[69]. Еще ряд подобных исследований по анализу последствий частого прикосновения к чекам уже среди кассиров[70] привел к тому, что появились рекомендации для работодателей обеспечивать сотрудников санитайзерами, защитными перчатками, а также предупреждать складывать чеки печатной стороной внутрь для избежания дополнительного контакта с термобумагой[71]. Итак, если вам по долгу службы приходится часто трогать термобумагу, надевайте перчатки!
Помните: все пластики — полимеры. Каждый из них состоит из мономеров — химических звеньев, повторяющихся в длинных цепочках. Когда мы говорим о материалах для пластиковых бутылок, то любой мономер вреднее, чем произведенный из него полимерный пластик. Легко сминаемые рукой бутылки сделаны из менее плотного материала, полиэтилентерефталата, подвержены разложению при высоких температурах. Несмотря на то что термическое разложение пластиковых бутылок начинается только при высоких температурах (ощутимо выше 40°C), оставлять пластиковые емкости на солнце и в закрытых машинах тоже не стоит, это иногда приводит к частичному разрушению пластика и проникновению в воду освободившихся мономеров.
Собираясь на пляж, перелейте воду в термостатированную емкость, а прихватив на заправке пару бутылочек воды, не забудьте забрать остатки домой.
Глава 3. Питание и микрофлора кишечника
В нашем теле обитает бесчисленное множество невидимых помощников. Кожу, кишечник и другие потайные уголки тела человека населяют триллионы различных бактерий, и даже внутренние органы, традиционно считающиеся стерильными, например полость матки, весьма далеки от этого.
Наши симбионты и квартиранты вырабатывают в 150 раз больше разных веществ, чем мы сами, и большинство этих веществ обладает той или иной биологической активностью. В процессе длительной совместной жизни микробы подписали между собой сложнейший «общественный договор». Один из них вырабатывает вещество как побочный продукт, а другой без этого вещества жить не может. Почти ни один доступный биосубстрат не работает только в интересах одной разновидности микроорганизмов, а нередко используется и их хозяином — человеком. Каждую доступную «экологическую нишу» в составе нашего организма занимает то или иное сообщество бактерий, меняющихся в течение жизни человека и различающихся от человека к человеку.
Микробы и бактерии
Наши невидимые друзья…
Значение микрофлоры для здоровья трудно переоценить. Например, бактерии поставляют нам часть ферментов, необходимых для переваривания пищи и экстракции из нее витаминов и микроэлементов. Они закодированы в бактериальных генах. Получается, собственного генома человеку не хватает: симбионты-помощники предоставляют страницы своих генетических скрижалей, чтобы добавить нашему организму всякие полезные аксессуары. Покупатели новых автомобилей знают: машина в базовой комплектации доедет в Москву из Владивостока и обратно безо всяких проблем. Но чтобы водитель получил от поездки удовольствие, потребуются и подогрев сидений, и подставочка для кофе. Так же и организм человека. В отсутствие некоторых полезных бактерий мы не погибнем, но самочувствие оставит желать лучшего. И если у вас «то лапы ломит, то хвост отваливается», возможно, дело не в вас самих, а в общем расстройстве сообщества невидимых помощников, почему-то переставшего справляться со своими ежедневными обязанностями.
Возьмем, например, кишечник. Его населяет не менее двух — а по некоторым данным, до десяти — тысяч разновидностей микроорганизмов общей массой от одного до трех килограммов. Интересно, что долгое время изучением кишечной микрофлоры ученые-генетики пренебрегали. Считалось, что у них есть задачи поважнее — например, расшифровка генома человека, подробное описание генных вариантов и мутаций, а также распутывание сети молекулярных взаимодействий внутри человеческих клеток. Бактерии же были оставлены на откуп микробиологам, которые изучали их методами, традиционными для этой научной отрасли: высаживали на чашки с агаром и подсчитывали колонии. Однако лишь малая доля микробов способна расти в чашке Петри. Большинство обитателей нашего кишечника гораздо капризнее. Их можно понять: невкусный агар не сравнить с кулинарным разнообразием, попадающим в наш желудок. Именно поэтому микробиологи смогли научиться узнавать в лицо лишь несколько десятков самых неприхотливых микробов, а остальные долго оставались за кадром.
Изобретение высокопроизводительных секвенаторов ДНК изменило наш взгляд на маленький кишечный народец, помогающий переваривать пищу. Оказалось, что биоразнообразие нашей микрофлоры превосходит самые смелые предположения. Многие ученые удивились настолько, что дальнейшее изучение человека решили проводить вкупе с живущими в его кишечнике микробами и даже назвали все это сообщество единым сверхорганизмом. Такая расширительная трактовка понятия «человек», в представлении авторов, все-таки перебор. Однако интерес к микробному сообществу, в тесноте да не в обиде проживающему на территории нашего организма, велик настолько, что усилия по его изучению уже сравнялись по масштабу со знаменитым проектом «Человеческий геном», главной целью которого было определить последовательность нуклеотидов нашей ДНК и идентифицировать 20–25 тыс. генов.
