Кишечные микроорганизмы и опасности современной диеты американского типа
На протяжении последних 50 лет американцы потребляют все больше соли, сахара и жира, а также пищевых добавок. Многие из этих добавок никогда не проходили проверок на безопасность в долгосрочной перспективе. А если их и проверяли, это было до того, как мы узнали о значении кишечного микробиома для здоровья и о том, что он может быть посредником между пищевыми добавками и здоровьем мозга. При проверках безопасности добавок, проводимых Управлением по контролю за продуктами питания и лекарственными средствами США (FDA, U. S. Food and Drug Administration), основное внимание уделяется краткосрочным тестам на животных, которые должны определить, не оказывает ли добавка быстродействующий токсический эффект и не повышает ли она риск развития рака. Ни одно из этих краткосрочных исследований не оценивает опасность пищевых добавок для здоровья мозга в долговременной перспективе.
Сегодня мы уже знаем, что некоторые распространенные типы добавок способствуют развитию вялотекущего воспалительного процесса, что наряду с потреблением продуктов с высоким содержанием жиров и сахара опасно для организма и для головного мозга в частности. Давайте познакомимся с этими вредными веществами.
Искусственные подсластители
Один из лучших примеров серьезных изменений, которые привнесли в наш рацион пищевые добавки, — реакция производителей продуктов на наше ненасытное желание сахара. Во-первых, огромное количество сахара попадает в продукты в виде кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы, причем даже в такие продовольственные товары (например, хлеб и крекеры), которые потребитель не связывает со сладостями. Во-вторых, искусственные подсластители добавляются в продукты, покупая которые мы пытаемся совместить тягу к сладкому с минимальным числом калорий. Искусственные подсластители начали выпускать более ста лет назад, чтобы мы могли наслаждаться сладостями, не боясь увеличения веса и опасных всплесков глюкозы в крови. Если бы искусственным подсластителям потребовался слоган, он мог бы звучать так: «Вы можете не только купить это пирожное, но и съесть его». Управление по контролю за продуктами питания разрешает использование шести искусственных подсластителей в США. Эти химические вещества в огромных количествах добавляются в такие популярные продукты, как диетические газированные напитки, крупы и десерты, не содержащие сахара. Мало того, они популярны даже у ученых всезнаек. Когда в нашем университете проходят медицинские конференции, их участники чаще всего запивают свой обед диетическими кока-колой и пепси-колой (не говоря уже о сэндвичах с копченой говядиной и обжаренных во фритюре ломтиках картофеля).
Доказательства пользы подсластителей для здоровья, которые нам приводят, в лучшем случае являются противоречивыми. К тому же стали появляться факты, свидетельствующие об опасности искусственных подсластителей, в том числе их связи с увеличением веса и повышением риска таких метаболических заболеваний, как сахарный диабет II типа. Например, группа Йотама Суэца из Научно-исследовательского института имени Вейцманна (Weizmann Institute of Science) в Иерусалиме недавно показала, что три распространенных подсластителя — сахарин, сукралоза и аспартам — могут вызывать у мышей непереносимость глюкозы и признаки метаболического синдрома. Эти результаты интригуют сами по себе, но еще более интригующим является сделанное той же группой исследователей открытие, что в этих расстройствах здоровья участвует кишечная микробиота. Группа Суэца доказала это, трансплантировав фекальную массу мышей, которые получали искусственные подсластители, стерильным мышам, никогда в прошлом не получавшим таких продуктов. После этого у стерильных мышей возникла непереносимость глюкозы и появились признаки метаболического синдрома. Проанализировав микробиоту животных, ученые заметили, что употребление искусственных подсластителей привело к появлению в пищеварительном тракте животных благоприятных условий для размножения . (Похожие условия возникают в организме при диете с высоким содержанием жиров.) Это означает, что диетические напитки, которыми запивают жирные блюда фастфуда, не только не помогут похудеть, но и нанесут дополнительный вред: содержащийся в этих кушаньях жир негативно отразится на метаболизме.
