Джулия Эндерс - Очаровательный кишечник. Как самый могущественный орган управляет нами
У наших кишечных бактерий суммарно имеется в 150 раз больше генов, чем у человека. Этот генофонд называется микробиомом. Если бы мы могли отобрать для себя 150 различных живых существ, чьими генами мы хотели бы обладать, интересно, кого бы мы выбрали? Кто-то подумает о силе льва или преимуществе иметь крылья, как у птицы, идеальном слухе, как у летучей мыши, или возможности иметь практичный домик, как у улитки. Обзавестись генами бактерий целесообразнее из практических соображений. Бактерии легко заглатываются, раскрывают свои способности в кишечнике и приспосабливаются к нашему образу и стилю жизни. Никому не нужно постоянно таскать на себе домик, как улитка, никому не нужны пожизненно ферменты для переваривания молока, и они постепенно исчезают из нашего организма после окончания периода лактации. На сегодняшний день у нас нет возможности просмотреть все гены всех живущих в нас бактерий. Некоторые гены можно попробовать нацеленно выискивать, если знать об их существовании и молекулярном строении. Например, у малыша больше активных генов, ответственных за переваривание материнского молока, чем у взрослого человека.
По микрофлоре кишечника можно составить портрет человека!В кишечнике человека, склонного к ожирению, присутствуют гены бактерий, ответственных за расщепление углеводов, у пожилых людей меньше бактериальных генов, способных бороться со стрессом, ген бактерии в Токио, например, отвечает за способность расщеплять морские водоросли, а тот же самый ген в Пфорцхайме (город на западе германской земли Баден-Вюртемберг) может выполнять уже другие функции. По бактериальному составу кишечника можно приблизительно определить наш возраст, конституцию или регион проживания.
Бактериальный состав также может рассказать о способностях нашего организма. Парацетамол для некоторых людей может стать настоящим ядом. Некоторые бактерии синтезируют вещества, помогающие нашей печени нейтрализовать яды. Можно ли конкретному человеку бездумно глотать таблетки от головной боли, также решают бактерии нашего кишечника.
Этого же совета следует придерживаться при выборе продуктов питания: защитное свойство сои против рака простаты, заболеваний сердечно-сосудистой системы и костной системы уже доказано. Более 50 % представителей азиатской расы извлекают из этого выгоду. У европейцев похожий эффект отмечен лишь в 25–30 %. И в основе данного феномена лежат вовсе не генетические и расовые различия. Все дело в определенных бактериях, которые преимущественно встречаются в кишечнике азиатов и перерабатывают компоненты сои в уникальные противоопухолевые вещества. Для ученых огромным достижением стал метод выделения единичных генов бактерий, которые регулируют это свойство.
Однако остается вопрос: «Как влияет бактерия на наше здоровье в целом?» В упомянутом примере мы уже получили один из ответов. Но нам же нужно знать больше. Мы хотим понимать процессы в совокупности. Если мы взглянем на многочисленные гены бактерий, среди них найдутся группы генов, перерабатывающие анальгетики или соевый субстрат. Но преобладают общие способности: каждый микробиом содержит гены, ответственные за процессы расщепления углеводов, белков или синтез витаминов.
В одной бактерии около тысячи генов. В кишечнике – тысячи биллионов бактерий. Первый результат анализа на идентификацию генов бактерий (картирование генов) представлен не столбцами или круговой диаграммой, а как целое произведение художественного искусства.
Однако при изучении микробиома возникает одна проблема. С той же проблемой столкнулись представители «поколения google». Мы ставим вопрос – и 6 миллионов источников готовы предоставить нам ответ одновременно. Но ведь нам нужен единственно верный ответ. Мы начинаем более точно формулировать вопрос, тщательнее сортировать и искать ключевые слова. Первым шагом в данном направлении было открытие трех энтеротипов в 2011 году.
Ученый Гейдельбергского университета (Германия) с помощью современной аппаратуры изучал бактериальный ландшафт. Он предполагал увидеть привычную картину: хаотичная смесь всевозможных бактерий, их скопление и незнакомые разновидности. Результат был ошеломляющим. Несмотря на разнообразие, в кишечнике однозначно царила строгая упорядоченность. Одно из трех семейств бактерий так или иначе находится в определенном типе кишечника в абсолютном большинстве. За счет этого в неразберихе из тысяч семей уже имеется какой-то определенный порядок.