Большинство бактерий-симбионтов живут в толстой кишке и составляют 35–50% ее содержимого. Чем занимается кишечник? Вы скажете: «Переваривает пищу». Ответ верен лишь наполовину. В верхнем отделе кишечника над каждым кусочком пищи действительно трудятся наши собственные ферменты, а вот в нижнем получившуюся кашицу переваривают уже не продукты наших клеток, а кишечные бактерии, причем для своей же пользы. Сам кишечник всасывает только то, что бактерии расщепили, но не успели утилизировать.
Микробиота кишечника представляет собой своего рода отдельный орган, необходимый для правильного обмена веществ. Микрофлора ферментирует неусваиваемые пищевые остатки, сбраживает углеводы, утилизирует белки, преобразует нужные, но не особо полезные желчные кислоты в продукты, безопасные для выделительной системы, синтезирует необходимые нам короткоцепочечные жирные кислоты, которыми небогата пища, а также производит аминокислоты и витамины для нашего организма.
Каждый вид бактерий специализируется на определенном типе продуктов. Сахаролитические бактерии предпочитают сбраживать углеводы, к ним относятся некоторые представители Bacteroides, Bifidobacterium, Lactobacillus, Eubacterium, Propionibacterium, Escherichia, Enterococcus, Peptostreptococcus, Fusobacteria и др. Протеолитические микроорганизмы получают энергию за счет утилизации аминокислот, образующихся при расщеплении белковой пищи. Они представлены видами родов Streptococcus, Staphylococcus, Proteus и знакомой нам всем Escherichia coli, то есть кишечной палочки. Бактерии-протеолитики, впрочем, не против побаловаться и сахарком.
В кишечнике для бактерий — рай! Там тепло, еда сама с неба валится. В этом прекрасном местечке был бы рад поселиться почти любой вид микроорганизмов, да место занято. Микробы конкурируют между собой и за доступные питательные вещества, и за необходимое пространство. При этом полезная микрофлора подавляет рост патогенов. Для этого у «хороших» микробов все продумано — они взаимодействуют с иммунной и нервной системами, а также холят и лелеют связанную с кишечником систему лимфоузлов, чем способствуют формированию иммунологической памяти.
…и их враги
Каждый курс антибиотиков — неважно, по делу или «на всякий случай» — подвергает нашу микрофлору нечеловеческим страданиям. Некоторые виды микробов сокращаются в численности — а другие, самые редкие, могут вообще исчезнуть! Представим себе ребенка со средненьким видовым разнообразием кишечной флоры, видов эдак в пятьсот. (Как мы уже говорили выше, эта цифра гораздо ниже реальной, потому что о многих видах кишечных бактерий мы знаем только по кусочкам секвенированных из них генов, не совпадающих ни с одним из известных видов.) Мы начнем наш мысленный эксперимент с пятисот видов, для простоты. В результате курса антибиотиков, необходимого в связи с затянувшимся кашлем, микрофлора пострадала, но быстро восстановилась благодаря рекомендованному педиатром курсу пробиотиков — живых спор ацидофильных лактобактерий.
Но ведь это только один из многих видов! В целом микрофлора кишечника восстановилась после атаки, бактерий не стало меньше. Однако пять относительно немногочисленных видов не смогли восполнить свои ряды и оказались полностью истреблены. Теперь у нас уже не пятьсот, а четыреста девяносто пять разновидностей микроорганизмов — биоразнообразие флоры уменьшилось. Скорее всего, отряд не заметит потери этих бойцов, но надежность системы слегка снизится. Десять-двенадцать курсов антибиотиков спустя — а именно столько раз наша микрофлора в среднем подвергается действию противобактериальной артиллерии еще до поступления в университет — и бойцов будет уже не четыреста девяносто пять, а гораздо меньше…
В такой ситуации у несвойственных нашему организму условно вредных бактерий и даже у точно неполезных грибов появляется возможность прокрасться в свободные квартирки и постепенно приучить нормальное сообщество кишечника к своему присутствию. Нередко новые жильцы не вредят напрямую, а просто саботируют привычную работу сообщества, недопоставляя нашему организму необходимые вещества. Результатом может стать недостаточность того или иного витамина, микроэлемента, метаболита…
Кроме того, не приученные к порядку жильцы выделяют в просвет кишечника побочные (или конечные) продукты своего метаболизма, усиливающие общий воспалительный фон организма. Такое воспаление — на то и общее, что затрагивает все части нашего тела, в том числе мозг. Клетки поддерживающей нейроны глии реагируют на воспаление так же, как и лимфоциты: начинают секретировать в окружающую их ткань что ни попадя. От этого воспаление набирает обороты, ускоряется старение всего организма и… болит голова! Вот вам и связь между прошлогодним воспалением легких и сегодняшней мигренью.
