Текст книги "Здоровый кишечник. Как обрести контроль над весом, настроением и самочувствием"

Помогая микрофлоре процветать

Чтобы разобраться во всех подробностях функционирования микрофлоры, необходимо огромное количество исследований, однако мы считаем, что собранных на сегодняшний день данных достаточно для коррекции рациона и стиля жизни. Знания о микрофлоре мы применяем и дома. Теперь мы иначе питаемся, делаем уборку в доме и проводим свободное время. Мы уже понимаем, как формируется микрофлора, как и чем она питается, каким образом подключается к иммунной системе, как взаимодействует с организмом и что с ней происходит после курса антибиотиков. На основе этой информации мы можем принимать взвешенные решения, которые улучшают здоровье и повышают адаптивность наших важнейших эволюционных попутчиков.

Глава 2. Как собирается вечная компания

* * *

До рождения люди стерильны, никаких микробов у них нет. Это единственный период в жизни, когда человек – лишь набор человеческих клеток. Однако в тот самый момент, когда дитя покидает безопасную утробу матери, начинаются его взаимоотношения с микроорганизмами. При входе в родовые пути набор человеческих клеток превращается в «человекомикробный» суперорганизм, которым и остается до конца жизни. Так же как новый остров, поднявшийся из океана, представляет собой пустынный пейзаж, со временем заселяемый флорой и фауной, тело новорожденного привлекает колонии микроорганизмов – и спрос на это жилище очень большой.

Первые обитатели

Ребенок рождается незрелым во многих отношениях. Иногда первые три месяца жизни называют четвертым триместром. Те, кто придерживается этого мнения, тесно пеленают младенца и как можно чаще проигрывают ему белый шум, чтобы воспроизвести условия обитания в утробе. Любой, кто проводил время с новорожденными, подтвердит, что они мало готовы к жизни вне организма матери. Пищеварительная система ребенка при рождении заметно «недоработана». Слизистый слой, покрывающий и защищающий стенки кишечника, тонкий и неравномерный, что оставляет возможность злонамеренным микробам пробраться внутрь. У мышей без микрофлоры чрезвычайно тонкий слой слизи, но он быстро растет, как только мышам переселяют кишечные бактерии[17]17
  Petersson, J., et al. “Importance and Regulation of the Colonic Mucus Barrier in a Mouse Model of Colitis”. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 300.2 (2011): G327–G333. Print.


[Закрыть]. То же происходит и с младенцем: образуется слизистый слой, который полностью покрывает кишечник изнутри и обладает оптимальной вязкостью и толщиной, чтобы защищать целостность кишечника. Это своего рода склизкие внутренние доспехи, удерживающие бактерии на безопасном расстоянии от кишечных клеток младенца и сводящие к минимуму шансы каких-нибудь дерзких микробов прорваться через стенку кишечника, получить доступ к системе кровообращения и вызвать системную инфекцию. Создание этого заграждения – грандиозное предприятие. Так как длина нашего кишечника может достигать девяти метров, поверхность, которую необходимо защитить слизью, могла бы покрыть целый этаж в доме площадью 185 квадратных метров. Встречи с бактериями-колонизаторами определяют, во-первых, будущую эффективность слизистого слоя. Во-вторых, от контактов с микроорганизмами зависит, как иммунная система ребенка будет реагировать на «хорошие» и патогенные бактерии, а также на вирусы, аллергены и паразитов. Если стена из слизи формируется неправильно, заграждение получится дефектным и будет пропускать бактерии и токсины.

В отличие от взрослого, в кишечнике ребенка есть кислород, оставшийся от жизни в утробе. Перед первыми бактериальными обитателями стоит задача поглотить этот остаточный кислород (при этом они сами должны выдержать его присутствие), чтобы создать среду, свободную от кислорода. Бактериальные первопоселенцы, условно говоря, возделывают почву, подготавливая кишечную среду для нового поколения анаэробных бактерий, которые процветают без кислорода и обитают в кишечнике пожизненно. Виды бактерий, формирующие первоначальную микрофлору, определяются тем, как ребенок появляется на свет.

