Mstislav
Бактериальные войны: как похудеть с точки зрения науки ( 7 фото + 3 гиф )
Лето прошло, а вместе с ним и потребность в обезжиренных мужиках. В пору бы вновь набирать ценный липидный запас, чтобы пережить суровые зимние холода, но что если можно обойтись без этого сезонного перевоплощения и все равно чувствовать себя прекрасно? Предлагаем взглянуть на ситуацию вечной борьбы с лишним весом под иным углом. Забыть на несколько минут про подсчет калорий, изнуряющие тренировки в спортзале и заглянуть вглубь, а именно — в кишечник. Человек — это целый мир для огромного числа микроорганизмов, которые не только здравствуют с нами в симбиозе, но еще и определяют форму тела и даже настроение. Что если выгнать из себя бандюг и конокрадов, а их жилплощадь отдать благонадежным, уважаемым бактериям? Тогда жир уйдет сам собой, а жить станет намного легче и приятнее. Звучит, как старая байка. Так оно или нет — мы и попытались разобраться.
Богатый внутренний мир
В том факте, что внутри нас живет россыпь разнообразных организмов-симбионтов, для современных людей нет ничего нового, но числа, которые этому факту сопутствуют, все равно впечатляют. В пищеварительном тракте человека обитает более ста триллионов микроорганизмов, а плотность их расселения в кишечнике оценивается в сто миллиардов бактерий на миллиметр. Это делает наш кишечник одним из самых густонаселённых мест на Земле. Более того, вся эта колония гостей составляет примерно килограмм от всего нашего веса.
Сегодня ее называют микробиомом, точно подмечая, что это поселение бактерий не имеет ничего общего с растениями. Активное исследование микробиома началось в конце прошлого века и с тех пор далеко продвинулось вперед. Сейчас различают сотни видов кишечных бактерий и определяют их влияние на организм в целом. Некоторые умельцы даже переводят их в музыку. Послушать можно тут.
Когда попросили поставить что-нибудь «поживее».
Мы будем говорить в основном о двух видах: Firmicutes и Bacteroidetes. Они составляют примерно 90 процентов кишечного микробиома. Однако прежде, чем приступить к их ожесточенному противостоянию, вкратце расскажем о том, как формируется микробиома.
Все начинается с рождения (на самом деле это спорный вопрос, но мы будем считать так). При выходе из утробы младенец получает первую порцию бактерий в своей жизни. От того, как он родится, зависит то, какие именно микроорганизмы он получит, а следовательно, и его дальнейшая судьба. Эксперименты на мышах и свиньях показывают, что микробиомы естественно рожденных детенышей и тех, кто появился с помощью кесарева сечения, разительно отличаются. Разница в том, что первые получают бактерии от мамы. Они, как покупатель в гипермаркете, закидывают в тележку все, что находят в вагинальном и кишечном микробиомах. Вторые берут бактерии из окружающей среды, то есть с кожи врачей, например. Из-за этого у последних заметно снижено разнообразие кишечных обитателей, но завышена популяция потенциально патогенных бактерий, таких как Enterobacteriaceae, к которым относятся сальмонеллы или чумные палочки. Есть также предположения, что указанные факторы влияют на ухудшение иммунитета у человека в будущем. Соответствующие исследования показывают связь кесарева сечения с астмой, ожирением или аллергическими реакциями во взрослом возрасте.
Последующие несколько недель после рождения также значительно влияют на ребенка. Они дополняют и немного изменяют первичный фундамент. Особенно важно грудное вскармливание. Ученые доказали, что ребенок получает и усваивает бактерии с кожи сосков кормящей матери. Состав молока при этом тоже важен. К примеру, в молоке у женщин, страдающих ожирением, с течением времени главенствующее место занимает Staphylococcus, вытесняя Lactobacillus. Эти же бактерии затем начинают распространяться в кишечнике у младенцев, вероятно, приводя к излишнему накоплению жира.
Дальнейшее вскармливание, режим питания, возраст и перенесенные болезни — все это в течение всей жизни обтачивает устоявшийся микробиом. Однако никто не застрахован от того, что в один момент от сформированной лепнины придется антибиотиками отрывать драгоценное: тогда хрупкое равновесие внутри кишечника нужно восстанавливать заново.
