Текст книги "Биохакинг"

Строение и функции пищеварительной системы

Пищеварительная система состоит из органов, функции которых включают в себя переваривание пищи, всасывание нутриентов, выведение продуктов распада и формирование фекальных масс.

Пищеварительный тракт идет от ротовой полости до анального отверстия. Наиболее функционально важные части – пищевод (в верхнем отделе пищеварительной системы), желудок, двенадцатиперстная кишка, тощая кишка, подвздошная кишка, толстая кишка (в среднем отделе) и ее часть – прямая кишка (в нижнем отделе). Пищеварительная система также включает в себя слюнные железы, поджелудочную железу, печень, селезенку и желчный пузырь, играющие свою роль в пищеварении.

Главная функция пищеварительной системы – расщепление пищи и всасывание нутриентов в кровь (в тонкой кишке). Пищеварение можно упрощенно разделить на две функциональные стадии: механическое пищеварение (пища измельчается с помощью жевания) и химическое пищеварение (ферменты расщепляют пищу на молекулы).

Важность жевания для всасывания нутриентов часто недооценивают. Благодаря медленному потреблению пищи и тщательному пережевыванию растет чувство насыщения и улучшается всасывание нутриентов[66]66
  Andrade, A. & Greene, G. & Melanson, K. (2008). Eating slowly led to decreases in energy intake within meals in healthy women. Journal of the Academy of Nutrition and Dietetics 108 (7): 1186–1191.


[Закрыть].

Другая важная функция пищеварительной системы – поддержание защитной системы организма против патогенов. Более подробно об этом – в разделе «Микробиом».

ЖЕЛУДОК

Желудок расположен между пищеводом и двенадцатиперстной кишкой в верхнем левом углу брюшной полости, непосредственно под диафрагмой. Желудок имеет два сфинктера, которые регулируют объем и движение его содержимого: кардиальный (нижний пищеводный) сфинктер и сфинктер привратника (пилорический)позволяют пищевым массам попадать в двенадцатиперстную кишку.

Объем пустого желудка взрослого – приблизительно 500 мл. После принятия пищи он обычно растягивается до 1 л[67]67
  King, B. & Townsend-Nicholson, A. (2008). Involvement of P2Y1 and P2Y11 purinoceptors in parasympathetic inhibition of colonic smooth muscle. Journal of Pharmacology and Experimental Therapeutics 324 (3): 1055–1063.


[Закрыть]. Желудок вырабатывает желудочный сок, содержащий необходимые для пищеварения гормоны и ферменты, соляную кислоту для расщепления пищи и внутренний фактор (фактор Касла) – фермент, необходимый для усвоения витамина B₁₂[68]68
  Abels, J. et al. (1959). The physiologic mechanism of vitamin B12 absorption. Acta Medica Scandinavica 165: 105–113.


[Закрыть].

Кислотность желудочного сока уничтожает содержащиеся в пище вредные микроорганизмы. Однако у многих наблюдается дефицит выработки соляной кислоты из-за стресса, плохого питания или вредных химических веществ[69]69
  Kassarjian, Z. & Russell, R. (1989). Hypochlorhydria: a factor in nutrition. Annual Reviews Nutrition 9: 271–285. Review.


[Закрыть]. Гипохлоргидрия (пониженный уровень соляной кислоты) связана с дефицитом питательных веществ, остеопорозом[70]70
  Lau, Y. & Ahmed, N. (2012). Fracture risk and bone mineral density reduction associated with proton pump inhibitors. Pharmacotherapy 32(1): 67–79.


[Закрыть], различными инфекциями[71]71
  Tennant, S. et al. (2008). Influence of gastric acid on susceptibility to infection with ingested bacterial pathogens. Infection and Immunity 76 (2): 639–645.


[Закрыть] и раком желудка. Длительный прием блокаторов кислоты может вызывать анемию[72]72
  Sarzynski, E. & Puttarajappa, C. & Xie, Y. & Grover, M. & Laird-Fick, H. (2011). Association between proton pump inhibitor use and anemia: a retrospective cohort study. Digestive Diseases and Sciences 56 (8): 2349–2353.


[Закрыть], дефицит витамина B₁₂[73]73
  Lam, J. & Schneider, J. & Zhao, W. & Corley, D. (2013). Proton pump inhibitor and histamine 2 receptor antagonist use and vitamin B12 deficiency. The Journal of The American Medical Association 310 (22): 2435–2342.


[Закрыть] и избыточный рост желудочных и кишечных бактерий[74]74
  Theisen, J. et al. (2000). Suppression of gastric acid secretion in patients with gastroesophageal reflux disease results in gastric bacterial overgrowth and deconjugation of bile acids. Journal of Gastrointestinal Surgery 4 (1): 50–54.


[Закрыть].

ТОНКАЯ КИШКА

Тонкая кишка расположена между желудком и толстой кишкой. Она представляет собой витую рельефную структуру примерно 7 м в длину. Она расположена в брюшной полости и окружена толстой кишкой. Тонкая кишка состоит из двенадцатиперстной кишки, тощей кишки и подвздошной кишки.

Тонкая кишка получает частично переваренную пищу из пищевода и продолжает расщеплять ее составляющие. Процессу пищеварения способствуют желчь (образующаяся в печени, но поступающая через желчный пузырь) и панкреатический сок, который содержит большое количество пищеварительных ферментов.

