Микробиота

Книга: Пищеварение. Как у вас с ним? Все о тесной взаимосвязи между нашим здоровьем и тем, что, сколько и когда мы едим

То, что мы называем микробиотой, было открыто четыре века назад голландцем Антони ван Левенгуком (1632–1723). Он начинал продавцом ткани, а в итоге стал известен как отец микробиологии. Ученый первым произвел ряд наблюдений и сделал несколько открытий с помощью увеличительных линз, которые сам усовершенствовал.

Через эти стекла Левенгуку удалось рассмотреть эритроциты, сперматозоиды, дрожжи. А зубной камень он описывал как настоящий зоопарк. Но связь обитателей нашего организма с некоторыми заболеваниями выявили только в середине XIX века Роберт Кох и Луи Пастер.

Микробиоту кишечника много лет ошибочно называли «кишечной микрофлорой». Уверяю вас, что это неудачный термин, потому что в кишечнике есть все, кроме растений: название появилось в то время, когда ошибочно считалось, что бактерии принадлежат их царству.

Микробиота уникальна и индивидуальна, можно назвать ее нашим штрихкодом.

Этот штрихкод, как и те, что есть у всех продуктов в супермаркете, – уникален и принадлежит только вам. В нем хранится огромное количество информации: где вы родились, жили, как питались в первые месяцы жизни, какова ваша личная гигиена, какие лекарства принимаете, сколько едите вредной пищи и т. д. Люди, которые едят много жиров и мало клетчатки, имеют микробиоту, совершенно отличную от тех, кто придерживается рациона с высоким содержанием пищевых волокон и низким содержанием жиров.

Мы уже знаем, что микроорганизмы обитают не только в тонкой кишке, но и во рту, носу, на коже, в пищеводе, желудке, легких и даже в мозге. Но наибольшее количество самых разнообразных микробов сосредоточено именно в кишечнике. Для сравнения, во влагалище представлено наименьшее разнообразие бактерий, и большинство из них – лактобациллы.

Во рту, как уже выяснил Левенгук, поселился настоящий зоопарк, ответственный за образование кариеса. Вопреки распространенному мнению, сахар в продуктах напрямую не вызывает это заболевание, но является его косвенной причиной. Глюкозой питаются бактерии, живущие в полости рта, и именно они образуют зубной налет.

10 000 видов микроорганизмов внутри нас

Просто заглянув в микроскоп, невозможно узнать, сколько бактерий составляют микробиоту. Но как тогда это выяснить? У человека около 23 000 генов, и каждый микроб, который живет в симбиозе с нами, тоже имеет собственный генетический материал.

Если сложить весь генетический материал микробиоты, мы получим свыше трех миллионов генов. У каждого микроорганизма своя ДНК, поэтому ученые изучают специфическую последовательность генов, в частности 16S рРНК каждого микроорганизма. Извлеченная ДНК сравнивается с базой данных, и таким образом мы можем узнать тип микроорганизма.

Благодаря проекту «Микробиом человека» (2008–2013 гг.), бюджет которого составил 115 миллионов долларов, была создана карта бактерий. В исследовании участвовали 242 добровольца – 129 мужчин и 113 женщин. В течение 23 месяцев анализировались пробы, собранные с 18 частей тела. Всего было взято 11 000 образцов, и ученые сделали вывод, что в организме здорового человека живет около 10 000 видов различных бактерий и примерно 1 % из них потенциально патогенные: пневмококк (Streptococcus pneumoniae), менингококк (Neisseria meningitidis).

Также выяснилось, что у женщин микробиота сложнее, чем у мужчин, и что бактерии живут большими сообществами и создают микроколонии в нашем организме. «Единство дает силу». Тот факт, что бактерии живут группами, делает их более устойчивыми к внешним агентам (например, антибиотикам) и благоприятствует распространению.

Сегодня узнать состав микробиоты кишечника очень легко. Достаточно сдать пробу кала в лабораторию, где проанализируют 16S рибосомных РНК присутствующих в нем бактерий. Таким образом мы можем узнать процентное содержание каждого из семейств микробов, составляющих микробиоту кишечника. Такие анализы сильно помогают при лечении многих заболеваний, так как позволяют создать индивидуальную схему терапии.

Антибиотики и ультраобработанные продукты

Чрезмерное употребление антибиотиков и ультраобработанных продуктов вредит микробиоте.

