Толстые против худых
Прежде чем мы начнем подробно рассматривать вопрос ожирения в контексте микрофлоры кишечника, давайте вернемся к различиям между обычным ребенком из промышленного западного общества и ребенком из аграрных районов субэкваториальной Африки. Примите во внимание, что населению африканских стран, в отличие от западного общества, в принципе незнакома проблема ожирения или избыточного веса. Несомненно, частично этот парадокс объясняется доступностью еды в целом, но существует еще один аспект, который касается состава микрофлоры кишечника у населения из разных частей земного шара. В ходе одного из исследований, результаты которого были опубликованы в 2010 году и теперь часто цитируются, ученые из Гарвардского университета изучали влияние рациона питания на состав микрофлоры кишечника, оценивая состав кишечной микрофлоры детей из аграрных районов Африки{164}. Эти дети питались продуктами, богатыми растительным волокном, и в целом их рацион питания «напоминал диету первобытных людей на заре зарождения сельского хозяйства». С помощью генетических тестов ученые определили типы бактерий, присутствовавших в каловых массах этих детей. Кроме того, авторы исследования проанализировали совокупность короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК), которые синтезируются кишечными бактериями в процессе переваривания ими растительных волокон (полисахаридов).
Как уже ранее говорилось, две наиболее крупные группы бактерий — это Firmicutes и Bacteroidetes, они составляют до 90 % всех бактерий кишечной микрофлоры. Соотношение этих двух групп друг относительно друга определяет уровень воспаления в организме и напрямую связано с такими состояниями, как ожирение, диабет, коронарная болезнь сердца и воспаление в целом. Хотя не существует идеального соотношения, которое было бы равноценно отличному здоровью, известно, что более высокое содержание бактерий группы Firmicutes относительно бактерий группы Bacteroidetes в микрофлоре кишечника напрямую связано с более высоким уровнем воспаления и большей степенью ожирения.
Почему? Как уже отмечалось, бактерии группы Firmicutes исключительно хорошо приспособлены к извлечению калорий из пищи, так что они повышают их абсорбцию. Если организм абсорбирует больше калорий за время движения пищи по пищеварительному тракту, существует более высокая вероятность набора веса. Бактерии группы Bacteroidetes, с другой стороны, специализируются на расщеплении растительных волокон и крахмала на молекулы более коротких жирных кислот, которые организм способен использовать для получения энергии. Уровень соотношения F/B сегодня фактически считается «биомаркером ожирения»{165}.
Согласно гарвардскому исследованию, в микрофлоре представителей западного общества доминируют бактерии группы Firmicutes, в то время как в микрофлоре жителей африканских стран преобладают бактерии группы Bacteroidetes. Взгляните на график.
Преобладание в микрофлоре кишечника бактерий группы Firmicutes имеет определенные последствия, поскольку, согласно многочисленным исследованиям, эти бактерии помогают регулировать гены человека, отвечающие за процесс метаболизма. Это означает, что бактерии этой группы, в избытке находящиеся в микрофлоре людей, страдающих от излишнего веса, фактически контролируют экспрессию генов, влияющих на процесс метаболизма в организме. Образно говоря, они «похищают» ДНК человека, создавая таким образом сценарий, при котором организм думает, что ему необходимо запасать калории.
Как отметили авторы одного из проведенных в 2011 году исследований, «микроорганизмы не только повышают количество энергии, производимое в кишечнике, но также регулируют, в какой форме эта энергия будет запасаться организмом. Кроме того, они влияют на реакцию иммунной системы. Последнее особенно важно, так как дисбаланс микрофлоры кишечника способен привести к воспалительным заболеваниям, а подобный воспалительный процесс может быть связан с ожирением»{166}. Более того, в начале 2015 года в American Journal of Clinical Nutrition были опубликованы результаты исследования, еще раз подтвердившие, что высокий уровень бактерий группы Firmicutes приводит к изменению экспрессии генов, что может способствовать возникновению ожирения, диабета, сердечно-сосудистых и воспалительных заболеваний. Однако авторы исследования отмечают, что эту ситуацию можно изменить. Добавление в рацион питания растительного волокна способствует изменению соотношения разных групп бактерий в микрофлоре кишечника{167}.