Тонкая кишка расщепляет три основные группы нутриентов: белки, жиры и углеводы. Белки расщепляются на пептиды и аминокислоты. Жиры расщепляются на жирные кислоты и глицерол. Углеводы расщепляются на моносахариды (например, глюкозу), а крахмал – на олигосахариды. Расщепленные нутриенты всасываются через стенку кишечника. Благодаря структуре ворсинок и микроворсинок тонкого кишечника поверхность для всасывания нутриентов огромна – примерно с половину бадминтонной площадки[75]75
  Helander, H. & Fändriks, L. (2014). Surface area of the digestive tract – revisited. Scandinavian Journal of Gastroenterology 49 (6): 681–689.


[Закрыть].

ТОЛСТАЯ КИШКА

Толстая кишка (примерно 1,5 м в длину) расположена между тонкой кишкой и анальным отверстием. Она состоит из слепой кишки, восходящей, поперечной, нисходящей и сигмовидной ободочных кишок, а также прямой кишки. Толстая кишка расположена в брюшной полости вокруг тонкой кишки.

Функции толстой кишки – поддержание бактериальной микрофлоры в кишечнике, а также всасывание воды и оставшихся нутриентов, прежде чем фекалии попадут дальше в прямую кишку. Всасываемые витамины включают в себя витамины группы K, тиамин (B₁) и рибофлавин (B₂)[76]76
  Irving, M. & Catchpole, B. (1992). ABC of colorectal diseases. Anatomy and physiology of the colon, rectum, and anus. British Medical Journal 304 (6834): 1106–1108. Review.


[Закрыть].

Толстая кишка превращает переваренную пищу в каловые массы. Бактерии микрофлоры кишечника «питаются» клетчаткой из каловых масс и производят жирные кислоты, используемые как источник энергии (более подробно см. в разделе «Микробиом»)[77]77
  Miller, T. & Wolin, M. (1996). Pathways of acetate, propionate, and butyrate formation by the human fecal microbial flora. Applied and Environmental Microbiology 62 (5): 1589–1592.


[Закрыть]. Бактерии также помогают выведению продуктов распада и токсинов.

Аппендикс расположен под слепой кишкой в толстом кишечнике. Он вырабатывает гормоны, регулирующие процесс пищеварения (пептиды)[78]78
  А также ряд других биологически активных веществ, в том числе и мелатонин. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]. Аппендикс функционирует как хранилище для полезных бактерий[79]79
  Bollinger, R. et al. (2007). Biofilms in the large bowel suggest an apparent function of the human vermiform appendix. Journal of Theoretical Biology 249 (4): 826–831. Review.


[Закрыть] и может защищать от некоторых инфекций[80]80
  Im, G. et al. (2011). The appendix may protect against Clostridium difficile recurrence. Clinical Gastroenterology and Hepatology 9 (12): 1072–1077.


[Закрыть]. В медицине бытует мнение, что аппендикс – орган рудиментарный и в случае аппендицита у взрослых может быть удален. Новейшие исследования показывают, что лечение антибиотиками зачастую столь же эффективно[81]81
  Vons, C. et al. (2011). Amoxicillin plus clavulanic acid versus appendicectomy for treatment of acute uncomplicated appendicitis: an open-label, non-inferiority, randomised controlled trial. The Lancet 377 (9777): 1573–1579.


[Закрыть].

Например, в Финляндии число воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК) – язвенный колит и болезнь Крона – за последние 15 лет выросло почти в три раза[82]82
  Jussila, A. et al. (2013). High and increasing prevalence of inflammatory bowel disease in Finland with a clear North-South difference. Journal of Crohns & Colitis 7 (7): e256-262.


[Закрыть]. Прослеживается связь между развитием воспалительных заболеваний кишечника и характерным для западного мира рационом питания с большим количеством продуктов промышленного производства[83]83
  Hou, J. & Abraham, B. & El-Serag, H. (2011). Dietary intake and risk of developing inflammatory bowel disease: a systematic review of the literature. The American Journal of Gastroenterology 106 (4): 563-573. Review.


[Закрыть]. Эти заболевания могут развиваться на фоне генетической предрасположенности (изменения бактериальной микрофлоры кишечника и нарушения иммунного ответа). Согласно последнему исследованию, ВЗК[84]84
  Среди исследователей нет единого мнения о значимости кишечной проницаемости для развития различных заболеваний. В настоящее время значимость синдрома leaky gut («дырявого кишечника») считается преувеличенной. – Прим. науч. ред.


[Закрыть] также связаны с синдромом «дырявого кишечника» и внешними факторами (например, с инфекцией[85]85
  Fasano, A. (2011). Leaky gut and autoimmune diseases. Clinical Reviews in Allergy and Immunology 42 (1): 71–78.


[Закрыть]).

При восстановлении после болезни следует перейти на рацион питания, исключающий потенциально опасные для кишечника антинутриенты (подробнее см. раздел «Антинутриенты») и уменьшающий воспаление[86]86
  Olendzki, B. et al. (2014). An anti-inflammatory diet as treatment for inflammatory bowel disease: a case series report. Nutrition Journal 13: 5.


