Микробиота: интересно и полезно о микромире нашего желудка

Микробиота кишечника состоит из всех микроорганизмов, которые населяют наш кишечник. Равновесие между бактериями, дрожжами, грибами и другими микроорганизмами имеет основополагающее значение для нашего здоровья. Сегодня мы очень подробно, и главное, с пользой для здоровья, поговорим о бактериях заключительного пути нашего пищеварительного тракта. Не так давно выяснилось, что эти бактерии выполняют ряд важных для организма человека функций. Сегодня ученые называют микробиоту — новым органом, достойным отдельного изучения.

Откуда в нашем кишечнике бактерии

Бактерии заселяют все вокруг и внутри нас. Они любят теплую и влажную среду. В теле человека больше всего микроорганизмов находится во рту и кишечнике. 

Бактерии начинают заселять наше тело, когда мы еще находимся в утробе матери. Раньше считалось, что плацента и околоплодные воды стерильны, однако последние исследования показывают, что это не так. Пока неясно, как бактерии попадают в плаценту, но есть предположения, что на это влияет микрофлора влагалища, бактерии ротовой полости, которые в небольшом количестве могут попадать в кровоток, и микробиота кишечника, где иммунные клетки (дендритные) отбирают определенные бактерии, которые проникнут в плаценту.



Однако масштабное заселение кишечника бактериями происходит во время родов, кормления грудью и когда ребенок начинает есть твердую пищу. К 1,5–3 годам формируется профиль микробиоты человека, который содержит более 1000 видов бактерий. Кесарево сечение, использование антибиотиков, дисбаланс бактерий в кишечнике матери, преждевременные роды, отказ от кормления грудью — факторы, которые негативно влияют на формирование микробиоты.

Почему именно кишечник

Задача кишечника — впитать максимальное количество полезных веществ, а для этого нужна большая площадь поверхности. Чтобы ее уместить, строение кишечника представляет собой плотно прилегающие друг к другу складки с ворсинками и микроворсинками. Из-за этого кишечник часто сравнивают с бархатной тканью.



Схематическое строение толстого кишечника

Поверхность кишечника покрыта слизистым слоем — муцином. Он защищает клетки кишечника от агрессивных представителей микробиоты. Муцин обновляется каждый час, так как часть этого слоя уносят фекальные массы по мере продвижения по кишечнику.



Влажная, теплая среда с большим количеством складок и отростков — идеальная среда для роста бактерий. Возможно, вы слышали миф, что количество бактерий в 10 раз превышает количество клеток в теле человека. В организме человека весом 70 килограмм и ростом 170 сантиметров содержится около 30 триллионов клеток и 39 триллионов бактерий кишечника. Хотя отношение не 1:10, число все равно впечатляющее.

Зачем нам бактерии

Пищеварительная система человека устроена так, чтобы разбивать всю поступающую еду на простые молекулы: делать их доступными для всасывания клетками и проникновения в кровоток. При этом есть вещества, которые наш организм переварить не может — сложные углеводы.

Сложные углеводы состоят из длинных цепочек молекул сахара, которые ферменты желудочно-кишечного тракта разорвать не в силе. В геноме человека просто нет информации о расщепляющих сложные углеводы соединениях, но гены бактерий кишечника кодируют десятки тысяч таких ферментов (полисахаридных лиаз). 

И, казалось бы, зачем нам сложные углеводы, если даже в нашей ДНК не сказано, что с ними делать? В процессе расщепления сложных углеводов бактерии синтезируют витамины и короткоцепочечные жирные кислоты — главный источник энергии для клеток кишечника. У человека с бактериями выгодное сотрудничество: мы кормим их, а они кормят нас.



Еще один плюс такого сожительства — генетический материал бактерий более гибкий. Эти микроорганизмы гораздо быстрее подстраиваются под изменения окружающей среды в отличие от человека. Яркий тому пример, хотя и негативный для нас, — устойчивость бактерий к антибиотикам, которая отмечается сейчас всё чаще. 

Как работает микробиота

Мы уже упомянули, что бактерии кишечника помогают усваивать клетчатку, производят короткоцепочечные жирные кислоты и витамины. Может возникнуть ощущение, что все это делает каждая бактерия, но это не так. 

