Виноваты бактерии, а не конфеты
Вне всяких сомнений: контроль уровня сахара в крови — первое и главное, на что обращают внимание, когда речь заходит о сохранении функций мозга и предотвращении болезни Альцгеймера. Причем этот показатель отражает не только потребление углеводов и сахара в продуктах питания, но и бактериальный баланс кишечника. Современные исследования, проведенные буквально в течение последних нескольких лет, доказывают, что определенные виды кишечных бактерий фактически помогают организму контролировать уровень сахара в крови (подробнее об этих исследованиях я расскажу далее).
В настоящее время проводятся исследования, изучающие, как конкретные виды пробиотиков могут вызвать регресс диабета II типа и возможных последующих неврологических состояний. На симпозиуме по теме микрофлоры кишечника, прошедшем в Гарвардском университете в 2014 году, я был просто поражен научной работой доктора М. Ньюдорпа из Университета Амстердама о взаимосвязи ожирения и диабета II типа{180}. Ему успешно удалось решить проблему с контролем уровня сахара в крови при диабете II типа у более чем 250 пациентов с помощью метода пересадки фекалий. Этот же метод он использовал для повышения восприимчивости к инсулину.
Добиться этих двух результатов в рамках традиционной медицины практически невозможно. Пока не существует лекарственных препаратов, способных вызвать регресс диабета или значительно повысить восприимчивость к инсулину. Во время выступления доктора Ньюдорпа аудитория ловила каждое его слово. Он рассказал, что в ходе научного эксперимента трансплантировал фекальный материал от здорового, худощавого, не страдающего диабетом человека участнику исследования с диагнозом «диабет». Для контроля эксперимента он поступил просто, но эффективно: трансплантировал участникам исследования их собственный фекальный материал, чтобы они не знали, получили они «лечение» или нет. Для тех из нас, кто ежедневно наблюдает, к каким печальным последствиям приводит диабет, результаты, изложенные доктором Ньюдорпом, стали лучом надежды. Как специалист-невролог, осознающий тесную взаимосвязь между повышенным уровнем сахара в крови и снижением когнитивных функций мозга, я уверен, что это революционное исследование поможет открыть дверь в новый мир возможностей с точки зрения профилактики и лечения болезней головного мозга.
Сегодня что ни день появляется новая диета или пищевая добавка, обещающая без труда решить проблему лишних килограммов. В обществе сложилось мнение, что люди, страдающие от ожирения, сами виноваты в своей проблеме, потому что не в состоянии ограничить потребление тех продуктов, которые способствуют набору веса. В целом мы готовы признать, что современная западная диета с повышенным содержанием углеводов, рафинированных сахаров и переработанного жира стала причиной настоящей эпидемии ожирения. Кроме того, мы искренне убеждены, что люди с излишним весом ленивые и не сжигают достаточно калорий относительно того, сколько калорий они потребляют.
Однако что если проблема ожирения или избыточного веса имеет отношение не к силе воли или генетическому фактору, а скорее к состоянию микрофлоры кишечника? Что если источник проблемы с лишними килограммами — в дисбалансе бактериальной флоры кишечника?
Миллионы людей во всем мире вздохнут с облегчением, когда узнают, что их лишние килограммы, возможно, совсем не их вина. Согласно результатам последних исследований, кишечные бактерии не только способствуют процессу пищеварения, как вы уже поняли. Они играют ключевую роль в процессе обмена веществ в организме, а от этого напрямую зависит, теряет человек в весе или набирает лишние килограммы. Кишечные бактерии влияют на то, как в организме запасается жир, регулируют уровень глюкозы в крови, влияют на экспрессию генов, отвечающих за обмен веществ, взаимодействуют с гормонами, заставляющими человека чувствовать голод или насыщение, так что во многих отношениях кишечные бактерии можно назвать настоящими распорядителями организма. С момента рождения человека они отвечают за то, будет ли человек страдать от ожирения, диабета, болезней мозга или он будет здоровым, стройным, с острым умом и высокой продолжительностью жизни.