Исследовательница из Университета Хельсинки Катри Корпела воспользовалась электронной базой данных, чтобы найти детей, которым были выписаны рецепты на антибиотики[72]. Она разыскала сто сорок два малыша детсадовского возраста и сопоставила микробиомные анализы кала с основными вехами их знакомства с антибиотиками. Важно, что в группе было немало детей, не проходивших антибиотиковой терапии; они стали контрольной группой
Особенно вредили нормальной флоре кишечника макролиды, в том числе азитромицин, нередко назначаемый детям при признаках пневмонии. Даже через полгода после приема макролидов флора не приходила в норму. Бифидобактерии были редкими, у некоторых детей и вовсе отсутствовали, а вот количество Bacteroidetes и вырабатывающих эндотоксин Proteobacteria оказалось повышено. Для нормализации флоры кишечника финским детям потребовался минимум год! И даже через два года после курса макролидов их кишечник все еще носил в себе следы опустошения, произведенного антибиотиками. Исследование закончилось, а биоразнообразие так полностью и не восстановилось. Действие антибиотиков пенициллиновой группы оказалось намного более мягким, после их приема нормальная флора почти не страдала и уже через шесть месяцев была полностью в норме.
Здоровье детей, прошедших многократную терапию макролидами, было далеко от идеала. У детей, подвергнувшихся двум или более курсам такого лечения в первые два года жизни, астма встречалась в шесть раз чаще, чем у детей, незнакомых с этими препаратами. Была замечена и еще одна очень интересная закономерность: чем больше курсов антибиотиков принял ребенок, тем выше был его индекс массы тела (ИМТ). И в случае астмы, и в случае лишнего веса у пострадавших наблюдались вполне ощутимые сдвиги в представленности некоторых бактерий. Эти сдвиги соответствовали состоянию организма: микробиологические профили астматиков и тучных детей существенно различались. Получается, что и наше здоровье, и даже то, как мы выглядим, зависят от того, в каком состоянии наш «внутренний мир».
В последние годы у все большего процента людей наблюдают малую эффективность антибиотиков или полное отсутствие эффекта. При устойчивых инфекциях любой поход к зубному, а тем более госпитализация могут стать угрозой для жизни.
Случаи таких резистентных инфекций нередки как у людей, прошедших многократное курсовое лечение антибиотиками под контролем врача, так и у тех, кто занимался самолечением. Парадоксально, но факт: однажды столкнувшись с резистентной инфекцией, многие граждане закупают антибиотики впрок и не только сами их принимают при малейшем покашливании, но и раздают родным и знакомым. На другом конце спектра — антибиотиконенавистники, которые усиленно «лечатся» гомеопатическими средствами и вообще не доверяют врачам. Примеры бактерий с повсеместно встречающимися устойчивыми разновидностями приведены ниже.
• Neisseria gonorrhoeae (возбудитель гонореи).
• Устойчивые к пенициллину и его производным представители семейства Enterobacteriaceae, в том числе токсинпроизводящие штаммы кишечной палочки.
• Acinetobacter, вызывающий «больничные» инфекции.
• Mycobacterium Tuberculosis (возбудитель туберкулеза).
• Streptococcus Pneumoniae/Aureus (зловредные родственники лактобацилл).
• Enterococcus faecalis (который «подарил» свою систему устойчивости к ванкомицину многим другим патогенным бактериям).
Восстановление после болезни и терапии антибиотиками
Без антибиотиков человечеству не обойтись. При таких угрожающих жизни заболеваниях, как острое воспаление легких, менингит и заражение крови антибиотики были и остаются главным оружием терапевта, который выпишет их по результатам анализов и очного осмотра. При подозрении же на хроническое течение заболевания использование антибиотиков широкого спектра действия должно быть сведено к минимуму, а вместо них использованы лекарственные препараты точного действия, поражающие только тот микроорганизм, на который нацелены.
Эта простая истина известна давно. Но антибиотики широкого спектра пригоршнями раздаются для лечения простудных заболеваний, кашля, боли в ухе и горле — при относительно небольших проблемах, с которыми организмы большинства людей вполне способны справиться самостоятельно!
Когда пройдут симптомы часто встречающихся недомоганий без лечения антибиотиком:
• боль в ухе: 8 дней;
• боль в горле: 7–8 дней;
• синусит: 14–21 день;
• простуда: 14 дней;
• кашель и бронхит: 21 день[73].
Чтобы не развилась диарея, которая нередко сопровождает лечение антибиотиками, могут быть назначены пробиотическая бактериальная смесь Lactobacillus rhamnosus GG (LGG) и Saccharomyces boulardii или другие «живые» бактерии в виде спор.
Включение пробиотического штамма S. boulardii может снизить вероятность распространения инфекции Clostridiodes difficile — частого спутника длительного употребления антибиотиков, берущего на себя 90% всех случаев инфицирования. Оно проявляется жидким стулом, подъемом температуры и болями в животе.
Снизить симптомы дегидратации на фоне диареи может сочетание Bifidobacterium breve и Streptococcus thermophilus[74].
А вот продукты, которые стоит почаще включать в рацион во время инфекций:
• имбирь;
• куркума;
• вишня и другие кислые ягоды;
• сельдерей, кейл, шпинат;
• грецкий орех и масло;
• льняное масло/семечки;
• красная рыба;
• чеснок;
• ферментированные продукты (квашеная капуста, кефир, кимчи).