Микробиота — это целая экосистема со своими порядками и законами. Ее можно сравнить с мегаполисом, жители которого имеют самые разные профессии. Часть бактерий трудится на благо всего города и следит за патогенными микроорганизмами, чтобы они не нарушили порядок и не устроили революцию. Часть бактерий пассивны: они не приносят городу пользу, но и не создают проблем. А третья часть все время замышляет план, как захватить город и разграбить все нажитое. От нашего рациона зависит, кого из этих трех представителей будет больше. 

Сложные углеводы — пища для законопослушных граждан микробиоты, которые заботятся о своем доме. Правда, это не готовое блюдо, которое мы подносим на тарелке. Для таких крошечных созданий молекула сложных углеводов выглядит скорее как срубленный дуб. Чтобы убрать ветки, заготовить бревно, распилить его, сделать дрова и спички, нужны самые разные виды бактерий.



Если какого-то вида бактерий не хватает, процесс расщепления углеводов, синтеза короткоцепочечных жирных кислот и витаминов будет менее эффективным. Поэтому чем больше самых разных продуктов с клетчаткой мы едим, тем выше разнообразие полезных бактерий и тем стабильнее ситуация в городе, несмотря на мелкие хулиганства со стороны патогенных микроорганизмов.

Последнее время появляется все больше исследований о том, как бактерии кишечника влияют на нашу жизнь. В следующей статье мы расскажем про самые распространенные роды бактерий, обитающих в кишечнике людей, и о том, как они работают.

Что такое роды бактерий и как они соотносятся друг с другом

Как все население Земли можно поделить на страны и популяции, так и все бактерии кишечника можно разбить на семьи и роды. Семейство бактерий объединяет роды похожие по строению, но разные по функциям. А отделы объединяют разные семейства. 

Большинство родов бактерий микробиоты относится к двум отделам: Bacteroidetes и Firmicutes. В первом отделе наиболее распространены роды Bacteroides и Prevotella, а во втором — Faecalibacterium, Ruminococcus, Eubacterium, Blautia, Roseburia, Coprococcus. Еще есть род бактерий Akkermansia, наличие которого считается маркером здоровья. В кишечнике человека это единственный представитель отдела Verrucomicrobia.

В ряде исследований упоминается отношение Bacteroidetes к Firmicutes. В одних работах отмечается, что Firmicutes больше у полных людей, а в других — наоборот. На деле же все более запутанно. Род бактерий Bacteroides ассоциирован с западной диетой, которая скорее способствует набору веса, а Firmicutes — главные производители энергоемкого вещества, которое помогает нашему организму оставаться здоровым. Поэтому остается неясным, почему преобладание Firmicutes по результатам исследований может быть признаком ожирения. 

Ниже мы приводим среднюю статистику по пользователям теста «Генетика микробиоты» Атласа. Отметим, что большая часть образцов поступает к нам из Москвы, поэтому такое соотношение характерно скорее для жителей больших городов.

 Bacteroides

Главная роль Bacteroides — расщеплять и помогать человеку усваивать клетчатку. Как мы уже говорили в первой статье, у человека просто нет генов, которые кодируют информацию о расщеплении сложных углеводов (кроме крахмала и гликогена). Эту способность мы добираем за счет генома бактерий.

Bacteroides способны распознавать и перерабатывать более дюжины волокон, а некоторые виды содержат более 260 генов для их метаболизма. Также они обрабатывают сахара и белки, поэтому большая представленность этого рода связана с западной диетой, богатой мясными и сладкими блюдами. 

Bacteroides заботятся не только о своем хозяине, но и помогают соседям. Они создают благотворную среду для других полезных бактерий кишечника. Например, Bacteroides снижают уровни кислорода, что позволяет анаэробным родам расти.

Высоким значением считается 13,78%

 Prevotella

Роды Prevotella и Bacteroides относятся к одному отделу, однако представленность Prevotella связана с растительной диетой и чаще встречается среди племен Африки и Амазонии, до которых западная диета не дошла. В западных странах преобладание Prevotella встречается у вегетарианцев и приверженцев Средиземноморской диеты. В то же время этот род связан с большим содержанием не только сложных углеводов, но и простых сахаров. Поэтому численность Prevotella часто выше у сладкоежек. 