[Закрыть]. Особо подчеркивается в новейших исследованиях роль глютена[87]87
  Drago, S. et al. (2006). Gliadin, zonulin and gut permeability: Effects on celiac and non-celiac intestinal mucosa and intestinal cell lines. Scandinavian Journal of Gastroenterology 41 (4): 408–419.


[Закрыть] в развитии ВЗК и его генетическая связь с целиакией[88]88
  Festen, E. et al. (2011) A meta-analysis of genome-wide association scans identifies IL18RAP, PTPN2, TAGAP, and PUS10 as shared risk loci for Crohn’s disease and celiac disease. PLoS Genetics 7 (1): e1001283.


[Закрыть]. Согласно одному из сравнительно недавних исследований (2014), большинству пациентов с ВЗК идет на пользу исключение глютена из рациона[89]89
  Herfarth, H. & Martin, C. & Sandler, R. & Kappelman, M. & Long M. D. (2014). Prevalence of a gluten-free diet and improvement of clinical symptoms in patients with inflammatory bowel diseases. Inflammatory Bowel Diseases 20 (7): 1194–1197.


[Закрыть].

ПОДЖЕЛУДОЧНАЯ ЖЕЛЕЗА

Поджелудочная железа расположена в брюшной полости (за желудком и рядом с селезенкой) и окружена двенадцатиперстной кишкой. Она соединена с тонким кишечником и желчным пузырем. У поджелудочной железы две разные функции: эндокринная часть, состоящая из многочисленных островков (2 % поджелудочной железы), секретирует гормоны – инсулин и глюкагон, а экзокринная часть (98 % поджелудочной железы) стимулирует процесс пищеварения.

ПЕЧЕНЬ

Печень расположена в правом верхнем углу брюшной полости, непосредственно под диафрагмой, справа от желудка. Под печенью находится желчный пузырь. У печени, в отличие от других внутренних органов, двойной источник кровоснабжения: через воротную вену и печеночные артерии. Это свидетельствует о важности печени для всей системы.

Печень также имеет систему желчевыводящих путей, которые собирают выделяемую ею желчь. Желчевыводящие пути, по которым желчь поступает из печени в желчный пузырь и двенадцатиперстную кишку, часто называют желчными протоками.

Основные функции печени[90]90
  Hall, J. (2010). Guyton and Hall Textbook of Medical Physiology. Philadelphia: Saunders.


[Закрыть]:

● Метаболизм углеводов:

– вырабатывает глюкозу из аминокислот, молочной кислоты и глицерина;

– расщепляет гликоген до глюкозы;

– образует гликоген из глюкозы.

● Метаболизм жиров:

– окисляет жирные кислоты, высвобождая энергию;

– вырабатывает в больших количествах холестерин, фосфолипиды и липопротеины (ЛПНП, ЛПВП, ЛПОНП).

● Метаболизм белков:

– расщепляет аминокислоты;

– превращает токсичный аммиак в мочевину (орнитиновый цикл);

– синтезирует белки плазмы крови (в том числе альбумин);

– синтезирует аминокислоты и превращает их в другие соединения.

● Секреция желчи.

● Синтез эритроцитов и коагулянтов.

● Запасание глюкозы (гликоген), жирорастворимых витаминов (A, D, K) и витамина B₁₂, железа и меди.

Выводящая и защитная функции:

● расщепляет несколько гормонов (в том числе инсулин);

● расщепляет и нейтрализует токсины (детоксикация);

● выводит (с мочой) билирубин из эритроцитов.

За последние 40 лет смертность от заболеваний печени выросла втрое[91]91
  European Association for the Study of Liver. (2012). EASL clinical practical guidelines: management of alcoholic liver disease. Journal of Hepatology 57(2): 399–420.


[Закрыть]. Тяжелая работа, алкоголь, нездоровое питание и другие сложности окружающей среды нередко ведут к нарушениям функции печени[92]92
  Chida, Y. & Sudo, N. & Kubo, C. (2006). Does stress exacerbate liver diseases? Journal of Gastroenterology and Hepatology 21 (1 Pt 2): 202–228. Review.


[Закрыть]. В частности, абдоминальное ожирение способствует развитию жирового гепатоза[93]93
  Milic, S. & Lulic, D. & Štimac, D. (2014). Non-alcoholic fatty liver disease and obesity: biochemical, metabolic and clinical presentations. World Journal of Gastroenterology 20 (28): 9330–9337.


[Закрыть]. Некоторые медицинские препараты также играют существенную роль в развитии поражений печени. По различным данным, поражения печени вызывают свыше 900 препаратов. Половина всех случаев острой печеночной недостаточности вызваны медикаментами[94]94
  Pandit, A. & Sachdeva, T. & Bafna, P. (2012). Drug-Induced Hepatotoxicity: A Review. Journal of Applied Pharmaceutical Science 02 (05): 233–243.


[Закрыть]. Некоторые растительные лекарственные препараты также могут причинять вред печени[95]95
  Pak, E. & Esrason, K. & Wu, V. (2004). Hepatotoxicity of herbal remedies: an emerging dilemma. Progress in Transplantation 14 (2): 91–96. Review.


[Закрыть].

