Воздействие на кишечный микробиом для улучшения здоровья
По мере того как ученые все глубже погружаются в детали сложных химических взаимодействий между микробиомом, пищеварительным трактом и нервной системой, мы получаем ценную информацию о том, как применять эти знания для укрепления здоровья людей.
Однако, прежде чем давать соответствующие рекомендации, нужно получить ответы на ряд важных вопросов. Вот как их сформулировал Дэвид Релман, микробиолог из Стэнфордского университета. Какие важные процессы и факторы определяют микробиом после рождения человека? Влияет ли совокупность кишечных микроорганизмов, имеющихся у человека в детском возрасте, на сохранение здоровья и риск заболевания во взрослом возрасте? Что обеспечивает стабильность и устойчивость микробиома? Как сделать состав микробиома более стабильным и устойчивым и как его восстановить, если он нарушен? Для ответа на эти вопросы необходимо провести тщательно продуманные клинические исследования и определить многочисленные взаимодействующие факторы, способные вызывать заболевание, в том числе и микробиом.
В перспективе, научившись оценивать микробный пейзаж ЖКТ каждого человека и сигнальные молекулы, образующиеся в этой системе, мы сможем определять его чувствительность к антибиотикам, стрессу и другим дестабилизирующим факторам. А это значит, что мы сможем назначать персонализированные методы лечения, предотвращая развитие болезни или восстанавливая микробиом до здорового состояния за счет изменения образа жизни, диеты или медикаментов, которые будут доступны в будущем. Недавнее исследование показало, что при помощи диетических рекомендаций, учитывающих такие индивидуальные характеристики, как состав микробиома, можно точно контролировать уровень сахара в крови после еды.
Мы также сумеем обнаруживать в микробиоме ранние признаки будущих заболеваний. дним из самых эффективных методов обследования может стать анализ кишечных микроорганизмов в образце стула. Он может выявлять заболевания или восприимчивость к ним, в том числе к таким нарушениям взаимодействия оси мозг — ЖКТ, как расстройства аутистического спектра, болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера и депрессии.
В связи с этим, возможно, появятся новые методы лечения. Сейчас микробиологи и руководители некоторых стартапов активно изучают кишечный микробиом человека, надеясь отыскать новые методы лечения с использованием компьютерных технологий. Они уже обнаружили в составе микробиоты человека множество кандидатов на роль новых лекарств. Они также надеются запатентовать созданные методами генной инженерии пробиотические микроорганизмы, способные лечить тревожные расстройства, депрессии, нарушения взаимодействия мозга и ЖКТ, СРК и хронический запор, изменяя для этого архитектуру кишечного микробиома пациента. Однако исследователи могут столкнуться со значительно большими трудностями, чем ожидают. Микробиота состоит из множества взаимодействующих видов микроорганизмов, поэтому трудно контролировать ее состав, добавлять дополнительные компоненты или целенаправленно воздействовать на отдельные виды микроорганизмов, не влияя при этом на общий экологический баланс. В далекой перспективе для манипулирования микробиотой и даже для точечного воздействия на отдельные микроорганизмы в рамках сложной экосистемы, возможно, появятся дорогостоящие методы лечения с использованием нанотехнологий, и пробиотики, созданные методами генной инженерии. Однако в обозримом будущем такие виды лечения останутся практически недоступными.
Но не все так безнадежно: уже сейчас есть подходы, которыми любой желающий может воспользоваться прямо сегодня, не тратя на них много денег. В недавней статье в журнале Джонас Шлютер и Кевин Фостер из Оксфордского университета предложили ученым выступить в качестве «инженеров экосистем» и управлять системными свойствами сообществ микроорганизмов на пользу людям. Для этого нужно прийти к общим представлениям об устройстве системы и скептически относиться к обещаниям улучшить здоровье на основе упрощенных решений.
Как этого добиться?
