Джастин Сонненбург - Здоровый кишечник. Как обрести контроль над весом, настроением и самочувствием

Следующий шаг в промышленной работе с отходами — удаление биологических материалов, из которых можно приготовить компост. Подобным образом оставшаяся неперевариваемая, неусвоенная часть еды отправляется в толстую кишку, где ее перерабатывают микробы. Значительная часть веществ, поступающих в толстую кишку, — это пищевые волокна, которые человеческие ферменты тонкого кишечника неспособны преобразовать в полезные калории или питательные вещества. Однако для микрофлоры эти пищевые волокна с ДМУ — настоящий пир.

Некоторые виды микробов предпочитают питаться ДМУ из бананов, другим «больше нравятся» ДМУ из лука. От того, что мы едим, зависит, какие бактерии станут быстрее размножаться и получат наибольшее распространение. Важно, что человек не получает калории из тех компонентов пищи, которыми кормятся микробы. Они не живут за чужой счет, а расходуют материал, который наш организм оставил бы неиспользованным.

Как и всем формам жизни на Земле, бактериям нужно усваивать и преобразовывать молекулы, чтобы получить энергию для роста и размножения (у бактерий это клеточное деление). Для видов наподобие нашего, размножающихся половым путем, это может показаться эгоизмом, но цель каждой бактерии — сделать как можно больше своих копий, или клонов. Виды, которым удается наиболее эффективно размножаться в данных условиях, сохранятся и начнут доминировать (это пример естественного отбора в упрощенном варианте). Геном микроорганизмов способен приобретать, удалять или изменять гены, поэтому они могут эволюционировать и более эффективно конкурировать за выживание в кишечнике.

Конкуренция за питательные ресурсы заставляет бактерии разрабатывать умные метаболические стратегии. При этом все кишечные микроорганизмы сталкиваются с двумя большими проблемами. Первая: как извлекать энергию в отсутствие кислорода. В кишечной среде нет кислорода, то есть она анаэробна. Клетки человека используют кислород для аэробного метаболизма, создавая молекулярные строительные блоки для клеток и энергию для организма. Однако микрофлоре доступен только анаэробный метаболизм (ферментация). С его помощью она генерирует энергию и создает важные молекулы. Вторая проблема: скорость, с которой должен происходить метаболизм. Еда двигается по пищеварительному тракту очень быстро, и конкурентная экосистема заставляет бактерии мгновенно поглощать любые проходящие мимо питательные вещества. Для решения этой проблемы наиболее распространенные в человеческом кишечнике бактерии используют эффективную стратегию: они быстро ферментируют ДМУ — один из богатейших источников энергии в толстой кишке. Подобным образом проводят ферментацию микроорганизмы, обитающие за пределами кишечника. Так, чтобы получился йогурт, бактерии ферментируют лактозу молока в молочную кислоту. При производстве пива и вина дрожжи перерабатывают крахмал, сахарозу и другой сахар в этанол. Конечными продуктами ферментации в кишечнике чаще всего становятся короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК).

КЖК обеспечивают людей небольшим количеством энергии, извлеченной из растительных углеводов, которые без переработки микробами не имели бы никакой питательной ценности. Микрофлора выжимает из углеводов, на которых пирует, все калории до последней, но не может вырабатывать калории из КЖК. Для этого необходим кислород, а в кишечнике его нет. Усваивая КЖК из кишечника в наши ткани, содержащие кислород, организм получает последние оставшиеся калории из волокон, которые в противном случае остались бы непереваренными. В древней саванне, где пропитание было скудным, люди употребляли большое количество пищевых волокон в виде диких ягод и корней. КЖК, которые микрофлора вырабатывала в результате, скорее всего, были очень важным источником восполнения ежедневного расхода калорий и могли играть решающую роль в обеспечении достаточным количеством энергии для охоты и собирательства.

Однако в рационе человека, ведущего современный образ жизни, КЖК, вырабатываемые микрофлорой, составляют всего 6–10% от общего количества ежедневных калорий. Это эквивалентно энергии, полученной от 20 миндальных орехов. В целом не так много, но все-таки это лишние калории для цивилизации, в которой заболевания, связанные с ожирением, достигли ужасающего уровня. Разве не нужно пытаться исключать все ненужные калории? Что, если бы мы избавились от микрофлоры? Похудели бы мы со стерильным кишечником? Возможно. Мыши, лишенные микрофлоры, едят больше, но весят меньше, чем мыши с микрофлорой. Но так как люди не могут постоянно жить в стерильном пузыре (как живут мыши без микрофлоры), попытка избавиться от микрофлоры потребует постоянного приема огромных доз антибиотиков. И этого, скорее всего, будет недостаточно, чтобы освободить наш кишечник от микробов. Бактерии легко приспосабливаются к новым условиям, поэтому наш кишечник быстро заселят бактерии, устойчивые к антибиотикам.

КЖК действительно источник некоторого количества лишних калорий, но очевидно также, что они играют намного более важную роль в организме. Согласно новой точке зрения, нам, наоборот, стоит увеличить производство КЖК, поглощая больше ДМУ. КЖК выступают важными медиаторами различных функций организма. Некоторые данные доказывают, что КЖК не приводят к набору веса.

КЖК — источник калорий, однако люди на диете, обогащенной пищевыми волокнами, производящими КЖК, теряют вес. Этот парадокс подтверждается известным примером: во Франции рацион людей относительно богат жирами, но в целом французы скорее стройная нация. В их рационе достаточно пищевых волокон. Возможно, благодаря КЖК дольше сохраняется чувство сытости, соответственно, сокращается число приемов пищи. Может быть, производство КЖК в результате ферментации шпината, который мы только что съели, добавляет несколько лишних калорий, но в то же время мы чувствуем себя достаточно сытыми, чтобы устоять перед печеньем или другим десертом.

КЖК — это всего лишь один из нескольких видов веществ, потенциально полезных для здоровья и производимых микрофлорой. Метаболические сценарии микрофлоры разнообразны и позволяют синтезировать ряд химических молекул внутри кишечника. Ученые обнаружили множество таких молекул, но большинство из них пока не идентифицированы, и неизвестно, каким образом они влияют на организм.

Согласно одной из наиболее распространенных теорий в области исследования микрофлоры, недостаток пищевых волокон стал причиной многих заболеваний жителей промышленно развитых стран. Употребляемый ими растительный материал зачастую содержит мало пищевых волокон и богат простым крахмалом, который перерабатывается в тонком кишечнике. Употребление большего количества клетчатки для ферментации микрофлорой, скорее всего, приведет к потере веса, уменьшению воспалений и снижению риска развития «болезней цивилизации», не говоря уже о более стабильной и разнообразной микрофлоре. Многие традиционные общества едят значительно больше растительной пищи, чем современные горожане. В частности, у представителей сообществ с высоким уровнем употребления пищевых волокон в микрофлоре наблюдается больше видов бактерий (некоторые из них никогда не встречались у европейцев и североамериканцев) и более низкий уровень воспалительных заболеваний. Но действительно ли так нова концепция оздоровления благодаря повышенному употреблению клетчатки?