Очаровательный кишечник: Как самый могущественный орган управляет нами. Правильное питание: научный подход

Глава из свежей книги о последних достижениях науки в изучении ЖКТ, в последнее время к нему приковано внимание многих ученых. Предлагаем освежить свои знания о теле с помощью отрывка из книги «Второй мозг» с разрешения «Альпины».

На протяжении десятилетий наше понимание механизма работы пищеварительной системы было основано на механистической модели: весь организм считали чем-то вроде машины, а кишечник в основном рассматривали как старомодное устройство, которое работало по принципам парового двигателя XIX в.

В соответствии с этой моделью мы ели - жевали и глотали пищу, затем в желудке она дробилась на части при помощи механического измельчителя, которому помогала соляная кислота в составе желудочного сока. После этого гомогенизированная пища поступала в тонкую кишку, в которой из нее извлекались калории и питательные вещества, а непереваренная часть отправлялась в толстую кишку, которая распоряжалась тем, что оставалось. В конце концов остатки выводились из организма.

Эта понятная всем метафора промышленного века влияла на представления о медицине многих поколений врачей, включая современных гастроэнтерологов и хирургов. Считалось, что неправильно функционирующие части пищеварительного тракта можно легко обойти или удалить, а некоторые даже поменять местами (перекомпоновать), что приведет к снижению веса. Мы стали искусными мастерами в выполнении таких операций, теперь их уже делают через эндоскоп, не прибегая к традиционным хирургическим приемам.

Мозг и ЖКТ

Как теперь выясняется, это слишком упрощенная модель: медики по-прежнему считают пищеварительную систему частью организма, которая в значительной степени не зависит от головного мозга. Однако стало известно, что эти два органа неразрывно связаны друг с другом.

Такое понимание нашло отражение в концепции оси, соединяющей желудочно-кишечный тракт с головным мозгом. Если исходить из этой концепции, наша пищеварительная система - гораздо более тонкий, сложный и мощный механизм, чем мы полагали прежде. Новейшие исследования позволяют предположить, что благодаря тесному взаимодействию микроорганизмов желудочно-кишечный тракт может влиять на наши эмоции, восприятие боли, социальные контакты и на многие наши решения, не ограничиваясь вопросами пищевых предпочтений и размерами поглощаемой порции.

Верность бытовых выражений вроде «нутром чуять» подтверждается нейробиологическими данными. Сложные связи между ЖКТ и головным мозгом, как выяснилось, играют важную роль в принятии и других, в том числе важнейших, жизненных решений.

Связь между пищеварительной системой и мозгом должна быть предметом изучения не только психологов, поскольку она проявляется не только «в головах» людей. Ось взаимодействия образуют анатомические соединения, к тому же биологические сигналы передаются через кровоток. Однако прежде чем углубиться в эти материи, давайте сделаем шаг назад и внимательно приглядимся к нашей пищеварительной системе (она же ЖКТ), которая устроена гораздо сложнее, чем просто машины для переработки пищи.

Желудочно-кишечный тракт обладает возможностями, превосходящими показатели работы всех других органов нашего тела, он может даже соперничать с головным мозгом. В ЖКТ есть собственная нервная система (энтеральная, ЭНС), которую в популярных статьях нередко называют «вторым мозгом». Она состоит из 50–100 млн нервных клеток, что примерно равно числу клеток спинного мозга.

Находящиеся в ЖКТ иммунные клетки - это значительная часть иммунной системы человека. Для сравнения: в стенке пищеварительного тракта их больше, чем в крови или в костном мозге. Есть весомая причина, объясняющая такое скопление иммунных клеток в этом месте: желудочно-кишечный тракт первым подвергается воздействию потенциально смертельных микроорганизмов, содержащихся в продуктах, которые мы едим.

Иммунная система, сосредоточенная в ЖКТ, способна обнаруживать и уничтожать отдельные виды опасных бактерий, попадающих в пищеварительную систему с загрязненной пищей или водой. Интересно, что этот редут обороны защищает нас, выявляя небольшое количество потенциально смертоносных бактерий из невероятного множества - триллиона - полезных микроорганизмов, которые живут в ЖКТ и образуют его микробиоту. Постоянное выполнение этой сложной функции иммунными клетками гарантирует нам жизнь в полной гармонии с микробиотой ЖКТ.

Оболочка пищеварительного тракта выстлана огромным числом специализированных эндокринных клеток. Они содержат до 20 различных типов гормонов, которые при необходимости могут быть выпущены в кровоток . Если собрать эти клетки вместе, их вес превысил бы вес всех остальных эндокринных органов - половых желез, щитовидной железы, гипофиза и надпочечников - вместе взятых.

