Мой лучший друг – желудок. Еда для умных людей

До тысячи разновидностей кишечных микробов поддерживают отношения друг с другом и с организмом хозяина. Это динамичное равновесие влияет на фундаментальные процессы в организме. В кишечнике живут вирусы, бактерии, грибы и археи – микробы с особым устройством и обменом веществ. До последнего времени мы не подозревали, как много там разных обитателей. Если вы сдавали посев на микрофлору (устаревшее и неверное название, потому что это скорее фауна, чем флора), то взятый у вас материал затем помещали на специальные питательные среды и смотрели, какие микробы вырастут и будут ли они чувствительны к антибиотикам. Проблема в том, что многие микроорганизмы не растут на питательных средах. Для их идентификации нужны другие методы исследования.

Потребовалось пять лет, усилия двухсот учёных из восьмидесяти научно-исследовательских институтов и 173 миллиона долларов, чтобы реализовать первую стадию проекта по изучению обитателей человеческого тела. Проект «Микробиом человека» (Human Microbiome Project) проводил генетические исследования биологического материала, полученного от здоровых добровольцев. Наследственная информация как у человека, так и у микробов закодирована в генах. Учёные прочли весь генетический материал микробов, которые живут вместе с человеком, и таким образом определили, что это за микробы. Человеческий микробиом – это сумма генов всех микроорганизмов, которые составляют микробное сообщество человеческого тела. Расшифровка микробиома стала огромным научным прорывом, сравнимым с исследованием генома человека.

Кто в доме хозяин?

Мы живём вместе со ста триллионами бактерий. Ещё раз: их 100.000.000.000.000! Рука устала, пока писала все эти нули. Это значит, что если прибавить ещё грибы, вирусы и остальное, то микробных клеток в нашем организме окажется примерно в пять раз больше, чем человеческих! (рис. 1.4)

Рис. 1.4. Тело и его клетки (по материалам Американской академии микробиологии, 2013 г.)

Но это ещё не самое главное. Важнее то, что примерно на 20 000 человеческих генов приходится 8 000 000 микробных. Мы получаем генетическую информацию от своих родителей. Она находится в хромосомах, половину которых мы наследуем от матери, а вторую – от отца. Те признаки, которые там записаны, и делают нас неповторимой, уникальной личностью. Единицей генетической информации является ген. Каждый из генов – инструкция по синтезу белка, а значит, решение конкретной задачи.

Дополнительный генетический материал – это страховка на случай изменения окружающей среды, потому что микробиом может меняться и подстраиваться под неё быстрее, чем геном человека. Пример тому – умение болезнетворных бактерий вырабатывать устойчивость к антибиотикам. Это неблагоприятно для человека, но демонстрирует широкие возможности бактерий вообще.

Бактерии создают белки с нужными функциями, которые сами люди синтезировать не в состоянии. У человека около двадцати ферментов, которые расщепляют углеводы, а у некоторых бактерий их более двухсот. Микробы помогают нам получать дополнительную энергию и питательные вещества и производят то, что мы сами не умеем. У мышей, которых растят в стерильных условиях, кишечник не заселяется микробами, поэтому они получают меньше энергии из пищи, чем обычные мыши. Если вы думаете, что этим худым мышам без кишечных микробов только лучше, вы ошибаетесь. Живут они мало и плохо, практически беззащитны перед инфекциями, зато стройные.

Пришельцы, откуда вы?

Новорождённый ребёнок, проходя по родовым путям, получает свои первые микробы от матери. Затем его кишечник продолжает заселяться микроорганизмами, которые находятся в грудном молоке. Оно содержит не только бифидобактерии, но и углеводы (олигосахариды), которыми эти бактерии питаются. Кроме того, ребёнок получает часть микрофлоры от окружающих его людей. К двум-трем годам микробный пейзаж человека становится стабильным и достаточно индивидуальным. Он зависит от места и условий жизни, питания, перенесённых болезней.

