Суперкишечник! 4-недельный план перепрограммирования микробиома, восстановления здоровья и потери веса
Как это ни печально, но я готов побиться об заклад, что последняя ситуация вам хорошо знакома.
Научное исследование связи между нарушениями микробиома и разнообразными детскими болезнями позволило выявить сложнейший клубок изменений кишечной флоры. Проявления нарушений микробиома удалось достоверно обнаружить в дыхательных путях и кишечнике детей, страдающих бронхиальной астмой, детей с повышенным риском развития сахарного диабета 1-го типа, а также детей с замедленным ростом и развитием. У ребенка с поносами в течение первых двух лет жизни в более позднем возрасте часто обнаруживаются признаки отставания в когнитивном и физическом развитии.
Это не просто изменения состава кишечной микрофлоры, которые могут интересовать только микробиологов. Это важное и поистине драматическое изменение в составе множества наших микробных партнеров, сосуществующих с нами. Это изменение оказывает мощнейшее влияние на здоровье человека от рождения и до взрослого возраста.
Формула неудачи
Не существует ни одной смеси для искусственного вскармливания, пусть даже и самой лучшей, которая могла бы предоставить ребенку все полезные ингредиенты, содержащиеся в материнском молоке. Состав грудного молока сформировался за миллионы лет эволюции. Оно является природным источником таких факторов как антитела, пребиотические волокна и олигосахариды, пробиотические микроорганизмы, фосфолипиды, бактериоцины (природные, продуцируемые микробами антибиотики), которые подавляют рост патогенных вредоносных бактерий, а также другие компоненты, жизненно важные для поддержания нормального роста и развития. Ни одна из искусственных смесей и близко не может воспроизвести состав человеческого грудного молока. Ни одной хорошей искусственной смеси для детского вскармливания не существовало ни пятьдесят, ни сто тысяч, ни миллион лет назад; ни одного ребенка не кормили смесями из бутылочек после выхода из родовых путей. У новорожденного могло быть только одно питание – материнское молоко.
Никто, конечно, не сомневается в том, что производители искусственных смесей много работают над усовершенствованием своей продукции. Они внедряют инновации – например, вводят в основу органические ингредиенты и пребиотические волокна; применяют казеин, превращенный в форму А2 (форму, характерную для казеина, содержащегося в женском грудном молоке) – эта последняя мера позволяет снизить риск будущих аутоиммунных заболеваний. Но губительный процесс продолжается и включает такие ошибки как использование для создания смесей нежирного молока (женское грудное молоко имеет жирность 3–4 %, как и цельное коровье молоко) и включение в формулы генетически модифицированных продуктов со всеми вытекающими отсюда последствиями, в том числе нарушением микробиома ребенка.
До внедрения этих усовершенствований производство детских питательных смесей не раз отмечалось громкими скандалами. Например, «Нестле» широко рекламировало и навязывало свою продукцию африканским женщинам, внушая им, что смесь по питательности превосходит грудное молоко. Несчастные женщины, от души стремившиеся приобщиться к современному миру, начали приобретать продукт, применение которого привело к смерти миллионов детей от недостатка питания (по большей части, это случилось потому, что матери разбавляли смесь, чтобы сэкономить). В США «Нью-Йорк Таймс» сообщила о том, как производители детских питательных смесей за вознаграждение предлагали практикующим и больничным врачам раздавать новоиспеченным матерям при выписке пакеты с пробами новой питательной смеси. В результате было отмечено шестнадцатикратное повышение инфекционной заболеваемости детей в первые два месяца жизни.