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО

ГЕПАТИТ C, ЖИРОВАЯ БОЛЕЗНЬ ПЕЧЕНИ (ЖИРОВОЙ ГЕПАТОЗ) И АЛКОГОЛИЗМ – САМЫЕ РАСПРОСТРАНЕННЫЕ ПРИЧИНЫ ЦИРРОЗА. ОТ 10 ДО 20 % СЕРЬЕЗНО ЗЛОУПОТРЕБЛЯЮЩИХ АЛКОГОЛЕМ ПОЛУЧАЮТ ЦИРРОЗ. ОТ ЗАБОЛЕВАНИЙ, ВЫЗВАННЫХ АЛКОГОЛЕМ, ЕЖЕГОДНО УМИРАЮТ ОКОЛО 88 ТЫСЯЧ ЧЕЛОВЕК. ЭТО ЧЕТВЕРТАЯ ПО ЧАСТОТЕ ПРИЧИНА СМЕРТНОСТИ В США[96]96
  Stahre, M. & Roeber, J. & Kanny, D. & Brewer, R. & Zhang, X. (2014). Contribution of excessive alcohol consumption to deaths and years of potential life lost in the United States. Preventing Chronic Diseases 11: E109.


[Закрыть].

Печень обладает поразительной способностью к регенерации. Строго говоря, это единственный внутренний орган, который может так регенерировать. Даже если 75 % печени разрушено, ее функция может полностью восстановиться[97]97
  Michalopoulos, G. (2007). Liver regeneration. Journal of Cellular Physiology 213 (2): 286–300. Review.


[Закрыть]. Питание способно помочь функционированию печени, а именно поддержать систему цитохрома P450, играющую ключевую роль в детоксикации печени. Эта система состоит из двух фаз (1 и 2)[98]98
  Grant, D. (1991). Detoxification pathways in the liver. Journal of Inherited Metabolic Disease 14 (4): 421–430. Review.


[Закрыть].

ЖЕЛЧНЫЙ ПУЗЫРЬ

Желчный пузырь расположен под правой долей печени. Это небольшой орган, около 8 см в длину, а его основная функция – хранить желчь, секретируемую печенью. Проток желчного пузыря и печеночный проток соединяются, образуя общий желчный проток, который отводит желчь в тонкую кишку из Фатерова сосочка (области слияния с панкреатическим протоком)[99]99
  Ellis, H. (2011). Anatomy of the gallbladder and bile ducts. Surgery (Orford) 29 (12): 593–596.


[Закрыть].

В процессе пищеварения желчь секретируется из желчного пузыря в тонкую кишку. Желчь способствует образованию мицелл, необходимых для всасывания жиров. Желчь также играет важную роль во всасывании жирорастворимых витаминов (A, D, E и K) и переработке билирубина в организме[100]100
  Schmidt, D. et al. (2010). Regulation of bile acid synthesis by fat-soluble vitamins A and D. The Journal of Biological Chemistry 285 (19): 14486–14494.


[Закрыть]. Желчные кислоты действуют наподобие гормонов, участвуя в метаболизме (энергетический баланс, регуляция жирового метаболизма и гликемический контроль)[101]101
  Houten, S. & Watanabe, M. & Auwerx, J. (2006). Endocrine functions of bile acids. The EMBO Journal 25 (7): 1419–1425. Review.


[Закрыть]. Нарушение синтеза желчи и желчных кислот может привести к серьезным проблемам со здоровьем – например, избыточному весу и инсулинорезистентности[102]102
  Ikemoto, S. et al. (1997). Cholate inhibits high-fat diet-induced hyperglycemia and obesity with acyl-CoA synthetase mRNA decrease. American Journal of Physiology 273 (1 Pt 1): E37–45.


[Закрыть]. Кроме того, из-за проблем с пищеварением или не слишком сбалансированной диеты в желчном пузыре могут образовываться камни. Так, нарушение синтеза солей желчных кислот в сочетании с высокохолестериновым рационом питания может спровоцировать образование камней в желчном пузыре[103]103
  Hofmann, A. (1999). The continuing importance of bile acids in liver and intestinal disease. Archives of Internal Medicine 159 (22): 2647–2658. Review.


[Закрыть].

Факторы риска, способствующие образованию камней в желчном пузыре, это избыточный вес, быстрая потеря веса, запоры и недостаточное потребление клетчатки и нутриентов (фолатов, магния, кальция и витамина C)[104]104
  Для профилактики камнеообразования в медицине используют препараты урсодезоксихолевой кислоты. – Прим. науч. ред.


[Закрыть][105]105
  Walcher, T. et al. (2009). Vitamin C supplement use may protect against gallstones: an observational study on a randomly selected population. BMC Gastroenterology 9: 74.


[Закрыть], [106]106
  Koppisetti, S. et al. (2008). Reactive oxygen species and the hypomotility of the gall bladder as targets for the treatment of gallstones with melatonin: a review. Digestive Diseases and Sciences 53 (10): 2592–2603.


[Закрыть].

Ингредиенты и соединения, стимулирующие синтез желчи и солей желчных кислот, а также циркуляцию желчи:

● растворимая клетчатка (например, из овса);

● фенольные соединения (например, из артишока);

● куркума;

● флавоноиды;

● апельсин;

● одуванчик;

● горькие травы.

