Бактерии создают белки с нужными функциями, которые сами люди синтезировать не в состоянии. У человека около двадцати ферментов, которые расщепляют углеводы, а у некоторых бактерий их более двухсот. Микробы помогают нам получать дополнительную энергию и питательные вещества и производят то, что мы сами не умеем. У мышей, которых растят в стерильных условиях, кишечник не заселяется микробами, поэтому они получают меньше энергии из пищи, чем обычные мыши. Если вы думаете, что этим худым мышам без кишечных микробов только лучше, вы ошибаетесь. Живут они мало и плохо, практически беззащитны перед инфекциями, зато стройные.
Пришельцы, откуда вы?
Новорождённый ребёнок, проходя по родовым путям, получает свои первые микробы от матери. Затем его кишечник продолжает заселяться микроорганизмами, которые находятся в грудном молоке. Оно содержит не только бифидобактерии, но и углеводы (олигосахариды), которыми эти бактерии питаются. Кроме того, ребёнок получает часть микрофлоры от окружающих его людей. К двум-трем годам микробный пейзаж человека становится стабильным и достаточно индивидуальным. Он зависит от места и условий жизни, питания, перенесённых болезней.
Взаимодействие между человеком и его микробами – это всегда динамическое равновесие. При благоприятных условиях жизни у здорового человека они приносят пользу, участвуя в обмене аминокислот и желчи, синтезируя витамины, метаболизируя лекарства, тренируя иммунную систему кишечника. Если по каким-то причинам это экологическое равновесие нарушается, вчерашние друзья начнут бороться между собой и с хозяином.
Так называемый дисбактериоз – нарушение равновесия внутри микробного сообщества. Однако современная диагностика не позволяет установить, как количественно и качественно меняется мир кишечных микробов. Только малая часть из них живёт в просвете кишечника, остальные образуют плотную биоплёнку на его поверхности, поэтому просто недоступны для обычного анализа. Пока мы недостаточно знаем о том, что влияет на кишечную микрофлору и каким образом её состав обеспечивает наше здоровье.
Позаботиться о микробах. Пробиотики и пребиотики
Как обеспечить своим микробам счастье и радость, а себе – дополнительное здоровье? Возможно ли это? Мы делаем так каждый день, когда едим продукты, которые подвергались ферментации, одним из видов которой является молочнокислое брожение. Традиционные для нашей страны квашение и мочение – тоже ферментация с участием молочнокислых бактерий. В продуктах ферментации естественным образом живут полезные пробиотические бактерии. Попадая в кишечник, они взаимодействуют с нашими собственными микробами и таким образом положительно влияют на здоровье. Надо понимать, что это взаимодействие – дело сугубо индивидуальное, и как бы ни рекламировали особый обогащённый йогурт по телевизору, если вам от него нехорошо, не стоит его пить. Не все продукты с пробиотиками эффективны: в них может быть недостаточно полезных бактерий или они не дойдут до кишечника в живом и неизменном виде, а поэтому не подействуют.
Пробиотики – это живые организмы, их положительное влияние на человека должно быть доказано в клинических исследованиях. Отдельные пробиотики применяются для лечения конкретных заболеваний (диареи путешественников, антибиотикоассоциированной диареи, лактазной недостаточности). Доза и целесообразность назначения определяется врачом, который опирается на данные исследований.
Пробиотики широко рекламируются и часто применяются самостоятельно, но надо помнить, что при серьезных заболеваниях они неэффективны. Лёгкий понос после того, как вы потрогали еду грязными руками, пройдёт и без них, микробы кишечника и иммунная система сами справятся с незваными гостями. Надо только помочь лечению правильной диетой, достаточным питьем, а назначение лекарств оставить врачу. То же касается и самостоятельного применения антибиотиков, особенно широкого спектра действия, часто устаревших и крайне неблагоприятно влияющих на кишечную микрофлору.
Если пробиотики – это полезные микроорганизмы, то пребиотики – это еда для них. Вспомните грудное молоко, которое содержит и то, и другое. К пребиотикам относится инулин в топинамбуре. Искусственный пребиотик – лактулоза – благодаря своим полезным свойствам является эффективным и безопасным слабительным. Овощи, фрукты, злаки, молочные продукты естественным образом содержат пребиотики, которые кормят наших микробов, стимулируют их рост и активность. Микробный пейзаж постоянно обновляется. Помочь своим микробам мы можем, если будем питаться разумно и разнообразно.
