Как микрофлора кишечника не дает вам похудеть

Галина Анисеня,

врач-диетолог World Class

Пожалуй, самая «модная» сегодня тема в медицине — микробиом человека. Поэтому, прежде чем непосредственно перейти к теме разговора, для начала давайте внесем ясность в терминологию: привычную, но устаревшую «микрофлору» вытеснила более логичная «микробиота».

Новый термин «микробиом» — это собирательное название микроорганизмов, находящихся в симбиозе с организмом хозяина, и совокупность геномов микробных популяций в человеке. Различают микробиом кожи, полости рта, кишечника и далее по списку. Бóльшая часть человеческого микробиома населяет пищеварительный тракт, и особенно много микроорганизмов сконцентрировано в толстом кишечнике.

Она представлена не только бактериями, но и вирусами, археями и грибами. Бактерии делятся на полезных (которые помогают нашему организму, выполняя ряд жизненно важных функций), условно-патогенных (которые в норме находятся в кишечнике в небольшом количестве, но при снижении иммунитета и увеличении их популяции могут приводить к ряду заболеваний) и патогенных (которые приносят вред здоровью человека).

Нормофлора, или полезная микрофлора (бифидобактерии, бактероиды, лактобактерии, фузобактерии, кишечная палочка, энтерококки, стафилококки), обеспечивает ряд важных функций, в том числе защитную и иммуногенную. Бактерии также участвуют в обмене веществ.

Благодаря ферментам микроорганизмов переваривается клетчатка, которая без их помощи не усваивается. После анаэробного расщепления клетчатки образуется водород, двуокись углерода, метан и летучие жирные кислоты. Так появляется еще одна важная функция — выработка и снабжение организма энергией или энергетическим субстратом. Но этот процесс может быть «сломан» из-за нарушения баланса микробиоты.

Причинами дисбаланса могут быть:

• неправильная еда: жирная пища, бедная клетчаткой, и еда, обработанная промышленным способом (консерванты и различные химические добавки не только препятствуют порче продуктов, но и угнетают кишечную микробиоту);
• гиподинамия (недостаточная подвижность);
• агрессивное медицинское воздействие на организм (антибиотики, антигистаминные препараты, НПВС, химиотерапия);
• нарушение циркадных ритмов (режима сна и бодрствования);
• недостаток воды;
• стрессы.

По мнению ученых, снижение разнообразия микробиоты является одной из причин ожирения, а прием жирной пищи, бедной клетчаткой, способствует этому.

Невидимая рука микробиоты

Многочисленные данные о влиянии микробиоты на уровне гормонального ответа позволили сформировать представление о том, что кишечная микробиота является, по сути, «виртуальным эндокринным органом».

Влияние биологически активных веществ со свойствами нейромедиаторов, которые вырабатывает целый ряд бактерий, распространяется далеко за пределы желудочно-кишечного тракта. Так, Lactobacillus rhamnosus PL60 вырабатывают конъюгированную форму линолевой кислоты, предотвращающую ожирение.

В одном эксперименте манипулирование составом микробиоты изменяло в плазме крови концентрацию триптофана — предшественника серотонина, ключевого нейромедиатора вегетативной и центральной нервной системы. Через неизвестные пока механизмы микробиота кишечника осуществляет контроль над гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системой.

Также оказалось, что состав микробиоты определяет экспрессию генов, ответственных за регуляцию аппетита гипоталамусом, экспрессию генов сигнальных молекул в тонкой кишке, влияющих на метаболизм, а также генов, задействованных в липогенезе и метаболизме глюкозы, регуляции обмена адипоцитов и накоплении жировой ткани.

Исследования взаимосвязи между кишечными микробами, ожирением, инсулинорезистентностью и метаболическим синдромом показали сложное взаимодействие между рационом хозяина, генетикой и динамикой состава микробиома.

Основной вопрос, который родился в ходе исследований: что же в первую очередь определяет состав микробиоты — генетика человека или среда? Ответ был дан в исследовании, опубликованном в 2018 году в журнале Nature. Изначально целью работы было проверить влияние на состав микробиоты кишечника индивидуально-персонализированной диеты, подобранной по генетическому профилю.

Но в итоге авторы получили совсем другую информацию: оказалось, что на состав микробиоты генетика человека влияет весьма незначительно — всего лишь на 2%. Основную же роль играют внешние факторы, и прежде всего питание.

То есть утверждение «мы то, что мы едим» в очередной раз подтверждает свою состоятельность. Кроме того, у пациентов измеряли биохимические показатели, уровень артериального давления, индекс массы тела. Так вот: связь всех этих клинических показателей с геномом микробиоты оказалась даже прочнее, чем связь с собственными генами.

Ряд исследований показал, что кишечный микробиом играет решающую роль в увеличении веса и ожирении. Исследования на мышах и крысах с избыточным весом и ожирением выявили большую разницу в их кишечной абсорбции и составе микробиомов, что связано с 50%-м уменьшением Bacteroidetes и пропорциональным увеличением Firmicutes и Archaea.

