ИНФЕКЦИИ ОТ ДЖАНКФУДА
Чтобы разобраться, сами ли микробы заставляют нас толстеть или же они только следствие плохого питания и излишнего жира, понадобился ряд умных экспериментов. К счастью, на помощь вновь пришли близнецы и стерильные мыши. Из местного реестра близнецов лаборатория Джеффа Гордона в Сент-Луисе выбрала четыре пары американок в возрасте от 20 до 30 лет (одна однояйцевая и три двуяйцевые пары) «с несходными признаками ожирения» (то есть одна девушка страдала ожирением, а другая нет). Как и ожидалось, кишечная микробиота у близнецов различалась: у худой сестры в каждой паре наблюдался более богатый и здоровый набор микроорганизмов при стандартно высоких показателях бифидобактерий и лактобацилл, а у толстой сестры — меньшее разнообразие бактерий и признаки воспаления. Затем пробы стула восьми близнецов были введены случайным образом (худой/толстый близнец) стерильным мышам, чтобы посмотреть, к чему это приведет. Были получены удивительно наглядные результаты: вес мышей, которым вводились пробы толстых близнецов, быстро увеличился на 16%, в том числе за счет накопления внутреннего (висцерального) жира, приводящего к воспалению. Это четко доказывало, что ассоциированные с жиром микробы действительно токсичны и могут передаваться подобно инфекциям24. Эти токсичные микроорганизмы, вероятно, начинают быстро размножаться и создавать проблему, если в микробном сообществе есть дисбаланс, другие микробы подавлены или в целом кишечная микробиота недостаточно разнообразна.
В другом эксперименте стерильные мыши после стерильного рождения путем кесарева сечения росли в изолированных клетках, в полном уединении. Чтобы проверить, могут ли мыши заставить друг друга худеть или толстеть, обмениваясь микробами, исследователи подселили к ним «сокамерника». Мыши, как многие грызуны, в природе поедают собственный помет, но порой не брезгуют и чужими испражнениями, обмениваясь таким образом полезными микробами. То, что выяснили ученые, удивило их донельзя.
Худая мышь не стала набирать вес, получив микробы своей толстой соседки. Наоборот, мышь с токсичными микробами оказалась полностью защищена от ожирения и воспаления после поступления микробов (особенно разновидностей Bacteroidetes) худой мыши в ее кишечник. Другой важный результат заключался в том, что эта полезная для здоровья передача микробов блокировалась и мыши по-прежнему набирали жир, если получали жирную и бедную клетчаткой пищу. Напротив, здоровая диета с низким содержанием жира и большим количеством растительной пищи способствовала передаче полезных микробов, предположительно затрудняя рост первичных микробов ожирения.
Мы осуществили сходный эксперимент в ходе проекта с участием близнецов, пересадив стерильным мышам микробы, ассоциирующиеся с худобой. Эти малоизвестные микробы Christensenella препятствовали развитию ожирения мышей на высокожировой диете25. Люди, у которых есть эти микробы, по видимости, защищены от ожирения. К несчастью, правда, у многих они отсутствуют.
Подобный феномен токсичной микробной инфекции способен объяснить многие результаты наблюдений за людьми. К примеру, почему толстые матери, даже и не склонные переедать, рождают еще более полных малышей (которые, если вы помните, во многом сходны со стерильными мышами). Изменение рациона беременных в потенциале может нарушить этот порочный круг. Согласно данным, которыми мы располагаем на сегодняшний день, худые от природы люди или те, кто сидит на богатой клетчаткой диете, относительно защищены от вредных эффектов жирного или джанкфудовского рациона. Мы точно не знаем, почему это так, но возможно, дело в микробах, которые производят больше полезных короткоцепочечных жирных кислот типа бутирата, благотворно влияющих на регуляторные Т-клетки и подавляющих воспаление. Но в конечном счете даже эти защитные системы дадут сбой, если целыми днями питаться жирной и сладкой тяжелой пищей и не потреблять клетчатки.
КИТАЙСКАЯ КАШКА-МАЛАШКА И МИКРОБ — БЕЗЖАЛОСТНЫЙ УБИЙЦА
Китаец Ву, проживающий в провинции Шаньси, всегда был крупнее своих одноклассников. Когда ему исполнилось восемнадцать, он весил 120 кг, а к 29 годам дошел до 175 кг и впечатляющего ИМТ 59 кг/м2. При росте 172 см он напоминал бочонок на ножках. Ву не только не принимал никаких лекарств, но и не имел никаких проблем со здоровьем вроде диабета, повышенного давления и холестерина, плохих анализов печени и повышенного уровня маркеров воспаления. В общем, полная чепуха. Он не курил, выпивал лишь изредка. Будучи любителем лапши и жирного мяса, он съедал больше, чем среднестатистический китаец его возрастной группы, но все же не столько, чтобы так сильно растолстеть. Его направили к профессору Липиню Чжао из Шанхая, специалисту по ожирению и микробам. Подозревая, что случай Ву особый, и проведя обычные тесты, чтобы исключить прочие заболевания, профессор решил изучить его кишечную микробиоту.
Анализ ДНК пробы стула выявил доминирование типа Enterobacter. Как правило, эта бактерия в небольших количествах безвредна для здоровых людей, но в случае Ву она повела себя как безжалостный убийца, производя в громадных количествах специфический эндотоксин (B29), который атаковал стенки клеток других кишечных бактерий. Вторгшийся захватчик уничтожил большую часть дружественных себе видов, одновременно рассылая по всему организму послания — сигналы агрессивного воспаления.
Профессор Чжао предписал Ву особую диету. Он должен был потреблять примерно две трети от своей нормы калорий — 1500 калорий в день, 70% в виде углеводов, 17% в виде белков и 13% в виде жиров. Его рацион включал смесь двенадцати цельнозерновых продуктов, традиционные китайские лечебные продукты питания, а также пробиотики, способствующие росту полезных микробов (так называемая диета WTP). Поразительно, но такой режим питания дал быстрый эффект.
Ву сбросил 30 кг через 9 недель и еще 51 кг через 4 месяца. Изменения в весе отразились и на составе крови, который вернулся к норме, как и кровяное давление. Через 9 недель на кашеобразном рационе доля доминирующей популяции Enterobacter и ее токсинов снизилась с 30% до менее чем 2%, а через 6 месяцев их вообще нельзя было обнаружить. Кроме того, существенно снизилось воспаление. Когда токсичные микробы исчезли, Ву заметил, что ослабло и постоянное чувство голода26.
Однако в случае с Ву снова сложно разделить причину и следствие. Может, само по себе состояние ожирения ослабило иммунную систему, допустив преобладание и странное поведение определенного вида микроба и его токсинов? А может, это сам микроб спровоцировал ожирение? Профессор Чжао разработал хитроумный план по пересадке энтеробактерий Ву в кишечник стерильных мышей. Итак, как мы уже видели, мыши, лишенные кишечной микробиоты, не набирают вес, даже если перекармливать их жирной пищей27, 28. Но если таких мышей сажали на рацион, богатый жирами и бедный клетчаткой, и вводили этот конкретный вид бактерии, мыши сильно и очень быстро толстели.
В первые несколько дней все мыши теряли в весе — это был побочный эффект воспалительного токсина B29, произведенного бактерией-захватчиком. Затем в течение недели все они набрали вес, а вскоре у них появились первые признаки диабета, воспаления и повысился уровень липидов. И снова сочетание жирной диеты и токсичного микроба оказалось ужасающим, а у мышей, получавших нормальный рацион, эти эффекты проявлялись минимальным образом.