Желудочно-кишечный тракт также является крупнейшим хранилищем серотонина: в нем сосредоточено 95% этого важного гормона, имеющегося в организме.
Серотонин - сигнальная молекула, играющая важную роль во взаимодействии мозга и ЖКТ. Серотонин нужен не только для нормальной работы ЖКТ, например для его скоординированных сокращений, продвигающих пищу по пищеварительному тракту, но и для осуществления таких жизненно важных функций, как сон, аппетит, болевая чувствительность и даже настроение и общее самочувствие.

Эта активно участвующая в регулировании нескольких систем головного мозга сигнальная молекула является основной мишенью для большого класса антидепрессантов - ингибиторов обратного захвата серотонина.

Но если единственная функция ЖКТ состоит в управлении пищеварением, тогда зачем в составе его тканей имеется уникальная совокупность специализированных клеток и сигнальных систем? Один из вариантов ответа на этот вопрос может подсказать не слишком пока известная функция ЖКТ - он представляет собой огромный сенсорный орган, имеющий самую большую из всех органов тела поверхность . Если развернуть пищеварительный тракт, он будет размером с баскетбольную площадку, и эта поверхность усеяна тысячами датчиков, которые обрабатывают огромный объем информации, содержащейся в пище. Они делают это при помощи сигнальных молекул, распознающих свойства пищи - сладкая она или горькая, горячая или холодная, острая или нейтральная на вкус.

Пищеварительная система соединена с головным мозгом толстыми пучками нервов, по которым информация может передаваться в обоих направлениях, а также каналами связи через кровоток: гормоны и воспалительные сигнальные молекулы, создаваемые в ЖКТ, доводят сигналы до мозга, а гормоны, вырабатываемые мозгом, передают сигналы различным клеткам ЖКТ - гладким мышцам, нервам и иммунным клеткам, меняя характер их функционирования.

Сигналы, поступающие из пищеварительного тракта в головной мозг, не только создают в нем разные ощущения, вроде насыщения после плотной еды, тошноты, дискомфорта и чувства удовлетворения, но и вызывают ответные реакции головного мозга - сигналы, которые мозг отправляет обратно в ЖКТ, чтобы тот отреагировал определенным образом.

При этом сам мозг эти ощущения не забывает. В его обширных базах данных хранятся внутренние висцеральные ощущения, к которым впоследствии при принятии решений может быть обеспечен доступ. В конечном счете то, что ощущает наш желудочно-кишечный тракт, влияет не только на принимаемые решения: что нам есть, пить и с кем проводить время, но и на то, как мы оцениваем важную информацию, выступая в роли работников, членов жюри и руководителей .

В китайской философии есть концепция инь и ян, согласно которой противодействующие или противоположные силы можно рассматривать как дополняющие и взаимосвязанные, из взаимодействия которых появляется единое целое. Изучая связи мозга с пищеварительным трактом, можно рассматривать внутренние ощущения как инь, а внутренние реакции - как ян.

Связь мозга с ЖКТ подобна связи между инь и ян - они являются двумя взаимодополняющими сторонами одной сущности. И внутренние ощущения, и внутренние реакции - различные аспекты одной и той же действующей в обоих направлениях сети, которую составляют головной мозг и пищеварительный тракт. Она чрезвычайно важна для нашего самочувствия, эмоций и способности принимать интуитивные решения.

Открытие кишечного микробиома

На протяжении нескольких десятилетий мало кто следил за изучением взаимодействия между мозгом и ЖКТ, однако в последние годы такие исследования заняли центральное место. Это смещение акцентов во многом можно объяснить экспоненциальным увеличением объема знаний и данных о бактериях, архебактериях (археях), то есть о сообществе древних микроорганизмов, грибов и вирусов, которые обитают внутри пищеварительного тракта и в совокупности называются кишечной микробиотой.

Численность этих невидимых микроорганизмов огромна: в ЖКТ обитает в 100 000 раз больше микроорганизмов, чем людей на Земле . Мы узнали об их существовании около 300 лет назад, когда голландский ученый Антони ван Левенгук усовершенствовал устройство микроскопа. Взглянув в окуляр на соскобы, взятые с зубов, он увидел живые микроорганизмы. Левенгук назвал их микроскопическими организмами (парамециями, animalcules).

С тех пор прогресс принес огромные технологические изменения, позволяющие нам точнее выявлять и описывать такие микроорганизмы, и большая часть этих достижений выпала на последнее десятилетие. Главную роль в столь бурном прогрессе сыграл проект «Микробиом человека» (The Human Microbiome Project), выполнение которого началось в октябре 2007 г. по инициативе Национального института здравоохранения США (U. S. National Institute of Health) с целью определения и описания микроорганизмов, сосуществующих с людьми.