Микробы – это крохотные живые организмы, которые нельзя увидеть невооружённым глазом. К ним относятся бактерии, археи, грибы и простейшие. Учёные сомневаются, могут ли вирусы считаться живыми, поскольку для размножения они используют другие клетки, но, несомненно, они являются важной частью кишечного сообщества.
Человеческий микробиом – это сумма генов всех микроорганизмов, которые составляют микробное сообщество человеческого тела. Первая фаза исследования микробиома продолжалась пять лет (2007–2012 годы), это стало огромным научным прорывом, сравнимым с расшифровкой генома человека.
Пробиотики – живые микроорганизмы, которые, попадая в организм в достаточном количестве с едой или лекарственными препаратами, оказывают благоприятное влияние на здоровье человека.
Пребиотики – неперевариваемые компоненты пищи, которые стимулируют рост и активность собственных кишечных микробов человека.
1.5. Поджелудочная железа и две её работы
Для желудка незаменим?
Во время очередного повышения квалификации я занималась гастроэнтерологией. Руководитель цикла просто потрясала своей глубокой и разносторонней эрудицией. «Коллеги, – спрашивала она, – какое лекарство чаще всего принимают самостоятельно при болях в животе?» Всё перебрали, но не угадали. Оказалось, препарат ферментов поджелудочной железы, который широко рекламируется. Профессор-гастроэнтеролог думает, что этим и объясняется его популярность. Сказали в телевизоре, что он для желудка незаменим, вот люди сами пьют и дают его детям.
Поджелудочная железа вырабатывает ферменты, которые расщепляют и белки, и жиры, и углеводы. Она способна регулировать их количество в соответствии с составом и объёмом поступающей пищи. Не так уж много людей страдают тяжелыми болезнями, при которых нарушается выработка панкреатических ферментов, – например, муковисцидозом (наследственным заболеванием) или хроническим панкреатитом (воспалением поджелудочной железы). Но ферментные препараты принимают почти все, и это связано с привычкой регулярно есть больше, чем нужно.
Что происходит, если человек переел? Он чувствует себя раздутым, еда буквально стоит в горле, его могут беспокоить боли, отрыжка, тошнота, тяжесть в желудке. И тут на помощь приходит волшебная таблетка. Конечно, она не ликвидирует всех последствий переедания, а главное, при регулярном потреблении снижает выработку собственных ферментов.
Существует и более простой путь. Не организовывать своими руками панкреатическую недостаточность. Не перегружать поджелудочную железу избытком еды и алкоголя, которые её повреждают. Есть столько, чтобы почувствовать себя сытым, но не больше. Не кормить насильно детей, не использовать уговоры, угрозы и шантаж, чтобы впихнуть в них побольше совершенно ненужной им сейчас еды. Желание есть сигнализирует о том, что пищеварительная система выработала достаточно ферментов, а еда будет должным образом переварена и использована. Необходимо прислушиваться к своему телу, как бы наивно и высокопарно это ни звучало.
Из кухни стало поступать потрясающее количество новых блюд – супов, тушений, закусок, приправ, – и каждое из них было сочнее, душистее и экзотичнее, чем предыдущее. У Ларри начались нелады с желудком. Презирая простейшее лекарство – есть поменьше, – он запасся огромной банкой соды и торжественно принимал определенную дозу всякий раз после еды.
– Зачем столько есть, милый, если это тебе вредит? – спросила мама.
– Если бы я ел меньше, это было бы неуважением к твоему кулинарному искусству, – ответил Ларри елейным голосом.
– Ты ужасно толстеешь, – заявила Марго. – Это тебе не на пользу.
– Ерунда! – с беспокойством произнёс Ларри. – Я вовсе не толстею. Мама, скажи?
– Пожалуй, ты прибавил немного в весе, – решила мама, окидывая его критическим взглядом.
– А все по твоей вине, – необдуманно сказал Ларри. – Без конца соблазняешь меня этими ароматными блюдами. Дело дойдет до язвы. Надо переходить на диету. Марго, ты можешь предложить мне хорошую диету?
