Магия микробиома – Часть 2 Индивидуальная мини-фабрика
Научно-практический обзор о том, что такое микробиом, и как с его помощью начать улучшать свое здоровье.
Метаболическая функция микробиома
Одним из основных преимуществ микробиоты кишечника человека являются его так называемая метаболическая функция. Наш микробиом напрямую влияет на наш обмен веществ: микроорганизмы расщепляют пищевые компоненты и синтезируют из них различные метаболиты (органические вещества, производимые в результате различных процессов обмена веществ) и сигнально-регуляторные молекулы, среди которых особое место занимают короткоцепочечные жирные кислоты (SCFs) – эти кислоты важны как источники энергии для клеток, так и для предотвращения метаболических болезней в целом. Другими словами, синтез и усвоение витаминов в кишечнике, а также переработка медикаментов, напрямую зависят от состава, состояния и способностей именно нашей микробиоты.
Например, группа бактерий из вида Bacteroides может производить витамины С, В2, пантотеновую кислоту и биотин. Бактерии же из вида Prevotella синтезируют в основном витамин В1 и фолиевую кислоту.
Что еще могут бактерии в нашем кишечнике? Например, увеличивать выносливость и «спортивную трудоспособность». По крайней мере, к такому выводу пришли американские ученые под руководством Александра Костича из Бостонского диабетического центра имени Джослин (штат Массачусетс, США) в журнале "Nature Medicine" после анализа образцов стула у 87 ультра- марафоновцев и участников спортивной гребли. Они отметили значительный рост бактерий рода Veillonella сразу после марафона и через неделю после забега и предположили, что Veillonella преобразуют лактаты, которые вырабатываются в мышцах при больших физических нагрузках, в короткоцепочечные жирные кислоты. К последним относятся и так называемые пропионаты, которые, среди прочего увеличивают производительность.
Такой же эффект был получен на лабораторных мышках, которым подсадили бактерию в кишечник – такие мышки продержались дольше на 13%, прежде чем достигли изнеможения. «Исследование показало, что пропионаты увеличивают частоту сердечных сокращений и увеличивают процент потребления кислорода, влияют на артериальное давление у мышей, увеличивают расход энергии во время покоя и сжигание жира у людей натощак" – дополняют ученые, ссылаясь на результаты других , более ранних исследований. Интересно однако еще и то, что не у всех спортсменов экстра-класса, которых эта группа изучала, присутствовала в кишечнике Veillonella. «Она действительно чаще встречается у спортсменов, чем у остального населения. Но не у всех".
"Микробиом играет с телом в пинг-понг ", - утверждает Штефан Шрайбер, директор Департамента внутренних болезней и Института клинической молекулярной биологии Университета им. Кристиана Альбрехта в Киле. "Бактерии и тело постоянно обмениваются продуктами процессов обмена веществ, так называемыми метаболитами."
На сегодня науке уже наверняка известно, что некоторые бактерии микробиома производят вещества, в которых нуждается организм. Если он их не получит, он может заболеть.
Джулия Эндерс, в свою очередь, шутит, что те, кто позволяет своим половым гормонам управлять собой – «минималисты», поскольку микробиом кишечника на самом деле производит около 20 различных гормонов.
Со всем этим автоматически напрашивается вывод о важной роли индивидуального микробиома в обеспечении организма различными витаминами и другими жизненно важными субстанциями. Потому что, в дополнение к вышеупомянутым короткоцепочечным кислотам, кишечные бактерии высвобождают еще и огромное количество маленьких молекул с потенциально полезными свойствами. Наша микробиота – это своеобразная фармацевтическая фабрика за пределами нашего внимания. И ученым еще только предстоит изучить, какое именно воздействие оказывают производимые ею вещества.
Наши бактерии динамичны – их состав и количество напрямую подвержены влияниям извне и могут ощутимо меняться (как в течение нескольких дней, так и в течение года по мере изменений сезональной еды, а также в зависимости от стиля жизни и состояния здоровья). Если питание нездоровое на протяжении очень длительного периода времени, возникают хронические болезни. Бедный и несбалансированный микробиом способствует развитию самых различных болезней, включая диабет, аутизм, рак кишечника, ревматоидный артрит, псориаз.
Одно небольшое куриозное исследование нидерландских ученых, которое началось с шутки, также показало, как быстро меняется микробиом при даже незначительном социальном стрессе : оказалось, что одного рождественского ужина у свекрови со свекром/тещи с тестем уже достаточно, чтобы вызвать стресс, способный негативно отразиться на кишечном микробиоме, а именно уменьшить количество полезных бактерий рода Ruminococcus.
Фастфуд повышает агрессивность
Научные исследования показывают, что микробиом и пища влияют не только на здоровье и самочувстие, но и на психику и социальное поведение. Исследования, проведенные с тюремными заключенными в Нидерландах и Великобритании, показали, что определенные пищевые добавки значительно повлияли на социальное поведение, а именно уменьшили градус агрессивности и поспособствовали лучшей ресоциализации заключенных. В Великобритании, в исследовании 2014 г., с помошью добавок удалось уменьшить количество правонарушений на 35%. Аналогичными были результаты у нидерландского психолога Ап Заальберга. И все же, несмотря на столь положительные результаты, бюджеты большинства тюрем, к сожалению, по-прежнему не предусматривают дополнительное финансирование для более здорового рациона для заключенных.