Воспринимайте микробиом как своего рода ферму, а составляющие его микроорганизмы — как сельскохозяйственных животных, которых вам нужно разводить. Чем вы будете их кормить, чтобы обеспечить разнообразие, стабильность и здоровье поголовья и оптимизировать производство полезных сигнальных молекул, которые влияют на головной мозг? Включать ли в рацион микроорганизмов продукты, которые, как вы знаете, содержат потенциально опасные химические вещества или вредные добавки? Между прочим, ответ на этот вопрос — первый шаг к тому, чтобы начать контролировать все, что вы сами едите. Человеку, осведомленному о последствиях потребления фастфуда, есть о чем поразмыслить, когда он отправляется за продуктами на рынок или выбирает десерт в ресторане.
Любой животный жир, входящий в типичную американскую диету, вреден для здоровья — независимо от того, присутствует он в продуктах явно или скрыт многочисленными обработками. Потребление животного жира серьезно увеличивает объем талии. К тому же последние исследования показали, что потребление обработанного мяса, в котором содержание жира особенно велико, повышает риск развития нескольких типов злокачественных опухолей, в том числе рака молочной железы, толстой кишки и простаты. Чрезмерное потребление животных жиров вредно и для мозга. Мы получаем все больше доказательств того, что вызываемые жиром изменения сигналов микроорганизмов, которые силами иммунной системы пищеварительного тракта направляются в головной мозг, могут влиять на функции и структуру нервной системы. Эволюционное развитие не подготовило нашу пищеварительную систему к тому, что ей придется реагировать на ежедневную лавину жира и сахара. Диета с высоким содержанием жиров замыкает порочный круг в пищевом поведении, она вредна для здоровья тела и мозга.
Максимально разнообразный состав микробиома повысит устойчивость вашего организма к хроническим заболеваниям головного мозга. Если вы хотите этого достичь, следуйте давним советам диетологов и кардиологов: ешьте меньше животных белков (которые к тому же должны поступать преимущественно из нежирной рыбы и мяса птицы), больше продуктов, содержащих пребиотики (растительные волокна), и помимо этого включите в рацион продукты, которые, как мы знаем теперь, увеличивают разнообразие кишечных микроорганизмов.
Коренным жителям тропических лесов Амазонии известны сотни пищевых съедобных и лекарственных растений, к тому же они едят много разных продуктов животного происхождения — диких зверей. За сотни тысяч лет сенсорные механизмы их пищеварительной системы эволюционировали и стали распознавать и кодировать большое число питательных и лечебных химических сигналов, подаваемых растениями. Огромное число сенсоров в ЖКТ реагируют на разнообразие трав и фитохимических веществ — от болгарского перца до васаби, от сладкого вкуса до горького. Химические сигналы от трав и продуктов передаются в головной мозг и энтеральную нервную систему, энергично влияя на пищеварение и, следовательно, на то, как мы себя чувствуем. Природа не стала бы на протяжении миллионов лет эволюции создавать эти механизмы, если бы они не приносили пользу здоровью.
Учитесь слушать и понимать ваш желудок и кишечник. Следует помнить, что пищеварительный тракт человека в результате эволюции стал сложной системой, способной справляться с огромным разнообразием естественным образом выросших овощей и фруктов и с меньшим количеством белков животного происхождения. Также он изо всех сил пытается справиться с жирами, сахаром и многочисленными добавками, которые производители привносят в обработанные продукты. Если вам еще не поставлен диагноз такого потенциально серьезного расстройства здоровья, как специфическая пищевая аллергия (например, на морепродукты или арахис) или глютенчувствительная целиакия, старайтесь избегать экстремальных диет, которые ограничивают естественное разнообразие продуктов. Создайте на основе базовых правил собственную, персональную диету с разнообразными продуктами в основном растительного происхождения.