Ребенок, который проходит через родовые пути, встречается сначала с бактериями вагинальной микрофлоры матери и микрофлоры из ее заднего прохода. Во влагалище часто живут большие колонии Lactobacillus, группы микробов, терпимых к кислороду, которые распространены в кишечной микрофлоре детей, рожденных естественным способом. Это может показаться негигиеничным, но тем не менее факт. Вряд ли это эволюционная случайность. Фекальные бактерии из кишечника матери явно сопутствовали ей с детства до репродуктивного возраста, и вполне логично, что именно эти «протестированные» микроорганизмы получают шанс первыми занять новую жилплощадь. Микрофлора ребенка очень похожа на вагинальную микрофлору матери, то есть родительница передает ему не только половину своих генов, но и микрофлору.

Если же ребенок появляется на свет в результате кесарева сечения, то первая встреча с бактериями происходит при контакте с кожей – не так, как было задумано природой. Эти малыши не наследуют от мамы свое первое бактериальное сообщество. Ученые пока не понимают, почему так происходит. Возможно, микробы с поверхностей в больнице, с кожи и одежды медработников также поселяются в ребенке, и поэтому вклад матери не столь очевиден. Микрофлора детей, рожденных в результате кесарева, обычно содержит больше бактерий Proteobacteria и меньше Bifidobacteria, чем у рожденных естественным путем[18]18
  Dominguez-Bello, M. G., et al. “Delivery Mode Shapes the Acquisition and Structure of the Initial Microbiota across Multiple Body Habitats in Newborns”. Proc Natl Acad Sci U S A 107.26 (2010): 11971–11975. Print.


[Закрыть]. А это далеко не идеальный набор, как вы узнаете дальше. Важно понять, каким образом первый контакт с бактериями влияет на микрофлору и здоровье в долгосрочной перспективе. В последнее время опубликована масса научных работ, посвященных детям-«кесарятам» и их предрасположенности к недугам (ожирение, аллергия, астма, целиакия, кариес и пр.). Для этих малышей новости не слишком хорошие. Во многих случаях кесарево абсолютно необходимо для рождения здорового ребенка и защиты здоровья матери. Но теперь, зная, какую роль рождение играет в формировании микрофлоры, нам стоит придумать, как устроить благоприятную первую встречу новорожденного с бактериями.

Роб Найт – профессор Калифорнийского университета в Сан-Диего и эксперт по определению мест обитания различных бактерий. Он помогает руководить проектом «Микробиом Земли», призванным описать популяции микробов во всем мире – от глубочайших океанов до самых засушливых пустынь. Помимо этого Найт довольно хорошо идентифицирует бактерии человеческого тела. Переписав все связанные с человеком бактерии, ученые сформируют базу данных, пользуясь которой можно будет выяснить, где обычно встречаются определенные микроорганизмы, могут ли они вызывать болезни.

Ребенок Найта родился в результате кесарева сечения. Зная, что у малыша не будет полноценной микрофлоры, родители приняли меры: нанесли вагинальные мазки, взятые у матери, на кожу в разных частях тела дочери. Такая своеобразная «прививка» обеспечила контакт с бактериями, которые младенец получает, проходя через родовые пути. Подход нестандартный, но, возможно, в будущем он будет сопровождать все операции кесарева сечения. Однако прежде чем действовать подобным образом самостоятельно, очень важно проконсультироваться с доктором, у которого вы наблюдаетесь.

Оба наших ребенка родились при помощи кесарева сечения. Тогда мы еще не знали, как способ родоразрешения влияет на раннюю микрофлору, иначе бы тоже подумали о «прививке» мазком. К тому же нашему первому ребенку дали антибиотики всего через несколько часов после рождения. Такой вот двойной удар по развивающейся микрофлоре. Мы говорим об этом, чтобы показать: даже при наличии специальных знаний и наилучших намерений иногда приходится принимать негативные для микрофлоры решения.