Вечное противостояние: Firmicutes против Bacteroidetes
Эти два вида бактерий, как ситхи и джедаи, постоянно ведут войну между собой, но только внутри кишечника. Каждый из нас в этой войне выступает Энакином Скайуокером, который может бороться со злом, а может примкнуть к нему. Логика в выборе тут схожая: перейдя на темную сторону, уже сложно вернуться к свету, но нет ничего невозможного. Осталось только разобраться, кто есть кто.
Определить стороны просто. Многочисленные исследования показали, что тот, кто ест преимущественно жирную пищу, взращивает колонию Firmicutes. Остальные, предпочитающие ей растительные полисахариды и клетчатку, обращаются к Bacteroidetes. Дело в том, что каждая из этих бактерий настроена на переработку определенных веществ. Соответственно, если ваш кишечный микробиом захватывает империя Firmicutes, то в организм начнут поступать преимущественно жиры, а не полезные микроэлементы. Доказали это сразу в нескольких независимых друг от друга экспериментах.
Самый показательный проводили с мышами в 2013 году. Авторы отобрали четыре пары женщин-близнецов (три — дизиготные, одна — монозиготные). В каждой паре близняшки делились на стройную и тучную. У обеих брали образцы микробиома (по сути, кал), и вводили восьминедельным парам мышей, выращенным в стерильных условиях. В течение месяца грызунов кормили одинаковым стерилизованным кормом с низким содержанием жиров, но с большим количеством растительных полисахаридов. В результате мыши худых близнецов сохранили свой вес, а мыши полных раздулись до гигантских размеров.
Похожий эксперимент проводили и с людьми. Близнецов кормили одинаковым количеством калорий, но одним давали пищу, провоцирующую размножение Firmicutes, а другим — Bacteroidetes. Первые набирали больше веса.
В 2016 году биологи из Медицинской школы Мичиганского университета объединили эти два эксперимента. Они вырастили поколение стерильных мышей, у которых кишечный микробиом был чист, как белый лист. Затем животным привили микроорганизмы среднестатистического здорового человека, после чего их разделили на две группы. Первых кормили едой с высоким содержанием клетчатки, а вторых — жирной пищей, лишенной ее. Периодически у грызунов из обеих групп брали образцы кала. Если поначалу те ничем не отличались, то через несколько недель разница стала очевидной: у мышей из второй группы, которые стремительно набирали вес, в просвете толстой кишки увеличилось количество Firmicutes. На этом опыт не закончился. Животных держали на той же диете месяцами и наблюдали за тем, как несчастные пухляки все больше теряли талию. Исход оказался печальным. Режим питания, богатый жирами и практически лишенный клетчатки, привел к снижению разнообразия микробиома и хроническому увеличению Firmicutes. Восстановить прежнюю форму не помог даже возврат к здоровой диете. Спасти толстяков смогла только трансплантация микробиома от стройных сородичей. Самое страшное, что этот эффект, приобретенный однажды, переходил к следующему поколению.
Все предыдущие выводы подтверждают несколько статистических исследований, которые показывают связь между повышенным уровнем Firmicutes и ожирением. Допустим, эти доказательства выглядят убедительными, но что же делать, чтобы изгнать вредоносные бактерии? Тут и появляется выбор между темной и светлой сторонами. Чтобы стать джедаем и подружиться с Bacteroidetes, нужно найти в себе волю переключиться на продукты, богатые клетчаткой и растительными полисахаридами — а это овощи (морковь, свекла, картошка или лук), фрукты (яблоки, груши и цитрусовых, включая апельсины и грейпфруты), а довеском служат овес, рис, чечевица и некоторые другие бобовые и зерновые. В противовес ситхом стать довольно просто, и сил прикладывать не надо, достаточно следовать так называемой западной диете, которая предполагает большое количество жира и сахара. Естественно, сюда входит жареное мясо, обилие мучного, алкоголь, снеки и любой шоколад, кроме горького.
К счастью, у нас над душой не стоят Мейс Винду и Палпатин, заставляя выбирать сторону раз и навсегда (кроме тех случаев, когда вы систематически потребляете одно и то же, как те мышки в эксперименте). Этот выбор мы совершаем ежедневно и не ограничены строго двумя полярными сторонами. Большинство остается в серой зоне, склоняя чашу весов в ту или иную сторону. Однако если вы замечаете неприятные изменения в организме и откуда-то взявшийся жирок на животе, значит, скорее всего, вы Дарт Вейдер, а не Энакин.