Следуйте совету, который дает в своей книге «равила еды» (Food Rules) Майкл Поллан: покупайте только ту еду, которая выглядит как еда. Если продукты на нее не похожи, в них, скорее всего, имеются добавки, которые могут принести вред мозгу. Искусственные подсластители, эмульгаторы, кукурузный сироп с фруктозой и нативная клейковина — это лишь некоторые из них. Обращайте внимание на скрытые опасности, которые таят продукты в супермаркетах. Внимательно читайте этикетки, чтобы выяснить, какие компоненты и добавки имеются в продукте; старайтесь выяснить, откуда он. Часто вы будете удивлены, узнав, что рыба или птица прибыла из страны, где не установлены стандарты выращивания животных и того, чем их кормят. Удивит вас и то, сколько калорий содержится в пакете так называемых чипсов с низким содержанием жира.
Сегодня производители продуктов никак не принимают во внимание сложность мира микроорганизмов и важность естественного разнообразия, выбирая коммерческие варианты, позволяющие добиваться максимальной производительности и рентабельности. При промышленном выращивании крупного рогатого скота, птицы, рыбы и морепродуктов экологические принципы в основном игнорируются. Из-за этого возникают зоны опустошенных экологических ландшафтов, производительность которых поддерживают с помощью химических препаратов, в том числе антибиотиков. Вред также наносят отходы животноводческих и рыбоводческих хозяйств и устойчивые к антибиотикам микроорганизмы, которые попадают оттуда в окружающую среду. В конечном счете продукты, поступающие из уже нарушенных экосистем, будь то вода, почва или воздух, окажутся на вашем столе — со всеми рисками для вашего здоровья.
Снижение биоразнообразия микроорганизмов в почве, растениях и пищеварительном тракте сельскохозяйственных животных в конце концов может нанести вред кишечному микробиому и центральной нервной системе человека. Не забывайте, что для выращивания ГМО-продуктов используются пестициды, которые сами по себе не причиняют вреда организму человека, но, вероятно, негативно влияют на функционирование и здоровье микроорганизмов пищеварительного тракта и на их взаимодействие с мозгом. То же самое верно и в отношении антибиотиков, которые сохраняются во многих мясных продуктах и морепродуктах массового производства.
Хотя изучение рассматриваемых в этой книге тем еще продолжается, уже сейчас ясно, что для поддержания разнообразия микробиоты ЖКТ — особенно во время стресса, при приеме антибиотиков и в пожилом возрасте — целесообразно увеличить регулярное употребление ферментированных (квашеных и кисломолочных) продуктов и всех видов пробиотиков. Все ферментированные продукты содержат пробиотики — живые микроорганизмы, потенциально полезные для здоровья. Однако пока исследованы лишь некоторые доступные пробиотики, содержащиеся в кисломолочных продуктах, напитках или выпускающиеся в виде таблеток. При этом на рынок выброшены сотни подобных продуктов, которые рекламируются как полезные для здоровья. О многих из них неизвестно, достаточное ли количество содержащихся в них живых организмов достигают тонкой и толстой кишки, чтобы оказывать то благотворное влияние, о котором заявляют производители. В то же время люди едят ферментированные естественным путем, не пастеризованные продукты на протяжении тысяч лет. К числу самых известных относятся, например, квашеная капуста и кимчи, комбуча (чайный гриб), мисо и другие ферментированные продукты из сои. Источниками полезных пробиотиков являются кисломолочные продукты, в том числе кефир, натуральные йогурты и сотни сортов сыров. Я рекомендую выбирать из них продукты с низким содержанием жира и сахара, не содержащие эмульгаторы, искусственные красители и искусственные подсластители.
Употребляя в пищу ферментированные молочные продукты, например обогащенные пробиотиками йогурты, вы кормите не только себя, но и обитателей вашей микробиоты ЖКТ такими важными пребиотиками, как олигосахариды грудного молока (ОГМ), о которых рассказывалось в предыдущей главе. Если же вы едите ферментированные овощи, то кормите микроорганизмы ЖКТ пребиотиками из пищевых волокон, входящих в состав сложных растительных углеводов. Хотя пребиотические бактерии, которые получает с едой взрослый человек, не становятся постоянной частью микробиоты ЖКТ, регулярный прием пробиотиков может оберегать разнообразие микробиоты в опасные для нее периоды и нормализовать структуру метаболитов, создаваемых микробиотой пищеварительного тракта.