Этот проект был призван выяснить состав микробных компонентов нашего генетического и метаболического ландшафта и понять, как они способствуют поддержанию нормального состояния нашего организма и формированию предрасположенности к заболеваниям.

В последнее десятилетие микробиота ЖКТ стала объектом изучения почти во всех областях медицины, включая далекие друг от друга психиатрию и хирургию. В нашем мире невидимые сообщества микроорганизмов обитают повсюду - в растениях, животных, почве, жерлах глубоководных вулканов и верхних слоях атмосферы, поэтому ими увлеклись ученые, которые изучают микроорганизмы, живущие в океанах, почвах и лесах. Ажиотаж охватил даже Белый дом, который в 2015 г. собрал ученых со всего мира, чтобы они совместно изучили влияние микроорганизмов на климат, обеспечение продовольствием и здоровье человека.

На момент написания этих строк президент США Барак Обама планировал 13 мая 2016 г. объявить о начале реализации национального проекта «Микробиомная инициатива» (Microbiome Initiative) - аналога запущенной в 2014 г. инициативы BRAIN*, в рамках которой были выделены миллиарды долларов на исследования головного мозга человека.

Польза, которую кишечная микробиота приносит человеку, многообразна . Больше всего исследовано и подтверждено ее участие в переваривании компонентов пищи, с которыми кишечник не может справиться самостоятельно; в регулировании обмена веществ во внутренних органах, переработке и обезвреживании опасных веществ, попадающих в организм с пищей; в тренировке иммунной системы и регулировании ее деятельности; предотвращении вторжения и развития опасных биологических патогенов.

С другой стороны, нарушения и изменения в кишечном микробиоме (микробиоте ЖКТ в совокупности с ее генами и геномами) оборачиваются широким спектром болезней (воспалительные заболевания кишечника, вызванная приемом антибиотиков диарея, астма). Такие сбои даже могут повлиять на возникновение расстройств аутистического типа и таких нейродегенеративных заболеваний головного мозга, как болезнь Паркинсона.

С помощью новых технологий мы обнаруживаем и описываем различные популяции микроорганизмов, живущих на коже, лице, в ноздрях, полости рта, на губах, веках и даже между зубами. Однако местом обитания самых крупных популяций микроорганизмов является желудочно-кишечный тракт, в частности толстая кишка.

В почти лишенном кислорода пищеварительном тракте человека обитают более 100 трлн микроорганизмов - примерно столько же, сколько имеется всех клеток в организме человека, включая эритроциты.

Это означает, что в нашем организме только 10% клеток являются собственно человеческими. (Если включить в эту категорию красные кровяные тельца, эритроциты, доля может оказаться выше - около 50%.)

Если собрать вместе все кишечные микроорганизмы человека и представить их в виде одного органа тела, его вес составит 900–2700 г, что вполне сопоставимо с весом головного мозга (около 1200 г) . Понятно, почему кишечный микробиом иногда называют «забытым органом». В его состав входят 1000 видов бактерий, имеющих более 7 млн генов - до 360 генов бактерий на каждый человеческий ген. Из этого следует, что к человеческим по своему происхождению относится менее 1% всех человеческих и микробных генов (так называемый хологеном, hologenome).

Все эти гены дают микроорганизмам не только огромный потенциал для производства молекул, посредством которых микробиом может взаимодействовать с нами, но и предоставляют впечатляющие возможности вариаций. Кишечная микробиота каждого человека уникальна, состав штаммов и видов составляющих микроорганизмов широко варьирует. То, какие микроорганизмы обитают в каждом конкретном пищеварительном тракте, зависит от многих факторов, в том числе от ваших генов, от микробиоты матери, которую человек в какой-то степени заимствует при рождении, от микроорганизмов, имеющихся у других членов семьи, входящих в контакт с ребенком, от диеты, от работы головного мозга и состояния сознания конкретного человека.

Чтобы в полной мере осознать важнейшую роль, которую микроорганизмы играют в наших телах, следует помнить, откуда они пришли и как связаны с нами, людьми. Об истории этой эволюции в своей книге «Пропавшие микроорганизмы» (Missing Microbes) прекрасно рассказывает Мартин Блейзер.

На протяжении примерно 3 миллиардов лет единственными живыми обитателями на Земле были бактерии. Они заполняли собой каждый клочок земли, каплю воздуха и воды и способствовали осуществлению химических реакций, результаты которых создавали условия для эволюции многоклеточной жизни. Медленно, путем проб и ошибок в течение необъятного по продолжительности времени они изобрели сложные и надежные системы обратной связи, в том числе и наиболее эффективный язык, который до сих пор опосредует всю жизнь на Земле.