Третья сторона
Естественно, в реальности ситуация не описывается выражением «есть два стула». Как уже было сказано, пищевод населяют сотни видов разнообразных бактерий. Firmicutes и Bacteroidetes — самые изученные из них, но, как в фильме «Хороший, плохой, злой», есть еще и третья сторона, которую сейчас тоже активно исследуют. Это целый род бактерий, который получил имя Akkermansia в честь голландского микробиолога Антона Аккерманса.
Открыли их совсем недавно — в 2004 году, и почти сразу стало очевидно, что эти микроорганизмы влияют на индекс массы тела (ИКТ). Ученые обнаружили негативную корреляцию между Akkermansia muciniphila и лептином (гормоном, чья концентрация повышена у людей, страдающих ожирением). Затем схожую связь установили для сахарного диабета II типа, который стал бичом XXI века. В 2016 году, по информации ВОЗ, диабет занимал седьмую строчку среди самых частых причин смерти.
В 2012 году биологи зафиксировали снижение количества A. muciniphila в кишечнике располневших детей. Эксперименты на грызунах, проводившиеся в последние два года, показали, что увеличение концентрации этих бактерий в толстой кишке способствует снижению веса. Летом нынешнего года вышла работа, которая еще раз подтвердила эти выводы. У тучных людей, получавших A. muciniphila в течение трех месяцев в обычном и пастеризованном (непродолжительное нагревание до 70 градусов Цельсия) виде, уровень инсулина натощак снизился примерно на 30 процентов.
Получается, что в тройке рассматриваемых нами бактерий Akkermansia muciniphila — не злой, а добрый ковбой, который, может, и путешествует сам по себе, но в целом скорее за хорошее, чем за плохое. Объясняется такой союз просто: им нравится одна и та же еда. Размножение Akkermansia происходит при так называемой австралийской диете. Ее рекомендуют для снижения риска развития диабета II типа. В нее входят те же фрукты и овощи, которые помогают расселению Bacteroidetes, а к ним добавляется рыба, орехи и молочные продукты с пониженным содержанием жиров. Исследования 2015-го и 16-го годов, хоть и на маленькой выборке (33 человека), но подтвердили благоприятное влияние австралийской диеты на A. muciniphila.
Во избежание недопонимания отмечу: все вышеописанное не противоречит поеданию мяса (небольшие порции входят и в австралийскую диету, например) и не лоббирует вегетарианство. Оно лишь демонстрирует рациональный подход к составлению рациона, который, в свою очередь, не принадлежит ни к одной из идеологий и основан только на научном опыте.
Богатый внутренний мир
В том факте, что внутри нас живет россыпь разнообразных организмов-симбионтов, для современных людей нет ничего нового, но числа, которые этому факту сопутствуют, все равно впечатляют. В пищеварительном тракте человека обитает более ста триллионов микроорганизмов, а плотность их расселения в кишечнике оценивается в сто миллиардов бактерий на миллиметр. Это делает наш кишечник одним из самых густонаселённых мест на Земле. Более того, вся эта колония гостей составляет примерно килограмм от всего нашего веса.
Сегодня ее называют микробиомом, точно подмечая, что это поселение бактерий не имеет ничего общего с растениями. Активное исследование микробиома началось в конце прошлого века и с тех пор далеко продвинулось вперед. Сейчас различают сотни видов кишечных бактерий и определяют их влияние на организм в целом. Некоторые умельцы даже переводят их в музыку. Послушать можно тут.
Когда попросили поставить что-нибудь «поживее».
Мы будем говорить в основном о двух видах: Firmicutes и Bacteroidetes. Они составляют примерно 90 процентов кишечного микробиома. Однако прежде, чем приступить к их ожесточенному противостоянию, вкратце расскажем о том, как формируется микробиома.
