«Все болезни – инфекционные, только не во всех случаях это пока доказано…»

Для обозначения всего комплекса факторов риска сердечно-сосудистых заболеваний и сахарного диабета врачами используется термин «метаболический синдром». Важными его компонентами являются ожирение, артериальная гипертензия, нарушение обмена углеводов и состава липидов крови. Причем все эти компоненты связаны между собой и являются «модифицируемыми», то есть медицина способна управлять этими рисками. Кстати, много лет считается, что метаболический синдром – это главная «неинфекционная» проблема современного человечества. Правда ли, что «неинфекционная»? Оказывается, нет. Микробы играют важнейшую роль в развитии ожирения, сахарного диабета 2-го типа и нарушений метаболизма углеводов.

Каковы же масштабы метаболического синдрома, этой «эпидемии» XXI века? К сожалению, по разным данным и критериям в большинстве развитых стран мира от 20 до 50 % населения подвержено этой проблеме. Россия – не исключение, в ней распространенность метаболического синдрома среди населения находится в диапазоне 40,3–50,5 %.

Чтобы было понятно, какое отношение микробы имеют к ожирению и сахарному диабету, приведем как пример яркий научный эксперимент на мышах от группы ученых под руководством Питера Дж. Тернбо. Для начала они доказали, что есть особый состав микробиома, который более эффективно превращает пищу в калории во время пищеварения. То есть некоторые микробы позволяют человеку усваивать больше калорий, чем усваивают другие люди с абсолютно таким же рационом (по объему и составу продуктов). Иными словами, наши приобретенные калории зависят не только от того, что мы съели, но и от того, какие микробы у нас в кишечнике участвовали в пищеварении!

Второй этап эксперимента предполагал пересадку микробиома от «мышей с ожирением» или от «стройных мышей» безмикробным мышам – специальным лабораторным мышам, у которых практически отсутствовали микробы в кишечнике. И в итоге: при пересадке микробиома от «мышей с ожирением» и при сохранении той же диеты и активности – у прежде безмикробных мышей начинался активный набор массы тела за счет прирастания жировой ткани. Получается, что набор массы тела зависел от конкретных микробов в кишечнике. Если вы спросите, чем же отличался микробиом «мышей с ожирением» от микробиома «стройных мышей», то в первую очередь – повышенным содержанием бактерий типа Фирмикуты. Итак, получается, выполнив пересадку микробиома, мы можем изменить склонность к набору массы тела, не изменяя режим питания.

Другой известный эксперимент под руководством Vanessa K Ridaura из США заключался в том, что использовалась известная научная модель близнецов. В науке, чтобы проверить роль генетических и внешних факторов в развитии какого-либо заболевания, нередко используют наблюдения за близнецами. Ведь если болезнь на 100 % генетически наследуемая, то у обоих близнецов одного пола она практически наверняка разовьется во всех случаях. Если же больше, чем генетика, влияют другие факторы (питание, образ жизни, вредные привычки), то частота развития болезни у близнецов будет разная. Недавно стало ясно, что и состав микробиома кишечника у близнецов серьезно отличается. Так вот, ученые в базе данных близнецов среди мышей отобрали таких, которые серьезно отличались между собой весом, а именно: один был с ожирением, а один – стройный. Далее образцы кишечного микробиома от каждой из группы («толстые» или «худые») пересадили обычным лабораторным мышам. При этом обе группы мышей (получившие «толстый» или «худой» микробиом) были на здоровой диете, с большим содержанием растительной клетчатки и малым процентом жиров. И что вы думаете? При сохранении такой диеты в дальнейшем мыши, получившие микробиом от экземпляров с ожирением, начали ощутимо набирать вес за счет жировой массы. Как видите, именно микробы кишечника определяют риски ожирения!

Думаю, что не нужно доказывать вред лишнего веса для жизни и здоровья человека. Уже десятки серьезных работ провели четкую связь, например, между окружностью талии и риском преждевременной смерти. Риски сердечно-сосудистых катастроф резко возрастают при избыточном весе. Но оказывается, что лишний вес еще оказывает и негативный эффект на структуру мозга! По данным высоко цитируемых научных исследований, избыточный вес приводит к снижению объема важной структуры мозга – гиппокампа. Это, кстати, было показано и на людях (нейровизуализационными методами), и на лабораторных животных. А ведь именно гиппокамп в нашем мозге отвечает за перевод полученной свежей информации в долговременную память, то есть «загружает информацию к нам на мозговой сервер». И размер гиппокампа имеет значение для качественной функции долговременной памяти. Другие исследования говорят о повышенном риске микроинсультов в мозге у лиц с ожирением. Есть и данные о снижении объема головного мозга в целом при наличии ожирения. В общем, опять то, что мы и утверждаем: кишечный микробиом и головной мозг связаны сложной осью взаимодействия. И метаболические нарушения, включая ожирение, связаны с нашими микробами с одного конца этой оси, и с нашим мозгом – с другого конца.