Взаимодействие между человеком и его микробами – это всегда динамическое равновесие. При благоприятных условиях жизни у здорового человека они приносят пользу, участвуя в обмене аминокислот и желчи, синтезируя витамины, метаболизируя лекарства, тренируя иммунную систему кишечника. Если по каким-то причинам это экологическое равновесие нарушается, вчерашние друзья начнут бороться между собой и с хозяином.

Так называемый дисбактериоз – нарушение равновесия внутри микробного сообщества. Однако современная диагностика не позволяет установить, как количественно и качественно меняется мир кишечных микробов. Только малая часть из них живёт в просвете кишечника, остальные образуют плотную биоплёнку на его поверхности, поэтому просто недоступны для обычного анализа. Пока мы недостаточно знаем о том, что влияет на кишечную микрофлору и каким образом её состав обеспечивает наше здоровье.

Позаботиться о микробах. Пробиотики и пребиотики

Как обеспечить своим микробам счастье и радость, а себе – дополнительное здоровье? Возможно ли это? Мы делаем так каждый день, когда едим продукты, которые подвергались ферментации, одним из видов которой является молочнокислое брожение. Традиционные для нашей страны квашение и мочение – тоже ферментация с участием молочнокислых бактерий. В продуктах ферментации естественным образом живут полезные пробиотические бактерии. Попадая в кишечник, они взаимодействуют с нашими собственными микробами и таким образом положительно влияют на здоровье. Надо понимать, что это взаимодействие – дело сугубо индивидуальное, и как бы ни рекламировали особый обогащённый йогурт по телевизору, если вам от него нехорошо, не стоит его пить. Не все продукты с пробиотиками эффективны: в них может быть недостаточно полезных бактерий или они не дойдут до кишечника в живом и неизменном виде, а поэтому не подействуют.

Пробиотики – это живые организмы, их положительное влияние на человека должно быть доказано в клинических исследованиях. Отдельные пробиотики применяются для лечения конкретных заболеваний (диареи путешественников, антибиотикоассоциированной диареи, лактазной недостаточности). Доза и целесообразность назначения определяется врачом, который опирается на данные исследований.

Пробиотики широко рекламируются и часто применяются самостоятельно, но надо помнить, что при серьезных заболеваниях они неэффективны. Лёгкий понос после того, как вы потрогали еду грязными руками, пройдёт и без них, микробы кишечника и иммунная система сами справятся с незваными гостями. Надо только помочь лечению правильной диетой, достаточным питьем, а назначение лекарств оставить врачу. То же касается и самостоятельного применения антибиотиков, особенно широкого спектра действия, часто устаревших и крайне неблагоприятно влияющих на кишечную микрофлору.

Если пробиотики – это полезные микроорганизмы, то пребиотики – это еда для них. Вспомните грудное молоко, которое содержит и то, и другое. К пребиотикам относится инулин в топинамбуре. Искусственный пребиотик – лактулоза – благодаря своим полезным свойствам является эффективным и безопасным слабительным. Овощи, фрукты, злаки, молочные продукты естественным образом содержат пребиотики, которые кормят наших микробов, стимулируют их рост и активность. Микробный пейзаж постоянно обновляется. Помочь своим микробам мы можем, если будем питаться разумно и разнообразно.

Микробы – это крохотные живые организмы, которые нельзя увидеть невооружённым глазом. К ним относятся бактерии, археи, грибы и простейшие. Учёные сомневаются, могут ли вирусы считаться живыми, поскольку для размножения они используют другие клетки, но, несомненно, они являются важной частью кишечного сообщества.

Человеческий микробиом – это сумма генов всех микроорганизмов, которые составляют микробное сообщество человеческого тела. Первая фаза исследования микробиома продолжалась пять лет (2007–2012 годы), это стало огромным научным прорывом, сравнимым с расшифровкой генома человека.

Пробиотики – живые микроорганизмы, которые, попадая в организм в достаточном количестве с едой или лекарственными препаратами, оказывают благоприятное влияние на здоровье человека.

Пребиотики – неперевариваемые компоненты пищи, которые стимулируют рост и активность собственных кишечных микробов человека.