– Конечно, – сказала Марго, с восторгом обращаясь к своей излюбленной теме. – Попробуй диету из апельсинового сока и салата. Это очень полезно. А можешь сесть на молоко и сырые овощи. Тоже очень полезная диета, но отнимает много времени. Есть ещё диета из варёной рыбы и чёрного хлеба. Только я пока не знаю, что это такое, я её ещё не пробовала.
– Бог мой! – воскликнул совершенно потрясённый Ларри. – И это называется диетой?
– Да, – серьезно ответила Марго. – И все они очень полезны.
– Ну нет! – твердо сказал Ларри. – Не стану я этого делать. Я не какое-нибудь копытное, чтобы мерами изгрызать сырые фрукты и овощи. Вы все должны примириться с тем, что я уйду от вас в молодые годы, погибнув от ожирения сердца.
Джеральд Даррелл. «Моя семья и другие звери»
Две работы поджелудочной
Поджелудочная железа весит примерно 100 г, лежит ниже и позади желудка, состоит, как экзотическая рыба, из головки, тела и хвоста. По своей структуре она похожа на слюнные железы, вот почему её так любит вирус паротита (свинки). В поджелудочной железе как бы смешаны два разных органа, состоящие из разных клеток с разными функциями. Одну функцию мы уже знаем – это синтез и выделение пищеварительных ферментов (рис 1.5).
Рис. 1.5. Экзокринные клетки поджелудочной железы
Экзокринные клетки («экзо» – вне, снаружи) производят ферменты, которые по системе каналов поступают в главный проток поджелудочной железы. Он сливается с общим печёночным протоком, который несет желчь, и единым протоком они впадают в двенадцатиперстную кишку. Чтобы мощные ферменты, которые переваривают белки, не разрушали саму железу, они вырабатываются в неактивном виде, доходят до кишечника и только там начинают работать.
При травме, токсическом или вирусном поражении поджелудочной железы, при закупорке протока (например, желчным камнем) накапливается много панкреатического сока. Ферменты становятся активными, потому что блокируется их ингибитор. Они начинают переваривать ткани железы, вызывая воспаление. Это состояние называется острым панкреатитом.
Вторая часть поджелудочной железы – эндокринная («эндо» – внутри). Она состоит из скоплений клеток (эти структуры называются островками Лангерганса), которые разбросаны по всей железе (рис. 1.6). Разные виды этих клеток производят гормоны, регулирующие количество глюкозы в крови. Это инсулин и глюкагон, белковые гормоны с противоположным действием, которые не нуждаются в протоках, а непосредственно поступают в кровь. Уровень глюкозы в крови очень важен для поддержания постоянства внутренней среды и нормальной работы мозга, для которого глюкоза является основным источником энергии.
Рис. 1.6. Эндокринные клетки в островках Лангерганса
Инсулин и глюкагон
Если бы поджелудочная железа не умела регулировать количество сахара в крови, мы бы чувствовали то дикую слабость, желание прилечь и полную невозможность сосредоточиться, когда уровень глюкозы низкий; то огромную жажду, усталость и ступор, когда глюкоза в крови взмывала бы под облака. Чтобы этого не происходило, лишняя глюкоза удаляется из крови и запасается. Если же её уровень падает, она поступает в кровь из депо или синтезируется из других молекул. Не большой брат, а поджелудочная железа, которая вырабатывает инсулин и глюкагон, следит за вами.
В этой паре гормонов инсулин отвечает за утилизацию сахара. Для того чтобы клетка получила глюкозу, ей нужен посредник – инсулин. Он соединяется с клеточными рецепторами, и в клетку поступает глюкоза – основной источник энергии. Когда я объясняю это детям, то говорю, что глюкоза – это пассажир, инсулин – машина, а клетка – гараж. Мозг питается напрямую, печень может самостоятельно запасать глюкозу. Все остальные органы и ткани снабжаются благодаря инсулину. Это уникальный гормон, потому что он в одиночку, без дублеров доставляет глюкозу в клетки. Инсулин не только регулирует обмен углеводов, но и влияет на все остальные метаболические процессы, например увеличивает синтез белка.