Случайное открытие пенициллина Александром Флемингом в 1928 году стало переломным моментом в деле спасения жизней. Начиная с 1950 года благодаря антибиотикам инфекционные заболевания (такие как туберкулез и пневмония) уже не обязательно имели смертельный исход. Кроме того, использование антибиотиков снизило риск заражения инфекциями во время и после операций.

Но не только злоупотребление этими препаратами портит микробиоту, также ей вредят ультраобработанные продукты, использование пестицидов и увеличение количества родов путем кесарева сечения. Все это негативно сказалось на разнообразии микробиоты и привело к увеличению числа случаев различных патологий: аллергий, диабета, ожирения, синдрома раздраженного кишечника, аутоиммунных заболеваний.

Когда я училась в школе, мало кто из детей был аллергиком или страдал пищевой непереносимостью. Сегодня же у многих диагностирована целиакия, аллергия на яйца, молочные продукты или рыбу. В школе моего сына, где значительная часть детей имеет такие проблемы, придумали специальные значки. Внутри красного перечеркнутого круга изображен запрещенный продукт, чтобы все в школе об этом знали. Уверяю, вы бы удивились, увидев, сколько детей носит эти значки…

У ДЕТЕЙ, ПОЯВИВШИХСЯ НА СВЕТ С ПОМОЩЬЮ КЕСАРЕВА СЕЧЕНИЯ, ПОВЫШЕН РИСК РАЗВИТИЯ ОЖИРЕНИЯ, АЛЛЕРГИИ, АСТМЫ ИЛИ ЦЕЛИАКИИ ВО ВЗРОСЛОМ ВОЗРАСТЕ.

Изо рта в кишечник

В 2015 году медицинский журнал World Journal of Gastroenterology описал типы микроорганизмов, которые встречаются в различных частях пищеварительной системы.

Заселение желудочно-кишечного тракта микробами начинается во время приема пищи. В полости рта они встречаются со слюной, которая, как мы знаем, имеет антибактериальные свойства. Но это не мешает бактериям полости рта создавать налет на зубах и провоцировать различные патологии, например, гингивит, воспаление и кровоточивость десен.

Спустившись по гортани и пищеводу, болюс попадает в желудок. Из-за высокой кислотности там почти нет бактерий, за исключением хеликобактер пилори (Helicobacter pylori), энтерококков (Enterococcus), стрептококков (Streptococcus) и лактобацилл (Lactobacillus).

Как только пища покидает желудок, она оказывается в начальном отделе тонкой кишки. В двенадцатиперстной и тощей кишке выделяются соли желчных кислот и панкреатический сок, что тоже затрудняет заселение бактериями. Кроме того, как мы знаем, эпителий тонкой кишки обновляется достаточно часто – примерно раз в два – шесть дней.

В этой области менее кислая среда со значениями pH от 5 до 7, поэтому бактерии более разнообразные: бактероиды (Bacteroides), клостридии (Clostridium), стрептококки (Streptococcus), лактобациллы (Lactobacillus), протеобактерии (Proteobacteria) и энтерококки (Enterococcus). Тем не менее заселение затрудняют перистальтические движения кишки, которые продвигают химус. По разнообразию бактерий микробиота тонкой кишки в 100 000 раз беднее толстой кишки, несмотря на то что она гораздо длиннее. Но свою метаболическую активность микробы проявляют именно в толстой кишке.

Бактерии родов фирмикуты (Firmicutes) и бактероиды (Bacteroides) составляют почти 90 % от общего количества микроорганизмов в толстой кишке; также там встречаются клостридии (Clostridium), превотеллы (Prevotella), эубактерии (Eubacterium), стрептококки (Streptococcus), лактобациллы (Lactobacillus) и другие. Все они, как отмечает исследование 1972 года, составляют своего рода орган весом около 1,3 килограмма – он тяжелее мозга, но так же сложно устроен.

Исследование, опубликованное в 2016 году в журнале PLOS Biology, представило новые данные о количестве бактерий в нашем организме. Их оказалось значительно меньше по сравнению с тем, что ранее утверждали ученые. Согласно новым данным, микробы составляют половину веса толстой кишки (около 200 граммов). Соответственно, их численность сократилась до 3,8 × 10¹³ бактерий – столько же клеток в теле среднестатистического человека в возрасте 20–30 лет весом 70 килограммов и ростом 170 сантиметров. Но так или иначе бактерий огромное количество.