Исключить стоит продукты, богатые насыщенными жирами и простыми сахарами. И конечно, не забывать включать в рацион достаточное количество жидкости.
Антибиотики — необходимые для выживания медикаменты. На сегодняшний день им нет альтернатив, хотя попытки адаптировать их под конкретный организм предпринимаются уже сейчас. Но их назначение, как и принятие решения о поддерживающей терапии пробиотиками, должен принимать врач.
С молоком матери
Организм человека начинает заселяться бактериями еще до рождения: микрофлору нашли и в плаценте, и в амниотической жидкости, и в пуповинной крови. После рождения микроорганизмы поступают к нам с материнским молоком, которое содержит около одного миллиарда бактерий на литр, а также пребиотики — галакто- и фруктоолигосахариды, способствующие формированию здоровой микрофлоры в кишечнике. Именно поэтому дети на искусственном вскармливании должны получать пребиотики вместе с питательной смесью.
Интересно, что примерно 20% матерей неспособны секретировать пребиотические олигосахариды с фукозиловыми остатками по причине мутации гена FUT2. Об этом подробнее можно прочитать в главе 7: специалисты восхваляли устойчивость носителей этого генного варианта к хеликобактерному гастриту и «кишечному гриппу», вызываемому вирусом Норфолк. Но в части производства молока для выкармливания собственных детей мамы с мутантным FUT2 немного подкачали: их молоко содержит примерно вдвое меньше олигосахаридов, чем у мам со стандартным геном. Поскольку олигосахариды молока человека способствуют росту полезных бифидобактерий и бактероидов, в кишечнике трехлетних детей, вскормленных FUT2-негативными мамами, этих бактерий в результате оказывается меньше, а их место занимают условно вредные виды из рода Prevotella. Вариант гена FUT2 — хороший пример системы сдержек и противовесов, точно так же, как у викингов с гемохроматозом. С одной стороны, мы получаем защиту от поноса и боли в желудке, а с другой — проигрываем, ослабляя кишечное сообщество своего потомства. Проигрыш, кстати, немал. Дети мам с обедненным по составу олигосахаридов молоком более склонны к развитию болезни Крона — весьма неприятного аутоиммунного заболевания кишечника.
А как же дети, вскормленные искусственно? Ведь в баночках с детским питанием микробов уж точно нет? Действительно, нет. Этот фактор объясняет, почему дети, вскормленные грудью, имеют лучший иммунитет по сравнению с выросшими на искусственном питании. Но не будем забывать, что груднички, получающие порошковое молоко из банки, тоже откуда-то набирают полезных бактерий. Загадка? Ответ прост — бактерии вездесущи! Мы завернуты в свой микробиом, как в облако, и постоянно «стряхиваем» его на окружающие предметы. Младенцы облизывают пальцы, игрушки, пеленки и что попало, усваивая микробиом родителей и других проживающих с ними родственников. Предвосхищая вопрос проницательных читателей, ответим: а также микробиомы собак, кошек, попугаев и других домашних животных, разделяющих с нами жилище[75].
После получения первой порции молозива грудное вскармливание становится лучшим стартом для ребенка. На данный момент исключительно грудное вскармливание советуют продолжать до шести месяцев и далее — по последним рекомендациям ВОЗ, до двух лет, совмещая с обычной человеческой едой. Только у одной из трехсот женщин есть реальные показания к отмене грудного вскармливания, связанные с состоянием здоровья мамы или малыша или необходимостью приема медпрепаратов, которые невозможно сочетать с грудным вскармливанием. То, что раньше считалось основанием для отмены грудного вскармливания, — колики, аллергия, неподходящая форма сосков, полный рабочий день и прием антибиотиков — в настоящее время уважительными причинами не является. Чтобы успешнее войти в ритм выкармливания ребенка грудью, воспользуйтесь следующими советами.
1. Вовремя обратитесь к грамотному консультанту по грудному вскармливанию или медицинской сестре, которые помогут наладить процесс кормления: подобрать удобную позу и накладки на соски для улучшения захвата, установить режим и, при необходимости, процедуру сцеживания.
2. Проконсультируйтесь у педиатра, особенно если у ребенка наблюдаются неадекватные реакции на кормление грудью, например слишком медленный набор веса или прожилки крови в стуле.
3. Скорректируйте ваш рацион, особенно если ранее была диагностирована непереносимость того или иного продукта.
Настоящие аллергические реакции на еду, которую потребляет мама, — довольно редкое явление. Но большинство родителей винят именно съеденную мамой пищу во всех мыслимых и немыслимых грехах, таких как прыщики на щеках у младенца, опрелости под подгузником, срыгивания и, конечно, пресловутые колики. В подавляющем большинстве случаев такие явления — всего лишь один из вариантов нормального процесса развития детского организма и не требуют коррекции, а тем более ограничения рациона мамы — самого главного человека, ответственного за жизнь и здоровье ребенка. В развитых странах главный упор делается на сохранение в рационе мамы как можно большего спектра продуктов, а при необходимости отмены какой-либо пищевой группы, например молочных продуктов, создаются все условия, чтобы рацион остался полноценным. Например, в меню добавляются богатые или обогащенные кальцием продукты растительного происхождения.