Все, что мы уже знаем о микробиоте кишечника, ставит под сомнение ряд традиционных научных воззрений. Это одна из причин того интереса и споров, которые эта тема породила в академической среде и в средствах массовой информации. Эти сомнения и дискуссии в свою очередь стали причиной того, почему некоторые люди задают в настоящее время более серьезные, философские вопросы о влиянии микробиома на жизнь человека.

Не является ли наш организм всего лишь транспортным средством для живущих в нем микроорганизмов? Не манипулируют ли они нашим мозгом, заставляя нас искать и потреблять продукты, которые лучше всего подходят для них? Может ли тот факт, что численность нечеловеческих клеток превосходит число живущих на Земле людей, изменить нашу концепцию человеческой личности?

На кого-то подобные философские рассуждения, безусловно, производят впечатление, но современная наука их не поддерживает. Что, однако, не делает менее серьезными последствия открытий, которые сделали ученые, занимающиеся человеческим микробиомом, за последнее десятилетие. Хотя мы находимся в самом начале пути, открывающегося в результате этих исследований, мы больше не можем считать себя единственным интеллектуальным продуктом эволюции, отличающимся от всех других живых существ на планете.

Подобно тому как революция Коперника в XVI в. коренным образом изменила понимание нашего положения в Солнечной системе, а революционная теория эволюции Дарвина в XIX в. навсегда изменила место людей в животном царстве, наука о микробиоме человека заставляет нас переосмыслить нашу позицию на планете. Согласно новой науке о микробиоме, мы, люди, фактически являемся суперорганизмами, состоящими из неотделимо связанных между собой человеческих и микробных компонентов, чье выживание напрямую зависит один от другого.

Может быть, больше всего в этом открытии нас беспокоит тот факт, что микробные составляющие вносят гораздо более весомый вклад в функционирование этого суперорганизма, чем собственно человеческие. Поскольку наша микробная составляющая через общую биологическую систему тесно связана с различными микробиомами почвы, воздуха, океанов, а микроорганизмы живут в симбиозе почти со всеми другими живыми существами, мы оказываемся прочно и неразрывно вплетены в общую паутину жизни на Земле. Новая концепция микробного суперорганизма уже серьезно повлияла на понимание нашей роли на Земле и многих аспектов здоровья и болезни.

Экология познания. Познавательно: Главный герой книги - кишечник. Эту сложную систему зачастую несправедливо обходят вниманием: работает, и ладно. То ли дело мозг или сердце! А кишечник… В перерывах между походами в туалет он вроде бы ничем и не занят - просто лежит себе в животе и бурчит время от времени.

Однажды я услышал диалог: «Ты чем вообще думал?» - «Живото-о-ом». Шутка не слишком оригинальная, но если посмотреть с научной точки зрения… Именно так и поступила милая 24-летняя барышня-микробиолог из Германии, написавшая книгу «Очаровательный кишечник » . Сейчас её сметают с полок книжных магазинов Европы.

Главный герой книги - кишечник. Эту сложную систему зачастую несправедливо обходят вниманием: работает, и ладно. То ли дело мозг или сердце! А кишечник… В перерывах между походами в туалет он вроде бы ничем и не занят - просто лежит себе в животе и бурчит время от времени.

Автор Джулия Эндерс защитила докторскую диссертацию в Институте микробиологии во Франкфурте-на-Майне (Германия). «Очаровательный кишечник» - дебютная книга Эндерс. Сейчас в мире продано более двух миллионов её экземпляров.

Насколько это удивительный орган, мало кто знает. Так, например, лишь учёному сообществу известен тот факт, что у людей, страдающих определёнными проблемами с пищеварением, часто нарушена деятельность нервной системы кишечника: он отправляет сигналы в область головного мозга, отвечающую за формирование негативных эмоций. Человек чувствует себя подавленно и никак не может определить причину подобного состояния. Зачастую таких пациентов направляют к психотерапевту, однако данный подход, как вы понимаете, малопродуктивен. В подобных случаях, чтобы вылечить голову, нужно лечить живот.

Работа кишечника влияет на память и эмоции, его инфекции могут притуплять чувство страха, вызывать депрессию и психические заболевания. Говорить про кишечник можно долго и, как показывает эта книга, увлекательно.

Я отнюдь не исключаю, что кого-то шокирует столь откровенное обращение Джулии Эндерс к табуированным в светской беседе темам пищеварения; кому-то покажутся слишком экстремальными опыты на мышах и пациентах-добровольцах, описанные на страницах книги.