У вынужденного или целенаправленного отказа от грудного вскармливания реально существуют серьезные последствия. У младенцев, получающих материнское молоко, в кишечнике обитает больше таких пробиотических бактерий как лактобациллы и бифидобактерии, в то время как у детей, получающих искусственное вскармливание, в микрофлоре кишечника преобладают такие виды бактерий, как энтерококк и энтеробактер. В анализе, опубликованном совместно министерством здравоохранения и ведомством по поддержанию женского здоровья, приводятся данные о том, что у детей, получавших грудное вскармливание хотя бы в первые три месяца жизни, наблюдают снижение заболеваемости атопическим дерматитом на 42 %, бронхиальной астмой на 27–40 %, инфекционными поражениями уха на 50 %. В более позднем возрасте у тех же детей реже развивались ожирение и сахарный диабет 2-го типа; кроме того, они отличались более высокими показателями IQ в сравнении с детьми, не получавшими грудного вскармливания. Это очень мощная поддержка – обеспечить ребенка как можно более здоровым микробиомом, и это благородное дело начинается с неоценимого материнского вклада.
Особую роль в поддержании здоровья у младенцев играет микроорганизм Bifidobacterium infantis, так как эта бактерия должна доминировать в детском кишечном микробиоме. Она обладает уникальной способностью расщеплять олигосахариды, присутствующие в грудном молоке (их нет в искусственных смесях). Однако у 90 % современных детей эти виды бактерий в кишечнике отсутствуют. Полученные к настоящему времени данные говорят, что прием этих микробов в качестве пробиотиков позволяет ребенку усваивать олигосахариды и уменьшать число патогенных бактерий в кале. (Ниже в этой книге я расскажу родителям, как готовить йогурт с B. Infantis. За счет такого йогурта мамы смогут получать эти микробы и естественным путем, как положено природой, передавать их новорожденному: при его прохождении по родовым путям и за счет грудного вскармливания).
Из всех лекарств детям чаще всего назначают антибиотики. По некоторым оценкам, назначение антибиотиков в 50 % случаев не является необходимым – при вирусных инфекциях, при заболеваниях верхних дыхательных путей и среднего уха, когда антибиотики неэффективны. Педиатры часто предпочитают назначать антибиотики широкого спектра действия, которые уничтожают большую часть микрофлоры и тем самым стимулируют рост грибов (поскольку исчезают их конкуренты – бактерии), вместо того чтобы назначать узконаправленные антибиотики, применение которых не связано со столь серьезными последствиями. Получавшие антибиотики дети более склонны к избыточному весу, к аллергии и аутоиммунным заболеваниям, а также отличаются большей восприимчивостью к инфекциям. Очень немногие дети доживают до взрослого возраста без хотя бы одного (и это в редких случаях) курса антибактериальной терапии, которая сама по себе чревата значительными и долговременными последствиями.
Многие из нас в младенчестве и раннем детстве сталкиваются с нарушенным микробным стартом, за что нам приходится расплачиваться, уже став взрослыми. Микробиом взрослого человека является кумулятивным результатом нарушений, которые случались в младенчестве, детстве и подростковом возрасте, и эти нарушения повторяются затем из поколения в поколение. Только в этом году антибиотики будут назначены одному из двух или трех взрослых людей. Но взрослые принимают не только антибиотики, которые нарушают микробные сообщества в организмах. Они принимают рецептурные лекарства, которые снижают кислотность желудочного сока, а эта кислотность является естественным барьером, препятствующим размножению микробов, поступивших в желудок по пищеводу или по тонкому кишечнику из толстого. Снижение кислотности готовит почву для бактериальной колонизации ЖКТ по всей его длине.
Миллионы людей принимают нестероидные противовоспалительные средства (НПВС), например ибупрофен или напроксен, в связи с болями при артритах, менструациях, мигрени и по другим причинам и показаниям. У многих людей развиваются не только бессимптомные поражения тонкого кишечника, обусловленные приемом НПВС, эти лекарства также способствуют проникновению бактерий из толстого кишечника в его вышележащие отделы. Увлечение диетой с высоким содержанием сладких безалкогольных напитков и перекусов также стимулирует микробную колонизацию тонкого кишечника, где бактерий быть не должно. Многочисленные данные показывают, что экспозиция к остаткам гербицидов и пестицидов в пище приводит к нарушению микробиома. Такое же действие оказывает используемый при выращивании генетически модифицированной пшеницы гербицид глифосат, который, помимо прочего, является и мощным антибиотиком. Тревожным переплетением глобального изменения климата и такого же глобального изменения микробиома является увеличение концентрации озона в приземном слое атмосферы. Озон образуется из выхлопных газов автомобилей под воздействием солнечного света. Было обнаружено, что он способствует изменению состава микрофлоры кишечника.
