Познакомьтесь с собой. Как гены, микробы и нейроны делают нас теми, кто мы есть

Важно помнить, что до сих пор в точности непонятно, как все это работает, а исследования на людях пока ограничены. Хотя многие эксперименты говорят, что сахар вредит здоровью, было бы преждевременно заключать, что детям, выросшим на диете Вилли Вонки[54], грозит необратимый ущерб. Тем не менее целесообразно произвести разумные изменения в своем питании и в рационе детей, и лучше раньше, чем позже.

Как бактерии в кишечнике могут влиять на ваш аппетит

Все больше ученых считает, что микробиота кишечника также может влиять на аппетит и наклонять чашу весов. Как показали исследования на мышах с удаленными бактериями, это больше, чем просто «чувствовать нутром». Мыши без микробов рождаются и вырастают в стерильной среде, в них или на них никаких микробов нет. Ни одно другое существо на земле не является настолько чистым, даже Джун Кливер[55]. Хотя для какого-нибудь гермофоба жизнь этих мышей может казаться идеальной, такой уровень чистоты обладает негативными последствиями. Мыши без микробов худосочны, имеют дефекты иммунной системы и неадекватно реагируют на стресс. Такие аномалии стерильных мышей продемонстрировали удивительную мысль: бактерии в кишечнике не просто бродяги, проходящие сквозь него, – они играют важную роль для нашего здоровья и благополучия. Жизнь без них – не та жизнь, которую мы знаем.

Биологи задались вопросом, что произойдет, если заселить микробами кишечник стерильных мышей. Для этого исследователи проделали с мышами этакий «грязный трюк»: собрали материал из слепой кишки (первый участок толстой кишки) обычной мыши и нанесли на шерсть стерильного животного. Когда стерильная мышь начинала чиститься, она волей-неволей глотала слизь с бактериями. В результате мышь без микробов превращалась в мышь с микробами.

Тощие стерильные мыши, заразившие себя бактериями из кишечника обычной, за две недели значительно прибавили в весе. Удивительно, но бактериальная пересадка привела к тому, что худосочные мыши стали выглядеть так же нормально, как и те, что «пожертвовали» бактерии. Это увеличение массы произошло не из-за улучшения аппетита: бывшие стерильные мыши в реальности ели меньше, чем до получения микробов от нормальной. Чем же занимаются те бактерии, что помогли стерильным мышам набрать нормальный вес? Они привнесли новые гены, которые хорошо справляются с перевариванием сложных растительных углеводов, наличествующих в мышиной еде. Теперь, благодаря улучшению пищеварения, мыши смогли извлекать больше энергии из меньшего количества пищи.

Затем исследователям пришла в голову дикая мысль проверить, одинаковы ли кишечные бактерии. Что произойдет, если стерильные мыши получат бактерии от донора с ожирением, например от мыши ob/ob? Оказалось, что мыши без микробов, получившие бактерии от тучных мышей ob/ob, стали прибавлять в весе и вскоре напоминали своего толстого донора. Стерильные мыши становились почти на 30 % толще, когда получили бактерии от обычных мышей, и почти на 50 % толще, когда их новые бактерии пришли от донора с ожирением. Результат заставляет предположить, что кишечные бактерии у худых и толстых мышей действительно различаются и что их влияние выходит за пределы влияния на кишечник.

Вдохновившись первыми исследованиями, одна группа ученых стала «Льюисом и Кларком» кишечника[56]: они взялись определить различные бактерии, живущие в мышах разных видов. Национальные институты здравоохранения США инициировали аналогичный проект по определению микробов – обитателей человека; проект называется «Микробиом человека». Результаты все еще поступают, но как путешественники видят разных животных в лесу и пустыне, так и биологи видят разные типы бактерий в кишечнике тощих и толстых особей. Например, у тучных мышей больше бактерий типа Firmicutes и меньше бактерий типа Bacteroidetes. И фирмикуты, и бактероидеты включают множество разновидностей, которые обычно имеются в кишечнике млекопитающих. Фирмикуты способны извлекать из пищи больше калорий, нежели бактероидеты, что облегчает организму создание жировых запасов.

Большинство исследований подтверждает, что при ожирении у людей отношение Bacteroidetes к Firmicutes также понижено. Несбалансированный рацион связан с несбалансированной микробиотой. Исследование, проведенное в 2009 году пионером в области изучения микробиоты Джеффри Гордоном из Университета Вашингтона в Сент-Луисе, сравнивало кишечные бактерии тучных и худых близнецов и обнаружило различия в 383 бактериальных генах. У тучных испытуемых 75 % этих генов были от актинобактерий, а 25 % – от фирмикут. Бактероидеты никаких генов для тучных людей не дали. Напротив, у худых участников эксперимента 42 % таких генов дали как раз они. Многие из бактериальных генов, которые оказались различными у толстых и тощих людей, вовлечены в обмен веществ.