После еды уровень сахара в крови возрастает, глюкоза активно используется работающими клетками, а её избыток забирают мышцы и печень и запасают в виде сложного углевода – гликогена. Эти запасы равны примерно суточному бюджету калорий, они обеспечивают стабильный уровень глюкозы между приёмами пищи и энергию для работающих мышц. Если мы не тратим энергию или едим больше, чем нам нужно, глюкоза продолжает прибывать, и её надо куда-то деть. Под влиянием инсулина печень преобразует глюкозу в жирные кислоты, затем они отправляются в жировую ткань, там превращаются в триглицериды и запасаются. Запасы жира, в отличие от гликогена, могут расти неограниченно, при этом увеличивается объём и количество жировых клеток. У нас всего два варианта – либо мы тратим энергию, либо она запасается.
Поджелудочная железа отслеживает уровень сахара в крови, посредством инсулина она его уменьшает, если он повышен, а с помощью глюкагона увеличивает, если глюкозы в крови стало мало. Так реализуется биологическая обратная связь, где уровень сахара, выделение гормонов и работа поджелудочной железы взаимно обусловлены.
Глюкагон во всём противоположен инсулину: когда концентрация сахара в крови падает, он заставляет печень расщеплять гликоген, глюкоза поступает в кровь и направляется к работающим клеткам. Если этой глюкозы недостаточно, начинается её синтез из других веществ. Есть и другие гормоны (например, адреналин), которые увеличивают содержание сахара в крови.
Pancreas – поджелудочная железа по-гречески. Отсюда и «панкреатический» – относящийся к поджелудочной железе, и «панкреатит» – воспаление поджелудочной железы.
При травме, токсическом или вирусном поражении поджелудочной железы, при закупорке её протока (например, желчным камнем) накапливается много панкреатического сока. Ферменты становятся активными, потому что блокируется их ингибитор – вещество, замедляющее или предотвращающее химическую реакцию. Протеолитические (расщепляющие белки) ферменты могут переваривать ткани железы. Это состояние называется острым панкреатитом.
Инсулин и глюкагон – гормоны поджелудочной железы с противоположным действием, они регулируют обмен углеводов. Не следует путать гормон глюкагон со сложным углеводом гликогеном.
Инсулин – единственный гормон, который обеспечивает доставку глюкозы в клетки. Если инсулина нет или недостаточно, глюкоза не может попасть в большинство клеток, и у человека развивается сахарный диабет.
1.6. Желчный пузырь: время собирать камни
А я маленький такой
На фоне коллег по пищеварительной системе желчный пузырь и правда выглядит несолидно: весит всего 50–60 г и занят тем, что запасает желчь, около литра которой вырабатывает за сутки печень. Желчь эмульгирует жиры, облегчая их переваривание ферментами, и затем транспортирует жиры в клетки кишечника. Всё это делают желчные кислоты, которые получаются из холестерина. 50 % холестерина синтезируется в печени, 25 % – в кишечнике, остальной мы получаем с пищей животного происхождения. Кроме желчных кислот, из холестерина строятся кортикостероидные и половые гормоны и витамин D.
Желчь состоит из солей желчных кислот, холестерина, билирубина (конечного продукта разрушения гемоглобина) и воды.
В желчном пузыре лишняя вода всасывается. Пузырь маленький, поэтому желчь хранится в сильно концентрированном виде: её объем может уменьшаться в двадцать раз. Если нарушаются нормальные соотношения между компонентами желчи, в желчном пузыре могут образовываться камни.
Функциональные расстройства желчного пузыря, которые раньше назывались дискинезией желчевыводящих путей (ДЖВП), связаны с работой системы желчных протоков и их клапанов. Желчь по печеночному протоку поступает из печени, затем он соединяется с пузырным протоком и образует общий печёночный проток, который несёт желчь в двенадцатиперстную кишку. Там, где от желчного пузыря отходит пузырный проток, находится клапан, который регулирует отток желчи. Самый же главный клапан (сфинктер Одди) находится в месте впадения объединённого протока поджелудочной железы и общего желчного протока в двенадцатиперстную кишку. Когда богатая жиром пища поступает из желудка в верхние отделы кишки, должна выделиться в нужном количестве желчь.