ЖЕЛЧЕКАМЕННАЯ БОЛЕЗНЬ

В США желчекаменной болезнью страдает около 10–15 % взрослого населения. Это наиболее распространенное заболевание ЖКТ из требующих госпитализации: ежегодно выявляется около миллиона новых случаев заболевания и проводится порядка 800 тысяч операций по удалению камней. Многие люди не подозревают о наличии у себя камней в желчном пузыре – почти в половине случаев заболевание протекает бессимптомно. Камни обычно образуются из солей желчной кислоты и холестерина. В редких случаях это так называемые пигментные камни – из извести и желчных пигментов.

Микробиом – совокупность колоний симбиотических (обе стороны получают пользу друг от друга), условно-патогенных (только одна из сторон получает пользу от второй) и патогенных (вызывающих заболевание) микроорганизмов. Эти колонии существуют, к примеру, на поверхности кожи, на слизистой оболочке рта и кишечника, на конъюнктиве глаз.

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ, ЧТО

ЛИШЬ 40–50 % ВАШИХ КЛЕТОК – «ЧЕЛОВЕЧЕСКИЕ»? ОСТАЛЬНЫЕ 50–60 % – ЭТО КЛЕТКИ БАКТЕРИЙ, ГРИБОВ И МИКРООРГАНИЗМОВ, ЖИВУЩИХ В ВАШЕМ ОРГАНИЗМЕ[107]107
  National Institutes of Health. (2012). Human Microbiome Project defines normal bacterial makeup of the body. Bethesda: National Human Genome Research Institute. [date of reference: 26.8.2014]


[Закрыть]. В СЛУЧАЕ С ГЕНАМИ РАЗНИЦА ГОРАЗДО СУЩЕСТВЕННЕЕ – НА КАЖДЫЙ ЧЕЛОВЕЧЕСКИЙ ГЕН ПРИХОДИТСЯ 100 ГЕНОВ МИКРООРГАНИЗМОВ[108]108
  Ley, R. & Peterson, D. & Gordon, J. (2006). Ecological and evolutionary forces shaping microbial diversity in the human intestine. Cell 124 (4): 837–848. Review.


[Закрыть].

В кишечнике живет около 500–1000 различных видов бактерий. Самый распространенный вид бактерий в кишечнике – это бактероиды (Bacteroides), клостридии (Clostridium), фузобактерии (Fusobacterium), бифидобактерии (Bifidobacterium) и аккермании (Akkermansia muciniphila). Другие известные штаммы – эшерихия (Escherichia) и лактобактерии (Lactobacillus)[109]109
  Guarner, F. & Malagelada, J. (2003). Gut flora in health and disease. The Lancet 361 (9356): 512–519. Review.


[Закрыть]. Бифидобактерии и лактобактерии наиболее широко изучены[110]110
  Sonomoto, K. & Yokota, A. (2011). Lactic Acid Bacteria and Bifidobacteria. Current Progress in Advanced Research. Norfolk: Caister Academic Press.


[Закрыть] и часто присутствуют в пробиотиках, но сейчас все большее значение уделяется балансу всей совокупности микробиома и поддержанию его разнообразия.

Функции бактерий в кишечнике – расщепление углеводов (брожение), которые организм не может переварить иначе. Благодаря этому образуются короткоцепочечные жирные кислоты – источники энергии в организме. Например, бутират используется поверхностными добавочными (слизистыми) клетками кишечника, пропионат – печенью, а ацетат – клетками мышц[111]111
  Wong, J. & de Souza, R. & Kendall, C. & Emam, A. & Jenkins, D. (2006). Colonic health: fermentation and short chain fatty acids. Journal of Clinical Gastroenterology 40 (3): 235–243. Review.


[Закрыть].

Именно поэтому состояние кишечника также существенно влияет на выделение энергии. Бактериальная микрофлора кишечника способствует всасыванию витаминов группы К, B и определенных минералов (магний, кальций и железо), синтезу желчных кислот, а также помогает работе иммунной системы. Кроме того, она действует как защитный барьер против различных патогенов[112]112
  Guarner, F. & Malagelada, J. (2003). Gut flora in health and disease. The Lancet 361 (9356): 512–519. Review.


[Закрыть].

АНТИБИОТИКИ ПОРАЖАЮТ БАКТЕРИАЛЬНУЮ МИКРОФЛОРУ КИШЕЧНИКА

Один курс приема антибиотиков может поразить 30 % бактериальной микрофлоры кишечника и нарушить бактериальный баланс на период от шести месяцев до двух лет[113]113
  Jernberg, C. & Löfmark, S. & Edlund, C. & Jansson, J. (2010). Long-term impacts of antibiotic exposure on the human intestinal microbiota. Microbiology 156 (Pt 11): 3216–3223.


[Закрыть]. Но, если в кишечник попадают такие патогенные бактерии, как сальмонелла (Salmonella), шигелла (Shigella), кампилобактер (Campylobacter) или иерсиния (Yersinia), антибиотики необходимы. Наряду с вирусами эти бактерии наиболее частые возбудители «диареи путешественников» и кишечных инфекций.

В зависимости от индивидуального баланса микрофлоры бесконтрольный прием антибиотиков может спровоцировать антибиотик-ассоциированную диарею[114]114
  Beaugerie, L. & Petit, J. (2004). Microbial-gut interactions in health and disease. Antibiotic-associated diarrhoea. Best Practice and Research Clinical Gastroenterology 18 (2): 337–352. Review.