Садясь на диету с исключением общепринятых «аллергенов» вроде курицы, капусты, красных продуктов, шоколада, цитрусовых и зерновых, мама не делает лучше ребенку и уж тем более не улучшает его иммунитет. Чтобы наверняка убедить читательниц во вреде ограничительных диет, приведем в пример исследования, показавшие, что мамы, придерживавшиеся во время беременности и грудного вскармливания разнообразного питания, имеют меньше шансов в дальнейшем заполучить ребенка с аллергией и даже ребенка-малоежку, отвергающего попытки добавить в его рацион новые продукты[76]. Ведь у детей мам, ограничивавших свой рацион, и пищеварительная система, и вкусовые рецепторы не натренированы для восприятия продуктов с новыми вкусами и их усваивания. Ученым предстоит еще точнее разобраться с тем, как именно это работает, но первые данные о важности разнообразия питания мамы уже получены.
Состав грудного молока зависит от типа питания и здоровья мамы. Даже по такому простому параметру, как содержание жира, образцы молока могут различаться на порядок — от 7 до почти 90 г на литр! А ведь жир материнского молока обеспечивает примерно 40% энергозатрат новорожденного.
Состав грудного молока зависит от многих факторов, в том числе питания и самочувствия мамы, времени кормления и объема молока в груди. Однако важнее потребности самого ребенка. Организм матери вырабатывает в точности то, что нужно малышу, а это более двухсот различных типов жирных кислот (жирность грудного молока варьируется в пределах 3,5–4,5%), более двухсот типов олигасахаридов, четыреста типов белковых структур и более восьмисот видов различных бактерий. Все это необходимо для здорового роста и становления микрофлоры кишечника ребенка[77].
Знаете устойчивое выражение «впитать с молоком матери», означающее «усвоить с ранних лет»? Его обычно употребляют по отношению к тем или иным особенностям культуры, передающимся из поколения в поколение. Так вот, свежая работа международного коллектива исследователей под руководством Сеппо Салминен из Университета Турку в Финляндии подтвердила точность этой фразы. Ученые проанализировали молоко семидесяти девяти женщин из Пекина (Азия), Кейптауна (Южная Африка), Хельсинки (север Европы) и Валенсии (Средиземноморское побережье) и показали, что грудные выделения, собранные в различных частях света, уверенно различаются как по составу жирных кислот, так и по передаваемой младенцам микрофлоре[78].
Интересно, что и внутри каждой этнической группы, и в общей массе образцы молока различались и по способу рождения — натурального или с помощью кесарева сечения. Мы воздержимся от советов, какие роды «здоровее», и утверждений, чье молоко «лучше». Такая постановка вопроса с точки зрения науки попросту некорректна — есть множество исследований, подтверждающих фактор природной персонализации многочисленных процессов, происходящих с человеком в течение его жизни. Некоторые из них мы пока можем лишь описать и удивиться: по-видимому, первые часы и далее примерно два-три первых года жизни ребенка действительно накладывают микробный отпечаток на последующее состояние его здоровья!
О пользе грязи
В области изучения микробиома новорожденных финны впереди планеты всей! Много шуму наделала работа финского аспиранта Томми Ватанена, опубликованная в журнале Cell[79]. Вместе со своим научным руководителем Рамником Хавье из Массачусетского технологического института он исследовал причины загадочного роста детских аутоиммунных заболеваний в ближнем северном зарубежье, в том числе Финляндии, но не в Карелии. Частота встречаемости пищевой аллергии и детского аутоиммунного диабета между этими двумя районами отличается примерно в пять-шесть раз! В соседней Эстонии переход от социализма к капитализму сопроводился примерно таким же ростом детской заболеваемости. Раньше советская Эстония напоминала нынешнюю Карелию, а теперь стала совсем как Финляндия. Ученые заинтересовались этой важной проблемой и набрали группу из тысячи новорожденных, из каждой страны треть. С момента рождения и до трех лет каждый ребенок был подробно многократно исследован, при этом образцы стула собирались каждый месяц. Группа получила название DIABIMMUNE.
Для своего исследования Ватанен выбрал результаты анализов не всех детей, а только тех, кто был предрасположен к развитию аллергии и аутоиммунных заболеваний, поскольку унаследовал генные варианты, часто встречающиеся у лиц с такими болезнями. Результаты клинического обследования трехлеток показали, что примерно по 11–12% маленьких финнов и эстонцев хоть и были пока здоровы, но уже имели в крови антитела, указывающие на скрытый аутоиммунный процесс и постепенно разрушающиеся клетки поджелудочной железы. Среди карельских детей такие антитела наблюдали всего лишь в 1,9% случаев. Такая же история произошла и со скрытой аллергией на молоко и яйца: 25–27% у финнов, 15–19% у эстонцев и всего лишь 8% у карельских малышей.
