Аланна Коллен - 10% Human. Как микробы управляют людьми

Эксперимент Тернбау показал не только то, что кишечные микробы заставляют мышей толстеть, но еще и то, что микробы могут передаваться от одних особей к другим, причем можно не ограничиваться передачей бактерий от тучных мышей худым. Что, если пойти дальше — например, взять микробов у худых людей и пересадить их полным? Это позволило бы людям терять вес без всяких диет. Терапевтический — и коммерческий — потенциал такого метода не укрылся от Тернбау и его коллег, и они запатентовали идею изменения микрофлоры как средство, потенциально способное избавить нас от ожирения.

Но прежде чем радоваться лекарству от ожирения, необходимо узнать, как работает этот механизм. Что же делают эти микробы, если в результате мы толстеем? Как и раньше, микрофлора тучных мышей, участвовавших в эксперименте Тернбау, содержала больше фирмикутов, чем бактероидов; по всей видимости, именно это различие и определяло способность мышей извлекать большее количество энергии из пищи. Эта гипотеза опровергает один из основных постулатов «теории ожирения». Получается, подсчет «входящих» калорий не должен сводиться лишь к учету еды, которую человек съедает. Важно измерить количество энергии, которое человек усваивает . Тернбау вычислил, что мыши с «жирной» микрофлорой извлекали из съедаемого корма на 2 % калорий больше. То есть из той пищи, из которой худые мыши усваивали 100 калорий, жирные мыши «выжимали» 102 калории.

На первый взгляд, это совсем немного, однако за год или за более длительный срок «набегают» лишние килограммы. Представим женщину среднего роста — 162,5 см, которая весит 62 кг и имеет здоровый индекс массы тела (ИМТ = вес в килограммах ÷ квадрат роста в метрах) — 23,5. Каждый день она потребляет 2000 калорий, но если ее кишечник населяет «жирная» микрофлора, то усвоение лишних 2 % калорий выливается в лишние 40 калорий в день. Если эта лишняя энергия не расходуется, то дополнительные 40 калорий за год будут превращаться (по крайней мере теоретически) в лишние 1,9 кг. За 10 лет «набежит» 19 кг: таким образом, женщина будет весить уже 81 кг, а ее ИМТ составит 30,7, что соответствует ожирению. И все это — из-за 2 % лишних калорий, которые извлекают из пищи кишечные бактерии?

Эксперимент Тернбау заставил полностью пересмотреть проблему человеческого питания. Содержание калорий в пище обычно подсчитывается на основе стандартных таблиц преобразования, где каждому грамму углеводов соответствует 4 калории, каждому грамму жира — 9 калорий и так далее. Ярлыки на упаковках продуктов представляют их пищевую ценность как некую постоянную величину. Например, мы можем прочитать, что в йогурте содержится 137 калорий, а в ломтике хлеба — 69 калорий. Однако Питер Тернбау показал, что не все так просто. Может быть, йогурт действительно содержит 137 калорий для человека с нормальным весом, но ведь он может содержать 140 калорий для человека с лишним весом и для человека, имеющего другой набор кишечных микробов. Казалось бы, разница незначительная, но со временем и она сказывается на фигуре.

Если ваши микробы трудятся с вами заодно, извлекая энергию из пищи, значит, количество калорий, которое вы усвоите из съеденного, определяет именно ваше микробное сообщество, а не стандартная таблица преобразования. Вероятно, это и объясняет неудачи тех людей, которые соблюдали разные диеты, но так и не смогли похудеть. Казалось бы, тщательно продуманная диета, основанная на строгом подсчете калорий в рекомендуемых порциях, должна неизменно приводить к желаемому результату — ежедневному «недобору» точного количества калорий в течение продолжительного периода и, следовательно, к потере лишних килограммов. Однако если «входящие калории» оцениваются неверно, если в действительности их поступает больше, то вес в итоге не меняется, а может быть, даже увеличивается. Эта идея нашла подтверждение и в другом эксперименте. Его провел в 2011 году Рейнер Джампертс из Национального института здравоохранения в Финиксе (Аризона). Джампертс составил для группы добровольцев диету с фиксированным содержанием калорий, а потом измерял количество калорий, остававшихся в их стуле по окончании пищеварительного процесса. У худых добровольцев, перешедших на высококалорийную диету, произошел резкий рост числа фирмикутов по сравнению с числом бактероидов. Эта перемена в составе кишечной микрофлоры сопровождалось значительным уменьшением количества калорий, выводимых из организма со стулом. После того как микробный баланс нарушился, люди начали усваивать по 150 лишних калорий в день, хотя рацион и количество пищи оставались неизменными.

Наша способность усваивать энергию из еды зависит от набора микробов. После того как в тонкой кишке съеденная пища максимально переваривается и усваивается, остатки перемещаются в толстую кишку, где и живет большая часть микробов. Здесь у них кипит работа, совсем как на заводе или фабрике, с разделением труда: каждый вид принимается за свои любимые молекулы и извлекает из них все, что может. Прочее остается в достаточно простой форме, и кое-что мы еще усваиваем через клетки, выстилающие стенки толстой кишки. Например, один штамм бактерий обладает генами, необходимыми для расщепления аминокислотных молекул, поступающих из мяса. Другой штамм лучше всего справляется с расщеплением длинноцепочечных углеводных молекул, которые содержатся в зеленых овощах. А у третьего лучше всего получается подбирать молекулы сахара, которые не успели усвоиться в тонкой кишке. От выбранной нами диеты зависит состав живущих внутри нас микробных штаммов. Так, в организме вегетарианца, скорее всего, окажется не слишком много бактерий из группы, специализирующейся на аминокислотах, потому что для успешного размножения им необходимо регулярное поступление мяса.

Бекхед предположил, что количество энергии, извлекаемой нами из пищи, зависит от задачи, которую привыкла выполнять наша микробная фабрика. Если вегетарианец вдруг решит нарушить привычный пост и отведать жаркое из кабана, то, скорее всего, у него в кишечнике просто не окажется достаточного количества микробов, любящих аминокислоты, чтобы извлечь из мяса наибольшую пользу. Зато у заядлого мясоеда нужные микробы имеются в изрядном количестве, поэтому он усвоит из съеденного жаркого больше калорий, чем вегетарианец. То же относится и к прочим питательным веществам. У человека, потребляющего мало жирной пищи, окажется очень мало микробов, специализирующихся на жирах, и если он, против обыкновения, вдруг съест пончик или шоколад, то эта случайная пища пройдет по его толстой кишке практически незамеченной, то есть содержащиеся в ней лишние калории не будут усвоены организмом. А вот у того, кто привык каждый день баловать себя сдобной выпечкой, имеется большая популяция охочих до жира бактерий, которые с нетерпением ждут очередного пончика, чтобы разложить его на первоэлементы и заодно обеспечить лакомку солидной дозой калорий.