Почему тело дает сбой. Как ежедневные привычки могут незаметно нас убивать

Если в традиционном понимании между микробами и инфекциями существует линейная связь, то отношения между воспалением, кишечными микробами и болезнями, как правило, носят круговой характер. В UCLouvain, международном университете в Бельгии, профессор Патрис Кани изучает взаимодействие между пищей, кишечными микробами и затяжным низкоуровневым воспалением, которое приводит к хроническим заболеваниям. Он даже повесил на дверь своего кабинета табличку с девизом «Да здравствует кишечник!». В 2007 году Кани и его команда посадили группу мышей на диету с высоким содержанием жира, которая состояла главным образом из сала и кукурузного масла, в то время как контрольную группу мышей кормили традиционно. Месяц спустя вес мышей, сидевших на высокожировой диете, значительно увеличился, у них развились низкоуровневое воспаление, инсулинорезистентность и жировая болезнь печени.

Уровень в крови микробной молекулы липополисахарида, эндотоксина, который активирует врожденную иммунную систему и вызывает воспаление, повысился в два-три раза по сравнению с нормой. Кани ввел новой группе мышей чистый липополисахарид, повысив его уровень в крови до уровня мышей, которых кормили кукурузным маслом и салом. Ученый с удивлением обнаружил, что у них возникли те же проблемы со здоровьем: животные набрали столько же веса, сколько и их предшественники, и у них развились скрытое воспаление, инсулинорезистентность и жировая болезнь печени. Бактериальные токсины проходили через кишечный барьер, попадали в кровь и воспаляли организм, потенциально способствуя развитию метаболических заболеваний. Кани назвал это явление «метаболической эндотоксемией».

В первоначальном эксперименте воспалительные кишечные микроорганизмы расцвели в ответ на пищу. Микробиом кишечника является основным источником эндотоксинов в организме, и ученые обнаружили, что один и тот же микробиом может вырабатывать совершенно разное количество липополисахаридов и других воспалительных молекул. Это был важный поворот: сало и кукурузное масло, вероятно, повлияли не только на видовой состав кишечного микробиома, но и на основное поведение микроорганизмов, вынудив их выразить свое отвращение к определенным продуктам на языке иммунной системы. В 2018 году аналогичный эксперимент, проведенный на людях, подтвердил выводы Кани. В ходе шестимесячного рандомизированного контролируемого исследования ученые из Университета Циндао в Китае кормили более двухсот молодых людей преимущественно белым рисом и пшеничной мукой с добавлением различного количества соевого масла – самого распространенного в Азии. Рацион был рассчитан так, чтобы на жир у разных групп приходилось по 20, 30 и 40 % от общего количества потребляемых калорий. По мере увеличения содержания соевого масла в меню участников их микробиом воспалялся все сильнее, видовое разнообразие микробов уменьшалось, он выделял больше липополисахаридов и других воспалительных метаболитов и меньше – противовоспалительных. Уровень маркера воспаления CRP в крови увеличивался вместе с содержанием жира в рационе, что указывало на воспаление всего организма.

Кани и другие ученые рисуют запутанную, циклическую картину связи воспаления, микробов и болезней. Один или несколько внешних факторов вроде употребляемых в пищу продуктов могут изменить баланс и поведение кишечных микробов. Микроорганизмы затем проникают через слизистый барьер кишечника и вырабатывают воспалительные молекулы, такие как липополисахарид, что приводит к скрытому воспалению в кишечнике. По мере всасывания липополисахарида в кровоток заболевание распространяется по всему организму. Воспаленные эпителиальные клетки кишечника расслабляются, в созданном ими барьере образуются бреши, через которые пищевые антигены, бактериальные токсины и другие нежелательные элементы проникают в более глубокие слои кишечной стенки или попадают в кровь. Кроме того, микробы также в состоянии напрямую менять экспрессию генов и белков, способствуя тем самым развитию повышенной кишечной проницаемости. Воспаление может быть как ее причиной, так и следствием. Проблема, как известно, связана с различными хроническими воспалительными заболеваниями и может проявляться не только в самом кишечнике, но и в других отделах желудочно-кишечного тракта, например в пищеводе.

Даже здоровый кишечник иногда пропускает через себя лишнее, например во время выполнения физических упражнений или других внешних стрессовых воздействий, которые позволяют иммунной системе регулярно сталкиваться и знакомиться с чужеродными молекулами.