Женщинам детородного возраста нужно помнить, что диета матери будет влиять на ребенка не только во время беременности, родов и грудного вскармливания, но и до тех пор, пока ребенку не исполнится три года и его микробиота ЖКТ не сформируется полностью. Микробиом матери производит метаболиты, которые влияют на развитие головного мозга плода, а вызванные ее диетой нарушения взаимодействия между мозгом, ЖКТ и микробиомом могут нанести вред. Полномасштабное воспаление во время беременности — один из основных факторов риска развития таких заболеваний, как аутизм и шизофрения, а вялотекущее воспаление, вызываемое высоким содержанием жиров в рационе матери, может негативно влиять на развитие мозга плода. Также достоверно доказано, что материнский стресс во время беременности или в период, когда ребенок растет, негативно воздействует на развитие его головного мозга и кишечной микробиоты, что часто приводит к появлению у детей проблем с поведением.
Такой прием пищи, с одной стороны, ограничивает число потребляемых калорий, а с другой — обеспечивает организм тем количеством энергии, которая ему необходима для удовлетворения метаболических потребностей. Заодно вы сокращаете потребление жиров. Употребляя продукты в фабричной упаковке, внимательно отнеситесь к рекомендуемому размеру порции, которая указывается на этикетке. Число калорий, указанных на пакетике с картофельными чипсами, может показаться приемлемым, но ведь речь может идти о порции всего из нескольких чипсов. Не ешьте весь пакетик, иначе получите гораздо больше калорий и жира, чем хотели съесть в этот день.
Периодическое голодание (пост) — неотъемлемая часть многих культур, религий и традиций целительства, практикуемых людьми на протяжении тысяч лет. Длительное голодание действительно может положительно влиять на функционирование головного мозга и самочувствие человека. Популярное объяснение преимуществ голодания основано на идее, что оно очищает кишечник и организм путем избавления от вредных и токсичных веществ. На протяжении многих веков люди верили, что все именно так и происходит, но научных доказательств этой гипотезы пока собрано мало. Однако, если исходить из того, что мы теперь знаем о взаимодействиях между мозгом, ЖКТ и его микробиотой, голодание может серьезно влиять на состав и функции микробиома и, возможно, на мозг.
Напомним: когда ЖКТ пуст, он активизирует волну периодических сжатий пищевода, которые медленно и целенаправленно проходят до конца толстой кишки. Одновременно поджелудочная железа и желчный пузырь осуществляют синхронизированный выброс пищеварительных соков. Комбинированный эффект этого рефлекса, называемый мигрирующим моторным комплексом пищеварительного тракта, можно сравнить с еженедельной уборкой улиц. Ученым пока не известно, как такая уборка воздействует на микробиоту ЖКТ и изменяет ли она производимые ею метаболиты. Однако имеется надежное доказательство того, что такая уборка удаляет микроорганизмы из тонкой кишки (где их обычно немного) и отправляет в главное место их скопления — в толстую кишку. У людей с неактивным мигрирующим моторным комплексом число микроорганизмов внутри тонкой кишки становится избыточно большим — возникает состояние, известное как чрезмерное развитие микробиоты в тонкой кишке. Оно вызывает дискомфорт в животе, вздутие живота и нарушение функции кишечника. Мы пока не знаем, приводит ли воздержание от пищи к снижению числа микроорганизмов, обитающих в толстой кишке, и воздействует ли оно на микроорганизмы, живущие в непосредственной близости к оболочке ЖКТ.