Сильно переработанная пища с минимумом питательных веществ (например, из МакДональдса), и особенно транс-жиры (в готовых продуктах, например, конфетах и печенье), за несколько дней ощутимо-негативно влияют не только на микробиом, но и на иммунную систему. В одном эксперименте французский ученый питался ежедневно тремя различными сортами сыра с плесенью, изготовленного из не обработанного термически молока, в то время как его сын, для науки, питался исключительно в МакДональдсе. Уже через неделю стало заметно – у отца стало больше полезных бактерий, в то время как у сына наступил сильный упадок сил и ощущение, что он вот-вот заболеет.
Анетте Крист из университета Бонна и ее коллеги также исследуют этот аспект влияния фастфуда (прим. - еда быстрого приготовления с низкой пищевой ценностью) на микробиом. В их исследованиях нездоровый рацион мышей вызвал неожиданный всплеск определенных иммунных клеток в их крови. Т.е. иммунная система отреагировала на фастфуд как на болезнь – агрессивной защитой. Но, что важнее, это состояние оставалось даже после того, как мыши были переведены на нормальную диету: прошло острое воспаление, но не генетическое перепрограммирование иммунных клеток.
Ученые также обнаружили ранее неизвестный "побочный эффект" фастфуда на иммунную систему: защитные силы организма реагируют на высокожирную и высококалорийную диету точно так же, как они реагируют на бактериальную инфекцию, настраиваясь на своего рода постоянное состояние тревоги.
В результате иммунная система даже в незначительных случаях реагирует сильными воспалительными реакциями - и это может способствовать в долгосрочной перспективе развитию сердечно-сосудистых заболеваний и даже диабета.
"Эти выводы имеют огромное социальное значение", - уверен соавтор исследования Айки Латц. Поэтому, по его мнению, дети уже в школе должны намного больше знать о здоровом питании. "У детей каждый день есть выбор в отношении того, что они едят. Мы должны дать им возможность принимать осознанное решение, когда речь идет об их диете", - говорит ученый.
Побочные эффекты антибиотиков
Негативно на микробиом влияют не только плохое питание, но и антибиотики : их неконтролированное и слишком частое или долгое применение не только долгосрочно ослабляет иммунную систему, открывая дорогу различным заболеваниям, но и вызывает так называемую антибиотикорезистентность – когда плохие бактерии приспосабливаются к принимаемым антибиотикам и сводят их влияние к нулю.
Особенно опасны антибиотики так называемого широкого спектра действия. Они обладают неспецифическим эффектом, т.е. они убивают не только патогенные микроорганизмы, но и многие полезные бактерии и таким образом вносят значительно больше хаоса и дисбаланса в микробное сообщество в кишечнике, чем антибиотик, который действует специфически, т.е. целенаправленно против конкретного патогена. «Такие антибиотики убивают почти все бактерии. И хотя через полгода или около того микробное сообщество восстанавливается до практически прежнего состава, некоторые полезные бактерии теряются надолго или навсегда" – к такому неутешительному выводу пришли София Форслунд и ее коллеги из Центра им. Макса Дельбрюка в Берлине. «В нетронутой антибиотиками кишечной микрофлоре определенные бактерии заботятся о том, чтобы патогенные микробы и вредные вещества не смогли преодолеть кишечный барьер. Однако именно эти бактерии после лечения антибиотиками широкого спектра действия уже не кажутся столь эффективными. В результате слизистые оболочки кишечника быстрее воспаляются.»
Если у конкретного человека отдельные виды бактерий отсутствуют, функции таких бактерий можно хотя бы частично компенсировать целенаправленным приемом отдельных штаммов бактерий. На сегодняшний день отдельные препараты уже нашли широкое практическое применение, среди них пробиотики (микроорганизмы), пребиотики (субстрат для их размножения) и метабиотики (уже готовые продукты метаболизма – метаболитов - полезных бактерий). Положительный эффект некоторых бактериальных штаммов хорошо исследован и может быть использован, среди прочего, для снижения опасных кишечных заболеваний у недоношенных детей, улучшения цирроза печени или снижения инсулинорезистентности.
Однако бактерии в виде пробиотиков, как правило, не оседают в кишечнике на постоянно – почему так случается, ученые до сих пор не могут сказать точно. Хотя во время их приема положительные эффекты имеются и даже частично сохраняются некоторое время после приема. Но все же лучшим выбором по-прежнему остается здоровый образ жизни и особенно питание, богатое различной клетчаткой, т.е. «едой» для полезных бактерий.
Пробиотики, правильно подобранные и особенно в комбинации с пребиотиками, могут стать начальным толчком для заселения кишечника новыми полезными микроорганизмами.
При перепечатке и копировании статей активная ссылка на журнал «В загранке» обязательна.
Адрес статьи здесь
