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

В большинстве привычных фасованных продуктов пищевые волокна отсутствуют. Продукты, приготовленные из белой муки и большого количества сахара, не питают микрофлору. У любителей такой еды кишечники, скорее всего, населены голодающими микробами. Мужчинам рекомендуется употреблять 38 граммов пищевых волокон в день, женщинам — 29 граммов. При этом среднестатистический житель крупного современного города употребляет жалкие 15 граммов пищевых волокон в день. Этот дефицит, без сомнения, нарушает баланс микрофлоры.

Вы сейчас, наверное, представили себе толпу истощенных микробов, но все обстоит не совсем так: бактерии могут быть очень изобретательными в отсутствие пищевых волокон. У них есть другой источник углеводов — кишечная слизь. При недостатке клетчатки кишечные бактерии могут поддерживать свое существование за счет углеводов, которые постоянно выделяют клетки кишечника и которые служат заграждением, защищающим наши клетки от прямого контакта с микрофлорой [68] Sonnenburg, J. L., et al. “Glycan Foraging in Vivo by an Intestine-Adapted Bacterial Symbiont”. Science 307.5717 (2005): 1955–1959. Print. . Питаясь углеводами слизи, наши микробы уничтожают защитный слой кишечника, ослабляя его функцию заграждения и увеличивая воспаление. Пока точно неизвестно, как потеря кишечной слизи сказывается на здоровье человека. Предварительные исследования дают основание предположить, что это может привести к развитию колита [69] Johansson, M. E., et al. “Bacteria Penetrate the Normally Impenetrable Inner Colon Mucus Layer in Both Murine Colitis Models and Patients with Ulcerative Colitis”. Gut 63.2 (2014): 281–291. Print. . Однако микрофлора умеет очень быстро приспосабливаться: предоставьте микробам питание в виде пищевых волокон, и они перестанут поедать слизь.

Термин «пищевые волокна» несет в себе некую неопределенность, поэтому мы предпочитаем «доступные микрофлоре углеводы» (ДМУ). Таким образом мы подчеркиваем, что определенные элементы нашей еды питают микрофлору. Как было сказано ранее, ДМУ — это углеводы, которые ферментируются микрофлорой. Они есть в овощах, фруктах, бобовых и зерновых. Пищевые волокна в продуктах питания и в пищевых добавках могут содержать углеводы, недоступные микрофлоре и, значит, неферментируемые. Неферментируемые волокна могут быть очень эффективны при избавлении от запора. Они служат наполнителем, который позволяет стулу впитывать больше воды и приводит к более легкому испражнению. Но чтобы кормить микрофлору и вырабатывать короткоцепочечные жирные кислоты, нужно употреблять ДМУ. Чем больше ДМУ попадет в кишечник, тем активнее будет ферментация, а значит, будет произведено больше КЖК. От видов ДМУ, которые вы скармливаете микрофлоре, зависит преобладание тех или иных микробов, разнообразие микрофлоры и ее работа. Если вы едите большое количество лука с высоким содержанием инулина, в вашей микрофлоре преобладают микробы, которые умеют ферментировать инулин. Яблоки поддержат распространение бактерий, разлагающих пектин. Пшеничные отруби накормят микробов, питающихся арабиноксиланами, а грибы помогут размножиться микробам, ферментирующим маннан. Мы назвали наиболее распространенные ДМУ, но каждое растение содержит разнообразный набор углеводов, питающих микрофлору, а также множество углеводов, которые совсем не подвержены микробному расщеплению.

Невозможно измерить количество ДМУ в образце продукта, как измеряется, например, содержание белков. Из-за индивидуальности микрофлоры каждого человека ДМУ, подходящие одному, могут не подойти другому. В 2010 году группа ученых исследовала фермент порфираназу [70] Hehemann, J. H., et al. “Bacteria of the Human Gut Microbiome Catabolize Red Seaweed Glycans with Carbohydrate-Active Enzyme Updates from Extrinsic Microbes”. Proc Natl Acad Sci U S A 109.48 (2012): 19786–19791. Print. . Она расщепляет полисахариды, встречающиеся в морских водорослях, известных в кулинарии как нори (традиционная «обертка» суши и добавка ко многим японским блюдам). Как и следовало ожидать, некоторые морские бактерии несут в себе ген фермента, расщепляющего водоросли нори, чтобы питаться ими. Однако, что удивительно, эти гены есть и у кишечных микробов. Зачем кишечному микробу ферменты, которые расщепляют водоросли? Ответ стал очевиден, когда ученые, обнаружив эти гены в коллективном геноме микрофлоры (или микробиоме) японцев, не нашли подобного в североамериканских микробиомах. В определенный момент истории микрофлора японцев, питавшихся водорослями, приспособилась использовать этот новый источник. Как это произошло? Наиболее вероятно, что вместе с водорослями люди получали и морские бактерии, которые на них жили, — еще один пример того, как нестерильность позволяет контактировать с полезными микробами из окружающей среды. Проходя через толстый кишечник, морские бактерии передали генетический материал микрофлоре — и ее функциональные возможности расширились.

Этот пример поглощения водорослей микрофлорой иллюстрирует два важных момента. Во-первых, микробиом способен быстро адаптироваться к окружающей среде в относительно короткий срок. Выбор растений для рациона — один из главных способов поменять или поддержать состав микрофлоры. Если японцы полностью прекратили бы употреблять нори, в конце концов их микрофлора утратила бы способность перерабатывать эти водоросли. Во-вторых, несмотря на ошеломляющее количество генов в микробиоме, поддерживаются только те, которые используются относительно часто и имеют для микробов практическую ценность. Микробы «платят» высокую энергетическую цену за гены микрофлоры, каждый раз копируя их во время деления. Чтобы свести усилия к минимуму, микробы поддерживают свои геномы в относительной чистоте, оставляя только полезные гены.

В работе, опубликованной в 2013 году, многонациональная группа ученых исследовала количество генов в микробиомах 292 датчан [71] Le Chatelier, E., et al. “Richness of Human Gut Microbiome Correlates with Metabolic Markers”. Nature 500.7464 (2013): 541–546. Print. . Они выяснили, что всех участников можно было разделить на две группы: с богатым микробиомом (много генов) и бедным (мало генов). Носители богатого микробиома были стройнее, и в их кишечнике много видов противовоспалительных бактерий. Носители бедного микробиома более склонны к ожирению. У них также много видов бактерий, ассоциируемых с воспалением, например таких, которые встречаются у пациентов с воспалительным заболеванием кишечника. Кроме того, бедные микробиомы обнаруживали более высокую устойчивость к инсулину и обладали метаболическим потенциалом производства прокарциногенов. Другими словами, люди с бедным микробиомом демонстрировали профиль, связанный с диабетом второго типа, сердечно-сосудистыми заболеваниями, болезнями печени и онкологией. У людей с богатым микробиомом было больше генов, связанных с производством полезных для здоровья КЖК.