[Закрыть] и псевдомембранозный колит, вызванный бактерией Clostridium difficile[115]115
  Thomas, C. & Stevenson, M. & Williamson, D. & Riley, T. (2002). Clostridium difficile-associated diarrhea: epidemiological data from Western Australia associated with a modified antibiotic policy. Clinical Infectious Diseases 35 (12): 1457–1462.


[Закрыть], а также избыточный рост других вредных бактерий[116]116
  Dethlefsen, L. & Huse, S. & Sogin, M. & Relman, D. (2008). The pervasive effects of an antibiotic on the human gut microbiota, as revealed by deep 16S rRNA sequencing. PLoS Biology 6 (11): e280.


[Закрыть]. Более активное применение антибиотиков также привело к развитию антибиотикорезистентных бактерий[117]117
  World Health Organization. (2014). WHO’s first global report on antibiotic resistance reveals serious, worldwide threat to public health. Geneva: WHO. [date of reference: 26.8.2014]


[Закрыть].

ОСЬ КИШЕЧНИК – МОЗГ

Ось кишечник – мозг представляет собой неврологическую и биохимическую связь между энтеральной нервной системой кишечника и центральной нервной системой. Кишечный микробиом (бактериальная микрофлора) влияет на функционирование иммунной системы, нервной системы[118]118
  Forsythe, P. & Kunze, W. (2013). Voices from within: gut microbes and the CNS. Cellular and Molecular Life Sciences 70 (1): 55–69. Review.


[Закрыть], поведение[119]119
  Cryan, J. & Dinan, T. (2012). Mind-altering microorganisms: the impact of the gut microbiota on brain and behaviour. Nature Reviews Neuroscience 13 (10): 701–712. Review.


[Закрыть], стрессоустойчивость[120]120
  Cryan, J & O’Mahony, S. (2011). The microbiome-gut-brain axis: from bowel to behavior. Neurogastroenterology and Motility 23 (3): 187–192.


[Закрыть], настроение[121]121
  Grenham, S. & Clarke, G. & Cryan, J. & Dinan, T. (2011). Brain-gut-microbe communication in health and disease. Frontiers in Physiology 2: 94.


[Закрыть] и такие состояния, как тревожность и депрессия[122]122
  Foster, J. & McVey Neufeld, K. (2013). Gut-brain axis: how the microbiome influences anxiety and depression. Trends in Neurosciences 36 (5): 305–312. Review.


[Закрыть]. Именно в последние двадцать лет ученые пришли к пониманию важности кишечника для состояния мозга.

Исследователи из Алабамского университета, судя по всему, близки к прорыву в области изучения мозга. Согласно предварительному исследованию (2018), они обнаружили в мозге живые бактерии. Бактерии были преимущественно трех типов, свойственных кишечнику: фирмикуты (Firmicutes), протеобактерии (Proteobacteria) и бактероиды (Bacteroidetes). Это открытие еще предстоит повторить и подтвердить другим группам исследователей[123]123
  Roberts, R. & Farmer, C. & Walker, C. (2018). The human brain microbiome; there are bacteria in our brains!. Program No. 594.08. Neuroscience Meeting Planner. San Diego, CA: Society for Neuroscience, 2018. Online.


[Закрыть].

Мозг сообщается с кишечником по двум автономным ветвям нервной системы: ГГНО (гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось) и ось симпатическая нервная система – надпочечники, регулирующая лимфатическую систему кишечника[124]124
  Mayer, E. (2011). Gut feelings: the emerging biology of gut-brain communication. Nature Revies Neuroscience 12 (8): 453–466. Review.


[Закрыть].

Важно понимать постоянную природу сообщения между мозгом и кишечником, а также учитывать механизмы ее двусторонней регуляции. Вот, скажем, показательный пример – сильная эмоциональная реакция вызывает у человека ощущение «бабочек в животе»[125]125
  Welgan, P. & Meshkinpour, H. & Beeler, M. (1988). Effect of anger on colon motor and myoelectric activity in irritable bowel syndrome. Gastroenterology 94 (5 Pt 1): 1150–1156.


[Закрыть]. И наоборот, кишечник посылает мозгу информацию о съеденной пище и о том, как она влияет на кишечник.

Первые признаки нарушенной мозговой функции также могут отразиться на пищеварении: в таких случаях отмечаются нарушенная секреция панкреатических ферментов, слабая активность желчного пузыря и общий функциональный дисбаланс кишечника[126]126
  Travagli, R. & Hermann, G. & Browning, K. & Rogers, R. (2006). Brainstem circuits regulating gastric function. Annual Review of Physiology 68: 279–305. Review.


[Закрыть].

ПОРОЧНЫЙ КРУГ

Двусторонняя природа сообщения между мозгом и кишечником способна привести к так называемому порочному кругу (circulus vitiosus).

Устойчивое воспалительное состояние или дисбаланс кишечника могут вызвать ухудшение связей между энтероцитами на поверхности кишечника, провоцируя кишечную проницаемость. Функциональные нарушения в работе мозга или вызванная стрессом гиперактивность симпатической нервной системы таким же образом угнетают функцию блуждающего нерва[127]127
  Mayer, E. (2000). The neurobiology of stress and gastrointestinal disease. Gut 47: 861–869.