Все начинается с рождения (на самом деле это спорный вопрос, но мы будем считать так). При выходе из утробы младенец получает первую порцию бактерий в своей жизни. От того, как он родится, зависит то, какие именно микроорганизмы он получит, а следовательно, и его дальнейшая судьба. Эксперименты на мышах и свиньях показывают, что микробиомы естественно рожденных детенышей и тех, кто появился с помощью кесарева сечения, разительно отличаются. Разница в том, что первые получают бактерии от мамы. Они, как покупатель в гипермаркете, закидывают в тележку все, что находят в вагинальном и кишечном микробиомах. Вторые берут бактерии из окружающей среды, то есть с кожи врачей, например. Из-за этого у последних заметно снижено разнообразие кишечных обитателей, но завышена популяция потенциально патогенных бактерий, таких как Enterobacteriaceae, к которым относятся сальмонеллы или чумные палочки. Есть также предположения, что указанные факторы влияют на ухудшение иммунитета у человека в будущем. Соответствующие исследования показывают связь кесарева сечения с астмой, ожирением или аллергическими реакциями во взрослом возрасте.
Последующие несколько недель после рождения также значительно влияют на ребенка. Они дополняют и немного изменяют первичный фундамент. Особенно важно грудное вскармливание. Ученые доказали, что ребенок получает и усваивает бактерии с кожи сосков кормящей матери. Состав молока при этом тоже важен. К примеру, в молоке у женщин, страдающих ожирением, с течением времени главенствующее место занимает Staphylococcus, вытесняя Lactobacillus. Эти же бактерии затем начинают распространяться в кишечнике у младенцев, вероятно, приводя к излишнему накоплению жира.
Дальнейшее вскармливание, режим питания, возраст и перенесенные болезни — все это в течение всей жизни обтачивает устоявшийся микробиом. Однако никто не застрахован от того, что в один момент от сформированной лепнины придется антибиотиками отрывать драгоценное: тогда хрупкое равновесие внутри кишечника нужно восстанавливать заново.
Вечное противостояние: Firmicutes против Bacteroidetes
Эти два вида бактерий, как ситхи и джедаи, постоянно ведут войну между собой, но только внутри кишечника. Каждый из нас в этой войне выступает Энакином Скайуокером, который может бороться со злом, а может примкнуть к нему. Логика в выборе тут схожая: перейдя на темную сторону, уже сложно вернуться к свету, но нет ничего невозможного. Осталось только разобраться, кто есть кто.
Определить стороны просто. Многочисленные исследования показали, что тот, кто ест преимущественно жирную пищу, взращивает колонию Firmicutes. Остальные, предпочитающие ей растительные полисахариды и клетчатку, обращаются к Bacteroidetes. Дело в том, что каждая из этих бактерий настроена на переработку определенных веществ. Соответственно, если ваш кишечный микробиом захватывает империя Firmicutes, то в организм начнут поступать преимущественно жиры, а не полезные микроэлементы. Доказали это сразу в нескольких независимых друг от друга экспериментах.
Самый показательный проводили с мышами в 2013 году. Авторы отобрали четыре пары женщин-близнецов (три — дизиготные, одна — монозиготные). В каждой паре близняшки делились на стройную и тучную. У обеих брали образцы микробиома (по сути, кал), и вводили восьминедельным парам мышей, выращенным в стерильных условиях. В течение месяца грызунов кормили одинаковым стерилизованным кормом с низким содержанием жиров, но с большим количеством растительных полисахаридов. В результате мыши худых близнецов сохранили свой вес, а мыши полных раздулись до гигантских размеров.
Похожий эксперимент проводили и с людьми. Близнецов кормили одинаковым количеством калорий, но одним давали пищу, провоцирующую размножение Firmicutes, а другим — Bacteroidetes. Первые набирали больше веса.
В 2016 году биологи из Медицинской школы Мичиганского университета объединили эти два эксперимента. Они вырастили поколение стерильных мышей, у которых кишечный микробиом был чист, как белый лист. Затем животным привили микроорганизмы среднестатистического здорового человека, после чего их разделили на две группы. Первых кормили едой с высоким содержанием клетчатки, а вторых — жирной пищей, лишенной ее. Периодически у грызунов из обеих групп брали образцы кала. Если поначалу те ничем не отличались, то через несколько недель разница стала очевидной: у мышей из второй группы, которые стремительно набирали вес, в просвете толстой кишки увеличилось количество Firmicutes. На этом опыт не закончился. Животных держали на той же диете месяцами и наблюдали за тем, как несчастные пухляки все больше теряли талию. Исход оказался печальным. Режим питания, богатый жирами и практически лишенный клетчатки, привел к снижению разнообразия микробиома и хроническому увеличению Firmicutes. Восстановить прежнюю форму не помог даже возврат к здоровой диете. Спасти толстяков смогла только трансплантация микробиома от стройных сородичей. Самое страшное, что этот эффект, приобретенный однажды, переходил к следующему поколению.