Тем, у кого представленность Prevotella выше, чем Bacteroides, повезло немного больше. Исследование шведского университета Гётеборга показало, что увеличенное число Prevotella в микробиоте нормализует обмен глюкозы. У мышей с микробиотой людей из исследования, отмечалось повышенное содержание гликогена в печени. Это значит, что гормон инсулин у мышей с такой микробиотой правильно выполняет свою работу и переносит поступающую глюкозу в печень, где она запасается в виде гликогена. 

Когда инсулин не может переносить глюкозу, развивается резистентность и повышается риск ожирения и диабета 2 типа. Исследователи отмечают, что причиной высокого уровня Prevotella может быть диета богатой клетчаткой.

Высоким значением считается 16,87%

 Faecalibacterium

Faecalibacterium — главный производитель масляной кислоты. Эта короткоцепочечная жирная кислота составляет 90% питания клеток, выстилающих стенки кишечника. Когда ее не хватает, клетки хуже выполняют свои функции или вовсе отмирают, из-за чего снижается иммунная реакция организма и повышается риск воспалений. Поэтому Faecalibacterium считаются маркером здоровья: чем их больше, тем лучше. 

Faecalibacterium производят масляную кислоту за счет расщепления сложных углеводов. Поэтому этого рода больше среди любителей овощей, фруктов и злаков.

Еще этот вид бактерий связан с удовлетворенностью качеством жизни. К такому выводу пришли ученые из Бельгии и Нидерландов. Они оценивали состав микробиоты и просили участников заполнить анкету об общем восприятии здоровья, ограничениях, связанных с физическими или эмоциональными проблемами, эмоциональном благополучии, физической боли, усталости или наличии сил. Исследователи отметили, что многие критерии, связанные с удовлетворенностью качеством жизни, положительно коррелировали с большой представленностью Faecalibacterium и Coprococcus. О втором роде мы расскажем ниже.

Высоким значением считается 11,64%

 Ruminococcus

Ruminococcus — любители устойчивого крахмала, который содержится в зеленых бананах, чечевице, зеленом горошке, белой фасоли, остывшей пасте и картошке. В отличие от простого крахмала, устойчивый не расщепляется до простых сахаров и не переваривается организмом, и поэтому доходит до микробиоты целым. Также Ruminococcus — род бактерий, который способен перерабатывать целлюлозу, хотя большая ее часть оcтается непереваренной и помогает формировать каловые массы, которые быстрее проходят по кишечнику и меньше контактируют со стенками.

Сейчас активно изучается связь между Ruminococcus и развитием язвенного колита и болезни Крона. Несколько исследований показали, что у пациентов с воспалениями кишечника представленность определенного типа Ruminococcus — выше.

Высоким значением считается 3,7%

 Eubacterium

Eubacterium, как и Faecalibacterium, при расщеплении клетчатки синтезируют большую часть масляной кислоты. Численность Eubacterium увеличивается при добавлении в рацион цельных злаков и бурого риса и уменьшается, когда клетчатки в рационе становится мало. Eubacterium превращают лактат в кишечнике в масляную кислоту, что снижает кислотность и помогает стабилизировать микробиоту. 

Что интересно, ученые сравнивали микробиоты молодых, людей 70 лет и долгожителей, которые прожили более 100 лет. Оказалось, микробиота молодых и 70–летних практически не отличается, а у долгожителей наблюдалось слабое хроническое воспаление (inflammageing). Ученые выявили даже характерную для таких людей бактерию — Eubacterium limosum. У них число этой бактерии было увеличено более чем в 10 раз.

Высоким значением считается 3,25%

 Blautia

Во время расщепления сложных углеводов Blautia производит ацетат, который, как и масляная кислота, является короткоцепочечной жирной кислотой. Он всасывается клетками кишечника, проходит гематоэнцефалический барьер и попадает в мозг. 

Ацетат — важный источник питания для клеток глий, которые окружают нейроны и обеспечивают надежную передачу импульсов между ними. Согласно исследованию из журнала Nature при большом употреблении клетчатки ацетат запускает в гипоталамусе сигнал, подавляющий аппетит. Эта работа немного проливает свет на то, как богатая волокнами диета защищает человека от ожирения. 

Несмотря на плюсы повышенная представленность Blautia связана с диабетом 2 типа. Это выяснили путем сравнения микробиот трех групп: пациентов с диабетом, преддиабетом и здоровых людей с нормальным метаболизмом глюкозы.