Кто-то усомнится во всемогуществе крошечных организмов, контролирующих нашу жизнь и обитающих в животе. А кому-то покажется абсурдным предположение, что у кишечника есть собственные «мозг» и «нервная система». Но давайте вспомним, что новое и неизвестное всегда пугают. И будем рассматривать эту книгу как ещё один шаг на пути к раскрытию тайн и загадок человеческого тела. Несомненным бонусом являются практические советы - следуя им, вы можете реально улучшить своё здоровье и повысить общее качество жизни.

Кухня первобытного человека

О чём же книга. Автор приходит к выводу, что одним из определяющих факторов при формировании человека и основ его существования стала еда . Человек - это животное, научившееся готовить и тем самым сделавшее первый шаг к покорению природы. Книга посвящена пище древнего человека, способам её приготовления и хранения, ритуалам, которыми сопровождался её прием, и, конечно же, социальной функции еды. Автор обобщает данные истории, литературы, этнографии, социологии, психологии, культурологи и антропологии.

Как мы делаем это

Автор Роберт Мартин выучился на зоолога в Оксфорде. Работал во французском Национальном музее естественной истории в Брюнуа, Университетском колледже Лондона, Антропологическом институте в Цюрихе (Швейцария), Музее естественной истории им. Филда в Чикаго (США). Опубликовал более 300 научных работ.

О чём книга Что знает современная наука о природе размножения, беременности и родов? Один из лучших специалистов по эволюционной биологии Роберт Мартин отвечает на вопросы серьёзные и курьёзные. Как избежать послеродовой депрессии? Можно ли сократить заболеваемость раком груди? Зачем мужчинам соски? Уменьшается ли мозг во время беременности?

Красота физики

Автор Фрэнк Вильчек - профессор физики Массачусетского технологического института (США), лауреат Нобелевской премии по физике (2004) «за открытие асимптотической свободы в теории сильных взаимодействий» совместно с Дэвидом Гроссом и Дэвидом Политцером.

О чём книга На страницах великолепно иллюстрированного издания своими размышлениями о красоте Вселенной и научных идей делится нобелевский лауреат Фрэнк Вильчек. Шаг за шагом, начиная с древнегреческой философии и заканчивая современной теорией объединения, он показывает лежащие в основе физических концепций идеи красоты и симметрии. Герои его исследования - Пифагор, Платон, Ньютон, Максвелл, Эйнштейн. В отличие от многих популяризаторов науки, Вильчек не боится формул и умеет «на пальцах» показать самые сложные вещи, заражая нас ощущением чуда.

Последний космический шанс

Автор Антон Первушин - писатель-фантаст, научный журналист, лауреат литературных премий и член Федерации космонавтики России. Много лет он занимается изучением забытых страниц истории космонавтики. Его бестселлер «108 минут, изменившие мир» вошёл в шорт-лист престижной премии «Просветитель».

О чём книга На исследования космоса тратятся огромные средства. Но зачем мы так туда стремимся - в иные миры? Что ожидаем найти на далёких планетах? Насколько выполнимы планы освоения Луны и Марса? Принесёт ли практическую пользу их колонизация? В последнее время подобные вопросы поднимаются всё чаще. Интерес к теме подогревают голливудские блокбастеры, громкие заявления политиков и споры учёных. Научный журналист Антон Первушин разбирает основные мифы и рассказывает о перспективах освоения космоса. опубликовано

1. Ученые выяснили, что кишечник человека обладает автономностью: если от него отсоединить мозг, то он продолжает жить. Более того, большинство сигналов идет из кишечника в мозг, а не наоборот. 2. У кишечника есть собственная нервная система. Состоит она из нейронов. Ученые называют ее «вторым мозгом». 3. Также они обнаружили связь между состоянием кишечника и тревожностью, …

1.

Ученые выяснили, что кишечник человека обладает автономностью: если от него отсоединить мозг, то он продолжает жить. Более того, большинство сигналов идет из кишечника в мозг, а не наоборот.

2.

У кишечника есть собственная нервная система. Состоит она из нейронов. Ученые называют ее «вторым мозгом».

3.

Также они обнаружили связь между состоянием кишечника и тревожностью, аутизмом, болезнью Паркинсона и Альцгеймера.

4.

То, как управляет нами кишечник, связанно с бактериями, которые в нем живут. Именно они стимулируют в кишечнике выработку тех или иных гормонов. Так, например, если робким мышам пересадить микрофлору мышей авантюристов, то они начинают проявлять больший интерес к исследованию объектов.

5.