Сегодня достоверно известно, что сообщество кишечных бактерий стройного человека образно можно сравнить с тропическим лесом, наполненным самыми разными обитателями, в то время как микрофлора кишечника человека, страдающего от ожирения, отличается гораздо меньшим разнообразием. Мы привыкли считать проблему ожирения или избыточного веса чисто математической — количество потребляемых калорий превышает количество расходуемых. При этом последние исследования говорят о том, что кишечная микробиота играет основополагающую роль в энергетической динамике организма, то есть влияет на уравнение с потреблением и расходованием калорий. Если в микрофлоре кишечника преобладают бактерии, способные эффективно извлекать калории из потребляемых продуктов, организм будет абсорбировать больше калорий, чем, возможно, ему нужно, а это приведет к созданию жировых запасов.
Давайте остановимся на исследовании, проведенном Джеффри Гордоном из Университета Вашингтона в Сент-Луисе, чтобы лучше понять, как ученым удалось зафиксировать разницу в составе микрофлоры кишечника у худощавых и полных людей, а также связать этот факт с проблемой ожирения{181}. Джеффри Гордон и его коллеги проводят принципиально новые исследования на «очеловеченных» мышах. В своем широко известном теперь исследовании 2013 года с участием близнецов, о котором я уже упоминал, Гордон вновь показал связь «толстых» и «худых» типов бактерий, преобладающих в кишечнике, с риском развития ожирения{182}. Команда ученых вывела потомство мышей, содержащих кишечные бактерии либо от полной женщины — участницы эксперимента, либо от ее худощавой сестры-близнеца. Затем всех мышей кормили одинаковыми продуктами в одинаковом количестве. На этом этапе ученые заметили разницу в весе мышей. У грызунов, которым были трансплантированы бактерии от полной женщины, наблюдался быстрый набор веса по сравнению с мышами, которым были трансплантированы бактерии от худощавой женщины. Кроме того, состав кишечной микрофлоры у мышей первой группы отличался гораздо меньшим разнообразием.
Затем эксперимент повторили. Однако теперь после трансплантации бактерий от худощавой и полной женщин-близнецов всех мышей поместили в одну клетку. В результате этого у мышей — носителей бактерий полной женщины появилась возможность получить немного бактерий от второй группы мышей преимущественно через употребление фекалий «худых» мышей, что вполне типично для грызунов. Что в итоге? Мыши в обеих группах остались худыми. Гордон пошел дальше в своем эксперименте и трансплантировал бактерии от «худых» мышей тем мышам, которые должны были стать «толстыми». В результате вес у этих мышей нормализовался. Гордон сделал следующее заключение: «С учетом всех полученных данных, наши эксперименты обеспечивают достаточно убедительные доказательства наличия причинно-следственных отношений и того, что развитие ожирения потенциально возможно предотвратить»{183}.
Как Гордон и его команда это объясняют? Он утверждает, что в микрофлоре «толстых» мышей не хватает бактерий, которые играют ключевую роль в поддержании здорового процесса метаболизма и нормального веса. Научная работа Гордона наряду с серией других исследований предлагает новую информацию о том, в чем заключается эта роль. Например, одна из таких недостающих бактерий — Helicobacter pylori, которая способствует контролю над аппетитом, регулируя уровень грелина — основного гормона, стимулирующего аппетит. Бактерия H. pylori сосуществует в симбиозе с человеком на протяжении как минимум последних 58 тысяч лет, но в кишечнике современного западного человека их осталось совсем немного в силу высокого уровня санитарии и чрезмерного применения антибиотиков.
Команда ученых под руководством Гордона была из числа первых, кто провел параллель между качеством рациона питания, качеством и разнообразием микрофлоры кишечника и риском развития ожирения. На основе модели с мышами авторы исследования показали, что, если мышей с пересаженными от человека бактериями посадить на «западную диету» — бедную растительными волокнами, фруктами и овощами, но с высоким содержанием жира, — мыши с микрофлорой, предрасполагающей к ожирению, начнут страдать от избыточного веса, даже если будут находиться вместе со своими «худыми» сородичами. Иными словами, нездоровый рацион питания препятствует попаданию в организм бактерий, «способствующих похудению», и лишает его их позитивного влияния. Подобные результаты еще больше подтверждают важность такого фактора, как рацион питания, в вопросах регулирования состава микрофлоры кишечника, а также контроля общего веса. Несомненно, требуется проведение дальнейших исследований, особенно с участием людей, но тем не менее научная работа Гордона вызвала немалый интерес в профессиональном медицинском сообществе и стимулировала изучение этой темы.