Высоким значением считается 2,23%

 Roseburia

Roseburia расщепляет растительные маннаны. Эти вещества содержатся в орехах, бобовых, кокосах, томатах, кофейных зернах, а также они широко используются в пищевой промышленности как загустители и желирующие агенты. Маннаны могут увеличиваться в объеме до 200 раз, что уменьшает аппетит и дает чувство сытости.

Несколько исследований показали, что Roseburia играет важную роль в контроле воспалительных процессов в кишечнике, защите от атеросклероза и в иммунных реакциях организма. Ученые предполагают, что главным образом эти процессы происходят за счет синтеза масляной кислоты при употреблении достаточного количества клетчатки. Исследование показало, что те мышки, в микробиоме которых много Roseburia, но которые не получают достаточно клетчатки — не защищены от атеросклероза. 

Меньшая представленность Roseburia отмечается у людей с воспалительными заболеваниями и колоректальным раком.

Высоким значением считается 3,5%

 Coprococcus

Тот самый род, который вместе с Faecalibacterium связан с удовлетворенностью качеством жизни. Кроме этого выяснилось, что Coprococcus связаны с развитием депрессии. Согласно исследованиюиз журнала Nature микробиота пациентов с депрессией содержит меньше Coprococcus и бактерий рода Dialister.

Coprococcus так же, как и многие другие роды отдела Firmicutes, расщепляют разные виды волокон и производят масляную кислоту. Еще представленность Coprococcus связана с низким индексом массы тела и высоким разнообразием микробиоты.

Высоким значением считается 2,74%

 Bifidobacterium и Lactobacillus

Эти роды начинают заселять наш организм с самого детства, так как содержатся в грудном молоке. Относительно других родов Bifidobacterium и Lactobacillus у взрослого человека немного, а иногда и нет совсем, но это не значит, что они бесполезны. Даже если эти бактерии не могут поселиться в вашей микробиоте и просто проходят через желудочно-кишечный тракт — они все равно взаимодействуют с другими бактериями и приносят пользу. Однако тем, у кого они представлены в микробиоте, повезло немного больше.

Bifidobacterium и Lactobacillus относятся к пробиотическим бактериям. Они способны подавлять рост патогенных бактерий, укреплять защитную функцию стенок кишечника и подавлять провоспалительные цитокины. Lactobacillus, так же как и Coprococcus, связаны с низким весом, а Bifidobacterium защищают кишечник от воспалительных заболеваний и колоректального рака. Еще Bifidobacterium и Lactobacillus синтезируют гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК). Этот нейромедиатор отвечает за внимание, эмоциональный и двигательный контроль. Сейчас активно изучается связь между приемом пробиотиков с Lactobacillus и снижением симптомов депрессии и тревожности.

Bifidobacterium и Lactobacillus содержатся в ферментированных продуктах, например кефире или хлебе на закваске, чайном грибе, квашеной капусте. Bifidobacterium и Lactobacillus микробиоты питаются галактоолигосахаридами, которые содержатся в топинамбуре, сое, чесноке, томатах, луке, бананах, яблоках, спарже и меде. Исследование на людях с непереносимостью лактозы показало, что такой тип волокна помогает этим пробиотическим видам расти.

Высоким значением Bifidobacterium считается 0,5%

Высоким значением Lactobacillus считается 0,16%

 Akkermansia

Большая представленность этой бактерии считается маркером здоровья человека, так как малый процент Akkermansia часто сопровождает диабет 2 типа, болезнь Крона и язвенный колит. Большой процент этой бактерии ассоциируется с низким весом и индексом массы тела, а также низким уровнем холестерина и глюкозы натощак.

В отличие от других родов Akkermansia питается слизистым слоем кишечника — муцином, поэтому во время периодов голодания, когда остальные бактерии не получают достаточного количества веществ, ее численность значительно увеличивается. 

Бактерия не только потребляет муцин, но и помогает его производить. Ученые предполагают, что Akkermansia синтезирует жирные кислоты, которыми питаются клетки-производители слизистого слоя кишечника. А исследование с использованием эпителиальных клеток кишечника показало, что Akkermansia прилипает к клеткам и усиливает защиту, а не разрушает их, провоцируя воспаление.