Все предыдущие выводы подтверждают несколько статистических исследований, которые показывают связь между повышенным уровнем Firmicutes и ожирением. Допустим, эти доказательства выглядят убедительными, но что же делать, чтобы изгнать вредоносные бактерии? Тут и появляется выбор между темной и светлой сторонами. Чтобы стать джедаем и подружиться с Bacteroidetes, нужно найти в себе волю переключиться на продукты, богатые клетчаткой и растительными полисахаридами — а это овощи (морковь, свекла, картошка или лук), фрукты (яблоки, груши и цитрусовых, включая апельсины и грейпфруты), а довеском служат овес, рис, чечевица и некоторые другие бобовые и зерновые. В противовес ситхом стать довольно просто, и сил прикладывать не надо, достаточно следовать так называемой западной диете, которая предполагает большое количество жира и сахара. Естественно, сюда входит жареное мясо, обилие мучного, алкоголь, снеки и любой шоколад, кроме горького.
К счастью, у нас над душой не стоят Мейс Винду и Палпатин, заставляя выбирать сторону раз и навсегда (кроме тех случаев, когда вы систематически потребляете одно и то же, как те мышки в эксперименте). Этот выбор мы совершаем ежедневно и не ограничены строго двумя полярными сторонами. Большинство остается в серой зоне, склоняя чашу весов в ту или иную сторону. Однако если вы замечаете неприятные изменения в организме и откуда-то взявшийся жирок на животе, значит, скорее всего, вы Дарт Вейдер, а не Энакин.
Третья сторона
Естественно, в реальности ситуация не описывается выражением «есть два стула». Как уже было сказано, пищевод населяют сотни видов разнообразных бактерий. Firmicutes и Bacteroidetes — самые изученные из них, но, как в фильме «Хороший, плохой, злой», есть еще и третья сторона, которую сейчас тоже активно исследуют. Это целый род бактерий, который получил имя Akkermansia в честь голландского микробиолога Антона Аккерманса.
Открыли их совсем недавно — в 2004 году, и почти сразу стало очевидно, что эти микроорганизмы влияют на индекс массы тела (ИКТ). Ученые обнаружили негативную корреляцию между Akkermansia muciniphila и лептином (гормоном, чья концентрация повышена у людей, страдающих ожирением). Затем схожую связь установили для сахарного диабета II типа, который стал бичом XXI века. В 2016 году, по информации ВОЗ, диабет занимал седьмую строчку среди самых частых причин смерти.
В 2012 году биологи зафиксировали снижение количества A. muciniphila в кишечнике располневших детей. Эксперименты на грызунах, проводившиеся в последние два года, показали, что увеличение концентрации этих бактерий в толстой кишке способствует снижению веса. Летом нынешнего года вышла работа, которая еще раз подтвердила эти выводы. У тучных людей, получавших A. muciniphila в течение трех месяцев в обычном и пастеризованном (непродолжительное нагревание до 70 градусов Цельсия) виде, уровень инсулина натощак снизился примерно на 30 процентов.
Получается, что в тройке рассматриваемых нами бактерий Akkermansia muciniphila — не злой, а добрый ковбой, который, может, и путешествует сам по себе, но в целом скорее за хорошее, чем за плохое. Объясняется такой союз просто: им нравится одна и та же еда. Размножение Akkermansia происходит при так называемой австралийской диете. Ее рекомендуют для снижения риска развития диабета II типа. В нее входят те же фрукты и овощи, которые помогают расселению Bacteroidetes, а к ним добавляется рыба, орехи и молочные продукты с пониженным содержанием жиров. Исследования 2015-го и 16-го годов, хоть и на маленькой выборке (33 человека), но подтвердили благоприятное влияние австралийской диеты на A. muciniphila.
Во избежание недопонимания отмечу: все вышеописанное не противоречит поеданию мяса (небольшие порции входят и в австралийскую диету, например) и не лоббирует вегетарианство. Оно лишь демонстрирует рациональный подход к составлению рациона, который, в свою очередь, не принадлежит ни к одной из идеологий и основан только на научном опыте.
Взято: Тут
161