Каким должно быть питание на космическом корабле? В первую очередь предполагается, что еда питательная и калорийная, чтобы не приходилось везти большое количество продуктов. Также важно, чтобы после приема пищи оставалось как можно меньше отходов, так как мусор в космосе – это проблема.
На физиологическом уровне астронавты испытывают потерю аппетита, ослабление иммунной системы, снижение количества эритроцитов в крови, также им обязательно нужно пить воду.
Низкая гравитация в космосе влияет на состояние костей человека, поэтому питание должно быть богато кальцием, а также содержать необходимую дозу витамина D и магния, способствующего усвоению этого минерала.
Потребовалось значительно уменьшить количество углеводов в рационе астронавтов, чтобы избежать брожения в кишечнике и сократить объем кала.
Глава 3
Микробиота и микробиом
Микробиом
О чем вы подумаете, если я скажу, что тело человека населяют микроорганизмы, которые делают нас уникальными?
Многие удивляются, узнав, что мы живем в идеальном симбиозе с огромным количеством микробов. Но на самом деле на планете сложно найти место, свободное от бактерий и вирусов, и людям от них не избавиться.
Как бы мы ни старались следить за гигиеной – ежедневно принимать душ, часто мыть руки – все равно постоянно контактируем с бактериями, потому что они живут в нашем организме: толстая кишка является одной из самых густонаселенных микробами экосистем на планете Земля. Но не пугайтесь, это не плохая новость.
Слово «симбиоз» происходит из греческого языка и означает «совместная жизнь». В природе встречается много случаев подобного сожительства – например, у бегемотов и некоторых птиц. Пернатые питаются паразитами, обитающими на коже бегемотов, и таким образом защищают их от инфекций и болезней. Животное раскрывает рот, чтобы эти маленькие птички могли очистить его от паразитов. Они, в свою очередь, получают защиту от крупных млекопитающих. Идеальное сотрудничество!
Сложно представить, но в слезах плавают тысячи мельчайших букашек, составляющих часть микробиоты слизистой оболочки глаза. И спим мы тоже с ними: миллионы пылевых клещей обитают в постельном белье, матрасе и подушках, по ночам они питаются жиром и чешуйками кожи.
Многие микробы вызывают такие заболевания, как малярия и холера, но все же подавляющее большинство из них не опасны. Множество полезных микроорганизмов используют в производстве сыра, йогурта, хлеба, пива, а также при регенерации почв, чтобы восстановить плодородность.
Вот и мы, люди, живем в идеальном симбиозе с бактериями – благодаря им наша иммунная система работает правильно, становится возможно переваривать остатки углеводов и белков, производить различные вещества, такие как витамины.
МИКРОБИОТОЙ НАЗЫВАЕТСЯ СООБЩЕСТВО БАКТЕРИЙ И ДРУГИХ МИКРООРГАНИЗМОВ (ГРИБКОВ, ДРОЖЖЕЙ, АРХЕЙ, ВИРУСОВ), ОБИТАЮЩИХ В НАШЕМ ОРГАНИЗМЕ. МИКРОБИОМ – СОВОКУПНОСТЬ ГЕНОВ МИКРОБИОТЫ.
Микробиота
То, что мы называем микробиотой, было открыто четыре века назад голландцем Антони ван Левенгуком (1632–1723). Он начинал продавцом ткани, а в итоге стал известен как отец микробиологии. Ученый первым произвел ряд наблюдений и сделал несколько открытий с помощью увеличительных линз, которые сам усовершенствовал.
Через эти стекла Левенгуку удалось рассмотреть эритроциты, сперматозоиды, дрожжи. А зубной камень он описывал как настоящий зоопарк. Но связь обитателей нашего организма с некоторыми заболеваниями выявили только в середине XIX века Роберт Кох и Луи Пастер.
Микробиоту кишечника много лет ошибочно называли «кишечной микрофлорой». Уверяю вас, что это неудачный термин, потому что в кишечнике есть все, кроме растений: название появилось в то время, когда ошибочно считалось, что бактерии принадлежат их царству.
Микробиота уникальна и индивидуальна, можно назвать ее нашим штрихкодом.
Этот штрихкод, как и те, что есть у всех продуктов в супермаркете, – уникален и принадлежит только вам. В нем хранится огромное количество информации: где вы родились, жили, как питались в первые месяцы жизни, какова ваша личная гигиена, какие лекарства принимаете, сколько едите вредной пищи и т. д. Люди, которые едят много жиров и мало клетчатки, имеют микробиоту, совершенно отличную от тех, кто придерживается рациона с высоким содержанием пищевых волокон и низким содержанием жиров.
Мы уже знаем, что микроорганизмы обитают не только в тонкой кишке, но и во рту, носу, на коже, в пищеводе, желудке, легких и даже в мозге. Но наибольшее количество самых разнообразных микробов сосредоточено именно в кишечнике. Для сравнения, во влагалище представлено наименьшее разнообразие бактерий, и большинство из них – лактобациллы.
Во рту, как уже выяснил Левенгук, поселился настоящий зоопарк, ответственный за образование кариеса. Вопреки распространенному мнению, сахар в продуктах напрямую не вызывает это заболевание, но является его косвенной причиной. Глюкозой питаются бактерии, живущие в полости рта, и именно они образуют зубной налет.
10 000 видов микроорганизмов внутри нас
Просто заглянув в микроскоп, невозможно узнать, сколько бактерий составляют микробиоту. Но как тогда это выяснить? У человека около 23 000 генов, и каждый микроб, который живет в симбиозе с нами, тоже имеет собственный генетический материал.
Если сложить весь генетический материал микробиоты, мы получим свыше трех миллионов генов. У каждого микроорганизма своя ДНК, поэтому ученые изучают специфическую последовательность генов, в частности 16S рРНК каждого микроорганизма. Извлеченная ДНК сравнивается с базой данных, и таким образом мы можем узнать тип микроорганизма.
Благодаря проекту «Микробиом человека» (2008–2013 гг.), бюджет которого составил 115 миллионов долларов, была создана карта бактерий. В исследовании участвовали 242 добровольца – 129 мужчин и 113 женщин. В течение 23 месяцев анализировались пробы, собранные с 18 частей тела. Всего было взято 11 000 образцов, и ученые сделали вывод, что в организме здорового человека живет около 10 000 видов различных бактерий и примерно 1 % из них потенциально патогенные: пневмококк (Streptococcus pneumoniae), менингококк (Neisseria meningitidis).
