Друзья кишечника за работой
Незаметно для вас обитатели микробиома день и ночь трудятся, не покладая рук. Они принимают самое деятельное участие в регуляции основных аспектов иммунной, нервной и гормональной (эндокринной) систем сутки напролет. Но самая главная задача микробов заключается в поддержании работы пищеварительной системы: друзья кишечника переваривают пищу, производят и поставляют витамины, минералы, полифенолы, гормоны и белки к тем участкам тела, где они оказываются необходимы.
Дефицит витаминов и минералов, которым часто страдают люди, вызван не недостатком микроэлементов в питании, а отсутствием бактерий, помогающих их усвоению.
Долгие годы мы не знали о роли микробиома в процессе пищеварения, не знали также и об их способности производить витамины и гормоны. Теперь мы знаем, что если бактерии в кишечнике не могут переварить съеденную вами пищу, вы не получите никаких положительных результатов от питательных веществ или информации, содержащейся в этой пище, невзирая на то, какой полезной она вам кажется. Этот принцип разделяют между собой все животные. Даже термит не может «есть» дерево – всю работу за него делают мельчайшие микробы, населяющие его ЖКТ. Они переваривают дерево и превращают его в подходящие для термита компоненты. Без этих крохотных помощников термит умер бы от голода, даже если бы съел несколько домов. Как заключили авторы исследования 2016 года о влиянии диеты на долголетие, «усвоение питательных веществ зависит от микробиома» (5).
В своем кабинете я принимал множество пациентов, которые страдали от дефицита витаминов, минералов и белков не потому, что они их не ели, но потому, что их микробиом не производил и/или не позволял их всасывать. Когда мы устраняли плохих микроребят, замещали их хорошими, которые с радостью отстраивали весь «район», тогда – о чудо – дефициты восполнялись. Рассуждайте так: вы – не то, что вы едите, вы – это то, что переваривают ваши дружественные микробы. Они умеют переваривать только некоторые виды пищи, которые они признают и «готовят» для вашего употребления. Присоединившись к программе «Парадокс долголетия», вы перестанете есть для себя и начнете есть для своих микродрузей, и они щедро отплатят вам за эту услугу.
Чтобы немного оживить нашу дискуссию, я хочу процитировать одного из самых знаменитых долгожителей и гуру здорового образа жизни двадцатого века Джека Лалэйна, которого мне посчастливилось знать лично. Его рекомендации по питанию сводились к следующему: «Если еда вкусная, то выплюни ее!» По существу, он, сам того не зная, говорил «ешь для них, а не для себя!» Не огорчайтесь: еда, которую любят микробы, вам тоже придется по вкусу, я обещаю.
У друзей кишечника много работы. Например, они следят за дрожжами, или грибками рода кандида (такими же нормальные обитателями кишечника) и не допускают чрезмерного роста популяции вредоносных микроорганизмов. Также они работают вышибалами на входе в кишечник и учат иммунную систему определять, какие питательные вещества приносят пользу (или по меньшей мере не приносят вреда) и могут быть допущены внутрь, а какие вредят и не должны попадать в их владения. Эта «профессия» среди микробов в последнее время стала крайне востребованной, потому что современная диета значительно усложнена (подробнее об этом ниже).
Друзья кишечника вырабатывают предшественники важных гормонов, а также находятся в постоянной связи с остальными клетками тела и рассказывают им, как идут дела у них на «родине». Но каким образом они общаются с клетками?
Кроме прочего, конечно же, посылая сообщения митохондриям! Вы думали, я уже забыл про наших сообразительных древних дельцов, которые перебрались в клетки в поисках лучшего будущего? Разумеется, я не забыл. Они попросили защиту и кров, предложив взамен производить энергию, необходимую для функционирования клеток. Я считаю, что они представляют собой недостающее звено в дискуссиях о долголетии.