Вообще, микроорганизмам выгодно, чтобы мы общались, то есть обменивались микрофлорой. Еще они могут менять чувствительность наших вкусовых рецепторов, чтобы мы ели именно то, что выгодно не нам, а им.

6.

Бактерии бывают вредными и полезными. Чем больше мы едим овощей, фруктов и кисломолочных продуктов, тем лучше у нас микрофлора. Жирная пища и пища с высоким содержанием углеводов обедняет нашу микрофлору. Одни бактерии начинают преобладать над другими и это плохо.

7.

Еще нужно пить пробиотики с полезными бактериями. Это улучшает микрофлору, а значит напрямую влияет на качество жизни: чем лучше микрофлора, тем лучше гормональный фон, а значит — настроение.

Еще до нашей эры кишечник считался важным органом, который сравнивали с вратами рая или ада для организма человека. Гиппократ выявил связь между качеством и продолжительностью жизни человека с состоянием его кишечника. "Смерть человека начинается с его кишки", — говорил ученый.

Врач-эндокринолог, кандидат медицинских наук Лилит Егшатян* рассказала "Социальному навигатору" о важной роли микроорганизмов, населяющих кишечник.

— Лилит Ваниковна, прав ли был Гиппократ, отводя столь важную роль микроорганизмам кишечника?

— Прав. А великий российский ученый Илья Ильич Мечников более 100 лет назад сформулировал классические представления о роли микрофлоры и характере взаимоотношений между ними и макроорганизмом. Он говорил: "Преждевременное и болезненное старение человека зависит от отравления ядами некоторых микробов кишечной флоры, и все, что препятствует кишечному гниению, должно улучшить здоровье и отдалить старость". Мечников также предполагал, что "возможно продлить жизнь через оперативное удаление из организма толстой кишки".

Однако, несмотря на это, многие десятилетия неосознанно игнорировалась важная роль кишечника для организма человека. Кишечник считался только органом для транспортировки и распространения продуктов питания и удаления их остатков. Повышенный интерес к его изучению наблюдается в течение последних лет, что связано с развитием современных молекулярно-генетических методов исследования — высокопроизводительного параллельного секвенирования. В отличие от традиционных методов с помощью данной методики удалось оценить качественную и количественную характеристику микроорганизмов и их взаимодействие с макроорганизмом, то есть человеком.

— Что на данный момент известно ученым?

— Накопленный к настоящему моменту объем данных указывает на важную роль микробных клеток, совместно именуемых микробиотой, в функционировании макроорганизма. Исследователи установили, что в организме человека есть по крайней мере более 100 триллионов микробных клеток с общим весом более двух килограммов, притом что бактериальная клетка легче воздуха.

Из каждых 10 клеток тела человека собственно к человеку относится только одна клетка, а остальные девять клеток относятся к микроорганизмам. Геном этих бактерий содержит сотни генов (более чем в 100 раз больше генов, чем в геноме человека) с высокой метаболической активностью бактериальных клеток. Заселение кишечника происходит еще до рождения, в период внутриутробного развития. К концу первого года жизни состав микробиоты кишечника приближается к флоре взрослого человека и полностью соответствует таковой к двум с половиной годам.

— Это действительно так? Считается, что дети рождаются со стерильным кишечником.

— Да, это так. Наличие микробной рРНК в плаценте, околоплодных водах, пуповинной крови и в меконии новорожденных свидетельствует о заселении кишечника до рождения.

Кишечник — второй мозг

— Какую роль играют эти бактерии?

— Бактерии помогают пищеварению, участвуют в развитии кишечного иммунитета, предотвращении колонизации патогенами, они участвуют в синтезе гормонов, биологически активных веществ, витаминов, защищают организм от токсинов, канцерогенов, аллергенов.

— Существует тезис, что микробиота может влиять на настроение человека. Это так?

— Да, бактерии влияют на психоэмоциональное поведение хозяина.

На сегодняшний день кишечник называют еще вторым мозгом. Многочисленные экспериментальные и клинические исследования поддерживают предположения о взаимосвязи между микробиотой кишечника и центральной нервной системой.

Исследования показали, что потребление пробиотика, то есть полезных микробов, значительно улучшает настроение у человека. А инфицирование экспериментальных мышей приводит к повышению у них тревожного поведения.

Одной из основных функций микробиоты кишечника является расщепление клетчатки, поскольку она не переваривается ферментами желудочно-кишечного тракта человека. В результате этого процесса синтезируются метаболиты, это короткоцепочечные жирные кислоты, которые влияют на все метаболические процессы, иммунную систему и, следовательно, на настроение и поведение. Экспериментально показано, что введение мышам масляной кислоты (одна из форм этих кислот) увеличивает стрессоустойчивость и повышает настроение.

