Смена рациона приводит к мгновенной реорганизации кишечных бактерий

Популяция различных типов бактерий в ЖКТ напрямую зависит от того, что мы ели в последние дни

(иллюстрация Wikimedia Commons).

Обед добровольца из группы потребителей растительной пищи, богатой клетчаткой

(фото Lawrence David).

Медики и биологи в последнее время всё чаще стали говорить о том, сколь значительную роль в нашей жизни играют синантропные организмы, и в частности, кишечные бактерии. Предыдущие исследования показали, что микрофлора ЖКТ помогает в лечении генетических заболеваний и даже рака. Поэтому учёные стали уделять ещё больше внимания тому, что влияет на кишечные бактерии, их организацию и популяцию в нашем организме.

Большинство экспериментов, направленных на исследование синантропных организмов в кишечнике, проводится на мышах. С людьми дело обстоит сложнее: добровольцев трудно попросить резко поменять свой рацион питания на несколько месяцев, а ведь именно столько может понадобиться для реорганизации кишечной микрофлоры. По крайней мере, так думали биологи раньше.

В 2009 году микробиолог из Гарвардского университета Питер Тёрнбо (Peter Turnbaugh) доказал, что значительные изменения в микрофлоре ЖКТ происходят у мышей всего через сутки после отказа от привычных блюд. Теперь же команда учёных из университета Дьюка во главе с Лоуренсом Дэвидом (Lawrence David) провела эксперимент с участием добровольцев, чтобы понять, сколько времени требуется человеку для реорганизации кишечных бактерий после смены рациона питания.

Популяция различных типов бактерий в ЖКТ напрямую зависит от того, что мы ели в последние дни (иллюстрация Wikimedia Commons).

Исследователи пригласили 10 добровольцев и попросили их питаться только тем, что им давали в лаборатории, на протяжении пяти дней.

Половина испытуемых ела пищу животного происхождения — бекон и яичница на завтрак, ребрышки и грудинка на обед, салями и ассорти сыров на ужин, сыр косичкой в качестве закуски. Другая половина добровольцев потребляла растительную пищу с высоким содержанием клетчатки: зёрна, бобы, фрукты и овощи. За несколько дней до и после эксперимента испытуемые также записывали, что они ели вне лаборатории, чтобы исследователи смогли оценить различия в рационе.

Учёные провели ДНК-анализ микрофлоры ЖКТ до, во время и после проведения эксперимента. Таким образом, они смогли определить, какие виды бактерий присутствовали в кишечнике и какие химические вещества они производили. Исследователи также изучили активность генов микроорганизмов.

Биологи отмечают, что хотя типы бактерий практически не изменились, но популяция различных типов существенно выросла, в особенности у мясоедов. Всего за четыре дня у представителей этой группы возрос уровень бактерий, терпимых к высоким уровням желчных кислот. Это объясняется тем, что при поедании мяса организм выделяет желчь для переваривания, а микрофлора ЖКТ реагирует на это почти мгновенно.

Активность генов кишечных микробов также изменилась при смене рациона. У мясоедов выросла активность генов, участвующих в расщеплении белков, а у потребителей клетчатки запустились гены, ответственные за переваривание углеводов.

Обед добровольца из группы потребителей растительной пищи, богатой клетчаткой (фото Lawrence David).

"Мы были очень удивлены, что за столь короткий срок активность генов у группы мясоедов практически стала совпадать с тем же показателем у хищных животных. Даже в тех случаях, когда человек в обычной жизни был вегетарианцем, а при проведении нашего эксперимента попал в группу потребителей пищи животного происхождения. То же верно и для второй группы: всего за несколько дней активность определённых генов стала той же, что и у травоядных животных в дикой природе", — рассказывает Дэвид.

С точки зрения эволюции, быстрая реорганизация кишечных бактерий при резкой смене рациона питания помогала нашим предкам лучше адаптироваться к изменениям условий окружающей среды. Но и в современном мире, где человек сам выбирает, чем ему питаться, эта способность имеет большое значение.

Как говорят коллеги Дэвида, не принимавшие участия в данной работе, однажды можно будет выработать метод "диетического" лечения заболеваний, связанных с микробиомом ЖКТ.

Пока ещё неизвестно, как именно нужно питаться, чтобы поддерживать популяцию необходимых для здоровья бактерий. Но учёные советуют как можно больше разнообразить диету: поедать пищу и животного, и растительного происхождения. Именно так можно будет поддерживать необходимую пропорцию всех видов полезных бактерий.

О своих выводах исследователи рассказали в статье, опубликованной в журнале Nature.

Также по теме:
Кишечные бактерии используют "биологическое оружие" для уничтожения конкурентов за питательную среду 
Организм младенца ослабляет иммунную систему для успешной колонизации бактериями
Кишечные бактерии уменьшили симптомы аутизма у мышей
Стройность может быть заразной
Кишечные бактерии помогут в борьбе с раком
Живот человека может варить своё собственное пиво