<
Если вы когда-то боролись с лишним весом, то вы хорошо знакомы с его ключевыми игроками: диета, упражнения и ваши гены. Чем меньше вы двигаетесь (сжигаете калории) и больше едите (потребляете калории), тем больше жиров вы получаете - это уравнение, которое в значительной степени может зависеть от вашей генетики. Но учёным давно известно, что эти три фактора не всегда адекватно объясняют каждый случай ожирения, а сейчас они обнаруживают всё более убедительные доказательства ещё одному важному фактору излишнего веса, который до недавнего времени почти полностью игнорировался: бактерии, которые живут в нашем кишечнике.
Технически они известны как кишечные
микробы,
вселенная с десятками триллионов микробов, живущих и процветающих в человеческом кишечном тракте и прямой кишке, большинство из которых выживают без кислорода. Эти микробы выполняют огромное количество жизненно важных функций, в том числе помогают регулировать
калории, которые
тело получает с пищей и хранит в виде жира. Другими словами, они способны помочь в регуляции веса. И новые исследования, опубликованные 12 ноября в "Поступательная медицинская
наука", позволяют предположить, что определённый тип и баланс нарушений во флоре вашего кишечника способствует ожирению или истощению, и что эти микробные популяции могут даже управлять изменением веса.
Новое исследование основывается на результатах предыдущих исследований на мышах, что позволяет предположить, что тяжелые тела могут иметь отличный от легких состав нарушений кишечника. Кишечная
микрофлора мышей, страдающих ожирением, показала, что у них намного больше одного из основных типов бактерий, называемых Firmicutes, и меньше других, которые называются Bacteroidetes (оба типа содержатся и в человеческом кишечнике), а у здоровых мышей это распределение обратное. Джеффи Гордон из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, проводивший предыдущий
эксперимент, снова проводил исследования, работая над новым документом. На этот раз он и его команда использовали микробы человека, внедряя их в мышиный
кишечник, а затем кормили грызунов эквивалентами типичного человеческого рациона, чтобы отследить изменения в составе микробов и изменения в весе.
Исследования начались с мышами, специально очищенными и стерилизованными от собственных бактерий, чтобы была возможность развить в них человеческую микрофлору. Исследователи вводили мышам образцы свежих и замороженных человеческих фекалий и бактерий, которые прижились и освоились в кишечниках мышей. Если это удивляет вас, то учёные были просто ошеломлены. "Мы были удивлены тем, сколько различных человеческих микробов могут прижиться в мышах", - говорит Гордон, занимающийся изучением микрофлоры кишечника более пяти лет.
Тот факт, что флора человеческого кишечника адаптировалась в грызунах, действительно является революционным. Учитывая стерильность генетически модифицированных мышей и отсутствие у них иммунной системы, учёные могут быть уверены, что любые нарушения микрофлоры, возникшие в их кишечнике, были спровоцированы исключительно человеческими образцами.
Животные принимают и адаптируются к живой микрофлоре человеческого
организма.
Главное преимущество в том, что Гордон и его команда имели возможность отслеживать
ДНК-последовательность для проверки и анализа всех генов, содержащихся в этих бактериях. Это означает, что исследователи могли определить не только то, какие виды бактерий присутствовали и в каких пропорциях, но и то, какие
гены провоцировали нарушения в различных условиях. До того, как технология анализа генов стала доступна, учёные могли изучать и размножать кишечные микробы людей и животных только вне кишечника, но они никогда не исследовались в самой микрофлоре. "Мы не можем сделать выводы о всём разнообразии микробов, существующих в этих сложных популяциях. Мы даже не знаем, как их культивировать, поэтому мы могли упустить множество нюансов", говорит Гордон.
Это разнообразие микробов и их влияние начали проявляться, когда учёные начали экспериментировать с диетой грызунов. Когда одну группу мышей кормили типичной западной едой с высоким содержанием жира и сахара, они, как правило, набирали вес и в кишечнике становилось больше бактерий Firmicutes и меньше Bacteroidetes. У мышей, получавших растительную пищу с низким содержанием жира, две эти группы бактерий распределялись наоборот, и мыши начинали худеть. Не понятно, баланс кишечника является причиной ожирения или его следствием, но результаты показывают, что состояние кишечника потенциально может служить диагностическим инструментом для выявления людей, склонных к ожирению. Если, например, микрофлора вашего кишечника содержит больше Firmicutes, то ваш
организм может быть предрасположен к перевариванию калорий таким образом, что это приводит к увеличению жировых отложений. На самом деле, в предыдущих работах Гордона с идентичными близнецами разного веса, он обнаружил, что
кишечник близнеца с лишним весом содержал больше бактерий Firmicutes, чем кишечник его брата.
Гордон также обнаружил на популяциях мышей, что изменение рациона питания животных влечёт за собой резкое и быстрое изменение популяции бактерий в кишечнике. Переключение питания с растительной пищи практически без жира на западную пищу с высоким содержанием жира моментально увеличивало Firmicutes менее чем за
сутки.
Это предполагает, что такие факторы, как кишечные микробы, которых учёные традиционно не считали влиятельными на гены, возможно, имеют удивительно мощное воздействие, изменяя генетику организма и, как правило, контролируя переваривание пищи организмом и превращение её в энергию. Это вполне реально, учитывая, что большинство клеток и генов в типичном человеческом теле содержится в микрофлоре. "Существует огромное количество свойств, связанных с нашей человеческой физиологией, зависящих от наших кишечных микробов", - говорит он. "Наша генетическая
среда на самом деле смешанная, и это не просто генетический детерминизм генов человека, передающихся от родителей к детям. Это также и микробные гены, которые приобретаются под воздействием окружающей среды".
В конечном счёте, говорит Гордон, дополнительные исследования могут привести к идентификации микробных маркеров, которые могли бы составить своего рода картину ожирения или истощения - статистический список кишечной микрофлоры, который помог бы людям понять, как их тела могут реагировать на калории. Однако перспективы ещё более захватывающие. При большем количестве исследований, Гордон видит потенциал даже для применения этих знаний в сельском хозяйстве, - мы можем выращивать больше продуктов питания, специально разработанных для оптимального баланса питательных веществ и энергии для различных жизненных этапов. "Это огромный
мир неизвестных микробов, которые живут и в нас, и в земле", говорит он. "Мы начинаем разрабатывать инструменты, необходимые не только для описания живущих в нас микробов, но и для наблюдения за последствиями нашего взаимодействия с ними для
здоровья, за изменениями в нашей анатомии и генетике. Это волнительные перспективы, но есть ещё очень много работы, которую нужно провести в этой области".