Как мы уже видели, токсичные продукты жизнедеятельности микробов, покидающие просвет ЖКТ и попадающие в кровь, вызывают эндотоксемию, запускают процессы воспаления и других поражений в удаленных от кишечника частях организма – от головного мозга до кончиков пальцев ног. Именно так, например, бактерии, происходящие из ЖКТ, вызывают появление на лице сыпи, называемой розовыми угрями, фибромиалгию, проявляющуюся болью в костях и мышцах, а также преждевременные роды. Вы, вероятно, уже поняли, что противовоспалительные мази, используемые для лечения розовых угрей, принимаемые внутрь противовоспалительные средства при фибромиалгии, блокирующие проведение боли по нервным путям, а также антидепрессанты, повышающие уровень серотонина в головном мозге, не делают ничего с главной причиной – экспансией микробов и проникновением в различные органы токсических продуктов жизнедеятельности и гибели этих микроорганизмов. Мало того, эти лекарства могут ухудшить положение. Лекарства могут обеспечить временное облегчение боли при фибромиалгии, диета с низким содержанием клетчатки и сахаров, расщепляемых микробами (ниже мы обсудим эту диету) может уменьшить вздутие живота и укротить понос, но при этом пациент остается восприимчивым ко всем другим последствиям бесконтрольного роста бактерий – как в кишечнике, так и в других частях организма.
Мы, таким образом, видим, что современный образ жизни, современные привычки подготовили наш организм к бесконтрольной экспансии патогенных микробов. Если для защиты тела от бушующего в нем океана нет никакого толка от ограничения содержания углеводов в диете и других ограничений, то что вообще можно сделать для отражения микробного натиска и проникновения? К счастью, сделать можно очень многое.
Дальше мы с вами обсудим последствия избыточного роста бактерий и грибов, а также последствия эндотоксемии. Мы подумаем, что можно сделать для того, чтобы затормозить эти процессы и даже вытеснить незваных гостей с незаконно занятых ими мест. Я также покажу вам, что можно сделать для размножения по-настоящему полезных бактерий в вашем микробиоме и насладиться позитивным – и часто весьма наглядным – воздействием на здоровье. Да, позаботившись о внутренней экосистеме, вы сможете достичь поистине величественного результата.
Но сначала давайте более подробно обсудим, как проявляется избыточный рост бактерий, чтобы вы не спутали последствия употребления зараженного кишечной палочкой бургера с хроническим разрушительным эффектом размножения кишечных бактерий и грибов.
Призраки микробного прошлого
Микрофлора кишечника нынче уже не та, какой она была прежде.
Снова и снова жизнь преподает нам уроки, которые заставляют переосмысливать наши повседневные привычки. Проживание жизни в мерцании телефонного экрана крадет у нас время здорового сна, чрезмерная работа или игра пагубно сказываются на здоровье. Питание в предприятиях фастфуда – это не то питание, какого должен придерживаться человек. Повторение уроков и их осмысление в отношении жизни и здоровья стоит затраченных усилий, и оно необходимо, особенно в том, что касается микробиома.
Теперь давайте посмотрим, как современная жизнь повлияла на потерю ряда бактериальных видов, важных для сохранения здоровья. Это событие равнозначно вымиранию видов, но, по счастью, такое вымирание обратимо.
Заблудившиеся в толпе
Методов идентификации бактерий, населяющих человеческий ЖКТ, сто лет назад не существовало. Прежние методы были грубы и несовершенны. Они основывались на способности взятых из каловых масс микробов расти на культурах в чашках Петри[4]. Это напоминало попытку рассмотреть царство микробов, населяющих восемь метров кишечника, через крошечную замочную скважину, которая позволяла увидеть лишь весьма малую долю обитающих там микроскопических созданий. До недавнего времени эти грубые методы не позволяли выращивать культуры анаэробных микроорганизмов, потому что кислород воздуха для них губителен, а микробиом просто кишит анаэробами (организмами, которые живут без кислорода).