Исследование архивных образцов кала младенцев показало, что в кишечниках финских и эстонских малышей первого года жизни преобладали бактероиды, а вот у карельских детишек эти микробы были немногочисленными. В попытке разобраться, как избыток бактероидов провоцирует аллергию, ученые провели подробный сравнительный анализ метаболизма различных обитателей кишечника. Оказалось, что у бактероидов, как и у хорошо известной нам кишечной палочки E. coli, клеточная стенка состоит из так называемого липополисахарида — комплекса бактериальных жиров и углеводов, всасывающихся в кишечнике и попадающих в кровь. При встрече с лимфоцитами липополисахариды кишечной палочки вызывают сильную воспалительную реакцию, а вот такие же молекулы из оболочки бактероидов просто тихо накапливаются в крови.
На первый взгляд кажется, что кишечная палочка ведет себя плохо, а тихенькие бактероиды — хорошо. Однако у физиологии иммунной системы другая логика. Именно на первом году жизни иммунная система учится различать свое и чужое. Постоянный стресс со стороны липополисахарида кишечной палочки постепенно приучает иммунную систему новорожденного отличать реальную опасность от выдуманной. Привыкнув к опасному липополисахариду E. coli, наши лимфоциты перестают реагировать на слабые антигенные раздражители, зато при встрече с реальной опасностью прямо-таки взвиваются в воздух! А вот иммунная система, взращенная на безопасном липополисахариде бактероидов, по неопытности иногда реагирует на что попало: то на вполне безопасный яичный белок, то на антигены своих же клеток. «Детский» диабет возникает из-за того, что лимфоциты почему-то принимают нужные нам инсулинопроизводящие клетки поджелудочной железы за чужаков.
У более обеспеченных городских детей Скандинавии, первый год своей жизни проводящих в «тепличных» условиях, кишечной палочке взяться практически неоткуда. У карелов же ситуация не такая благополучная, и малыши чаще успевают облизать игрушку или поковырять в носу. Именно поэтому карелы встречаются с кишечной палочкой в первые же месяцы жизни, а финны и эстонцы — только после того, как научатся убегать от мамы. Но тогда уже поздно. Иммунная система созрела, и «тепличные» дети более склонны к аллергиям и аутоиммунным заболеваниям.
Так называемая гигиеническая гипотеза, объясняющая всплеск аллергии и аутоиммунных заболеваний в Европе в конце XX века, была предложена британским эпидемиологом Дэвидом Стречаном в конце восьмидесятых годов прошлого столетия. Однако вплоть до недавнего времени она оставалась умозрительной, поскольку подкреплялась в основном эпидемиологическими данными. Работа теперь уже доктора Томми Ватанена и других участников проекта DIABIMMUNE сделала весьма серьезную заявку в поддержку этой гипотезы. Похоже, от грязи бывает не только вред, но и польза.
Постарайтесь воздержаться от крайностей. Гигиену придумали не зря. Да, раннее знакомство с патогенной флорой действительно защищает от пищевой аллергии и диабета. Однако помните про сдержки и противовесы, так часто встречающиеся в природе. Защита достается дорогой ценой. В условиях «дикого выпаса» дети чаще болеют, иногда довольно серьезно. К семи-пятнадцати годам шансы карельского школьника повстречаться с хеликобактерной инфекцией желудка в пятнадцать раз выше, чем у финского. Для гепатита А эта разница составляет двенадцать раз, а для токсоплазмы — пять. Ничего хорошего эти инфекции с собой не несут. Взвесьте эти факты, прежде чем запустить своего грудничка в вольер с морскими свинками.
Часто попадающих в организм с продуктами питания патогенных бактерий действительно не так уж много. Примеры — хорошо всем известные Listeria, E. coli и Salmonella. Постарайтесь избежать этих «врагов из тарелки». Особенно чувствительны к патогенным бактериям маленькие дети, пожилые, беременные женщины, люди, принимающие иммуносупрессанты, страдающие хроническим дисбиозом, синдромом раздраженного кишечника и, как бы странно это ни звучало, путешественники.
Вспышки заражения такими бактериями происходят регулярно. Каждый раз эпидемиологи тщательно изучают и причины болезни, и варианты, как избежать инфекции. По итогам многолетних работ были созданы рекомендации, доступные на сайте cdc.gov. Их знают все, но придерживается не каждый. Специалисты вовсе не призывают нас к дополнительным «обрядам» вроде вымачивания капусты в воде с солью или содой, обязательному маринованию мяса, тем более мытью овощей и фруктов со специальными средствами. Правила довольно просты: промыть овощи и фрукты под проточной водой, быть аккуратнее с сырым мясом и яйцами, особенно если вы относитесь к одной из групп риска, перечисленных выше.
В походе или на отдыхе мы нередко теряем бдительность, меньше внимания уделяем гигиене рук, мытью зелени, овощей и фруктов и тщательности приготовления продуктов. Многое зависит и от объема съеденного, условий проживания, общей эпидемиологической обстановки и состояния иммунной системы ребенка и взрослого. Выдержит ли иммунная система карельского ребенка встречу с бактериями, оставшимися на немытых перед едой руках после игр с хомячком? А финского? Мы не знаем. Однако нам точно известно, как предотвратить опасность: тщательно помыть руки перед едой.