— А как человек влияет на состояние собственной микробиоты?

— Микробиота является своеобразным индикатором макроорганизма, реагируя на физиологические, диетические, климато-географические факторы изменением качественного и количественного состава. Безусловно, между бактериями и макроорганизмом существуют общие и расходящиеся интересы. Одним из основных факторов, влияющих на состав микробиоты кишечника и здоровье человека, является питание или определенные предпочтения в питании.

— Например?

— Выявлено, что за последние 30 лет, с тех пор как западный стиль жизни получил массовое распространение, например, в Японии распространенность хронических воспалительных заболеваний кишечника увеличилась в 100 раз. И это результат не генетической предрасположенности к данным заболеваниям, а изменения диеты, в том числе уменьшения потребления в пищу водорослей и переход на европейский тип питания с преобладанием животных жиров и белков.

Как набрать 60% жира за две недели

— То есть, меняя диету, можно влиять на состояние микробиоты. Вероятно, можно влиять и на содержание жира в организме, о чем сейчас все беспокоятся, не вылезая из тренажерных залов?

— Всемирная организация здравоохранения признала ожирение эпидемией. Лавинообразный рост распространенности ожирения послужил основой гипотезы о его инфекционной природе.

Были проведены эксперименты на мышах, которые показали, что ни генетическая предрасположенность к ожирению, ни высококалорийная диета не приводят к развитию ожирения у безмикробных мышей. А введение этим стерильным мышам микробиоты от мышей с ожирением приводит к увеличению массы жировой ткани за две недели на 60% без каких-либо изменений в питании. Так же происходит развитие ожирения у животных при их инфицировании.

Микробиота кишечника чаще всего оказывается схожей среди членов одной семьи, поскольку предпочтения в питании одного влияют на потребление пищи другими, что приводит к увеличению количества бактерий, адаптированных к этой диете.

На уменьшение разнообразия состава микробиоты влияет также "западная диета", или диета, бедная пищевыми волокнами, так как при отсутствии клетчатки в кишечнике наблюдается потеря определенных бактерий и их генов, расщепляющих клетчатку. Уменьшение разнообразия приводит к тому, что увеличивается количество "плохих" бактерий, которые впитывают больше калорий из потребляемой человеком пищи, что приводит к увеличению массы жировой ткани. При повышенном разнообразии или богатой микрофлоре бактерии используют ресурсы на конкуренцию и сотрудничество, а не на манипуляции с хозяином.

Опыты на мышах показали, что низкий видовой состав передается по наследству, и даже при возвращении в рацион большого количества клетчатки не все таксоны (группы микроорганизмов) восстанавливаются, и эта способность уменьшается у каждого последующего поколения. Статистика у людей показывает, что у каждого второго тучного ребенка один из родителей имеет нарушение жирового обмена, а у 1/3 оба родителя страдают ожирением или избыточной массой тела. Таким образом, если выбор в пользу пирожного вместо клетчатки стал привычным, то вы, скорее всего, уже подпортили своим потомкам здоровье.

Многочисленные исследования обнаружили антитела к различным микроорганизмам в органах и самой жировой ткани.

В настоящее время даже существует термин "микробное ожирение", который ввел в употребление микробиолог Патрик Кани. Согласно его исследованиям, ожирение может быть "заразным" при передаче бактерий "ожирения" от человека человеку.

Обнаружено, что риск развития ожирения увеличивается на 57% у одного из друзей, если у второго есть ожирение. Поэтому можно обсуждать, что собой представляет ожирение — социально или инфекционно заразное заболевание?

— Как можно передать бактерии "ожирения"?

— Еще в 1982 году было описано развитие ожирения при вирусной инфекции у мышей-альбиносов. У людей также выявлено, что определенный аденовирус (возбудитель острых респираторных вирусных инфекций) может приводить к развитию ожирения. Однако ожирение имеет много причин и в большинстве случаев вызвано не вирусом, а именно образом жизни.

Несмотря на то что в литературе обсуждается возможное влияние банального мытья рук на контроль веса, бояться, что вы можете заразиться от вашего друга/родственника с ожирением, не нужно. Ожирением заразиться, в классическом понимании этого термина, нельзя, поскольку не существует "легких путей" передачи бактерий "ожирения" от человека человеку. Доминирующим путем является влияние предпочтения в питании одного на потребление пищи другим.