Что касается сахарного диабета, то опубликованы впечатляющие данные о том, как можно практически компенсировать его проявления с помощью пересадки микробиоты. Например, Питер де Гроот провел рандомизированное исследование по пересадке микробиоты пациентам с впервые выставленным диабетом 1-го типа, которое показало, что донорская микробиота приостановила нарушение продукции инсулина у этих пациентов. К тому же известно, что у больных сахарным диабетом 1-го типа снижено количество полезных микробов, продуцирующих короткоцепочечные жирные кислоты в кишечнике, в сравнении со здоровыми людьми. А назначение специальных пробиотиков с особыми бактериями или диеты с пребиотиками (полезными веществами) корректировало эти нарушения. Эти новые знания вызывают надежду для миллионов больных по всему миру.

Рис. 21. Эксперимент по пересадке кишечного микробиома в развитии ожирения, адаптировано из Ridaura VK и соавт. Science. 2013

Ну а диабет 2-го типа, вызванный снижением чувствительности клеток организма человека к инсулину? Это тоже микробиомзависимый процесс. Оказывается, что у части пациентов с этим заболеванием при пересадке микробиоты от здоровых стройных доноров удавалось на время улучшить чувствительность клеток к инсулину, то есть снизить проявления диабета. Эта работа, опубликованная в журнале Cell Metabolism в 2017 году, до сих пор приковывает внимание эндокринологов.

Вообще-то, уже формируется понятие «метаболический профиль» микробиома. То есть это все факторы метаболического риска или здоровья, которые несет в себе микробный состав кишечника конкретного человека. Ведь от микробиома зависит метаболическое здоровье в целом, да и в частностях, таких как риски развития ожирения, сахарного диабета и воспалительных заболеваний кишечника. Поэтому многим нашим читателям будет важно вынести для себя: развитие ожирения, рост массы тела – это не сугубо результат неумеренности в питании. Это и ответственность наших микробов. Поэтому, если кто-то не может контролировать свое пищевое поведение, что отражается на его весе – надо задуматься об определении состава своего микробиома. Возможно, что ключ к решению проблемы как раз у микробов в кишечнике.

А может быть, повреждение нашего микробиома при назначении антибиотиков – это и есть причина роста количества случаев ожирения в современном западном обществе? Кстати, если обращаться к данным, полученным у животных, то это именно так. По данным публикаций, лабораторные мыши, получающие антибиотики, имеют на 15 % больше жировой ткани по сравнению с остальными мышами. Да и в животноводстве, на тех фермах, где применяют антибиотики – прирост массы тела животных (свиней, коров, куриц) определенно выше. Для тех, кто не знал, что кроется под термином «факторы роста» в животноводстве и сельском хозяйстве, откроем карты – это антибиотики. Они действительно влияют на прирост массы тела животных. Но нужно ли это людям? А ведь интересную ассоциацию обнаружили ученые в США. В тех штатах, где выше объемы использования антибиотиков на душу населения, там выше и частота ожирения среди населения. Не правда ли, интересная ассоциация, заставляющая задуматься?

Есть еще один интереснейший аспект. По ряду работ известно, что микробиом у спортсменов, как правило, разнообразней и по составу отличается более «полезными» микробами. В одной из работ научной группы из Ирландии, в частности, было показано, что у профессиональных атлетов помимо более разнообразного и здорового состава микробов в кишечнике, еще и более активно протекают биохимические процессы в кишечнике: микробами больше производится полезных короткоцепочечных жирных кислот, активнее биосинтез аминокислот и метаболизм углеводов бактериями в кишечнике. Более того, в экспериментах на мышах выявили, что животные с развитым кишечным микробиомом отличаются гораздо большей выносливостью. Кстати, этот эффект сохраняется и при пересадке микробиома в экспериментах на животных. Так что в скором времени, чтобы улучшить свои спортивные показатели – человечество освоит трансплантацию микробиома от олимпийских чемпионов? Будет ли это считаться допингом и как это смогут отследить? Уверен, что такие проекты уже осуществляются, без широкой огласки.

Рис. 22. Что мы знаем о микробиоме спортсменов? Упражнения тренируют не только наше тело, но и повышают разнообразие нашего микробиома.