Устойчивая микрофлора формируется к третьему году жизни и впоследствии остается, за исключением «встрясок» от антибиотиков, довольно стабильной — вплоть до пожилого возраста. Однако в этой стабильности прослеживаются тренды двух типов. Первый — постепенные изменения микрофлоры в связи со старением, а второй — колебания процентного содержания разных видов микробов в зависимости от качества жизни (экологической обстановки, уровня стресса, наличия хронических заболеваний, уровня физической активности и качества сна) и режима питания.
Разнообразие питания и кишечной микрофлоры
Идея о роли кишечного микробиома в процессе старения принадлежит нобелевскому лауреату Илье Ильичу Мечникову, первооткрывателю фагоцитоза. Он предположил, что причиной ускоренного старения курильщиков и мясоедов становится «гнилостная микрофлора», с возрастом разрастающаяся в толстом кишечнике и отравляющая организм. Излюбленным способом продления молодости для Мечникова были йогурты и простокваша. Надежда на содержащиеся в них кисломолочные бактерии оправдала себя лишь отчасти: защитила от кишечных проблем, но не спасла от серии инфарктов, в конце концов подорвавших организм ученого.
Однако во многом Мечников был прав. Согласно исследованиям итальянских ученых из Болонского университета, биоразнообразие кишечной микрофлоры значительно снижается с возрастом. Бактерии-защитники, в том числе клостридии и бифидобактерии, страдают, а освободившееся место постепенно занимают условно патогенные энтеробактерии и грибки, которые «подогревают» не сопровождающийся явной клинической картиной воспалительный процесс. Из-за этого ослабевают и синтез короткоцепочечных органических кислот, необходимых для питания клеток стенки кишечника, и способность микрофлоры перерабатывать сахара, что может способствовать развитию сахарного диабета второго типа и ожирению[80].
Сейчас многие исследователи изучают процессы старения и их связь с микрофлорой кишечника. Однако технологии, которые применяются в науке сегодня, в частности секвенирование генома всех микробов в кишечнике человека для определения состава микрофлоры, стали доступны не так давно. Прогресс в клеточных и молекулярных исследованиях позволил нам четче понять основные механизмы и признаки (например, старение или прогрессирующее ухудшение клеточных и физиологических функций), которые лежат в основе сложных процессов возрастных нарушений иммунной системы, таких как воспаление и нарушение обмена веществ. Эти проблемы действительно могут быть одним из основных факторов риска возрастной предрасположенности к различным хроническим заболеваниям, включая сердечно-сосудистые, инфекции, заболевания кишечника, аутоиммунные заболевания, рак, диабет, ожирение и нейродегенеративные заболевания.
Необычайный прогресс исследований старения за последние годы привел к заметному укреплению лагеря сторонников идеи, что этот процесс можно по крайней мере отчасти «затормозить», поддерживая биохимический и иммунологический гомеостаз.
Интересный факт выявлен в недавней работе Аннамарии Каттанео из итальянского города Брешиа, которая сейчас работает в Королевском колледже Лондона[83]. Оказалось, что отложения белка амилоида — ключевой признак болезни Альцгеймера — тоже под контролем кишечных бактерий[84]. Изобилие кишечных палочек и шигелл способствует патологическим изменениям тканей мозга, а число эубактерий, производящих противовоспалительную масляную кислоту (бутират), уменьшается. Ускорение возрастного снижения интеллектуальных способностей при наличии тлеющего воспаления не новость. К счастью, работа доктора Каттанео указывает: в конце тоннеля зажглась лампочка. Не исключено, что возрастным отложениям амилоида можно противопоставить контроль состояния микробиоты. Если бутиратпроизводящие бактерии — наши друзья, давайте их… подкормим!
Противовоспалительные эубактерии особенно любят так называемый трудноусваиваемый (резистентный) крахмал, которого много в зеленых бананах, недоваренном картофеле, зелени, фасоли, кешью, ячмене и чечевице, а также ржаной муке грубого помола; богат им и традиционный для жителей Израиля хумус, основу которого составляет перетертый нут. Пусть название «трудноусваиваемый» не собьет читателя с толку: хоть этот крахмал и не усваивается с помощью наших собственных ферментов, но бактерии с ним справляются. Правда, с образованием не глюкозы, как обычно, а бутирата, которого нам так не хватает.
Эубактерии производят бутират (короткоцепочечную масляную кислоту) в процессе бескислородного брожения пищевых волокон, в том числе и резистентного крахмала. В штате Мичиган испытали его действие на двадцати молодых добровольцах[85]. Целую неделю добровольцы ели по 48 г картофельного крахмала — половину дозы утром и половину вечером. Через неделю количество вожделенного бутирата в стуле участников исследования выросло в среднем в полтора раза! Правда, примерно трети здоровых добровольцев крахмал не помог, что, скорее всего, объясняется отсутствием того или иного ключевого микроба-утилизатора в составе их кишечного сообщества. Так что лучше над собой такие эксперименты не ставить, а сделать ставку на увеличение разнообразия своего рациона, в том числе и доли продуктов, богатых крахмалом.