[Закрыть]. Это нарушает работу иммунной системы и ухудшает циркуляцию крови в кишечнике, что, в свою очередь, повышает разрастание вредоносных кишечных бактерий и грибков[128]128
  Hughes, D. & Sperandio, V. (2008). Inter-kingdom signalling: communication between bacteria and their hosts. Nature Reviews Microbiology 6: 111–120.


[Закрыть]. Они могут повредить поверхностный слой слизистой и усугубить проницаемость кишечника (синдром «дырявого кишечника»)[129]129
  Fasano, A. (2012). Leaky gut and autoimmune diseases. Clinical Reviews in Allergy and Immunology 42 (1): 71–78.


[Закрыть],[130]130
  Hollander, D. (1999). Intestinal permeability, leaky gut, and intestinal disorders. Current Gastroenterology Reports 1 (5): 410–416. Review.


[Закрыть].

Устойчивое неспецифическое воспаление в организме также может усугубить проницаемость кишечника[131]131
  Hietbrink, F. (2009). Systemic inflammation increases intestinal permeability during experimental human endotoxemia. Shock 32 (4): 374–378.


[Закрыть],[132]132
  Frazier, T. & DiBaise, J. & McClain, C. (2011). Gut microbiota, intestinal permeability, obesity-induced inflammation, and liver injury. Journal of Parentereral and Enteral Nutrition 35 (5 Suppl): 14S–20S.


[Закрыть]. Это приводит к выбросу цитокинов (медиаторов воспаления) в кишечнике[133]133
  Neurath, M. (2014). Cytokines in inflammatory bowel disease. Nature Reviews Immunology 14: 329–342.


[Закрыть]. Из-за проницаемости кишечника вещества-медиаторы могут проникать в кровоток и в мозг через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ). Воспаление делает проницаемым и ГЭБ, что, в свою очередь, активизирует клетки соединительной ткани мозга, также известные как микроглия[134]134
  Aloisi, F. (2001) Immune function of microglia. Glia 36 (2): 165–179. Review.


[Закрыть]. Результат – хроническое воспалительное состояние мозга, которое нарушает функцию мозга и может вызывать тревогу и депрессию[135]135
  Foster, J. & McVey Neufeld, K. (2013). Gut-brain axis: how the microbiome influences anxiety and depression. Trends in Neuroscience 36 (5): 305–312. Review.


[Закрыть]. Это замыкает порочный круг, и ситуация будет только ухудшаться, если не принять меры по ее исправлению (как, например, предложенные в настоящей книге).

Гиперчувствительность и токсины

Ингредиенты влияют на пищеварительную систему как положительно, так и отрицательно. Аллергенные продукты питания, природные или искусственные токсины в пище и реакция на пищу кишечных бактерий – все это проверка на прочность. С другой стороны, многие ингредиенты снижают воспалительную реакцию кишечника, облегчают процесс пищеварения и поставляют вещества, необходимые для регенерации тканей.

ПРОДУКТЫ, ВЫЗЫВАЮЩИЕ АЛЛЕРГИЮ И ГИПЕРЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

Пищевая аллергия – это враждебная реакция иммунитета на определенный белок в пище. Иммунная система воспринимает чужеродный белок как вредоносный, вызывая быструю реакцию антител. Среди факторов, повышающих вероятность аллергии, – бесконтрольный прием антибиотиков в раннем детстве[136]136
  Love, B. et al. (2013). Antibiotic exposure and risk of food allergy in children. 2013 Annual Meeting of the American Academy of Allergy, Asthma and Immunology. [date of reference: 20.9.2014]


[Закрыть], аллергенный рацион матери[137]137
  Vadas, P. & Wai, Y. & Burks, W. & Perelman, B. (2001). Detection of peanut allergens in breast milk of lactating women. The Journal of the Ameican Medical Association 285 (13): 1746–1748.


[Закрыть], определенные вакцины[138]138
  Kosecka, U. & Berin, M. & Perdue, M. (1999). Pertussis adjuvant prolongs intestinal hypersensitivity. International Archives of Allergy and Immunology 119 (3): 205–211.


[Закрыть],[139]139
  Nakayama, T. & Aizawa, C. & Kuno-Sakai, H. (1999). A clinical analysis of gelatin allergy and determination of its causal relationship to the previous administration of gelatin-containing acellular pertussis accine combined with diphtheria and tetanus toxoids. The Journal of Allergy and Clinical Immunology 103 (2 Pt 1): 321–325.


[Закрыть] (и особенно входящие в их состав адъюванты[140]140
  O’Hagan, D. (2000). Vaccine Adjuvants. Preparation Methods and Research Protocols. Methods in Molecular Medicine. New York: Humana Press. [date of reference: 20.9.2014]


[Закрыть]), а также различные химикаты, например пестициды, содержащие дихлорфенол[141]141
  Jerschow, E. et al. (2012). Dichlorophenol-containing pesticides and allergies: results from the US National Health and Nutrition Examination Survey 2005–2006. Annals of Allergy Asthma and Immunology 109 (6): 420–425.


[Закрыть].

Продукты, наиболее часто вызывающие аллергические реакции, – это орехи (древесные), молочные продукты, злаковые, яйца, рыба и морепродукты, а также арахис, соя и другие бобовые. Вышеупомянутые продукты – 90 % всех пищевых аллергенов. Пищевые аллергии часто обнаруживаются в детстве и с возрастом могут пройти. Аллергические реакции на пищу часто протекают быстро и интенсивно в отличие от реакций гиперчувствительности, симптомы которых слабее и разнообразнее[142]142
  Ortolani, C. & Pastorello, E. (2006). Food allergies and food intolerances. Best Practice & Research. Clinical Gastroenterology 20 (3): 467–83. Review.