Голодание также помогает сбросить настройки множества сенсорных механизмов в ЖКТ, необходимые для общения между мозгом и пищеварительным трактом, и установить новые. Некоторые из этих механизмов следят за чувством сытости и контролируют аппетит. Отсутствие жира в пищеварительном тракте в течение одного или нескольких дней способно помочь окончаниям блуждающего нерва восстановить чувствительность к снижающим аппетит гормонам холецистокинину или лептину и вернуть настройки чувствительности гипоталамуса на нормальный уровень.
При выращивании оптимального состава микроорганизмов ЖКТ кормление микробиома — это только полдела. Как мы уже знаем, эмоции оказывают на пищеварительный тракт и микробиоту глубокое воздействие в форме желудочно-кишечных реакций. Негативное эмоциональное состояние нарушает взаимодействие между мозгом, пищеварительным трактом и его микробиотой, причем это происходит по нескольким направлениям. Стенки ЖКТ становятся более проницаемыми, это активизирует иммунную систему в пищеварительном тракте и побуждает эндокринные клетки в его стенках выпускать такие сигнальные молекулы, как гормон стресса норадреналин и серотонин. Это также может сократить население микробиоты ЖКТ, в частности лактобацилл и бифидобактерий, которые коренным образом изменяют поведение микроорганизмов ЖКТ. Такие изменения в поведении, вероятно, влияют на структуру микробных сообществ, на то, как микроорганизмы расщепляют компоненты пищи и какие метаболиты посылают они обратно в головной мозг.
Поэтому, как бы тщательно вы ни выбирали органические продукты в магазине и как бы искренне ни верили в пользу новейшей диеты, если вы переживаете стресс, гнев, печаль или тревогу, они неизбежно проявятся за обеденным столом. И могут не только испортить вкус еды, если вы решили ужинать, несмотря на плохое самочувствие, но и причинить вред ЖКТ и мозгу. Вспомните о Фрэнке, который не ел, боясь, что в незнакомом ресторане окажется недостаточно близко к туалету, или о Билле, которого в состоянии стресса выворачивали наизнанку приступы безудержной рвоты. Если вы игнорируете стресс или проявления других негативных эмоций, это не значит, что они себя никак не проявляют: они могут отправить вас на поиски еды, вызывающей чувство комфорта, даже если она вредна для здоровья.
Поэтому, прежде чем сесть за стол и что-то съесть, постарайтесь «просканировать» свое сознание и тело и прислушайтесь к эмоциям. Если вы находитесь в состоянии стресса, встревожены или испытываете гнев, постарайтесь не набивать пищей желудок — там ведь тоже царит хаос.
Кроме того, если вы о чем-то беспокоитесь или страдаете от депрессии, влияние негативных состояний сознания на деятельность микробиоты ЖКТ еще больше усиливается, когда дело доходит до переваривания остатков еды. Изменить такую ситуацию самостоятельно, даже если вы осознаете происходящее, бывает трудно. В этом случае целесообразно обратиться за помощью к врачу или психиатру.
Если отрицательные эмоции нарушают взаимодействие между головным мозгом и пищеварительным трактом, то счастье, радость и чувство общности будут для него, вероятно, полезны. Если вы едите, когда счастливы, мозг посылает в ЖКТ сигналы, которые удовлетворяют запросы микробиоты. Я подозреваю, что «счастливые микроорганизмы» производят иной набор метаболитов, которые оказываются полезны для мозга. Как отмечали авторы, исследовавшие средиземноморскую диету, ее польза для здоровья, вероятно, как-то связана с тесными социальными контактами и образом жизни, характерным для стран этого региона. Ощущение общности и благополучия почти наверняка положительно воздействует на ЖКТ и реакцию микробиома на еду.
Мысленно «просканировав» свое тело и осознав, как вы себя чувствуете, попытайтесь переключиться на положительные эмоции и сосредоточиться на том, как изменилось ваше самочувствие. Для этого можно прибегнуть к проверенным методам когнитивно-поведенческой терапии, гипноза и саморелаксации или снизить уровень стресса c помощью психологической техники безоценочного осознавания (mindfulness-based stress reduction).
