Микробиота. Тайны ваших бактерий

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.