Сестринство бактерий
Дружественные бактерии кишечника и митохондрии имеют много общего помимо происхождения от одних и тех же древних бактерий. Друзья кишечника переваривают съедаемую вами пищу, а митохондрии расщепляют (или «переваривают») нутриенты для получения энергии. Они представляют собой своего рода пищеварительную систему клетки. Может быть, это совпадение, что те и другие потомки древней бактерии отвечают за свой способ «переваривания»? Я так не думаю – и надеюсь, что к концу чтения вы тоже примите мою сторону.
Вы наследуете друзей кишечника и митохондрии от матери. Напомню, что митохондрии – это бывшие бактерии, со временем поселившиеся в клетках. У них есть собственная митохондриальная ДНК (гены), которая отличается от остальной ядерной ДНК. (А у вас в школе биология не была любимым предметом?) Митохондриальная ДНК передается от матери ко всем ее детям. Значит, все митохондрии и их ДНК – женщины. Кроме того, мать наделила вас микробиомом кишечника во время родов, когда вы проходили через родовые пути и оказались под воздействием бактерий, живущих в ее влагалище.
В дальнейшем эта оригинальная система продолжает работать, когда мать впервые кормит ребенка грудью. Удивительно, но в молоке матери содержатся особые молекулы олигосахариды и галактоолигосахариды, которые не может переварить ребенок, но которые жизненно необходимы в качестве пищи дружественным микробам в кишечнике, которыми она одарила новорожденного. Иными словами, мать кормит двух младенцев за раз – вас и ваш новоприобретенный (от нее) микробиом. Она обязана позаботиться о вас обоих и обеспечить вам безмятежное начало жизни. Эта информация не только шокирует, но и расширяет сферу нашего понимания жизни!
В материнском молоке часть молекул олигосахаридов и галактоолигосахаридов предназначена не для кормления ребенка, а для насыщения его микробиома.
В этой связи я хочу, чтобы вы посмотрели на дружественной бактерии кишечника и митохондрии, пришедшие к вам от матери, как на своих сестер. И как все любящие сестры, они постоянно общаются друг с другом. (Во всяком случае, так себя ведут две мои дочери.) Друзья кишечника рассказывают сестре-митохондрии обо всем, что происходит на их «этаже», в ответ на что митохондрия предпринимает одно из нескольких действий. Кроме обеспечения клеток энергией, митохондрии также несут ответственность за передачу сигналов, дифференцировку клеток (в какую клетку должна развиться та или иная клетка), их рост и смерть. Другими словами, митохондрии решают, нужно ли клетке расти быстро, медленно или не расти вообще. Мы вернемся к этому моменту позже, когда поднимем тему раковых клеток.
Сложив все вышесказанное, можно сделать вывод, что митохондрии играют важную роль в процессе старения. Ученые из Университета Алабамы в Бирмингеме провели исследование при участии лабораторных животных. Они ввели мышам хромосомную мутацию, которая привела к митохондриальной дисфункции, в результате чего мыши покрылись морщинами и потеряли шерсть уже через несколько недель. После того как мышам восстановили митохондриальные функции, у них снова разгладилась кожа, и ее густо покрыла шерсть (6). Более того, новые исследования показали, что митохондриальные повреждения – и восстановление повреждений – в значительной степени зависят от сообщений, которые митохондрии получают от своих сестер, живущих в кишечнике. Вы еще не потеряли нить моих рассуждений?
Митохондрии способны «общаться» друг с другом с помощью гормональных и химических сигналов. Особую роль в этой коммуникации играют митохондрии, живущие в кишечнике.
Возможно, вы спрашиваете себя, каким образом организована передача этих сообщений. Что ж, я в шутку называю их «текстовыми сообщениями», но на самом деле они представляют собой гормональные и химические сигналы. Раньше мы полагали, что межклеточную коммуникацию обеспечивало ядро (или командный центр) клетки, но если из клетки удалить ядро, то клетка по-прежнему будет прекрасно справляться с обработкой и передачей информации в отсутствие центра управления. Это происходит вследствие того, что коммуникация осуществляется в клеточной мембране или митохондриальной мембране, а не в ядре. Вы можете удалить хот-спот, но Wi-Fi все равно останется. Друзья кишечника производят гормоноподобные вещества и жирные кислоты, которые попадают в кровь и лимфу. В дальнейшем они прикрепляются к клеточной мембране или митохондриальной мембране других клеток и обмениваются содержащейся в них информацией.