Высоким значением считается 0,23%

Дисклеймер

Если вы выбрали себе бактерию и хотите заняться ее ростом — спешим вас расстроить. Здоровая микробиота характеризуется широким разнообразием самых разных видов бактерий, потому что она сдерживает рост условно-патогенных видов, синтезирует достаточное количество жирных кислот и защищает от воспалений. К тому же если в микробиоте нет определенного рода, то поселить его рационом вряд ли получится. Обзавестись новым родом можно только через пересадку микробиоты, но в этом случае состав бактерий полностью поменяется на состав донора. 

В тесте «Генетика микробиоты» мы исследуем, каких родов бактерий у вас меньше в сравнении со средними показателями здоровых людей по популяции, и даем рекомендации по продуктам, которые способны увеличить численность тех или иных бактерий. 

В следующей статье мы расскажем, как микробиота влияет на развитие заболеваний.

Бактерии вокруг нас

Обычаи поддержания чистоты тела и дома существовали почти во все времена (исключение составляет Средневековье, но мы помним, к чему привела в итоге антисанитария той эпохи). И это было не случайным. Во многих культурах понятие физической чистоты связано со здоровьем и красотой, хотя о существовании микроорганизмов узнали лишь в 17 веке, а слово Bacterium появилось в 19 веке. Кажется, люди интуитивно понимали, что человеку нужно поддерживать чистоту, просто не знали, какой механизм за этим скрывается.

Сегодня мы знаем, что мыть руки перед едой нужно, чтобы избавиться от патогенных организмов и снизить вероятность заболеваний. Мы принимаем душ, чистим зубы, моем посуду, полы — все это для того, чтобы избежать вредного действия бактерий, будь то неприятный запах или развитие инфекции.

Но не так давно выяснилось, что чрезмерная чистота тоже вредит: иммунная система слабеет, если реже сталкивается с разными видами бактерий, а горячая вода разрушает защитный жировой слой кожи и ее микробиом, из-за чего она хуже справляется со своими функциями. Ученые пришли к выводу, что бактерии — важная часть нашей жизни. Они поддерживают функции наших органов, но в тоже время могут и навредить.

Сейчас достаточно исследований, чтобы оценить, как микробиота кишечника связана с сахарным диабетом 2 типа, атеросклерозом, ожирением, язвенным колитом и болезнью Крона. Про них мы сейчас и расскажем.

 Ожирение

Ожирение — состояние, при котором количество жировой ткани в теле человека превышает норму. Оценивают количество лишнего веса по индексу массы тела человека. Признак лишнего веса — индекс 25, а ожирения — 30. Проверить свой ИМТ можно с помощью калькулятора. ИМТ подходит не всем. Например, при мускулистом телосложении он тоже будет высоким, поэтому, чтобы оценить полную картину, дополнительно могут измерять талию.

Ожирение может приводить к метаболическому синдрому, атеросклерозу, диабету 2 типа, высокому кровяному давлению, некоторым видам рака и другим опасным заболеваниям и состояниям. Главной причиной набора веса считается потребление калорий, которые не расходуются организмом, а запасаются в виде жировой ткани.

Микробиота участвует в метаболизме веществ. Это выяснилось из нескольких наблюдений. Во-первых, микробиота худых людей отличается от людей с ожирением. Во-вторых, если пересадить микробиоту толстой мышки другой, которая выросла в стерильной среде без бактерий, вторая начнет стремительно набирать вес. Также если пересадить микробиоту полного человека стерильной мышке, она тоже будет набирать вес.



Есть данные, что диета с высоким содержанием углеводов способствует развитию такого типа микробиома, при котором организм получает больше энергии из еды, что повышает риск ожирения и нарушения метаболизма. В этом нам, вероятно, помогают бактерии отдела Firmicutes. 

Они расщепляют пищевые волокна и добывают из еды больше энергии, чем остальные, что может повышать риск ожирения. Но, как мы писали в прошлой статье, исследования дают смешанные результаты. Иногда у людей с ожирением выше представленность другого отдела, который связан с западным типом питания.

Предполагается, что при диетах с высоким содержанием жиров происходит распад бактериальных клеток, и в кровь попадает большое количество липополисахаридов (останков мертвых бактерий), что приводит к слабому воспалению и увеличивает риск ожирения.

Исследование с участием близнецов показало, что менее разнообразный микробиом связан с набором лишнего веса, и наоборот, разнообразный состав бактерий снижает вероятность ожирения. При этом разнообразие положительно коррелировало с потреблением клетчатки в рационе. 