1.5. Поджелудочная железа и две её работы

Для желудка незаменим?

Во время очередного повышения квалификации я занималась гастроэнтерологией. Руководитель цикла просто потрясала своей глубокой и разносторонней эрудицией. «Коллеги, – спрашивала она, – какое лекарство чаще всего принимают самостоятельно при болях в животе?» Всё перебрали, но не угадали. Оказалось, препарат ферментов поджелудочной железы, который широко рекламируется. Профессор-гастроэнтеролог думает, что этим и объясняется его популярность. Сказали в телевизоре, что он для желудка незаменим, вот люди сами пьют и дают его детям.

Поджелудочная железа вырабатывает ферменты, которые расщепляют и белки, и жиры, и углеводы. Она способна регулировать их количество в соответствии с составом и объёмом поступающей пищи. Не так уж много людей страдают тяжелыми болезнями, при которых нарушается выработка панкреатических ферментов, – например, муковисцидозом (наследственным заболеванием) или хроническим панкреатитом (воспалением поджелудочной железы). Но ферментные препараты принимают почти все, и это связано с привычкой регулярно есть больше, чем нужно.

Что происходит, если человек переел? Он чувствует себя раздутым, еда буквально стоит в горле, его могут беспокоить боли, отрыжка, тошнота, тяжесть в желудке. И тут на помощь приходит волшебная таблетка. Конечно, она не ликвидирует всех последствий переедания, а главное, при регулярном потреблении снижает выработку собственных ферментов.

Существует и более простой путь. Не организовывать своими руками панкреатическую недостаточность. Не перегружать поджелудочную железу избытком еды и алкоголя, которые её повреждают. Есть столько, чтобы почувствовать себя сытым, но не больше. Не кормить насильно детей, не использовать уговоры, угрозы и шантаж, чтобы впихнуть в них побольше совершенно ненужной им сейчас еды. Желание есть сигнализирует о том, что пищеварительная система выработала достаточно ферментов, а еда будет должным образом переварена и использована. Необходимо прислушиваться к своему телу, как бы наивно и высокопарно это ни звучало.

Из кухни стало поступать потрясающее количество новых блюд – супов, тушений, закусок, приправ, – и каждое из них было сочнее, душистее и экзотичнее, чем предыдущее. У Ларри начались нелады с желудком. Презирая простейшее лекарство – есть поменьше, – он запасся огромной банкой соды и торжественно принимал определенную дозу всякий раз после еды.

– Зачем столько есть, милый, если это тебе вредит? – спросила мама.

– Если бы я ел меньше, это было бы неуважением к твоему кулинарному искусству, – ответил Ларри елейным голосом.

– Ты ужасно толстеешь, – заявила Марго. – Это тебе не на пользу.

– Ерунда! – с беспокойством произнёс Ларри. – Я вовсе не толстею. Мама, скажи?

– Пожалуй, ты прибавил немного в весе, – решила мама, окидывая его критическим взглядом.

– А все по твоей вине, – необдуманно сказал Ларри. – Без конца соблазняешь меня этими ароматными блюдами. Дело дойдет до язвы. Надо переходить на диету. Марго, ты можешь предложить мне хорошую диету?

– Конечно, – сказала Марго, с восторгом обращаясь к своей излюбленной теме. – Попробуй диету из апельсинового сока и салата. Это очень полезно. А можешь сесть на молоко и сырые овощи. Тоже очень полезная диета, но отнимает много времени. Есть ещё диета из варёной рыбы и чёрного хлеба. Только я пока не знаю, что это такое, я её ещё не пробовала.

– Бог мой! – воскликнул совершенно потрясённый Ларри. – И это называется диетой?

– Да, – серьезно ответила Марго. – И все они очень полезны.

– Ну нет! – твердо сказал Ларри. – Не стану я этого делать. Я не какое-нибудь копытное, чтобы мерами изгрызать сырые фрукты и овощи. Вы все должны примириться с тем, что я уйду от вас в молодые годы, погибнув от ожирения сердца.

