джеффри Гордона из Вашингтонского университета в Сент-Луисе. Он доказал, что микробиом кишечника сильно влияет на нашу физиологию и обмен веществ
[36]. Микробиом – это своего рода коммуна, которую населяют более ста триллионов одноцепочечных микробов, в основном бактерий, которые путешествуют по коже, забираясь в рот, нос, кишечник и гениталии. Микробиом кишечника синтезирует витамины, помогает нам переваривать пищу, укрепляет иммунную систему и даже улучшает работу мозга. Возможно, вы не удивитесь, узнав, что образ жизни оказывает определенное влияние на состав кишечной флоры. Поэтому для хорошего здоровья и самочувствия очень важно, что мы едим (углеводы или жиры, мясо или овощи, сахар или искусственные подсластители), сколько тренируемся, как справляемся со стрессом и какие химические соединения нас окружают.
Многие передовые ученые, исследующие микробиом, применяют ультрасовременные геномные методики, чтобы лучше понять, как бактериальные симбионты
[37] влияют на нашу физиологию. Мы еще очень мало знаем о взаимосвязи между питанием, образом жизни, микробами кишечника и здоровьем, и новые открытия в этой области могут поменять правила игры в медицине. У кишечника есть своя нервная система – энтеральная. Она собирает информацию о состоянии желудочно-кишечного тракта и контролирует его работу. На энтеральную нервную систему значительное влияние оказывают малые молекулы, которые производят бактерии кишечника. Это значит, что от них во многом зависит, как мы усваиваем пищу, а также как мы себя чувствуем и ведем.
О микробиоме можно написать много книг, но я остановлюсь лишь на том, как он влияет на вес и ожирение. Недавно ученые сделали несколько потрясающих открытий, которые сильно облегчат борьбу с лишними килограммами. Оказывается, избыточный вес и ожирение гораздо больше зависят от микробиологического профиля кишечника, чем от генетики и даже наличия железной воли (которую вы периодически собираете в кулак, отказываясь от ужина в пользу вечерней пробежки). Наши кишечные бактерии могут изменить механизмы накопления жира, они помогают регулировать уровень глюкозы в крови, влияют на экспрессию генов, связанных с обменом веществ, а также на то, как мы реагируем на гормоны голода и сытости. От них во многом зависит, толстеем мы или худеем и насколько легко нам удается поддерживать форму.
Иными словами, микробиом играет важнейшую роль в энергетическом балансе, разрушая миф о главенстве прихода и расхода калорий. Кишечные бактерии определяют, сколько энергии мы получаем из пищи, как она проходит по желудочно-кишечному тракту и какая ее часть фактически принимается и используется. Если микробиом имеет слишком много видов бактерий, которые активно поглощают калории из пищи, тело будет запасать больше жира и все закончится ожирением. Эту гипотезу подтверждают лабораторные опыты с животными, хотя еще не доказано, что то же самое происходит в организме человека.
Когда ребенок выходит из матки и начинает продвигаться по родовым путям, на него буквально обрушивается лавина микробов, которые тут же заселяют его желудочно-кишечный тракт. Микробиологический профиль малышей, появившихся на свет с помощью гораздо более стерильного кесарева сечения, отличается от профиля тех, кто рождается естественным образом. Однако пока неизвестно, меняет ли микрофлору сам процесс родов, так что эти различия являются лишь ассоциациями.
Недавние исследования показывают, что дети, не получившие щедрой порции полезных бактерий в раннем возрасте, будут иметь бо́льшую предрасположенность к ожирению и диабету, чем их сверстники, у которых формируется более здоровый микробиом. То же самое можно сказать о младенцах на искусственном вскармливании: они недополучают нужную дозу защитных антител и полезных бактерий, которые живут в грудном молоке и на коже матери. Первые признаки связи кишечных бактерий и ожирения появились после сравнения микробиома тучных и худых животных и людей. Оказалось, что они сильно отличаются!
Питер Тернбог, Джеффри Гордон и их коллеги убедительно доказали, что микробиом тесно связан с ожирением
[38]. Сначала они взяли генетически идентичных (однояйцевых) стерильных мышей, чьи кишечники были полностью лишены бактерий. Затем им пересадили микробы из кишечника ожиревших и стройных мышей. Оказалось, что стерильные мыши переняли фенотип ожирения своих доноров. То есть микробиом ожиревших мышей делал их полнее, а микробиом худых позволял им не набрать вес, независимо от питания. Затем Гордон и его коллеги пересадили стерильным мышам микробиом полных и худых людей и получили те же результаты. Количество и типы микробов у тучных и худых особей также различались: микробиом тех, кто страдал ожирением, был гораздо менее разнообразным. Замечательно то, что, когда полных и худых мышей поселили в одной клетке, микробиом худых животных передался полным, и они перестали толстеть. Получается, что в вопросе накопления жира микробиом превосходит и питание, и генетику. Мы также знаем, что определенные типы жиров могут влиять на состав бактерий в кишечнике. От этого зависит развитие воспаления, связанного с ожирением. В 2015 году в журнале Cell Metabolism опубликовали одно интересное исследование. У мышей, которых одиннадцать недель кормили одним салом, появились признаки нарушения обмена веществ. Мыши из второй группы, которые получали то же количество жирных калорий, но из рыбьего жира, остались здоровыми
[79]. Когда лаборанты пересадили бактерии из кишечника мышей, которые питались рыбьим жиром, стерильным мышам, а затем начали кормить их салом, они не пострадали от нездорового воздействия насыщенных жиров. Получается, что потребление различных видов жира привело к формированию разного микробиологического профиля кишечника.