Преждевременные роды: прерванная колонизация микрофлоры

Дети, рожденные прежде срока, не бывают абсолютно здоровыми. Нередко у таких малышей отмечаются неврологические проблемы, плохо развитые легкие и повышенный риск инфекции. Их желудочно-кишечный тракт недостаточно подготовлен для жизни в мире микробов. Неразвитость кишечника увеличивает риск развития некротического энтероколита. В результате этого тяжелого заболевания иммунная система ребенка запускает острый воспалительный процесс в кишечнике, и часть его тканей отмирает. Если процесс некроза уже запущен, спасти малыша очень сложно: от 20 до 30 % новорожденных с некротическим энтероколитом погибают[19]19
  Lin, P. W., and B. J. Stoll. “Necrotising Enterocolitis”. Lancet 368.9543 (2006): 1271–1283. Print.


[Закрыть]. Все еще неясны причины этого заболевания, однако кишечная микрофлора недоношенных детей с некротическим энтероколитом сильно отличается от микрофлоры здоровых младенцев[20]20
  Claud, E. C., et al. “Bacterial Community Structure and Functional Contributions to Emergence of Health or Necrotizing Enterocolitis in Preterm Infants”. Microbiome 1.1 (2013): 20. Print.


[Закрыть].

Микрофлора недоношенного младенца не столь разнообразна[21]21
  Wang, Y., et al. “16S rRNA Gene-Based Analysis of Fecal Microbiota from Preterm Infants with and without Necrotizing Enterocolitis”. ISME J 3.8 (2009): 944–954. Print.


[Закрыть]. Еще меньше набор бактерий у недоношенных детей с некротическим энтероколитом. Кроме того, в их кишечнике шире представлены «нездоровые» сообщества микроорганизмов. Характерная для некротического энтероколита микрофлора образуется за целых три недели до развития симптомов. Ученые задались вопросами: «Может ли незначительное разнообразие микрофлоры и распространение неполезных микроорганизмов стать причиной некротического энтероколита или благоприятными условиями его развития? Можно ли защитить недоношенных детей, восполнив недостаток полезных бактерий?»

У недоношенных детей, получивших дополнительную дозу полезных бактерий, например Lactobacillus, намного реже развивается некротический энтероколит[22]22
  Alfaleh, K., and D. Bassler. “Probiotics for Prevention of Necrotizing Enterocolitis in Preterm Infants”. Cochrane Database Syst Rev. 1 (2008): Cd005496. Print.


[Закрыть]. Почему, не до конца ясно. Похоже, однако, что для завершения развития кишечника и начального «обучения» иммунной системы организму нужны определенные сигналы от бактерий. Это важно даже для младенцев, рожденных в срок. Возможно, недоношенным детям из-за недоразвитости кишечника и иммунной системы сложнее заполучить такие бактерии, как Lactobacillus, – именно они посылают сигналы, необходимые кишечнику и иммунной системе для развития, борьбы с проблемными бактериями и контроля воспалений[23]23
  Tarnow-Mordi, W., and R. F. Soll. “Probiotic Supplementation in Preterm Infants: It Is Time to Change Practice”. J Pediatr 164.5 (2014): 959–960. Print.


[Закрыть]. Кроме того, полезные бактерии могут заселить кишечник, препятствуя появлению возбудителей болезней. Вот что значит хороший набор «пусковых» микроорганизмов в начале жизни.

Наша дочь родилась в срок. Мы понимали, насколько важны ранние колонизаторы кишечника, и решили, что дополнительные пробиотические бактерии помогут сгладить последствия неидеального начала формирования микрофлоры в результате кесарева сечения и лечения антибиотиками. В первые две недели после выписки мы брызгали ей в рот содержимое капсул Lactobacillus GG[24]24
  Название штамма бактерий и препарата БАД. Прим. науч. ред.