Три типа кишечника
Принадлежность к одному из трех типов кишечника зависит от того, какое из трех семейств бактерий преобладает в микрофлоре кишечника. Существует три семейства: Bacteroidetes (бактероиды), Prevotella (превотеллы), Ruminococcus (руминококки). Ученые выявили, что одно из трех семейств присутствует у азиатов, американцев и европейцев вне зависимости от возраста и пола. Принадлежность к одному из типов, возможно, предопределяет целый ряд свойств организма: способность делать из сои целебный субстрат, иметь крепкие нервы или повышенный риск к каким-либо заболеваниям.
Представители традиционной китайской медицины посетили Гейдельбергский университет и пришли к выводу о возможности синтеза сведений современной медицины и древних познаний. В классической китайской медицине все люди делятся на три группы в зависимости от того, наблюдается ли у них терапевтический эффект от приема определенных растений, например инжира. Семейства бактерий в нашем организме обладают различными свойствами. Они расщепляют пищу на различных уровнях, синтезируют многочисленные вещества и нейтрализуют яды. Кроме того, они способны стимулировать рост колоний других представителей микрофлоры или подавлять его.
Бактероиды
Бактероиды (Bacteroidetes) – самое известное и многочисленное семейство. Это специалисты по расщеплению углеводов, поскольку имеют гены, которые при необходимости запускают цепочку синтеза фермента, необходимого в этом процессе. Едим мы стейк или большой лист салата или, подвыпив, жуем салфетку, бактероиды сразу пытаются выяснить, какие ферменты необходимы, ведь их основной задачей является получение энергии.
Бактероиды влияют на вес человека.Благодаря их способности из всей пищи извлекать максимум энергии бактерии данного семейства считаются «хранителями» маленького веса у человека.
В действительности же бактероиды, скорее всего, любят мясо и насыщенные жирные кислоты. Они встречаются преимущественно в кишечнике человека, который любит колбасу и колбасные продукты. Влияют они на увеличение веса или, наоборот, заботятся о минимуме жировых запасов – вопрос до сих пор остается открытым. В организмах, в которых обитают бактероиды, как правило, также встречаются парабактероиды (Parabacteroides), задачей которых является поставка максимального количества калорий нашему организму.
Такой тип кишечника уникален тем, что он способен синтезировать большое количество биотина. Биотин также называют витамином В7 или витамином Н. Этот витамин был открыт в 30‑х годах в процессе работы над созданием средства от кожного заболевания из-за избыточного белкового питания.
Витамин Н нейтрализует яд, который присутствует в сыром белке и носит название авидин. Кожное нарушение развивается при недостатке витамина Н. Низкий уровень витамина Н обусловлен тем, что большая его часть уходит на нейтрализацию авидина. Следовательно, страсть к потреблению сырых белков приводит к дефициту витамина Н и кожным нарушениям.
Не знаю, ел ли кто-то из вас такое большое количество белков, чтобы выявить эту взаимосвязь. Кто в будущем сможет съесть столько авидина, чтобы протестировать на себе его взаимосвязь с витамином Н, скорее всего, ответит на этот вопрос и на время почувствует себя… свиньей. Да-да, свиньей, заблудившейся в поле с генномодифицированной кукурузой. Для того чтобы сделать кукурузу менее привлекательной для вредителей, в геном растения был искусственно внедрен ген, который запускает синтез авидина. Если вредители или дикая свинья съедают растение, они отравляются. Но когда человек готовит такую кукурузу, он может не опасаться отравления, если она хорошо термически обработана (вспомним историю с сырым яйцом).
О том, что бактерии нашего кишечника могут синтезировать витамин Н, известно, потому что его количество в организме выше, чем то, что поступает с пищей. Поскольку сами клетки организма не способны синтезировать биотин, бактерии кишечной микрофлоры являются минизаводами по его производству. Биотин нужен организму не только для красивой кожи, блестящих волос и крепких ногтей, кроме этого, он принимает участие в важнейших обменных процессах синтеза углеводов и жиров в клетках организма и в расщеплении протеинов.