В 2013 году другая команда исследователей, на этот раз из Массачусетского технологического института и Университета Аристотеля в Салониках, получила еще одну серию доказательств, когда изучала вопрос, почему йогурт, содержащий пробиотики, оказывает такой сильный эффект при снижении веса тела{184}. Авторы исследования держали подопытных мышей на разных рационах питания. При этом мыши были изначально генетически предрасположены к ожирению. Грызуны, которые питались фастфудом — продуктами с высоким содержанием нездоровых жиров и сахара и низким содержанием витаминов B и D, — быстро набрали избыточный вес. Бактериальный баланс кишечника у них изменился всего после нескольких недель такого питания. Вес у мышей из второй группы, три раза в неделю получавших йогурт с пробиотиком, доступный в свободной продаже, наоборот, оставался в норме. Знаете, в чем подвох? Мышам из второй группы, которые получали йогурт, было разрешено есть столько фастфуда, сколько они захотят! Заголовки результатов этого исследования полностью отражают их суть: «“Западная диета”, основанная на фастфуде, меняет состав микрофлоры кишечника мышей и ускоряет ожирение, связанное с возрастом» и «Пищевая добавка в виде йогурта с пробиотиками предотвращает ожирение». Я ни в коем случае не хочу создать иллюзию, что прием пробиотиков обеспечивает карт-бланш на полную свободу в рационе питания, но на основании результатов этого исследования действительно можно сделать весьма важные выводы.
Один из наиболее коварных тайных «злодеев» и врагов микрофлоры кишечника, о котором я уже упоминал и еще расскажу подробнее, — обработанная фруктоза. Средняя суточная норма потребления кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы у обычного американца составляет от 132 до 312 калорий в день{185}. (Далее я буду говорить о том, что параллельно с ростом заболеваемости ожирением наблюдался стабильный рост потребления этого продукта.) Многие ученые считают, что именно потребление обработанной глюкозы стимулирует эпидемию ожирения и что этот продукт послужил одним из наиболее серьезных факторов формирования так называемой западной микрофлоры, в которой очень мало разнообразия и избыточное количество типов бактерий, «кормящих» жировые клетки.
Почему фруктоза представляет такую опасность? Она не только «кормит» патогенные кишечные бактерии, нарушая таким образом здоровый баланс микрофлоры кишечника, — она не стимулирует производство инсулина, как это делает глюкоза. Фруктоза попадает сразу в печень, а это означает, что в организме снижается синтез лептина — еще одного важного гормона, связанного с подавлением аппетита. Человек не ощущает насыщения и потому продолжает есть. К такому же результату — отсутствию чувства насыщения — приводит и употребление искусственных заменителей сахара. Было принято считать, что заменители сахара, такие как сахароза, сукралоза и аспартам, не оказывают влияния на процесс метаболизма в организме, поскольку не повышают уровень инсулина. Но, как оказалось, они могут нанести не менее сильный вред и вызвать те же самые расстройства обмена веществ, что и настоящий сахар. Как такое возможно? Это происходит из-за того, что они вызывают дисбаланс микрофлоры кишечника, нарушают баланс уровня сахара в крови и стимулируют нездоровый процесс метаболизма. И да, результаты этого исследования, опубликованные в 2014 году в журнале Nature, стали настоящей головной болью для индустрии по производству продуктов питания и напитков{186}. Подробнее мы с вами остановимся на результатах этого исследования в главе 6, поскольку оно предоставило доказательства того, что кишечные бактерии способствуют контролю уровня сахара в крови, а также контролю веса и риска развития разных заболеваний.
Почему обходной желудочный анастомоз эффективен: скажите спасибо бактериям
Сегодня необычайную популярность приобрели кардинальные подходы к снижению веса, например хирургическая операция по обходному анастомозу желудка, которая физически изменяет пищеварительную систему. В результате этой операции уменьшается объем желудка и меняется маршрут движения пищи в тонком кишечнике. И хотя долгое время считалось, что подобная операция стимулирует быстрое снижение веса, потому что пациент начинает потреблять меньше пищи, результаты поразительного исследования, опубликованные в 2014 году в журнале Nature, заставляют сделать вывод, что успех хирургической операции по обходному анастомозу желудка определяется микробиотой кишечника{187}. Сегодня мы располагаем удивительными новыми доказательствами того, что значительный фактор снижения веса — изменения в кишечной микрофлоре. Эти изменения происходят в послеоперационный период не только в качестве реакции на анатомические изменения в организме, но и в силу изменений в рационе питания, поскольку пациент обычно начинает употреблять более здоровую пищу, что способствует росту других типов бактерий. Я убежден: когда мы начнем глубже изучать вопрос, почему после операции по обходному анастомозу желудка у пациентов часто наблюдается полный регресс диабета, то вновь вернемся к теме микрофлоры кишечника.