В той же серии опытов исследователи установили, что подсластители изменили метаболизм кишечных микроорганизмов, отчего те стали производить больше короткоцепочечных жирных кислот, которые может поглощать толстая кишка, обеспечивая поступление в организм дополнительных калорий. Когда вы потребляете искусственные подсластители, организм как бы поручает кишечной микробиоте собирать в толстой кишке больше калорий, полученных из продуктов метаболизма микроорганизмов, чтобы компенсировать нехватку сахара в тонкой кишке. Исходя из этого, можно предположить, что попытка снизить потребление калорий, используя искусственные подсластители, окажется неудачной: ЖКТ с помощью своей микробиоты будет просто извлекать больше калорий из съедаемой пищи.
Эти результаты верны и в отношении людей. Обследовав несколько сотен испытуемых, группа Суэца установила, что у людей, потребляющих искусственные подсластители, более высокие вес и уровень сахара во взятой натощак крови, а также измененная кишечная микробиота. Очень похоже, что все дело в ней. Во всяком случае, когда исследователи трансплантировали фекальную массу здоровых мышей, которым давали сахарин, стерильным мышам, съеденный последними сахар повышал уровень глюкозы в крови до ненормально высоких уровней.
Все это — убедительные доказательства того, что искусственные подсластители не только не помогают быстро похудеть, а, напротив, могут стать одной из основных причин воспалений вследствие изменений взаимодействия мозга и пищеварительного тракта. Эти воспалительные процессы могут привести к нарушениям работы организма и головного мозга. Поэтому, покупая продукты, следует читать, какие вещества входят в их состав, и, если в списке упоминаются искусственные подсластители, лучше по возможности обойтись без них.
Пищевые эмульгаторы
Эмульгаторы — это молекулы, помогающие смешиваться двум жидкостям (например, маслу и воде), которые в обычных условиях плохо смешиваются друг с другом. Производители регулярно добавляют эмульгаторы в различные продукты (майонезы, соусы, конфеты, ряд хлебобулочных изделий), чтобы добиться однородной консистенции. Эмульгаторы можно распознать по их химическим названиям на этикетках продуктов. Вот несколько распространенных эмульгаторов: сорбитан тристеарат — в шоколаде, полисорбаты — в мороженом, сложные эфиры лимонной кислоты — в переработанном мясе.
Эти похожие на моющие средства молекулы приносят вред: они могут нарушить защитный слой слизи, покрывающий внутреннюю поверхность ЖКТ, в результате чего кишечные микроорганизмы получают более легкий доступ к стенке кишечника. Пищевые эмульгаторы могут влиять и на проницаемость стенок ЖКТ, что позволяет кишечным бактериям проникнуть через неповрежденную слизистую оболочку и добраться до иммунных клеток, способствуя возникновению метаболической токсемии.
Чтобы выяснить, действительно ли кишечные микроорганизмы усугубляют пагубное воздействие эмульгаторов на пищеварительный тракт, группа Эндрю Гевиртца из Университета Эмори недавно провела эксперимент. Ученые добавляли в корм мышей два широко применяемых пищевых эмульгатора — полисорбат 80 и карбоксиметилцеллюлозу. Пища с эмульгаторами вызвала у подопытных животных вялотекущее воспаление кишечника, ожирение и признаки метаболического синдрома. Микробиота плотнее прилипала к слизистой оболочке ЖКТ, состав микроорганизмов изменился, уровни липополисахаридов повысились — все выглядело так же, как при кормлении подопытных животных едой с высоким содержанием жиров.
В то же время эмульгаторы не вызывают указанных метаболических изменений у мышей, которые получали антибиотики. Это заставляет предположить, что ключевую роль в описываемых процессах играет именно кишечная микробиота. Исследователи еще раз подтвердили это, пересадив фекальную массу мышей, получавших эмульгаторы, стерильным мышам, после чего у животных-реципиентов наблюдались такие же метаболические изменения.
Помимо опасностей нарушения обмена веществ применение пищевых добавок заметно влияет на функционирование оси головной мозг — микробиом — ЖКТ и пагубно сказывается на здоровье головного мозга. Из этих экспериментов стало ясно, что, как и животный жир и искусственные подсластители, эмульгаторы могут изменить профиль кишечной микробиоты настолько, что в ЖКТ и других органах, а также в головном мозге начнутся вялотекущие воспаления (включая те области мозга, которые контролируют аппетит). Если таких ингредиентов потребляется слишком много, у человека может появиться склонность к перееданию высококалорийных продуктов, которые еще больше усиливают воспаление, из-за чего ситуация только усугубляется. И на этом проблемы, к сожалению, не заканчиваются — в нашей диете есть и другие составляющие, которые также могут повлиять на здоровье головного мозга.