Еще есть несколько бактерий, которые защищают человека от ожирения — Akkermansia muciniphila и Christensenella. Про первую мы писали в прошлой статье, а вторая интересна тем, что она из всех других родов наиболее часто передается по наследству.

Сегодня для борьбы с ожирением и лишним весом пациенту могут предложить пересадку микробиоты. В основном эту процедуру делают в зарубежных клиниках, так как в России ее пока проводят в экспериментальном режиме.

 Сахарный диабет 2 типа

Диабет 2 типа — хроническое заболевание, при котором организм не может справиться с поступающей глюкозой. Когда глюкоза попадает в кровоток, гормон инсулин помогает перенести ее в клетки, а остатки запасает в виде гликогена. При сахарном диабете 2 типа развивается устойчивость к инсулину: организм перестает на него реагировать и глюкоза не доходит до клеток, а остается в кровотоке. 

Избыточное количество глюкозы в крови может приводить к повреждению нервов, почек, глаз, высокому кровяному давлению, атеросклерозу и другим болезням сердца и сосудов. Один из главных факторов развития сахарного диабета 2 типа — ожирение. Предполагается, что клетки брюшного жира высвобождают провоспалительные вещества, из-за которых организм становится менее чувствительным к инсулину.

Согласно исследованиям, микробиота людей с диабетом 2 типа содержит меньшую представленность родов отдела Firmicutes. Этот отдел как раз главный по переработке клетчатки и производству масляной кислоты. Также в микробиоте людей с диабетом 2 типа обнаружено больше патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, таких как Bacteroides caccae, Clostridium hathewayi, Clostridium ramosum, Clostridium symbiosum, Eggerthella lenta и Escherichia coli (кишечная палочка).



Что интересно, не все виды клетчатки снижают риск диабета 2 типа. Мета-анализ 9 крупных исследований показал, что риск был на 33% ниже у придерживающихся именно цельнозерновой диеты. У тех, кто потреблял преимущественно овощи и фрукты, риск не менялся.

Фрукты и овощи содержат в основном водорастворимые виды клетчатки, в то время как злаки — нерастворимые. Объяснить, почему именно нерастворимые виды клетчатки снижают риск диабета сложно. Возможно это связано с тем, что овощи и фрукты содержат гораздо больше простых сахаров, чем злаки. 

Есть еще одно интересное предположение. В нескольких исследованиях отмечается положительная связь между белковой диетой и риском развития диабета 2 типа. Ученые предположили, что нерастворимая клетчатка может влиять на всасываемость белка в организме. И, кажется, это так. Исследование на людях с ожирением с измерением различных биомаркеров в кале и моче показало, что животный белок хуже всасывается в тонком кишечнике при добавлении в диету злаковых волокон.

 Атеросклероз

Атеросклероз — состояние, при котором в сосудах образуются отложения холестерина. Эти бляшки препятствуют нормальному поступлению крови к мозгу и сердцу, что может приводить к ишемической болезни сердца и инсульту.

Одна из главных причин атеросклероза — высокие уровни холестерина и триглицеридов в крови, к которым приводит диета богатая насыщенными жирами. Микробиота может влиять на уровни этих веществ, тем самым повышая или понижая риск развития атеросклероза. 

Механизмы, опять же, неясны (вы, наверное, поняли, что самое слабое место исследований — найти причинно-следственную связь), но есть несколько интересных предположений. Некоторые бактерии могут синтезировать желчные кислоты, которые всасываются кишечником и через рецепторы влияют на метаболизм глюкозы и жиров. 

Сравнение микробиома здоровых людей и людей с атеросклерозом, показало, что у первых выше представленность бактерий Roseburia и Eubacterium (подробнее о бактериях читайте в предыдущей статье), а представленность Collinsella — ниже. Также согласно исследованиям бактерия Akkermansia muciniphila улучшает барьерную функцию кишечника и влияет на защищенность от атеросклероза. 

В другом исследовании отмечается, что у людей с атеросклерозом выше представленность таких патогенных бактерий, как Escherichia coli, Klebsiella spp и Enterobacter aerogenes. Ruminococcus gnavus — бактерия, которая связана с воспалениями кишечника и низким разнообразием микробиоты, тоже была выше среди группы людей с атеросклерозом. Отмечается, что микробиота людей с атеросклерозом менее сбалансирована и разнообразна в сравнении со здоровой группой.

