О’Киф обнаружил, что экскременты американцев, в отличие от экскрементов южноафриканцев, свидетельствуют о разрушительном воздействии западной диеты: в них наблюдалось низкое видовое разнообразие микробов и обилие токсичных, воспалительных метаболитов, а не короткоцепочечных жирных кислот. Среди этих воспалительных химических веществ в стуле американцев были вторичные желчные кислоты. Желчь, вырабатываемая в печени и хранящаяся в желчном пузыре, помогает расщеплять жиры. Большинство желчных кислот повторно всасываются в тонком кишечнике, однако постоянное прохождение желчи дальше по кишечнику при западном рационе питания приводит к тому, что избыток желчи достигает толстой кишки. Здесь бактерии, перерабатывая ее, образуют вторичные желчные кислоты – потенциальные канцерогены, повреждающие нашу ДНК. Избыток вторичных желчных кислот способствует размножению и процветанию микробов с воспалительными свойствами и оказывает негативное влияние на иммунные клетки и воспаление в кишечнике и по всему организму.
Было доказано, что присутствие вторичных желчных кислот связано с различными видами рака.
О’Киф также обратил внимание на высокий уровень холина в стуле американцев и повышенное содержание вещества под названием триметиламин N-оксид в их моче. Холин и карнитин – это питательные вещества, которые в больших количествах присутствуют в продуктах животного происхождения, таких как мясо, молоко и яйца, и лишь в незначительном количестве – в некоторых растительных продуктах. Когда организм получает эти нутриенты вместе с животной пищей, кишечные бактерии вырабатывают метаболиты. Печень преобразует их в триметиламин N-оксид – вредное соединение, активирующее макрофаги и другие иммунные клетки, тем самым усиливая воспаление во всем организме. Исследования показывают, что уровень триметиламин N-оксида в крови коррелирует с размером атеросклеротических бляшек и предсказывает риск сердечных приступов, инсультов и даже смерти. Высокий уровень триметиламин N-оксида также связан с другими хроническими заболеваниями, включая рак, деменцию, диабет и болезни почек.
На две недели О’Киф поменял рацион питания участников своего эксперимента: американцев он кормил кукурузной кашей, бобами и фруктами, а южноафриканцев – жареным мясом, гамбургерами и картошкой фри. Когда две недели подошли к концу, он снова заглянул в их кишечник. Примечательно, что эпителиальные клетки южноафриканцев теперь делились быстрее, чем у американцев, а маркеры воспаления толстой кишки, включая огромное количество кишечных макрофагов, увеличились. Южноафриканцы потеряли многие виды микроорганизмов в своем кишечнике – произошло заметное снижение их видового разнообразия, – а также половину бутирата в кале, но при этом получили больше холина и вторичных желчных кислот. Между тем у американцев микробное разнообразие увеличилось, бутирата стало более чем в два раза больше, а содержание вторичных желчных кислот снизилось.
Клетчатка жизненно необходима нам для накопления полезных кишечных микробов. Длинные, извилистые кишки людей и других приматов на протяжении миллионов лет эволюции перерабатывали главным образом растительную пищу. Первые люди обожали мясо, однако питались главным образом листьями, овощами, орехами, цветами и фруктами, а иногда лакомились мелкими насекомыми. Их длинный кишечник, многочисленные складки которого обеспечивали большую площадь всасывающей поверхности и огромное пространство для микробов, идеально подходил для расщепления волокнистой растительной массы. Наши предки из палеолита, появившиеся порядка 2,5 миллионов лет назад, также питались в основном растительной пищей, потребляя не менее 100 граммов клетчатки каждый день – за редким исключением, как признает большинство антропологов. Зерна различных диких растений были найдены на поверхности орудий каменного века, таких как ступки и пестики. На окаменелых зубных камнях людей эпохи палеолита обнаружены следы ячменя, бобовых культур и корнеплодов. Значит, люди могли употреблять эту пищу задолго до сельскохозяйственной революции, то есть примерно десять тысяч лет назад.