Еда и микробиом. Традиционные продукты питания разных культур для здоровья и благополучия

Пахнет в комнате, не будем кривить душой, жидким стулом. Потому что смесь в цилиндрах примерно то самое собой и представляет – настоящие человеческие, так сказать, образцы, только разведенные до жидкого состояния. Этот запах словно сам липнет к вашим ноздрям[119]. Правда, он совсем не смущал сотрудников, следивших за экспериментом. И надо признать, несмотря на обилие, хм, биоматериалов, меры безопасности в лаборатории весьма умеренные. «Здесь ничуть не опаснее, чем в общественном туалете», – уверяет мой проводник по лаборатории Томас де Вутерс. Правда, не забывает добавить: «Только не трогайте ничего без особой нужды». (Что ж, совет вполне уместный и для вышеупомянутых туалетов.)

Вся эта экспериментальная установка представляет собой копию – пусть не по внешнему сходству, но по функции – нижнего отдела человеческого пищеварительного тракта. Проводить пищу по длинным пищеварительным камерам, как это делалось в других экспериментальных моделях, здесь не нужно. В цилиндрах, как и в человеческом кишечнике, поддерживается анаэробная среда. Из донорских образцов кала выделяют микробов, затем культивируют и распределяют по разным камерам искусственного кишечника. Это дает исследователям возможность иметь сразу пять экспериментальных «кишечников», в которые исходно вводится одинаковая микробная популяция плюс один контрольный. Дальше ученые могут всячески манипулировать средой так, чтобы образцы становились похожи по микробному составу на верхние отделы толстого кишечника, или сравнивать их с тем, что происходит в его нижних отделах. Причем эксперименты могут идти непрерывно целыми месяцами.

Эта хитроумная, пусть и весьма пахучая, установка позволяет отслеживать, как меняется метаболизм кишечника и какие экологические сдвиги в нем происходят при изменении условий. В день моего визита ученые анализировали, насколько полно разлагаются кишечными микробами разные пищевые волокна и какие короткоцепочечные жирные кислоты при этом образуются. В частности, их интересовали растворимые волокна, побуждающие микробиоту продуцировать бутират – соединение, стимулирующее рост важнейших клеток кишечной выстилки. Скорость выработки этого полезнейшего соединения, разумеется, зависит от исходного состава микробиоты в образцах, полученных от доноров, так что исследователи проводят серию экспериментов на биоматериале разных доноров, а потом сравнивают результаты и выявляют общие закономерности.

Они также могут изучать разные показатели, связанные со здоровьем, от времени удержания (то есть времени, которое проходит между сами догадываетесь чем) до сдвигов рН. В реальном человеческом кишечнике на эти важнейшие параметры могут разом влиять мириады факторов, разобраться в которых очень сложно. «Жуткая неразбериха», – кратко, но емко описывает де Вутерс динамику, в которой пребывает пищеварительная система людей, живущих своей обычной жизнью. А здесь, в тщательно контролируемых лабораторных условиях, сразу заметно, что небольшое изменение рН – скажем, всего на 0,2 пункта – оказывает сильное влияние на кишечник. «Мы можем увидеть то, что никак невозможно наблюдать у доноров», – поясняет он. Исследователи также анализируют образцы, взятые у людей с воспалительными заболеваниями кишечника и другими болезнями. Или даже искусственно создают уникальные микробные сообщества, а потом следят, как те себя ведут.

Как Кристоф Лакруа и его коллеги отмечают в своей статье, стандартное генетическое секвенирование человеческого микробиома дало науке замечательную возможность выяснить, кто из микробов обитает в нашем кишечнике. Но оно ничего не может сказать о том, как именно они там существуют и что делают. Теперь необходимо начать «постигать сложные межмикробные взаимодействия и выявлять ниши, играющие главную роль в кишечной ферментации», пишут они.

Для этого Лакруа и придумал свои стеклянные «кишечники». «С помощью этих ферментационных камер мы имитируем работу кишечных микробов», – объясняет он мне на превосходном английском, когда я заглядываю в его залитый солнцем кабинет недалеко от лаборатории с экспериментальной установкой. «Еще мы можем культивировать в этих кишечных камерах разные микроорганизмы, чтобы имитировать инфекцию. А затем используем эти модели, чтобы тестировать разные методы лечения, например антибиотиками или пробиотиками».