Глютен (нативная клейковина)
В наши дни на полках многих продовольственных магазинов вы увидите безглютеновый хлеб, безглютеновые макароны, безглютеновые хлопья и даже безглютеновые безалкогольные напитки или вино. В последнее десятилетие стала очень популярной так называемая безглютеновая диета. По данным недавних опросов, практически каждый третий взрослый американец употребляет безглютеновые продукты.
Глютен (клейковина) представляет собой смесь белков, на которые приходится 12–14 % всех белков, содержащихся в пшенице. Как было установлено, глютен, хотя и в меньшем количестве, обнаруживается в ячмене, ржи и в продуктах, изготовленных из этих зерновых. Пшеница — самая распространенная сельскохозяйственная культура в мире, и, конечно, пшеничная мука используется для производства хлеба, макаронных изделий, сдобы, пиццы, хлопьев и многих других популярных продуктов. Поэтому глютен повсеместно встречается в рационе американцев.
Глютен также выделяют из пшеницы для создания пищевой добавки — нативной клейковины[13]. Производители продовольствия добавляют ее в самые разные продукты питания — в хлеб, сухие завтраки и даже в мясные продукты. Нативная клейковина улучшает текстуру продуктов и существенно увеличивает срок их хранения. В переработанном мясе она помогает связывать воду с жирами. Нативную клейковину добавляют даже туда, где имеется природный глютен (хлеб, макароны, пицца, пиво), и туда, где его нет (мясопродукты, соусы и молоко), а также, что удивительно, в непищевые продукты и косметические средства. Среднее потребление американцами глютена с продуктами из муки и зерна за последние полвека увеличилось более чем на 30 % — с 4,1 (в 1970 г.) до 5,4 кг в год (в 2000 г.), в то время как содержание глютеновых добавок в различные продукты возросло по крайней мере в три раза.
Следует ли вам беспокоиться об этом дополнительном глютене?
Если вы входите в 1 % населения с целиакией (глютеновой энтеропатией), которая вызывает избыточную реакцию иммунной системы на глютен и вырабатывает антитела к оболочке кишечника, то, без сомнения, беспокоиться нужно. Эти антитела остаются в организме и вызывают хронические симптомы: боль в животе, диарею, потерю веса, усталость, а в тяжелых случаях и неврологические симптомы. Некоторые симптомы могут сохраняться и после того, как пациент перестает потреблять продукты из пшеницы.
На протяжении последних 60 лет целиакия встречается все чаще, сейчас общее число страдающих от нее людей составляет 1 % населения мира. Никто точно не знает, почему растет число случаев целиакии. Одна из гипотез считает причиной повышенное потребление продуктов, содержащих клейковину, другая — иммунное изменение, возможно, связанное с тем, что иммунная система ЖКТ на раннем этапе жизни взаимодействовала с чужими микроорганизмами. Третья гипотеза объясняет все изменениями в самой пшенице: тем, что она модифицирована и неправильно выращивается.
Следует проявлять осторожность и в том случае, если вы относитесь к маленькой группе людей с аллергией на пшеницу, при которой иммунная система производит антитела, называемые иммуноглобулинами Е. Они и вызывают аллергию на глютен и другие растительные белки пшеницы. Если у вас аллергия на пшеницу, вызывающая крапивницу, заложенность носа, боль в животе и отек слизистой рта и горла, затрудняющее глотание или даже дыхание, потребление в пищу пшеницы может быть опасно для жизни.
Облегчить симптомы в обоих случаях аллергии на пшеницу обычно помогает безглютеновая диета. Широкое распространение безглютеновых продуктов становится настоящим спасением, так как позволяет аллергикам жить без изнурительных симптомов.