Новые методы, основанные на анализе ДНК-маркеров, позволили открыть целую вселенную живых существ, включая и анаэробных, которые раньше оставались нераспознанными. Новые методы анализа позволяют идентифицировать микробов по коду, записанному в их ДНК, уникальному для каждого вида (и штамма – о том, что такое штамм, мы поговорим ниже). Результаты анализа ДНК не зависят от отсутствия или присутствия кислорода. Новые методы позволяют также детально сравнивать современный микробиом с микробиомом древних людей, которые не подвергались действию современных разрушительных факторов. Эти анализы показывают, что современный микробиом весьма сильно отличается от микробиома прошлого. В этом нет ничего удивительного: вспомните, что в сравнительно недалеком прошлом наши прадедушки и прабабушки меньше страдали ожирением, сахарным диабетом 2-го типа, аутоиммунными заболеваниями, социальной изоляцией. Они не контактировали с глифосатом, потребляли меньше солей натрия, а также не подвергались воздействию промышленных химикатов.
Исследование древних микробиомов, выявляемых в костных остатках, окаменевших фекалиях и зубных бляшках, говорит о том, что тысячи лет назад в организме человека обитали совсем не те микробы, которые живут в нем сегодня. В результатах этих анализов поражает тот факт, что состав древних микробиомов в значительной степени совпадал у людей, живших в разных местах и даже на разных континентах. Образцы, полученные в пещерах жарких стран и добытые из замороженных мумий стран северных, демонстрируют невероятное сходство. Зато поразительная разница выявляется при сравнении любого древнего микробиома с микробиомом современных людей. По мере того как люди переходили от охоты и собирательства к земледелию, состав микробиома изменился, приспособившись к изменениям пищевого рациона: уменьшилось разнообразие растительной пищи, так как основную часть питания стали составлять кукуруза и пшеница. Следующее взрывоподобное изменение микробиома произошло, когда человеческое общество стало более урбанизированным, когда появились антибиотики, когда пища стала состоять из злаков, сахара и обработанной пищи.
В последнее время, как я уже упоминал, состав микробов в человеческом организме разительно изменился благодаря действию многочисленных факторов – от антибиотиков до мороженого. При сравнении видового состава бактериальной флоры, населявшей ЖКТ людей в 60-е годы (то есть совсем недавно), с современным микробиомом выясняется, что у современных людей, людей 21 века, число видов бактерий в ЖКТ значительно уменьшилось. Действие факторов, нарушающих микробиом, привело к тому, что уменьшились и численность, и разнообразие бактериальных видов. Многие виды исчезли в результате безвестных катастроф на пути микробиома. Если мы исследуем микробы в кале современного человека, то увидим, что у него стало мало таких видов как Lactobacillus, Bifidobacterium, но зато стало много таких микроорганизмов как Escherichia coli, Shigella, Pseudomonas и других фекальных микробов, которые теперь безраздельно доминируют в ЖКТ. Так как бактериям не выдают свидетельств о рождении и нам не являются их призраки, чтобы рассказать, какие из них исчезли, нам приходится проводить сравнения с микробиомами прошлого.
Идентификация отсутствующих микробов – задача намного более трудная, чем обнаружение бактерий присутствующих, в необходимости которых мы сомневаемся и готовы ее оспорить. ДНК-анализ проливает свет на эту разницу. Одна международная исследовательская группа недавно предприняла титаническое усилие, позволившее открыть тысячи не опознанных ранее микроорганизмов как в западных, так и в иных человеческих популяциях. Когда ученые завершат исследование этих вновь открытых видов, мы сможем усвоить множество волнующих уроков и, может быть, извлечем какую-то пользу из этой сокровищницы. Такие же методы были использованы в изучении микробиомов представителей ныне живущих племен охотников и собирателей и остатков древних микробиомов. Таким образом, нам, вероятно, удастся составить обширный каталог множества утраченных микробных видов.