В 2013 году в России мы (ученые из ФГБУ "ГНИЦ ПМ", ГБОУ ВПО РНИУ им. Н.И.Пирогова "Российский геронтологический научно-клинический центр", ФГБУН "НИИ ФХМ") провели исследование, целью которого было изучение особенностей состава микробиоты кишечника в зависимости от характера питания у пациентов с различным метаболическим статусом. В ходе работы мы выявили бактерии, которые ассоциировались с нарушением углеводного обмена, ожирением, хроническим воспалением, атеросклерозом и так далее. Интересным оказался факт, что бактерии, которые ассоциировались с сахарным диабетом 2-го типа, влияли на нарушение углеводного обмена даже при потреблении меньшего количества углеводов и жиров по сравнению со здоровыми. Наши результаты, как и мировые, указывают на существование "более эффективных" бактерий, присутствие которых уже увеличивает риск метаболических нарушений, независимо от питания.

— Что советуют специалисты, как обычным людям следить за состоянием собственной микробиоты?

— До тех пор пока мы не сможем лучше понять вклад бактерий и взаимодействие между отдельными таксонами, более эффективным влиянием на здоровье макроорганизма будет увеличение микробного разнообразия в кишечнике.

В научных и популярных статьях обсуждаются разные меры профилактики "болезней цивилизации".

Ранняя профилактика . Безусловно, для нормального становления микробиоты важны: естественные роды; раннее прикладывание к груди; грудное вскармливание в течение первых четырех-шести месяцев жизни; при отсутствии молока у матери применение адаптированных смесей.

Питание . В течение всей жизни важным фактором являются диетические ограничения, включение в рацион пищевых волокон (потребление в среднем 30 граммов пищевых волокон в день помогает предотвратить множество заболеваний — от сердечно-сосудистых до кишечных), а также потребление натуральных кисломолочных продуктов, квашеных овощей и так далее.

Отказ от самолечения . Терапия должна быть назначена врачом и только по показаниям. Бесконтрольная антибиотикотерапия "на всякий случай", во-первых, приводит к формированию резистентности к терапии, что уже глобальная проблема, а во-вторых, повышает риск развития метаболических нарушений. Показано, что прием двух и более курсов антибиотиков повышает риск развития сахарного диабета.

Пробиотики ("культура специфической жизни микроорганизмов"). Несмотря на положительные результаты использования пробиотиков, нужно понимать, что нет четких критериев того, какой штамм бактерий нужен именно вам для улучшения разнообразия состава. Кишечник каждого человека содержит в себе уникальный состав, и не всегда прием пробиотика может оказать положительное влияние на организм. Изучение влияния пробиотиков на микробный состав находится на стадии предположений, следовательно, их также нужно принимать только по рекомендации врача, поскольку требуется индивидуальный подбор препарата.

Пребиотики , то есть неперевариваемые соединения, которые стимулируют рост полезных микробов, более предпочтительны, поскольку в этом случае нет необходимости строгого индивидуального подбора препарата, они устойчивы к воздействию секретов желудочно-кишечного тракта, их просто хранить и, самое главное, восстанавливают собственный микробиоценоз.

Трансплантация фекальной микробиоты . Доказано, что данная методика дает хороший результат и устраняет первопричину при воспалительных заболеваниях кишечника. Считается, что трансплантация микробиоты может быть использована для коррекции метаболических нарушений и восстановления потерянного разнообразия бактерий. Немногочисленные исследования фекальной трансплантации при ожирении показали хорошие результаты при правильном выборе донора. Однако на сегодняшний день нет стандартных скрининговых критерий для выбора "идеального" донора, что может быть потенциальной причиной отрицательных результатов, а также передачи инфекций.

— Как технически может производиться пересадка фекальной микробиоты?

— Первое терапевтическое использование трансплантации фекальной микробиоты было в 1958 году при воспалительных заболеваниях кишечника. При заболеваниях кишечника используют различные пути введения: через назогастральный зонд, при эзофагогастродуоденоскопии, колоноскопии, ректальной клизме и так далее. Выбор пути введения зависит от вида и анатомии заболевания. Данных о том, какой путь введения является наиболее эффективным для лечения метаболических нарушений и ожирения, нет. Поэтому в 2010 году были созданы кислотостойкие гелевые капсулы, которые не растворяются в желудке и кал был расфасован в эти капсулы. Однако тут также существует проблема — правильная заморозка для выживания полезных бактерий.

Поэтому очевидно, что поддержание гомеостаза и нормального обмена веществ невозможно без восстановления разнообразия нормальных ассоциаций микроорганизмов кишечника. Полученные результаты многочисленных исследований дают основания предполагать, что с помощью соответствующей диеты, изменения образа жизни можно положительно повлиять на состав микробиоты. Несмотря на выявленный эффект различных препаратов, необходимы дальнейшие исследования для объективизации терапии.

Беседовал Евгений Еремкин