Джеральд Даррелл. «Моя семья и другие звери»

Две работы поджелудочной

Поджелудочная железа весит примерно 100 г, лежит ниже и позади желудка, состоит, как экзотическая рыба, из головки, тела и хвоста. По своей структуре она похожа на слюнные железы, вот почему её так любит вирус паротита (свинки). В поджелудочной железе как бы смешаны два разных органа, состоящие из разных клеток с разными функциями. Одну функцию мы уже знаем – это синтез и выделение пищеварительных ферментов (рис 1.5).

Рис. 1.5. Экзокринные клетки поджелудочной железы

Экзокринные клетки («экзо» – вне, снаружи) производят ферменты, которые по системе каналов поступают в главный проток поджелудочной железы. Он сливается с общим печёночным протоком, который несет желчь, и единым протоком они впадают в двенадцатиперстную кишку. Чтобы мощные ферменты, которые переваривают белки, не разрушали саму железу, они вырабатываются в неактивном виде, доходят до кишечника и только там начинают работать.

При травме, токсическом или вирусном поражении поджелудочной железы, при закупорке протока (например, желчным камнем) накапливается много панкреатического сока. Ферменты становятся активными, потому что блокируется их ингибитор. Они начинают переваривать ткани железы, вызывая воспаление. Это состояние называется острым панкреатитом.

Вторая часть поджелудочной железы – эндокринная («эндо» – внутри). Она состоит из скоплений клеток (эти структуры называются островками Лангерганса), которые разбросаны по всей железе (рис. 1.6). Разные виды этих клеток производят гормоны, регулирующие количество глюкозы в крови. Это инсулин и глюкагон, белковые гормоны с противоположным действием, которые не нуждаются в протоках, а непосредственно поступают в кровь. Уровень глюкозы в крови очень важен для поддержания постоянства внутренней среды и нормальной работы мозга, для которого глюкоза является основным источником энергии.

Рис. 1.6. Эндокринные клетки в островках Лангерганса

Инсулин и глюкагон

Если бы поджелудочная железа не умела регулировать количество сахара в крови, мы бы чувствовали то дикую слабость, желание прилечь и полную невозможность сосредоточиться, когда уровень глюкозы низкий; то огромную жажду, усталость и ступор, когда глюкоза в крови взмывала бы под облака. Чтобы этого не происходило, лишняя глюкоза удаляется из крови и запасается. Если же её уровень падает, она поступает в кровь из депо или синтезируется из других молекул. Не большой брат, а поджелудочная железа, которая вырабатывает инсулин и глюкагон, следит за вами.

В этой паре гормонов инсулин отвечает за утилизацию сахара. Для того чтобы клетка получила глюкозу, ей нужен посредник – инсулин. Он соединяется с клеточными рецепторами, и в клетку поступает глюкоза – основной источник энергии. Когда я объясняю это детям, то говорю, что глюкоза – это пассажир, инсулин – машина, а клетка – гараж. Мозг питается напрямую, печень может самостоятельно запасать глюкозу. Все остальные органы и ткани снабжаются благодаря инсулину. Это уникальный гормон, потому что он в одиночку, без дублеров доставляет глюкозу в клетки. Инсулин не только регулирует обмен углеводов, но и влияет на все остальные метаболические процессы, например увеличивает синтез белка.

После еды уровень сахара в крови возрастает, глюкоза активно используется работающими клетками, а её избыток забирают мышцы и печень и запасают в виде сложного углевода – гликогена. Эти запасы равны примерно суточному бюджету калорий, они обеспечивают стабильный уровень глюкозы между приёмами пищи и энергию для работающих мышц. Если мы не тратим энергию или едим больше, чем нам нужно, глюкоза продолжает прибывать, и её надо куда-то деть. Под влиянием инсулина печень преобразует глюкозу в жирные кислоты, затем они отправляются в жировую ткань, там превращаются в триглицериды и запасаются. Запасы жира, в отличие от гликогена, могут расти неограниченно, при этом увеличивается объём и количество жировых клеток. У нас всего два варианта – либо мы тратим энергию, либо она запасается.