Для здоровья кишечника также важна пропионовая кислота. И бутират, и пропионат стимулируют клетки слизистой оболочки кишечника произвести побольше пептида YY, который участвует в процессах, регулирующих аппетит. Больше YY — меньше хочется есть. Будучи кислотами, бутират и пропионат также снижают pH содержимого толстого кишечника и способствуют выведению из организма токсичного аммиака, образующегося при разложении аминокислот (усвоении белковой пищи).
О возможных последствиях переедания белковой пищи животного происхождения мы расскажем отдельно, а здесь лишь заметим: высокий уровень микробного производства бутирата снижает вероятность негативного воздействия употребления чрезмерного количества красного мяса. Уже сейчас вы можете включить в рацион бобовые — отличный источник растительного белка, клетчатки и ряда макро- и микроэлементов, таких как цинк, железо. Особенно если в настоящее время они попадают на ваш стол не чаще раза в неделю. Начните с небольшого количества хумуса, который сделан из нута или чечевицы, фасоли. Вероятность того, что такой минимум богатой белком растительной пищи вызовет вздутие, будет меньше, если употреблять их регулярно. В среднем полчашки бобовых в день добавят к вашей диете 2–4 г резистентного крахмала, который, как видим, нам необходим.
Масляная кислота — на все руки мастер. Такое простое вещество, а везде поспевает. В частности, бутират держит в узде экспрессию онкогенов, улучшает метаболизм жиров и снижает выраженность мышечной атрофии при старении. Но главное его свойство — подавление системного воспаления. В экспериментах с животными он продлевал жизнь дрозофилам и мышам, чье старение было ускорено генетически. Крупные исследования здоровых столетних стариков показали, что в их кишечнике уровни противовоспалительных короткоцепочечных жирных кислот, включая бутират, выше, чем у некоторых молодых![86]
Вырабатываемая кишечными бактериями уксусная кислота (ацетат) очень похожа по своей структуре на масляную и пропионовые, но насчет ее свойств — целебных или наоборот — ученые пока не определились. Сначала во множестве однотипных работ было показано, что неблагоприятные метаболические эффекты рациона с высоким содержанием жира можно свести на нет путем одновременного употребления достаточных количеств уксусной кислоты или ее солей, по крайней мере у мышей. А потом в журнале Nature вышла убедительная работа Рейчел Перри из Йельского университета, показавшей, что у крыс производящая ацетат кишечная флора возбуждает парасимпатическую систему и в несколько раз повышает выработку гормона аппетита — грелина, в результате чего подопытные животные быстро набирают вес и перестают справляться с глюкозой. Иными словами, мыши от ацетата худеют, а крысы полнеют[87]. Хотя и те и другие — грызуны.
А как же обстоят дела у человека? Концентрации ацетата в крови у худых и толстых не различаются, но в образцах кала лиц, страдающих ожирением, его почему-то больше. Исследования корреляций уровней уксусной кислоты и продукции возбуждающего аппетит грелина тоже ни к чему не привели. Оказалось, при ожирении уровень этого гормона повышен всегда, хоть до приема ацетата, хоть после него. Вывод простой: люди не мыши, но все же и не крысы. Поиграв с уровнем какой-то одной микробной молекулы, уравнение ожирения у людей не решишь.
Интересно, что у лиц, не страдающих ожирением, выделения гормона аппетита грелина можно добиться и с помощью простого вливания слабого раствора уксусной кислоты в желудок. Теперь вам понятно, почему нам так хочется проглотить заправленный кисло-сладким соусом салатик, маринованный шашлык прыгает в желудок целыми шампурами, а самый популярный вкус картофельных чипсов в Великобритании — с уксусом?
И высокий, и, наоборот, пониженный аппетит, а также степень увлеченности разными диетами зависят от множества факторов — начиная с генетической предрасположенности и эпигенетических предпочтений тех или иных продуктов, закладывающихся еще в пренатальный период, и заканчивая текущим настроением, уровнем стресса и состоянием иммунной системы. Как бы нам хотелось представить протекающие в человеческом организме процессы в упрощенном виде, например свести их к выработке или невыработке какого-нибудь гормона! Но, скорее всего, на этом пути нас ждет фиаско. В то же время понимание принципов функционирования нашего организма и его основных биохимических процессов станет отличным инструментом для самодиагностики возможных причин переедания или других разновидностей пищевого неблагополучия. Удивительно, но совет здесь прост: ведите дневник питания, не бойтесь следить за тем, что вы едите и как реагируете на те или иные блюда.
Поэкспериментируйте с салатными заправками. Если вы не любите салаты и овощи, просто заправленные маслом, добавьте немного уксуса. Попробуйте два одинаковых салата с разными по интенсивности заправками. Как ощущения?