[Закрыть]. Конечно, это не были полноценные научные, плацебоконтролируемые исследования, поэтому нельзя точно узнать, какое именно воздействие оказали Lactobacillus на микрофлору и здоровье нашей дочери. Но она избежала некоторых проблем, иногда возникающих у детей в подобных случаях (например, кандидоз слизистой рта, вызываемый дрожжевыми грибами).

Дрожжевые грибы – не бактерии, поэтому не погибают от антибиотиков. Но наши бактериальные «партнеры» помогают контролировать популяцию дрожжевых грибов на поверхности организма и внутри него, просто занимая место. Представьте себе магазин Apple в день запуска продаж нового iPhone. Утром, как только открываются двери, внутрь просачивается поток людей, многие из которых ждали всю ночь, и все жадно набрасываются на новинку. В какой-то момент магазин заполняется, и никто больше не может войти. Точно так же ограничено пространство в нашем организме.

Предоставив наиболее полезным бактериям доступ к ресурсам кишечника, мы ограничим число нежелательных микроорганизмов. Раннее знакомство нашей дочери с антибиотиками могло помешать бактериям-пионерам заселить ее кишечник. В этом случае злонамеренные микроорганизмы получили бы преимущество. Надеемся, что именно добавка в виде полезных микробов избавила нас от проблем.

Беременность: период изменения микрофлоры

Большинство из нас знакомы с изменениями, сопутствующими беременности: покраска стен для создания идеальной комнаты малыша, аккуратные стопки детской одежды и бесконечные походы по магазинам в попытке собрать полный арсенал качелей, автокресел и люлек. Тело будущей матери также готовится к родам: размягчаются связки таза, чтобы облегчить появление ребенка на свет, вырабатывается молозиво, гарантируя питательную закуску, доступную сразу после рождения. Микрофлора тоже преображается.

Доцент Корнеллского университета Рут Лей в свое время не побоялась даже запрыгнуть в стоячие воды мексиканского болота, чтобы понять, как работает сложная микробная экосистема. Позднее команда Рут исследовала, как экосистема кишечника реагирует на значительное физиологическое изменение – беременность. Во время беременности женское тело трансформируется, превращается в инкубатор, своего рода гнотобиотный изолятор, чтобы питать и защищать зародившуюся жизнь. Рут было очевидно, что микрофлора также меняется. Научная команда Рут исследовала микрофлору 91 женщины на протяжении всей беременности[25]25
  Koren, O., et al. “Host Remodeling of the Gut Microbiome and Metabolic Changes During Pregnancy”. Cell 150.3 (2012): 470–480. Print.


[Закрыть]. Они собирали информацию о том, чем питались женщины, развился ли у них гестационный диабет, и даже следили за микрофлорой родившихся детей, в некоторых случаях – до четырехлетнего возраста. Выяснилось, что в конце беременности количество видов бактерий сокращалось по сравнению с ее началом. Микрофлора последнего триместра напоминала микрофлору человека, страдающего ожирением.

Чтобы понять, как воздействует на организм микрофлора третьего триместра, Рут пересадила ее группе обычных мышей. Они набрали больше веса, чем особи, получившие микрофлору первого триместра. При этом обе группы одинаково питались и в них не было беременных. Бактерии микрофлоры третьего триместра извлекали из еды больше калорий и запасали их в виде жира у мышей – носителей этих бактерий. С эволюционной точки зрения способность получать больше калорий из обычного количества еды чрезвычайно выгодна для матери и плода. В этом случае матери не нужно искать больше пищи, чтобы удовлетворять растущую потребность в калориях.