[Закрыть].

Типичные аллергические реакции на пищу:

● крапивница;

● зуд;

● опасные для жизни реакции – отек Квинке, анафилактический шок;

● «текущий» или заложенный нос;

● чихание;

● тошнота и рвота;

● боль в животе.

Причины реакций гиперчувствительности к пище[143]143
  David, T. (2000). Adverse reactions and intolerance to foods. British Medical Bulletin 56 (1): 34–50.


[Закрыть]:

● пищевая мальабсорбция;

● общие расстройства пищеварения;

● повышенная проницаемость кишечника;

● иммунологические реакции (иммуноглобулины);

● токсины (пищевые добавки и природные вещества)[144]144
  Cardinale, F. et al. (2008). Intolerance to food additives: an update. Minerva Pediatrica 60 (6): 1401–1409. Review.


[Закрыть];

● психологические реакции (в т. ч. при синдроме раздраженного кишечника).

Гиперчувствительность к пище может также быть вызвана гистамином, тирамином или другими биогенными аминами в пище (шоколад, красное вино, тунец или ферментированные ингредиенты – скажем, сыр). Иногда пища (например, помидор или ананас) может высвобождать в организме гистамин. Это называется синдромом непереносимости гистамина (СНГ)[145]145
  Weidenhiller, M. et al. (2012). Histamine intolerance syndrome (HIS): plethora of physiological, pathophysiological and toxic mechanisms and their differentiation. Zeitschrift für Gastroenterolie 50 (12): 1302–1309.


[Закрыть]. При СНГ обычно низкий уровень диаминовой оксидазы – фермента, отвечающего за метаболизм гистамина в организме[146]146
  Maintz, L. & Novak, N. (2007). Histamine and histaminen intolerance. The American Journal of Clinical Nutrition 8 (5): 1185–1196.


[Закрыть].

На это стоит обратить внимание, если анализы не показывают явную первопричину, а симптомы все равно присутствуют. Обычно гистамин повышает частоту пульса и вызывает заложенность носа и покраснение кожи.

Гистамин также может вызывать кишечные (диарея, боль в животе) и неврологические (головокружение и головные боли) симптомы. Тирамин может спровоцировать приступ мигрени[147]147
  David, T. (2000). Adverse reactions and intolerance to foods. British Medical Bulletin 56 (1): 34–50.


[Закрыть]. Острые гистаминовые реакции можно предотвратить, приняв антигистаминные или ферментные препараты с диаминовой оксидазой.

Продукты, богатые гистамином или другими вазоактивными аминами:

● вино, алкогольный сидр, пиво и другие ферментированные алкогольные напитки;

● ферментированные продукты (квашеная капуста, винный уксус, соевый соус, кефир, йогурт, комбуча);

● выдержанные сыры;

● переработанное мясо (сосиски, ветчина, салями, бекон);

● копченые продукты животного происхождения;

● сухофрукты;

● орехи (грецкий орех, кешью, арахис);

● дрожжи (стимулируют выработку гистамина в пище);

● продукты из пшеницы;

● баклажан, шпинат и помидоры;

● отдельные виды рыбы: скумбрия, тунец, анчоусы и сардины.

Продукты, выбрасывающие в организм гистамин:

● банан;

● шоколад и какао;

● коровье молоко;

● папайя;

● ананас;

● цитрусовые;

● клубника;

● орехи;

● помидоры;

● шпинат;

● свинина;

● яичный белок (сырой);

● пищевые добавки.

Блокаторы диаминовой оксидазы[148]148
  В США при синдроме непереносимости гистамина активно применяются пищевые добавки с диаминовой оксидазой. – Прим. науч. ред.


[Закрыть]:

● алкоголь;

● черный чай;

● энергетики;

● зеленый чай;

● мате.

ТОКСИНЫ

Многие продукты питания содержат не только полезные соединения – витамины, минералы, микроэлементы и жирные кислоты, но и ненужные или даже вредные – токсины. Вызывают они болезненные проявления или нет, зависит от природы токсинов, их уровня в растительном продукте и индивидуальной чувствительности. Соответствующие методы обработки способны снизить уровень вредных веществ. Пример: грибы строчки содержат гиромитрин – опасный цитотоксин, однако он растворяется в воде, и его легко устранить при помощи бланширования. Таким образом, от природных токсинов в пище можно избавиться, тщательно выбирая и как следует обрабатывая продукты.

Пестициды используются в пищевой промышленности для профилактики заболеваний у растений, борьбы с вредителями (сорняки, насекомые и клещи), а также как регуляторы роста.

Токсины, оказывающие негативное влияние на организм:

● тяжелые металлы;

● диоксины и ПХБ-соединения;

● оловоорганические соединения, например ПВХ;

● микропластик;

● выбросы летучих органических соединений (ЛОС);

● радиоактивные соединения;

● микотоксины;

● канцерогены;

● ксеноэстрогены, имитирующие действие эстрогена;

● антинутриенты;

● определенные пестициды;

● определенные удобрения;

● медикаментозные отходы;

● другие вредные органические соединения.