 Воспалительные заболевания кишечника

Воспалительные заболевания кишечника (ВЗК) — хронические воспаления желудочно-кишечного тракта, к которым относится болезнь Крона и язвенный колит. При этих заболеваниях клетки иммунной системы атакуют здоровые ткани кишечника, что приводит к воспалению, кровотечению и образованию язв. Синдром раздраженного кишечника не относится к этой группе заболеваний.

Главное отличие между заболеваниями в том, что язвенный колит развивается только в кишечнике, тогда как болезнь Крона может проявиться в любом органе желудочно-кишечного тракта. Воспалительные заболевания кишечника могут приводить к другим опасным состояниям, например раку толстой кишки.



Бактерии кишечника производят метаболиты, которые участвуют в иммунных реакциях и формировании среды. Например, масляная кислота может регулировать клетки иммунитета Т-киллеры и запускать антибактериальных функций макрофагов, что защищает от образования язв. Согласно исследованиям образцы кала пациентов с ВЗК содержали меньше масляной кислоты, а микробиота — меньше бактерий, которые ее производят.

Ученые также отмечают, что у людей с ВЗК представленность бактерий Roseburia hominis, Dorea formicigenerans и Ruminococcus obeum меньше, и в целом их микробиота менее разнообразная в сравнении со здоровой популяцией. В кишечнике людей с ВЗК наблюдается избыток желчных кислот, которые участвуют в иммунном ответе организма. При этом менее разнообразная микробиота не может производить достаточное количество многих других важных метаболитов. Это может быть одной из причин, почему клетки иммунитета начинают разрушать здоровые ткани организма.

Для лечения язвенного колита и болезни Крона могут использовать пробиотические бактерии, которые поддерживают баланс микробиоты, укрепляют защитные функции слизистого слоя и замедляют отмирание клеток кишечника. Также в данный момент активно изучается применение пересадки микробиоты для лечения воспалительных заболеваний кишечника.

В следующей статье мы подробнее расскажем, как заботиться о бактериях: чем их кормить, от чего оберегать и зачем заниматься спортом.

Клетчатка

Клетчаткой называют сложные углеводы или пищевые волокна, которые не перевариваются организмом, но ферментируются бактериями кишечника. В наше время клетчатка — это доступный суперфуд, который доказано приносит организму человека много пользы.

Потребление клетчатки связано с низким риском развития заболеваний и смерти от разных болезней. Согласно результатам крупного мета-анализа опубликованного в журнале Lancet диета богатая волокнами снижает риск развития сердечно-сосудистых заболеваний, диабета 2 типа, колоректального рака и смертность от разных причин на 13–33%. Также отмечается положительное влияние потребления клетчатки на уровень холестерина и глюкозы в крови. При этом низкогликемическая диета имела более скромные результаты, чем диета богатая клетчаткой. 

О влиянии клетчатки на вес ведутся споры. Систематические обзоры показывают, что организм быстрее насыщается при употреблении сложных углеводов, что может сказываться на общем количестве дневных калорий и помогать избавиться от веса. С другой стороны, во многих исследованиях используются добавки с клетчаткой, которые насыщают сильнее, чем пища.



Ежедневная норма клетчатки варьируется в разных странах. В США женщинам рекомендуется потреблять в день 25 грамм клетчатки, а мужчинам — 38. Британский институт питания рекомендуетвсем взрослым потреблять не менее 30 грамм ежедневно. Это, довольно, много.

Например, в средней груше содержится около 5 грамм, яблоке — 4,4, банане или апельсине — 3, вареном картофеле с кожицей — 4, чашке овсяной каши — 5. Для того чтобы следовать рекомендациям, каждый прием пищи должен содержать 8–10 грамм пищевых волокон. 

Считать, сколько грамм клетчатки вы съели за день — сложно, так как в России на продуктах чаще всего указывают общее количество углеводов, а сколько из них клетчатки — остается неясным. Помочь в подсчете может пищевой дневник: запишите, какие продукты и в каком количестве вы съели за день, а в свободное время посмотрите в них долю клетчатки. Для этого можно использовать таблицу Канадского сообщества диетологов или базу данных по продуктам питания от журнала Self.

При переработке сложных углеводов некоторые бактерии производят жирные кислоты. Они питают клетки кишечника и поддерживают его защитные функции. Жирные кислоты влияют на выработку слизи (мукуса), которая является барьерным слоем между стенками кишечника и патогенными бактериями. Мукус защищает кишечник от перепада кислотности во время переваривания пищи. 