Команда Рут отметила еще одну особенность. Похоже, так называемая микрофлора третьего триместра может вызывать воспаление. Во время третьего триместра у женщин наблюдалось больше Proteobacteria, которые преобладают у людей с воспалением кишечника и дисбактериозом, и меньше Faecalibacterium, помогающих снять воспаление. Такая смена микрофлоры в конце беременности кажется нелогичной, так как именно с этими микроорганизмами в первую очередь встретится младенец. Зачем маме сразу знакомить ребенка с бактериями, провоцирующими воспаление?

Оказалось, что микрофлора новорожденных больше походит на материнскую микрофлору первого триместра и мало совпадает с микрофлорой третьего триместра, вызывающей воспаления. Пока не совсем ясно, почему это так. Возможно, кишечник ребенка – неподходящая среда для микроорганизмов третьего триместра, и они у младенцев не приживаются. Бактерии первого триместра немногочисленны, но они сохраняются и в конце беременности. Именно эти микробы лучше всего размножаются в детском кишечнике. Похоже, что кишечник новорожденного может «сортировать» все поступающие в него бактерии: одни оставляет себе, другие нет. Отчасти эта способность, конечно, обусловлена генетикой. Однако появляется все больше доказательств важности внешних факторов в формировании комплекса бактерий, процветающих в детском организме.

Грудное молоко: обзорная экскурсия

В первые несколько месяцев жизни младенца состав микрофлоры колеблется. Периоды расцвета определенных видов микробов сменяются спадами. В 2007 году в Стэнфордском университете ученые наблюдали за микрофлорой детей от рождения до достижения годовалого возраста[26]26
  Palmer, C., et al. “Development of the Human Infant Intestinal Microbiota”. PLoS Biol 5.7 (2007): e177. Print.


[Закрыть]. В экологии термином «сукцессия» обозначается порядок появления и доминирования различных видов в экосистеме. Исследователи надеялись описать сукцессию – сценарий перехода ребенка от стерильности к полной и сложной микрофлоре. Однако они обнаружили, что кишечная микрофлора формируется хаотично. Процессы отличались нестабильностью и оказались уникальными для каждого из четырнадцати младенцев. Лишь два ребенка обладали более-менее схожим профилем микрофлоры в течение первого года жизни – единственные близнецы, участвовавшие в исследовании. Для близнецов характерны совпадение многих генов и одинаковая среда обитания, поэтому сложно сказать, что послужило главной причиной схожести микрофлоры: природа или, например, питание.

Действительно ли в первый год жизни микрофлора развивается хаотично? Или же мы просто не понимаем сложные взаимоотношения между разными бактериями, создающими стабильную микробную экосистему с нуля? Очевидно, что нам предстоит еще многое узнать.

Хотя в процессах раннего формирования микрофлоры не просматривается система, совершенно ясно, что природа не все пустила на самотек. Первый продукт большинства младенцев мира – грудное молоко. Оно создано эволюцией, чтобы предоставить ребенку наилучший шанс на выживание. На его производство затрачивается огромное количество ресурсов: матери требуется до 500 дополнительных калорий в день. Для сравнения: беременность требует всего 300 дополнительных калорий в день. В состав грудного молока входят все главные питательные вещества: жиры, белки, углеводы и многие другие элементы. Это сбалансированное питание для младенца. Кроме того, в нем присутствуют антитела и другие молекулы иммунной системы, поддерживающие пассивный иммунитет, пока собственная иммунная ребенка развивается, а также олигосахариды грудного молока (ОГМ).

ОГМ – набор сложных углеводов. В составе грудного молока этот класс молекул занимает третье место по распространенности (после жиров и лактозы). Химическая структура ОГМ настолько сложна, что люди не способны их переварить. Да-да, именно так: младенец не может усвоить один из главных ингредиентов грудного молока. Дело в том, что ОГМ предназначены не для кормления ребенка, а для поддержания его микрофлоры. Микрофлора с ее набором 25 миллионов генов обладает способностью переварить и извлечь энергию из ОГМ. Кормящая мать обеспечивает питанием не только малыша, но и 100 триллионов бактерий, которые гостят в организме ребенка. И убирать за ними приходится тоже ей – когда она меняет подгузник.

