Цивилизация
Сколько людей мечтают похудеть без усилий, просто проглотив таблетку. Возможно, в обозримом будущем их желание исполнится. Глотать надо будет капсулу с микроорганизмами, но, чтобы она сработала, придется правильно питаться. Специалисты Медицинского центра Университета Вашингтона и их коллеги из других американских исследовательских центров выделили из кишечной микрофлоры сухощавых людей бактерии, которые при определенной диете препятствуют ожирению и нормализуют метаболизм.
Влияние диеты и микроорганизмов на метаболизм человека исследуют давно. Ученые выяснили, что структура кишечной микрофлоры влияет на ожирение, хотя сведения в этой области достаточно противоречивы. Кроме того, известно и то, что продукты, богатые клетчаткой, например фрукты и овощи, способствуют многообразию «полезных» бактерий кишечника. В работе, опубликованной в журнале Science, американские специалисты идентифицировали эти бактерии и доказали, что микрофлора из кишечника худощавого человека придаст стройности тучному.
Влияние кишечной микрофлоры на метаболизм удобно изучать на близнецах, которые отличаются комплекцией. В этом случае разница в обменных процессах обусловлена не генетическими причинами, а внешними факторами, в том числе пищевыми привычками и видовым составом кишечных бактерий. Ученые проанализировали данные о 1539 женских близнецовых парах от 21 до 32 лет и нашли среди них четыре (одна пара однояйцевых близнецов и три пары разнояйцевых), в которых близнецы существенно отличались массой тела. У восьми женщин взяли пробы кишечной микрофлоры и ввели через желудочный зонд взрослым мышам, лишенным собственных бактерий.
Безмикробных животных специально получают и выращивают в стерильных условиях для подобных экспериментов. Каждый образец «человеческой» микрофлоры достался трем-четырем мышам. Грызунов содержали поодиночке и кормили стандартным мышиным кормом с малым количеством жиров (4%) и высоким содержанием клетчатки.
Мыши, которым ввели микроорганизмы тучных людей, быстрее набирали вес, причем за месяц содержание жира относительно массы тела возросло у них на 15%. Грызуны, получившие микрофлору стройных людей, сохранили постоянство массы тела и не толстели.
Эта разница не связана с количеством потребляемой мышами пищи или состоянием их иммунной системы. Но ученые обнаружили, что у стройных и тучных животных разный состав кишечной микрофлоры. Ферментные системы микрофлоры стройных усиленно расщепляют полисахариды, в том числе плохо усваиваемые крахмалы, что способствует уменьшению массы тела и жировых отложений, тогда как микрофлора тучных поддерживает биохимические пути, приводящие к ожирению.
Чтобы проверить, действительно ли дело в бактериях, исследователи устроили «битву микробиот». Они посадили несколько тучных и стройных мышей в одну клетку. Мышам свойственна копрофагия: они поедают фекалии друг друга, а вмести с ними и кишечные бактерии. Спустя 10 дней совместной жизни тучные мыши, которых содержали со стройными, сбросили жир, у них изменился обмен веществ, а стройные такими и остались, микробы тучных соседей не повлияли на их микробиоту и метаболизм.
В микрофлоре стройных грызунов (и людей) велика доля представителей семейства Bacteroidetes. Эти бактерии в результате копрофагии попадают в кишечник тучных мышей, занимают там определенные ниши и влияют на метаболизм животных, обеспечивая их похудение.
Эти же Bacteroidetes не пускают в организм стройных мышей бактерии из кишечника мышей, страдающих ожирением. За время совместного содержания ни одна стройная мышь не пострадала, то есть не потолстела. Но, если сообщество «микробов стройности» так стабильно, почему у нас столько людей с ожирением? Оказывается, чудодейственный эффект микрофлоры зависит от рациона.
Стандартная диета мышей содержит много углеводов и мало жиров. Исследователи разработали для них «человекоподобные» диеты. В одной, имитирующей здоровое питание (много овощей и фруктов, нежирное мясо, растительное масло) было много пищевых волокон и мало насыщенных жиров, а в другой клетчатки было мало, зато насыщенных жиров в избытке. Мыши получали эти компоненты в виде стерильных сухих гранул. При совместном содержании стройных и тучных мышей, получавших здоровую пищу, результат был тот же: «стройная» микробиота вытесняет «тучную». Но в кишечнике толстых мышей, получавших жирную еду, Bacteroidetes не приживаются, бактерии не передаются от стройных мышей толстым, и те совсем не худеют.
Исследования, проведенные американскими учеными, позволяют решать проблемы влияния разных диет на состав кишечной микрофлоры на модели животных, с которыми работать гораздо проще, чем с людьми.
Теперь можно идентифицировать все бактерии, проверить их влияние на обмен веществ и взаимодействие с другими видами кишечной микрофлоры при разных условиях. И, возможно, в будущем у нас появится бактериальный препарат, который позволит нормализовать обмен веществ и избавиться от ожирения. Но только при правильном питании.