Сообщества людей, которые до сих пор ведут жизнь охотников и собирателей, позволяют нам заглянуть в кишечный микробиом людей, которые не знают, что такое антибиотики, фармакологические препараты или современная западная диета. Эти люди выкапывают из земли корни и клубни, копьем добывают себе мясо, пьют воду из рек и ручьев, не ездят на автомобилях и не пользуются мобильными телефонами. Если мы сравним кишечную флору современных цивилизованных людей с флорой представителей таких народностей как хадза в Танзании, матсе в Перу или яномами в бразильской сельве, то обнаружим, что микробиом современного человека отличается от их миробиома так же, как от обнаруживаемого в окаменевших древних фекалиях. Интересно, что сравнение микробиомов различных современных первобытных народностей показывает, что несмотря на то что эти племена разделены между собой огромными расстояниями, микробиомы их разительно схожи между собой. Бактериальные виды кишечной флоры представителей племени восточноафриканского племени хадза, например, похожи на виды флоры представителей перуанского племени матсе. Места проживания этих племен находятся на двух разных континентах, люди этих народностей просто физически не могут контактировать друг с другом. Необычная межкультурная, межконтинентальная схожесть породила рассуждения о том, что микробиом первобытных народов является отражением микробиома каменного века, то есть микробиома наших предков, который существовал, как часть эволюции, до того, как в игру вступили современные разрушающие факторы. Представляется все более несомненным, что именно наш странный микробиом 21 века, является исключением, а не правилом.
Идея о том, что те или иные заболевания могут вызываться отсутствием каких-то видов бактерий в кишечнике современных людей, породила концепцию целенаправленного искусственного замещения утраченных или дефицитных видов. Например, в одном недавно проведенном исследовании группа специалистов из Бостонской детской больницы возместила отсутствующие штаммы клостридий в кишечнике младенцев, страдавших пищевой аллергией, и обнаружила, что эта процедура, возможно, может устранить аллергию. Это лишь предварительный, но многообещающий вывод, так как, вероятно, поможет устранить распространенную и иногда опасную для жизни аллергию на арахис, яйца или рыбу – этими видами аллергии в настоящее время страдает все большее число детей.
Еще одним часто отсутствующим в кишечнике современных людей типом бактерий является Oxalobacter. Эти бактерии обитают в толстой кишке и охотно потребляют оксалаты – соли щавелевой кислоты, – которые присутствуют во многих пищевых продуктах, например в орехах, шпинате, свекле и шоколаде. Напротив, в микробиоме представителей первобытных народов присутствует огромное количество оксалобактера. По мере того как современные люди теряют бактерии этого типа, у них развиваются вызывающие сильную боль состоящие из оксалата кальция камни в почках; особенно часто такие камни образуются после приема антибиотиков. Особую тревогу вызывает тот факт, что частота оксалатных камней возрастает у детей, также особенно часто после курсов лечения антибиотиками. В возникновении оксалатных почечных камней могут играть роль и другие изменения состава микрофлоры кишечника, например избыточное размножение некоторых видов (Methanobrevibacter) и уменьшение численности других (Lactobacillus plantarum). Но все же главная причина образования камней – это утрата бактерий рода оксалобактеров.