Принцип работы системы передачи информации можно подробно рассмотреть на примере таких простых существ, как черви. Круглый червь Caenorhabditis elegans, или свободноживущая нематода, – это проверенная временем (извините за каламбур) модель долгожителя, так как ее примитивный желудочно-кишечный тракт (в миниатюре) работает так же, как человеческий. В ходе исследования 2017-го года (7) ученые изучали свойства структурного полисахарида, известного под названием колановой кислоты, который производят кишечные бактерии червей. Мои коллеги, проводившие данное исследование, кормили группу червей добавками с колановой кислотой, в результате черви из этой группы жили дольше, чем их родичи из второй группы, которым добавки не предлагались (8). Почему это происходило? Митохондрии в других клетках тела круглого червя отвечали на сигнал, исходящий от колановой кислоты. Дополнительная колановая кислота способствовала делению митохондрий, то есть существующие митохондрии разделялись на две новые митохондрии, чтобы производить большее количество энергии. В результате исследования ученые установили, что состав бактериальной микробиоты может влиять на процесс старение организма хозяина.
Выяснилось, что наши друзья кишечника проходят через весьма схожие процессы. Когда наши митохондрии получают сообщение от своих сестер из кишечника, они тоже отвечают на него увеличением численности митохондрий и улучшением своих функций. Этот процесс называется гормезис, принцип которого лучше всего можно выразить, процитировав знаменитое высказывание Ницше: «Что нас не убивает, делает нас сильнее». В последующих главах вы узнаете больше об индукции гормезисных сигналов. По этой причине основным компонентом программы «Парадокс долголетия» является забота о бактериях, которые посылают своим сестрам сигнал долголетия. В ответ они становяться сильнее, производят больше энергии и работают более эффективно.
Ваши микродрузья, обитающие в кишечнике, оказывают влияние на все аспекты вашего здоровья и благополучия. Если они довольны тем, как вы обходитесь с ними, они рассказывают об этом своим сестрам, а потом и вам с помощью гормона радости – серотонина (9). Кроме того, они защищают артерии от вредных воздействий (10). Если они голодны или испытывают стресс, они также не забудут оповестить об этом своих родственников. Работа в сестринской общине идет достаточно слаженно!
Голые земплекопы – это маленькие грызуны, живущие под землей. Они могут обходиться без кислорода до 80 минут, почти не болеют раком и… бессмертны. Землекопы гибнут от обстоятельств, но не от старости.
Однако все меняется, если вы делаете нечто такое, от чего хорошие бактерии погибают, или запускаете в себя слишком много плохих бактерий. Плохие бактерии не вкладывали силы и средства в создание прекрасного дома внутри вашего тела, поэтому, в отличие от хороших бактерий, им совершенно безразлично ваше благополучие. Они живут только ради себя. Они обеспечивают свои интересы путем захвата канала связи между друзьями кишечника и их сестрами. В результате вам хочется есть пищу, которая приятна плохим парням, а именно сахар, жир, пищевой мусор и фастфуд. Из-за этой пищи появляется лишний вес, воспаления, постоянная усталость, подверженность сердечно-сосудистым заболеваниям, аутоиммунные заболевания, скелетно-мышечные нарушения, болезнь Альцгеймера и даже рак. В то же время плохие бактерии не делают ничего для того, чтобы защитить вас от порожденных ими разрушений. Напротив, они подстрекают вас есть еще и еще до тех пор, пока весь «город» не превращается в руины. А дальше должно быть, как в кино про Мстителей: плохих парней, которые угрожают целостности вашего мира, нужно остановить.