Неслучайно бактерии, которые питаются в основном ОГМ, такие как Bifidobacteria, наиболее распространены в кишечнике здоровых детей[27]27
  De Filippo, C., et al. “Impact of Diet in Shaping Gut Microbiota Revealed by a Comparative Study in Children from Europe and Rural Africa”. Proc Natl Acad Sci U S A 107.33 (2010): 14691–14696. Print.


[Закрыть]. Однако ОГМ не только поддерживают бактерии, необходимые младенцу в этот период, но и помогают размножению другого вида полезных бактерий – Bacteroides, которые изучали Абигейл Сэлиерс и ее коллеги[28]28
  Marcobal, A., “Bacteroides in the Infant Gut Consume Milk Oligosaccharides via Mucus-Utilization Pathways”. Cell Host Microbe 10.5 (2011): 507–514. Print.


[Закрыть]. Bacteroides обладают уникальной способностью процветать за счет растительных элементов рациона. Таким образом, предоставив Bacteroides преимущество на столь ранних сроках, ОГМ подготавливают малыша к питанию твердой пищей.

Через грудное молоко мать также делится с ребенком живыми молочными бактериями, хотя не очень понятно, откуда они берутся[29]29
  Cabrera-Rubio, R., et al. “The Human Milk Microbiome Changes over Lactation and Is Shaped by Maternal Weight and Mode of Delivery”. Am J Clin Nutr 96.3 (2012): 544–551. Print.


[Закрыть]. Живут ли они в груди кормящей матери, составляя отдельную молочную микрофлору? Или же они попадают в грудь из других частей организма, например из кишечника? Какие именно виды бактерий передаются и что это значит для здоровья младенца – на эти вопросы у науки пока нет ответов. Очевидно одно: кормление грудным молоком гарантирует заселение наиболее полезного сообщества бактерий.

Эти данные заставили производителей детского питания осознать огромные недостатки своего продукта. Принимая во внимание здоровье микрофлоры, некоторые компании рекламируют новые ингредиенты в смесях линии «премиум» с претензией на имитацию грудного молока. Один такой ингредиент – галактоолигосахарид (ГОС). Это синтетический углевод, который, однако, сильно проигрывает ОГМ как в сложности структуры, так и в воздействии на микрофлору. В некоторые смеси даже добавляются живые пробиотические бактерии. У нас недостаточно данных, чтобы ответить на вопрос об эффективности подобных добавок. И, как вы можете догадаться, эти «премиум»-смеси продаются по «премиум»-ценам. ОГМ характерны именно для человека. Ни одно животное не производит такой комплекс углеводов. Из-за сложной химической структуры ОГМ чрезвычайно дорого стоят, и их производство требует значительных временных затрат. Мы не знаем, какие именно виды бактерий идеальны для детей. Конечно, попытки оптимизировать смеси с учетом потребностей микрофлоры – уже шаг вперед. Но они базируются на данных, полученных всего-навсего за 50 лет научных исследований и пищевой инженерии. Для сравнения: грудное молоко – результат тысячелетней эволюции человека.

Всемирная организация здравоохранения рекомендует кормить детей грудным молоком до достижения ими двух лет и даже дольше. Однако если подобный режим невозможен, матерям рекомендуют давать ребенку столько грудного молока, сколько они могут. Даже небольшое количество ОГМ и молочных бактерий (не говоря уже о других многочисленных полезных для здоровья лакомствах, содержащихся в молоке) поможет микрофлоре преодолеть неспокойный первый год. Мы предпочли грудное вскармливание обоих наших детей и знаем, как это иногда сложно. Младшая дочь не сразу приняла грудь, и Эрика столкнулась с большими проблемами. Но мы не отступили.

Очевидно, что одна из ошибок нашего общества – недостаточное продвижение грудного вскармливания. Помните, что любое количество грудного молока поможет ребенку направить микрофлору по верному пути.