Как уже отмечалось, важное значение имеет фактор соотношения бактерий разных типов. Согласно результатам многочисленных исследований, при пониженном содержании в кишечнике бактерий группы Firmicutes снижается и риск развития проблем, связанных с нарушениями процесса метаболизма, например диабета. С другой стороны, при пониженном содержании в кишечнике бактерий группы Bacteroidetes наблюдается повышенная проницаемость кишечника, которая, в свою очередь, провоцирует самые разные риски, в том числе нарушения функций иммунной системы, воспаление, которое способно вызвать болезни и расстройства головного мозга, от депрессии до болезни Альцгеймера.
Кроме того, здесь я должен добавить, что в формировании правильного баланса микрофлоры кишечника важную роль играют физические упражнения. Всем давно известен общий положительный эффект, который оказывают на организм занятия спортом, однако, как выяснилось, потеря веса происходит не только за счет сжигания лишних калорий. Согласно последним научным данным, физические упражнения благоприятно влияют на бактериальный баланс в кишечнике, поскольку поддерживают типы бактерий, препятствующие набору лишнего веса. В лабораторных исследованиях на мышах интенсивная физическая нагрузка коррелировала с сокращением бактерий типа Firmicutes и увеличением количества бактерий типа Bacteroidetes. Иными словами, физические упражнения способствовали эффективному снижению соотношения F/B. Хотя требуются дальнейшие исследования с участием людей, и в настоящее время они проводятся, мы уже располагаем достаточно убедительными доказательствами, что этот же принцип действует и в отношении организма человека. Физическая активность стимулирует разнообразие микрофлоры кишечника.
В 2014 году ученые из Ирландского национального университета в Корке проанализировали образцы крови и кала для выявления разницы между разнообразием микрофлоры кишечника у профессиональных игроков в американский футбол и здоровых мужчин, не занимавшихся спортом{188}. У некоторых мужчин из второй группы наблюдался нормальный вес, в то время как у других была проблема в виде лишних килограммов. (Результаты анализов крови предоставили информацию о мышечных повреждениях и воспалительном процессе — признак того, какую физическую нагрузку участник эксперимента испытывал в последнее время.) В целом у 40 профессиональных спортсменов, которые участвовали в исследовании, была отмечена более разнообразная микрофлора кишечника, чем у всех остальных участников. В научной работе, опубликованной в журнале Gut, авторы исследования связали эти результаты с интенсивными физическими тренировками спортсменов и с их диетой с повышенным содержанием белка (они получали из белков 22 % калорий, в то время как не занимавшиеся спортом получали из белков 15–16 % калорий). Еще одним важным результатом исследования было то, что ученые обнаружили у профессиональных спортсменов не только большое разнообразие микрофлоры кишечника, но и наличие групп бактерий, связанных с более низким уровнем ожирения и вызываемых им расстройств.
Результаты научных исследований говорят сами за себя: с самого рождения человека взаимосвязь между кишечными бактериями и рационом питания может сделать его уязвимым перед развитием нарушений обмена веществ и болезней мозга. Ни для меня, ни для моих коллег по цеху уже не загадка, почему дети, не получившие достаточного набора «полезных» бактерий в раннем детстве, в дальнейшей жизни подвержены гораздо более высокому риску развития ожирения, диабета и неврологических расстройств, чем их сверстники со здоровой микрофлорой кишечника. Эти дети «из группы риска» обычно рождались с помощью кесарева сечения, в большинстве случаев не получали грудного вскармливания и часто подвергались инфекционным заболеваниям, требовавшим применения антибиотиков. В ходе одного из наиболее интересных исследований канадские ученые обнаружили, что у детей, находящихся на искусственном вскармливании, развиваются определенные типы бактерий, которые у детей с грудным вскармливанием появляются только после того, как их переводят на твердую пищу{189}. Эти типы бактерий не обязательно относятся к патогенным, но нет ничего положительного в их раннем появлении в организме, поскольку пищеварительная и иммунная системы малыша все еще находятся в стадии формирования. Это совпадает с результатами исследований в США: ученые заявляют, что это может служить одной из причин, по которой дети, находившиеся на искусственном вскармливании, более восприимчивы к аутоиммунным заболеваниям, например к астме, аллергии, экземе, целиакии, а также к ожирению.