Хотите жить вечно? Познакомьтесь с голым землекопом
Голые землекопы – небольшие роющие грызуны – привлекли к себе внимание научного сообщества из-за чрезвычайной, даже приводящей в недоумение способности к долгожительству. Эти мелкие, уродливые, лысые грызуны не умирают от старости. Конечно, они не бессмертны, но если они умирают, то делают это по обстоятельствам, а не из-за возраста. Со стороны может показаться, что их странная способность к долгожительству просто необъяснима. Помимо этой, у голых землекопов есть еще много странностей. (В том числе их внешний вид. Вперед, погуглите их фотографии). Они могут обходиться без кислорода в течение восьмидесяти минут, почти никогда не болеют раком и в среднем живут в десять-пятнадцать раз дольше, чем другие грызуны такого же размера.
Мои коллеги, которые так же, как и я, занимаются изучением феномена долголетия, пристально следят за голыми землекопами в надежде раскрыть их секрет. Каким образом им удается избегать процесса старения? Многие полагают, что ответ нужно искать в их рационе, точнее, в рационе друзей их кишечников. Эти невзрачные грызуны живут под землей, перемещаясь по обширной системе туннелей. В основном они употребляют в пищу коренья и клубни, которые очень тяжело перевариваются. Микробиом грызунов помогает им осуществлять процесс пищеварения, в ходе которого представители микрофлоры выделяют вещества, продлевающие жизнь своим хозяевам. В результате они живут гораздо дольше, чем их родичи с поверхности, которые питаются в основном злаками.
Среди прочих веществ долголетия необходимо упомянуть сероводород (11). (Помните, я рассказывал, что древние бактерии использовали его вместо воздуха? Так вот, митохондрии тоже могут так жить!) Этим можно объяснить способность голых землекопов проводить в безвоздушной среде до восьмидесяти минут: они используют сероводород, чтобы снабжать «воздухом» митохондрии. Откуда же они берут сероводород? Из клубней, репчатого лука, чеснока, луковиц, корневищ и грибниц, которые они поедают. Грибы – это суперпоставщики веществ, которые продлевают жизнь и молодость. Вскоре мы подробнее поговорим об этих ребятах.
И наконец, голые землекопы накапливают в себе большое количество гиалуроновой кислоты, из-за чего их тела становятся гибкими и подходящими для лазания по узким подземным туннелям. Откуда они получают гиалуроновую кислоту? Опять же из клубней. Доказано, что люди получают основной запас гиалуроновой кислоты из сладкого картофеля и таро (клоказии съедобной). (Попробуйте угадать, какие продукты в первую очередь включены в программу «Парадокс долголетия»?)
Связь «клубневой» диеты и долголетия наглядно демонстрирует микробиом голых землекопов. В 2017 году мои коллеги из Италии, Германии и Эфиопии провели исследование, в ходе которого изучали микробиом голых землекопов по их фекалиям. Они сравнили разнообразие кишечных бактерий землекопов с микробиомом человека, а также других грызунов. Они обнаружили, что микробиота голых землекопов была почти так же разнообразна, как микробиота человека, и многократно превосходила по численности микробиоту лесной мыши. Это объясняет, почему землекопы на много лет переживают других собратьев схожих габаритов: кишечный микробиом землекопов больше похож на микробиом существ с длительной продолжительностью жизни. Более того, землекопы являются единственными грызунами, которые питаются клубнями и корнями, а это – основной источник пищи для друзей кишечника. Вы уже поняли, к чему я веду?
Также стоит отметить, что в кишечнике голых землекопов исследователи в изобилии обнаружили бактерии из семейства Mogibacteriaceae, которые также находят у людей-долгожителей (которым более 105 лет) (12). Прочтите это еще раз! Поразительно старые голые землекопы и поразительно старые люди носят в себе друзей кишечника одного вида! Совпадение? Не думаю. Хотите узнать о других подобных «совпадениях»? У голых землекопов крайне низкая скорость метаболизма. А в периоды засухи или голода скорость обмена веществ у землекопов падает еще на 25 процентов. Это умение также является основой их способности проживать долгую жизнь. Вы овладеете им, когда подключитесь к программе «Парадокс долголетия».