Что интересно, разные виды клетчатки действуют на кишечник по-разному. Растворимые волокна вбирают воду и образуют гелеобразную субстанцию, которая помогает пище быстрее проходить через кишечник, уменьшая воздействие со стенками кишечника. Нерастворимые виды клетчатки не взаимодействуют с водой и только малая их часть переваривается бактериями. Однако такие волокна помогают формировать каловые массы. 



Пребиотические — те виды клетчатки, которые приносят микробиоте наибольшую пользу. Именно этими видами в основном питаются бактерии кишечника, поэтому пребиотические продукты рекомендуют регулярно употреблять в пищу. К таким видам волокон относятся фруктоолигосахариды, олигофруктоза, инулин, бета-глюканы, галактоолигосахариды, изомальтоза, лактулоза, устойчивый крахмал, ксило- и арабиноолигосахариды.

Обычно в одном продукте может содержаться несколько видов пребиотиков. Заморачиваться и выбирать определенные пребиотические продукты, если вы не знаете состав своих бактерий, — не стоит. Чтобы получать все виды пребиотиков, достаточно иметь разнообразную диету и употреблять продукты богатые клетчаткой.

Если состав бактерий известен и вы знаете, что определенного рода бактерий у вас меньше, чем у здоровой популяции, — можно увеличить их численность, включая в диету продукты с пребиотиками, которыми этот род питается. Именно так устроен тест «Генетика микробиоты» от Атласа.

Спорт

Несколько исследований показали, что аэробные физические нагрузки положительно влияют на состав бактерий в кишечнике. К аэробным относятся любая физическая активность, для которой нужно расходовать много кислорода: бег, плавание, аэробика, лыжи, танцы, езда на вилосипеде.

Согласно результатам американского проекта по исследованию микробиоты (American Gut Project) люди, которые занимались чаще остальных, имели более разнообразный микробиом. В другой работе сравнивали бактерий кишечника элитных спортсменов в регби и людей с сидячим образом жизни. Выяснилось, что у профессиональных спортсменов выше представленность Akkermansia muciniphila — бактерии, которая связана с низким индексом массы тела.

Исследования на животных тоже подтверждают связь между физической активностью и здоровьем кишечника. У крыс, которые любили бегать, концентрация масляной кислоты и представленность производящих ее бактерий были больше, чем у пассивных сородичей.



В другом иследовании сравнивали микробиоту людей со схожими диетами, но разным уровнем физической активности. Для измерения уровня спортивной подготовки у участников замерили максимальное потребление кислорода (VO2 max) — значение, которое используют для измерения выносливости. Оказалось, что чем выше у человека была способность потреблять кислород, тем разнообразнее был его микробиом.

Механизм влияния спорта на микробиоту остается неясным. Известно, что упражнения на выносливость сильно влияют на окислительный стресс, проницаемость кишечника, повреждение мышц и иммунные реакции, в которых принимает участие и микробиота.

Всемирная организация здравоохранения рекомендует выполнять не менее 150 минут упражнений средней интенсивности или не менее 75 минут занятий на выносливость в неделю.

Гигиена

Антибактериальные средства гигиены часто содержат триклозан, которое негативно влияет на здоровье микробиоты. Исследование на мышах показало, что это вещество повышает риск развития язвенного колита и опухолей в кишечнике. 

Ученые отмечают, что причиной этого могут быть антибактериальные свойства триклозана: у мышей из-за его воздействия сократилось разнообразие и представленность полезных родов бактерий, таких как Bifidobacterium.

При этом разницы в эффективности между обычным и антибактериальным мылом — нет. Оба хорошо удаляют загрязнения и одинаково сокращают риски заболеваний. Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США (FDA) запретило добавлять триклозан и 18 других антибактериальных компонентов в мыло в 2017 году. Однако остались и другие соединения, которые не попали под запрет. 

Если подмываться обычным мылом, баланс микробиоты, скорее всего, не нарушится, но лучше выбрать мягкое очищающее средство, которое не будет смывать естественные жиры. А вот без клизмы лучше обойтись. Эта процедура вымывает микробиоту и защитную слизь кишечника.

В следующей статье мы подробно расскажем, как на состав бактерий кишечника влияют лекарства.

Источник