Микробиота. Тайны ваших бактерий - Габриэль Перлемутер
Страдающие анорексией едят так мало, что порой рискуют умереть от истощения. Они живут в глубоком страхе набрать вес, даже когда внешне они начинают напоминать скелет. Их кожа становится сухой, а зубы – хрупкими, волосы начинают выпадать, у женщин наступает аменорея (прекращаются менструации). Кстати, 90 % страдающих от этого заболевания – женщины. Наиболее удивительно то, что они действительно не испытывают или почти не испытывают голода (а может, борются с голодом, который физиологически имеет место?): чувство насыщения им приносит первый же проглоченный кусочек, а иногда и просто сам вид пищи.
Причины такого быстрого насыщения заключаются не только в психике страдающего от анорексии. Прежде всего дело в том, что называют гомеостатическим контролем: в данном случае речь идет об определенных механизмах, которые запускаются в нашем организме, как только мы начинаем есть. К ним относится и выработка гормонов желудочно-кишечного тракта, таких как PYY, который посылает в мозг сигнал о наступлении насыщения. Через 15–20 минут после первого съеденного куска пищи наступает насыщение: мы больше не испытываем голод и отставляем тарелку.
Последние исследования кишечной микробиоты перевернули эту схему, показав, какая роль в ней отведена нашим бактериям. Одно из наиболее удивительных открытий касается бактерии вида Escherichia coli (кишечной палочки), которая по праву имеет плохую репутацию: как и многие другие бактерии, оказавшись не в том месте, не в то время и в излишнем количестве, она вызывает серьезные инфекции как пищеварительной, так и мочевыделительной системы.
Причина, по которой E. coli присутствует в нашем кишечнике, долгое время оставалась неизвестной. До тех пор, пока не обнаружилось, что количество этих бактерий в нашем кишечнике напрямую связано с чувством насыщения: когда количество E. coli понижается, мы чувствуем голод. Затем, как только мы начинаем есть, количество этих бактерий начинает возрастать по экспоненте: уже через девять минут после начала приема пищи 1 миллиард юных E. coli появляется в нашем кишечнике; по прошествии 15 или 20 минут количество наших E. coli увеличивается почти вдвое, и мы чувствуем насыщение.
Можно было бы предположить, что эти бактерии питаются тем, что мы едим одновременно с ними: это бы объяснило подобную динамику роста их популяции. Но не забывайте, что E. coli населяют толстую кишку, в которой съеденная пища оказывается через три-четыре часа после трапезы: сначала она совершает долгую «стоянку» в желудке, где желудочные соки превращают ее в однородную массу, чтобы пища смогла продолжить свой путь дальше.
В отличие от большей части наших кишечных бактерий, E. coli и им подобные питаются вовсе не тем, что едим мы. Тщательные наблюдения показали, что эти бактерии питаются пищеварительными выделениями, выработку которых стимулируют особые механизмы насыщения. Когда мы съедаем первые кусочки пищи, эти механизмы уже работают в полную силу. Что еще более удивительно, их работа начинается еще до начала нашей трапезы, когда при виде аппетитного блюда мы выделяем слюну, еще до того, как мы притронемся к блюду вилкой или ложкой! Как в случае со страдающими анорексией, которые насыщаются уже от одной мысли о еде.
Логично, что многие научно-исследовательские учреждения предприняли различные исследования, направленные на изучение E. coli – этих бактерий легко культивировать в лаборатории, надо только их «кормить» в среде, в которой они обитают, – говяжьем бульоне, казеине (из молока), кукурузном крахмале и агар-агаре.
Одно из первых исследований было проведено в 2016 году.
В Университете Руана специалисты из команды Сергея Фетисова ввели фракции бактерий голодным крысам, тем самым искусственно повысив уровень E. coli в их толстой кишке. Получив доступ к пище, эти крысы съели намного меньше корма, чем крысы из контрольной группы, которым не вводили E. coli.
Опыт продлился неделю, в течение которой крысам, имевшим свободный доступ к пище, дважды в сутки вводили белок E. coli. Эти крысы ели с той же частотой, что и особи из контрольной группы, однако съедали значительно меньше корма: они очень быстро насыщались. Конечно, они потеряли в весе.
Существует два способа, с помощью которых эти бактерии контролируют прием пищи.
Во-первых, E. coli производят метаболит, имеющий большое значение в обмене энергии, – АТФ (аденозинтрифосфат). Он играет важную роль в регулировании аппетита.
Во-вторых, в крови крыс, которым ввели фракции E. coli, исследователи обнаружили повышенный уровень ClpB, белка, который производят E. coli. ClpB обладает двойным действием: с одной стороны, он активирует выработку PYY, подающего мозгу сигнал о поступлении пищи. С другой стороны, структура этого белка очень схожа со структурой α-МСГ, одного из гормонов, контролирующих чувство насыщения. Их структуры настолько близки… что, когда с током крови ClpB попадает в мозг, тот их путает. Под влиянием белка ClpB наш мозг решает, что мы сыты! И на самом деле крысы, в крови которых уровень ClpB был выше, ели меньше других.
Авторы этого исследования провели дополнительный эксперимент, на сей раз на мышах, которым ввели очень большие дозы E. coli. Мыши не просто начали меньше есть: они продемонстрировали симптомы, которые испытывают больные анорексией.
Экспериментов с участием людей еще не проводилось, однако уже есть некоторые научные наблюдения.
В Миланском университете исследовательская группа под руководством Франчески Борго и Элизы Борджи сравнила микробиоту 15 добровольцев, страдающих от анорексии, и 15 здоровых людей того же возраста и этнической принадлежности.
В микробиоте страдающих анорексией уровень бактерий E. coli был выше, чем у членов контрольной группы.
В то же время у них отмечен дефицит бактерий рода Clostridium, выделяющих бутират. Известно, что чем выше в организме уровень бутирата, тем меньше склонность к тревожности или депрессии. Можно предположить, что, повысив уровень бутирата или увеличив популяцию выделяющих его бактерий, можно уменьшить тревожность этих людей и исправить расстройства пищевого поведения.
На данный момент исследователи полагают, что нарушения микробиоты являются важным фактором, «запускающим» болезнь, но при этом, конечно, не единственным: как и все другие болезни, анорексия – результат целого комплекса факторов, в том числе наследственности пациента, его окружения, психического состояния и жизненного опыта.
Также вероятно, что рацион страдающих анорексией, отличающийся малой калорийностью и пониженным количеством жиров и сахаров, в свою очередь воздействует на микробиоту, усугубляя уже существующий и готовый о себе заявить дисбактериоз.
Эти наблюдения поднимают очевидный вопрос о возможном использовании бактерий для лечения людей с лишним весом. Иными словами, можно ли уменьшить аппетит и потерять вес, просто проглотив несколько дружественных бактерий?
Использование E. coli, бактерии-повелительницы анорексии, исключено: связанные с ней потенциальные риски слишком высоки для того, чтобы прописывать ее