Принимая во внимание все сказанное выше, позвольте мне обратиться к женщинам, кормящим детей искусственной смесью. Некоторые мамы в принципе не могут кормить грудью. Некоторые в силу разных обстоятельств рано отнимают ребенка от груди. Означает ли это, что они обрекают своих детей? Конечно, нет. Сегодня точно известно, что у малышей, находившихся на грудном вскармливании, отмечается более разнообразная микрофлора кишечника и меньше риск развития самых разных заболеваний. Однако мы также знаем, что в наших силах многое сделать для формирования и поддержания здорового баланса микрофлоры кишечника даже в отсутствие грудного вскармливания. Вы будете приятно удивлены, узнав, насколько хорошо микрофлора кишечника реагирует на попытку реабилитации через основные изменения в образе жизни. Как именно это можно сделать, я расскажу молодым мамам в главе 8.
Беспокойство по поводу повсеместного применения антибиотиков для лечения детей только усилилось в свете данных о настоящей эпидемии ожирения. Сегодня мы располагаем достаточными доказательствами, чтобы ответственно заявлять: по крайней мере одна из причин эпидемии ожирения — активное использование антибиотиков и их роль в изменении баланса микрофлоры кишечника. Доктор Мартин Блейзер из Проекта по изучению микрофлоры человека (Microbiome Project) Университета Нью-Йорка наглядно показал, что, когда молодым подопытным мышам вводили небольшие дозы антибиотиков, сопоставимые с теми, которые получает домашний скот, в организме грызунов откладывалось на 15 % больше жира, чем у тех, кто не получал антибиотиков{190}. Только задумайтесь: обычный ребенок в США в среднем получает три курса антибиотиков в течение первого года жизни. Доктор Блейзер говорил об этом факте в 2014 году на организованном Гарвардским университетом симпозиуме, посвященном теме пробиотиков (Harvard’s Probiotics Symposium). Доктор Мария Глория Домингес-Белло, также работающая в Университете Нью-Йорка (и супруга доктора Блейзера) убедительно высказалась по этому поводу: «Антибиотики можно сравнить с лесным пожаром. Ребенок пытается вырастить свой собственный “лес”. Когда пожар охватывает молодой лес, остается только выжженная земля»{191}.
В одном из сопутствующих исследований, когда аспирант из лаборатории доктора Блейзера кормил подопытных грызунов пищей с высоким содержанием жира и при этом давал им антибиотики, у них быстро развилось ожирение. Этот результат свидетельствует о том, что такие факторы, как прием антибиотиков и нездоровый рацион питания, только усиливают действие друг друга{192}. Доктор Блейзер отмечает интересный факт: использование антибиотиков значительно отличается в разных штатах США, и, если взглянуть на карту, можно выявить определенную закономерность. В штатах с высоким уровнем ожирения среди населения отмечается такой же высокий уровень использования антибиотиков. Первое место по количеству людей, страдающих от ожирения, и по количеству используемых антибиотиков уверенно держат штаты американского Юга.
Прежде чем вы почувствуете переизбыток информации и отложите книгу, особенно если то, о чем я пишу, непосредственно вас касается, позвольте мне сформулировать свою главную мысль: все эти потрясающие новые научные данные означают только одно — вы можете взять под контроль процесс метаболизма, происходящий в вашем организме, а также механизмы воспалительного процесса и здоровья мозга просто за счет поддержания правильного баланса микрофлоры кишечника. Даже если вам не посчастливилось родиться с помощью естественных родов и если раньше вы принимали антибиотики (а кто не грешен?) или в вашем рационе питания были сплошные углеводы, у меня есть вполне конкретные способы, позволяющие исправить ситуацию.
Вскоре мы поговорим обо всех практических стратегиях. Однако сейчас давайте остановимся еще на одном состоянии, которое сегодня тревожит многих: расстройствах аутического спектра. Наконец в XXI веке у нас есть возможность выделить некоторые профилактические меры и подобрать более эффективное, индивидуальное лечение для тех, кто страдает от этих неврологических расстройств. Хотя по-прежнему остается множество вопросов относительно этого загадочного расстройства мозга, тем не менее роль микрофлоры кишечника в его развитии становится все более очевидной. Последние научные данные, как вы скоро узнаете, могут заложить основу для нового направления в медицине.