Еще одна потеря – это утрата бактерии Bifidobacterium infantis, которая отсутствует у 90 % всех новорожденных. Присутствие бактерий этого вида в кишечнике дает новорожденному значительные преимущества в плане здоровья, роста и развития, но либо бактерия не переходит от матери к ребенку, либо теряется из-за назначения антибиотиков. Без B. infantis в кишечнике ребенка происходит избыточный рост микробов рода энтеробактер, при этом происходит повышение pH кала на многие годы. (При повышенных значениях pH ребенок теряет способность превращать олигосахариды материнского молока в жирные кислоты, питающие клетки кишечника и производящие другие полезные эффекты.) Например, в начале 20 века pH кала младенцев составлял, в среднем, около 5,0, в то время как у современных детей, при отсутствии полезной популяции B. Infantis, стул становится менее кислым – его pH составляет около 6,5 (по шкале кислотности это соответствует более чем десятикратному ее уменьшению). Восстановление популяции B. infantis защищает недоношенных детей от тяжелого и часто смертельного заболевания, называемого некротическим энтероколитом, при котором патогенные бактерии атакуют кишечную стенку и разрушают ее. Этот вид бактерий является одним из «краеугольных» микроорганизмов, которые, благодаря своей способности расщеплять питательные вещества, содержащиеся в материнском молоке, поддерживают рост и размножение других полезных бактерий по мере роста ребенка. Но даже вагинальные роды и грудное вскармливание не гарантируют того, что ребенок получит все необходимые виды и штаммы полезных бактерий, потому что их может не быть у самой матери, и она, таким образом, оказывается не в состоянии передать их новорожденному.
Восстановление популяции этой полезной бактерии оказывает и другие полезные воздействия помимо защиты от некротического энтероколита. Дети, у которых удается восстановить популяцию B. infantis, дольше спят ночью и днем, у них меньше вероятность возникновения потницы, они испражняются на 50 % реже, а следовательно, им надо реже менять пеленки. Благотворное действие этих микробов продолжается и после окончания младенческого возраста. У детей отмечается меньшая склонность к заболеванию аллергическим насморком, бронхиальной астмой, у них ниже риск аутоиммунных заболеваний, реже болит живот вследствие синдрома раздраженного кишечника, когда они становятся старше. Но что может быть лучше пробиотиков для восстановления в кишечнике ребенка популяции бактерий B. Infantis? Восстановление популяции этой бактерии у будущей матери до родов позволит ей передать бифидобактерию новорожденному в процессе родов, как и должно происходить в природе, не говоря уже о пользе для здоровья самой матери.
L. REUTERI: бацилла любви
Микроорганизм вида Lactobacillus reuteri – звезда в царстве кишечных микробов; эта бактерия оказывает потрясающе полезное действие на человека. Вплоть до середины 20 века большинство жителей западного мира наслаждались эффектами пребывания этой бациллы в своем кишечнике. Люди получали лактобациллу от своих матерей при прохождении по родовым путям и во время грудного вскармливания. Этот микроб присутствует у представителей первобытных племен, живущих в джунглях и в горах, а также у кур, свиней и других животных, что говорит о том, что он играет большую роль в выживании животных видов.
Однако современная жизнь привела к уничтожению этого вида у 96 % населения западного мира. Сегодня только 4 % – приблизительно 1 из 20 человек – являются носителями этого чудесного и полезного микроорганизма. Среди прочих замечательных свойств L. reuteri следует упомянуть его уникальную способность запускать высвобождение гормона окситоцина в мозге человека. Эта способность была подтверждена в ходе серии изящных экспериментов, проведенных в Массачусетском технологическом институте (МТИ). Нет, вы только подумайте: микроб, обитающий в ЖКТ, определяет один из важнейших аспектов деятельности головного мозга.
Окситоцин – это гормон эмпатии и привязанности. Он выделяется, когда человек влюблен, испытывает чувство сильной привязанности к другому человеку или ласкает свою собаку. Окситоцин помогает увидеть правоту соперника в споре, порождает сочувствие к бедственному положению других людей, уменьшает чувство социальной тревожности.
Утрата L. reuteri и его продуцирующих окситоцин эффектов означает, что у современных людей окситоцина меньше, чем у людей, живших 50 лет назад. Мы живем в эпоху нарастающей социальной изоляции, рекордного числа самоубийств, роста числа разводов. Может ли потеря L. reuteri быть, по крайней мере, одной из многих причин такого тревожного тренда? Конечно, существует сложный комплекс потенциальных причин, но не может ли потеря полезных микроорганизмов, исчезнувших из нашего восьмиметрового ЖКТ, включая и L. reuteri быть частью верного объяснения? Я уверен, что может.