А если у человека нет ни одного из перечисленных выше симптомов, надо ли ему беспокоиться о том, как воздействует на его мозг нативная клейковина, содержащаяся в продуктах? Несмотря на недавно распространившиеся утверждения, что клейковина вредна для любого человека, можно констатировать: в настоящее время нет научных доказательств, подтверждающих эту крайнюю точку зрения. Я пока не встречал французов и итальянцев, которые отказались бы от хрустящих багетов, свежеиспеченной чиабатты или пасты ради туманных преимуществ возможного освобождения от распространенных заболеваний, которые существовали задолго до всплеска интереса к нативной клейковине.
Линда Шмидт, женщина средних лет, была убеждена, что испытываемые ей симптомы связаны с чувствительностью к глютену. Линда могла съесть содержащие клейковину зерна, а затем несколько часов или даже дней страдать от симптомов, напоминающих синдром раздраженного кишечника: бульканья, видимого вздутия, боли и дискомфорта в животе, нерегулярного опорожнения кишечника, усталости и спутанности сознания и тумана в голове. Ее гастроэнтеролог, проведя комплексное обследование, исключил у нее глютен-чувствительную целиакию. Тем не менее, прочитав популярные статьи о чувствительности к глютену, Линда перешла на безглютеновую диету самостоятельно. По ее словам, результат был замечательным: симптомы со стороны ЖКТ смягчились, спутанность сознания прошла, впервые за долгое время она почувствовала себя лучше.
Я регулярно встречаю таких пациентов, как Линда. Им никто не ставил диагноз глютенчувствительной целиакии, но, как только такие пациенты переключаются на безглютеновую диету, они сообщают о значительном улучшении симптомов СРК (хотя продолжают приходить ко мне на прием с другими жалобами).
Вполне возможно, что популярные книги и внимание СМИ к чувствительности к глютену, а также обещание чудесного лекарства, излечивающего от беспокоящих желудочно-кишечных симптомов и сопутствующих ощущений усталости, потери энергии и хронической боли, побудили многих людей перейти на безглютеновую диету. Возможно, мы даже становимся свидетелями массовой истерии, которая разворачивается вокруг содержащих клейковину продуктов. Масла в огонь подливают маркетинговые кампании, которые проводят производители безглютеновых продуктов, ведь доходы в этой сфере уже исчисляются миллиардами долларов.
Но нельзя исключить и того, что типичная американская диета действительно влияет на взаимодействие между головным мозгом и ЖКТ, а у Линды Шмидт может оказаться третий тип расстройства, связанного с глютеном, — Создается впечатление, что этот тип чувствительности встречается гораздо чаще, чем глютенчувствительная целиакия, хотя по-прежнему изучен мало. Научные данные об этом расстройстве в лучшем случае являются разрозненными. Немногочисленные исследования показали, что у людей с не наблюдаются аномальные иммунные реакции и стенки их кишечника не истончены, чего можно было бы ожидать согласно концепции глютеновой суперчувствительности. Возможно, увеличение количества нативной клейковины проявляется благодаря микроорганизмам ЖКТ, производящим вредные для нашего самочувствия метаболиты? А может быть, главным виновником сбоев в работе организма нужно считать обработанные пищевые продукты с их многочисленными добавками, большинство из которых также содержит нативную клейковину?
Окончательные ответы на эти вопросы еще не получены, и ученым потребуется какое-то время, чтобы разобраться в вопросе. Однако те, кто уверен, что пищевой глютен — зло, не нуждаются в научных фактах, которые подтвердили бы, что известные расстройства действительно вызваны клейковиной. Избыток жиров и искусственные подсластители, пищевые эмульгаторы и другие факторы, связанные с диетой, могут изменять первоначальную настройку сенсоров в пищеварительном тракте, в том числе рецепторов на нервных окончаниях, энтероэндокринных клетках и клетках иммунной системы. Не забывайте, что пищеварительный тракт является нашим самым сложным сенсорным органом. Изменения настройки рецепторов могут исказить сигналы, которые пищеварительный тракт посылает энтеральной нервной системе и головному мозгу. Может быть, люди с чувствительным, как у Линды Шмидт, кишечником сейчас демонстрируют симптомы пищевой аллергии, которые у них в прошлом просто не могли возникнуть? Таких людей можно сравнить с канарейками, которых в клетках спускали в угольные шахты, чтобы те почувствовали приближение опасности и известили о ней задолго до того, как это станет ясно всем остальным.