И прием жирной с пониженным содержанием клетчатки пищи способствует изменениям кишечной микробиоты в сторону увеличения популяции бактерий, способствующих избыточному весу. Разумеется, мы не можем сказать, что дисбиоз — единственная причина ожирения, так как это полиэтиологический процесс.

Тем не менее, он вкупе с другими предрасполагающими генетическими, экологическими и социальными факторами может привести к метаболическим нарушениям в организме.

Механизм ожирения

Один из механизмов, с помощью которого кишечные бактерии влияют на наши талии, представляется следующим образом: при поступлении пищевой клетчатки кишечные бактерии выделяют вещества, называемые короткоцепочечными жирными кислотами (КЦЖК). КЦЖК отправляют сигнал в желудок и кишечник о том, что пища в изобилии. В ответ на это желудочно-кишечный тракт усиливает перистальтику. Пища перемещается по ЖКТ быстрее, так что времени для извлечения калорий меньше. С другой стороны, когда количество КЦЖК низкое, моторика ЖКТ уменьшается. Это происходит потому, что тело сигнализирует: пищи недостаточно, нужно увеличить поглощение калорий.

Кишечные бактерии производят короткоцепочечные жирные кислоты лишь тогда, когда питаются определенным типом сложного углевода — пищевой клетчаткой. Питание с высоким содержанием пребиотического волокна увеличивает КЦЖК. Моторика кишечника усиливается — поглощение калорий уменьшается. Питание без адекватного количества пищевых волокон приводит к уменьшению синтеза КЦЖК. Бактерии сигнализируют о дефиците продовольствия, а ЖКТ в ответ усиливает поглощение калорий. Таков основной принцип механизма увеличения усвоения калорий.

Типичная западная диета — это переизбыток калорий при почти полном отсутствии пищевых волокон. Из-за этого даже при поступлении огромного количества калорий бактерии посылают сигнал в ЖКТ в том, что еды мало, так как в качестве «еды» бактерии распознают только пищевые волокна.

Этот механизм — одна из фундаментальных причин ожирения. Оно возникает тогда, когда поступление и образование энергии превышает ее потребность, а остаток неиспользованных ресурсов депонируется в жировой ткани. Чтобы избежать проблем, необходимо тщательно следить за своим образом жизни. Положительным моментом становится то, что микробиоту можно реставрировать и обновлять. Но здесь есть свои нюансы.

Как восстановить микробиом ЖКТ

У каждого на слуху многообразие аптечных пробиотиков. Казалось бы, принимай и проблема решена, но научные исследования показывают, что не всегда микрофлора, хорошо работающая в пробирке, будет работать в организме. Значительная часть препарата разрушится соляной кислотой в желудке, к тому же пробиотики из капсулы — чужаки-инородцы для микробиологического сообщества нашего организма. Прижиться сможет лишь 10%. Так что эффективность этих дорогостоящих препаратов преувеличивать не стоит.

Бактерии так же, как и мы, любят комфорт. Здоровый сон очень важен для микромира: кишечная микрофлора чувствительна к суточным колебаниям, влияющим на ее состав и функции. Эти циркадные ритмы влияют на метаболический гомеостаз, но механизмы, с помощью которых ритмические изменения микробиоты влияют на разницу в активности хозяина, остаются неизвестными. Микробиом посредством суточных колебаний естественным образом влияет на физиологические процессы организма хозяина и на его восприимчивость к болезни, выступая в роли внутренних часов.

Например, изучали (на мышах), как суточные ритмы кишечной микробиоты влияют на такую функцию печени, как способность обезвреживать токсины. Для этого они использовали передозировку препарата ацетаминофен (парацетамол), который в некоторых случаях может метаболизироваться с образованием токсичных для печени продуктов.

Оказалось, что высокая доза ацетаминофена менее токсична в начале дня и более токсична вечером. Заключили, что изменение детоксицирующей функции печени в течение суток зависит от микробиоты. Полагают, что это открытие можно экстраполировать на метаболизм лекарственных средств в принципе: время суток, когда принято лекарство, может значительно влиять на его эффективность и риск развития побочных эффектов.

Можно предположить, что суточные ритмы в жизни кишечной микрофлоры влияют на обмен веществ и здоровье человека, и игнорирование этих ритмов (например, прием пищи в ночное время) может приводить к развитию различных заболеваний.

Простые правила, чтобы не навредить микробиоте:

• обязательна еда, богатая клетчаткой (это основная еда микрофлоры) и легким белком;
• правильный баланс воды (микрофлора тоже хочет пить);
• исключение антибиотиков, консервантов и всего того, что является ядом для нашего организма.

Помните, что у нас с микробиотой общее здоровье, и диета рассматривается как один из основных факторов в развитии и сохранении его на протяжении всей жизни.