Когда ученые проанализировали состав КЦЖК в каждой из групп — европейцев и африканцев, — они вновь отметили значительные различия{168}:
В главе 5 мы подробно остановимся на том, что означают эти разные соотношения. Сейчас достаточно сказать, что оптимальный вариант — более высокое содержание масляной и уксусной кислот и менее высокое содержание пропионовой кислоты. Высокий уровень пропионовой кислоты свидетельствует о том, что в микрофлоре кишечника доминируют менее полезные бактерии. Таким образом, африканский профиль отражает гораздо более здоровую микрофлору кишечника, чем европейский. Эти различия в первую очередь обусловлены различиями в рационе питания. Рацион питания африканцев богат растительными волокнами, и в нем мало сахара. В европейском рационе питания все наоборот. Возможно, это поможет объяснить, почему в аграрных районах Африки практически не знакомы с такими заболеваниями, как ожирение или даже астма?
Когда я читаю лекции на тему ожирения и микрофлоры кишечника, то всегда привожу в пример результаты революционного исследования с участием близнецов, которое было проведено в 2013 году и результаты которого опубликованы в журнале Science. Это одна из первых научных работ, раскрывшая взаимосвязь между типом бактерий, преобладающих в микрофлоре кишечника, и характером развития ожирения{169}. Ученые из Вашингтонского университета пересадили кишечные бактерии, взятые у одного из близнецов, страдающего излишним весом, в пищеварительный тракт худой мыши. У грызуна развилось ожирение. Затем в пищеварительный тракт худой мыши пересадили кишечные бактерии, взятые у второго близнеца, не имеющего проблем с весом. Мышь оставалась такой же худой, пока у нее был здоровый рацион питания. Ряд предыдущих исследований уже выявил значительные отличия в составе бактериальной флоры у людей, страдающих от ожирения, по сравнению с микрофлорой людей с нормальным весом. Согласно результатам одного из исследований, проведенных в 2006 году, результаты которого были опубликованы в журнале Nature, у людей, страдающих от ожирения, в среднем на 20 % больше бактерий группы Firmicutes по сравнению с этим показателем у людей с нормальным весом и почти на 90 % меньше бактерий группы Bacteroidetes{170}. Результаты других исследований свидетельствуют о том, что у людей, страдающих диабетом или ожирением, наблюдается отсутствие разнообразия бактериальной флоры{171},{172}. Кроме того, исследование, проведенное в Кливлендской клинике, показало, что некоторые бактерии способны метаболизировать компоненты мяса и яиц и производить химические вещества, вызывающие закупорку артерий{173}. Так что те, у кого содержание этих бактерий повышено, подвержены более высокому риску развития сердечно-сосудистых заболеваний. Это объясняет, почему некоторые люди с неправильным рационом питания никогда не страдают от сердечных заболеваний, в то время как другие, с дисбалансом микрофлоры кишечника, подвержены риску развития сердечных заболеваний. Это отнюдь не означает, что вы должны исключить из употребления мясо и яйца. Наоборот, эти продукты — чрезвычайно важный источник питательных веществ и часть программы по восстановлению микрофлоры кишечника. Основной момент заключается в том, что дисбаланс микрофлоры кишечника — корень многих проблем со здоровьем. Так что, если вы собрались обвинить в чем-то сердечное заболевание, часть вины лежит и на патогенных бактериях кишечника.
Прежде чем перейти к научным факторам, объясняющим взаимосвязь между составом микрофлоры кишечника и объемом вашей талии, остановимся на некоторых базовых аспектах, проливающих свет на взаимосвязь между здоровьем мозга и ожирением, в частности на влияние высокого уровня сахара в крови, инсулиновой резистентности и диабета.