Любопытный факт: один грамм фекалий содержит примерно триллион микроорганизмов (в основном бактерий), это больше, чем некоторых существ на поверхности Земли. В нашем теле микробов столько же, сколько и клеток, и здоровый человек с нормальным кишечным транзитом ежедневно может выводить вместе с калом около 30 триллионов бактерий.

Зоопарк в нашем кишечнике

«В кишечнике ребенка живет мини-зоопарк», – так я объясняю пришедшим на прием мамам, почему у их деток болит живот, а также рассказываю о важности микробиоты.

Как и в зоопарках, каждому виду животного нужна своя среда обитания с наилучшими условиями для жизни. В пищеварительной системе все устроено таким же образом. Полярные медведи не переселятся в африканскую саванну, а слон не будет жить с пингвинами. Точно так же бактерии сгруппированы в соответствии с их особенностями. В различных отделах ЖКТ, в зависимости от уровня pH, встречаются разные микробы.

Микроорганизмы остаются неизменными на протяжении всей нашей жизни?

Ответ – нет. Микробиота новорожденного отличается от микробиоты двухгодовалого ребенка, которая, в свою очередь, не похожа на ту, что имеет подросток или пожилой человек. В течение первых лет жизни кишечник заселяется микроорганизмами, которые станут частью взрослой микробиоты. Примерно к трем годам она достигает зрелости и остается стабильной до 65 лет. С этого возраста видовое разнообразие начинает уменьшаться. На протяжении всей нашей жизни какое-либо изменение микробиоты может привести к проблемам с пищеварением, нарушению обмена веществ или сбою в работе иммунной системы.

Это сообщество микроорганизмов не обязательно такое же, как у вашего соседа, хотя может быть похоже на состав бактерий вашего брата, особенно если вы близнецы.

Если младенец родился естественным путем и получал грудное молоко, то его микробиота будет на 80 % похожа на материнскую.

Помимо возраста, на состав микробиоты влияют множество других факторов: питание, страна рождения и место проживания, состояние здоровья, употребление пищевых добавок. Микробиота остается более-менее стабильной, если в дело не вмешиваются посторонние факторы.

СЛУЧАЙ 1

ПРОБЛЕМЫ ЛУС МАРИИ

К нам на консультацию привели Лус Марию, девочку семи лет с жизнерадостными глазами. Она всего год назад приехала из Перу, а до шести жила в маленьком горном городке с родителями матери. У нее не было серьезных проблем со здоровьем, основу рациона составляли цельные злаки, фрукты, местные овощи, домашняя курица.

После переезда в Испанию питание девочки полностью изменилось: на завтрак – сахарные хлопья, в школу – сок в пакете, еще ей нравились пирожные и фастфуд. Вскоре у Лус Марии начались боли в животе, диарея и разные респираторные инфекции. Живот распирало от газов, а пахли они отвратительно. Терапевт назначил анализ крови, и оказалось, что холестерин у девочки зашкаливал из-за неправильного питания. Было очевидно: что-то не так.

В первую зиму в Испании Лус Марию четыре раза лечили антибиотиками из-за респираторных инфекций. Что случилось потом? Антибиотики, которые она никогда не принимала раньше, нарушили баланс микробиоты. Тогда стало очевидно, что пора менять пищевые привычки.

Мои коллеги нутрициологи обсудили с мамой питание девочки, убрали из рациона все ультраобработанные продукты с большим количеством жиров и сахара, без которых Лус Мария прекрасно жила до шести лет. Также мы рекомендовали пробиотики для нормализации микробиоты.

Восстановление микробиоты – довольно медленный процесс, но в большинстве случаев ситуация значительно улучшается. К счастью, так произошло и с маленькой Лус Марией.

Факторы, влияющие на стабильность микробиоты

• Возраст.

• Страна рождения и проживания.

• Хронический стресс.

• Депрессия.

• Питание.

• Лишний вес и ожирение.

• Недоедание.

• Некоторые заболевания, такие как рассеянный склероз, болезнь Паркинсона, ревматоидный артрит и прочие.

• Применение определенных лекарств: антибиотиков, кортикостероидов, противовоспалительных препаратов.

• Употребление сахарозаменителей.

Назад: Микробиом

Дальше: Важная роль микробиоты