То, что наш иммунитет справляется с этим заданием так замечательно и с такими редкими промахами, совершенно невероятно, если подумать о том, насколько сложным является это задание на протяжении всей жизни. Ведь мы контактируем с различными веществами, вдыхая их с воздухом, принимая с пищей, через нашу кожу. Порой врожденный иммунитет не справляется с задачей убить врагов, и мы заболеваем. Иногда приобретенная иммунная защита не может выработать достаточное количество антител, если атака слишком сильна. Бывает и так, что иммунная система ошибается и атакует безвредные вещества, как в случае с аллергией, или наши собственные клетки, как в случае с аутоиммунными заболеваниями.
Но каким образом иммунитет может принимать то, что дружественно, и что-то иное, что враждебно? Процесс обучения этому искусству длится на протяжении всей жизни, он начинается сразу после рождения, и микрофлора кишечника играет здесь очень большую роль, выступая в качестве школы для иммунной системы. Совсем скоро вы узнаете об этом больше.
Кишечник и гормоны
Если вы ежедневно едите несколько раз, то питаетесь как большинство людей. Наверняка вы так же редко, как и они, задумываетесь об огромном количестве задач, которые должна выполнить пищеварительная система, чтобы расщепить, усвоить и использовать питательные вещества. Для координации пищеварительного процесса людей и животных необходимы надежные и сложные системы управления, что как раз и обеспечивается нервной и эндокринной системами. Гормональный контроль пищеварительных функций обеспечивается так называемой кишечной гормональной системой.
Классические гормоны желудочно-кишечного тракта (гастроинтестинальные гормоны, или гормоны ЖКТ) секретируются клетками желудка и тонкой кишки. Гормоны ЖКТ выделяются в кровоток и циркулируют по всему организму, воздействуя на функции других частей пищеварительного тракта, печени, поджелудочной железы, мозга и ряда иных органов.
Есть множество сигнальных веществ, которые влияют на нашу пищеварительную функцию. Довольно интересно, что ряд классических гормонов ЖКТ вырабатывается в том числе и в мозге, они называются «вазоинтестинальные полипептиды» либо «вазоактивные интестинальные пептиды». Больше об этом в главе 10.
Есть множество сигнальных веществ, которые влияют на нашу пищеварительную функцию. Довольно интересно, что ряд классических гормонов ЖКТ вырабатывается в том числе и в мозге, они называются «вазоинтестинальные полипептиды» либо «вазоактивные интестинальные пептиды». Больше об этом в главе 10.
Толстая кишка бурная жизнь
Когда пища прошла через всю тонкую кишку, длина которой семь метров, большая часть питательных веществ уже усвоилась, если пищеварительная функция работает нормально. Тем не менее некоторые из них еще остались. Пищевые волокна и прочие остатки, которые нельзя переварить, продолжают свой путь к толстой кишке, которая намного толще тонкой и имеет длину всего полтора метра. Здесь остатки еды проведут довольно много времени.
Толстый кишечник не только удаляет твердые отходы, но и убирает воду из остатков пищи. Эта вода очищается и возвращается в кровоток. К тому же многие из более сотни триллионов бактерий в толстой кишке производят определенные витамины группы В и витамин К, которые всасываются в кровь вместе с водой.
В общей сложности путь, который пища проделывает по всему пищеварительному тракту, занимает от 15 до 30 часов, и бо́льшую часть времени она проводит в толстой кишке. Обычно еда задерживается в желудке примерно на 35 часов, еще 45 проводит в тонкой кишке и 525 часов в толстой. Время транзита, то есть время, нужное пище на то, чтобы продвигаться по пищеварительной системе, зависит от типа питания. У вегетарианца, который ест много пищевых волокон, это скорее будет пять часов, в то время как у человека, который питается в основном мясом и почти не ест овощей и прочей пищи, богатой пищевыми волокнами, это займет скорее 25 часов. Люди, чей рацион основывается на мясе или «нездоровой пище», как правило, сталкиваются с накоплением частично переваренного материала с внутренней стороны толстой кишки[2]. Разумеется, это вредно для здоровья, и такую диету необходимо изменить.
Есть простой способ проверить, сколько времени вы тратите на транзит: съешьте большую порцию кукурузы или свеклы и измерьте, сколько времени понадобится этим продуктам, чтобы пройти по вашей пищеварительной системе и добраться до конца. Зерна кукурузы будут заметны в стуле, а свекла придаст ему ярко-красный цвет.
До сих пор многое из того, что я писал о пищеварительной функции, это «старые новости», по большей части взятые из медицинской программы времен моего студенчества, 35 лет тому назад. Но теперь пойдут новости, вызвавшие революцию. Мы по-настоящему изумляемся только сейчас, когда смотрим на пищеварительный тракт, и в особенности на толстую кишку, через нынешний «микроскоп» с помощью суперсовременных генетических технологий.
Внутри вас, пока вы читаете это, живет целая экосистема, состоящая из бешеного количества микробов более чем сотен триллионов (в основном бактерий, но также грибков, вирусов и даже паразитов), которое превышает количество ваших собственных человеческих клеток не менее чем в десять раз!
Да, вы прочитали верно: мы являемся людьми лишь на 10 %, а на 90 % микробами. По-хорошему, мы больше ходячие микробы, чем люди. Это приблизительное количество, на которое ссылаются во многих научно-исследовательских статьях. Недавнее исследование, опубликованное в 2016 году, говорит о том, что количество бактерий в организме может быть несколько меньшим, но оно в любом случае во много раз превышает количество человеческих клеток.
Эти микробы находятся на коже, во всех отверстиях (нос, рот, дыхательные пути, половые органы), но основная доля располагается в кишечнике, преимущественно в толстой кишке. У наших бактерий ДНК более чем в сто раз больше, чем у наших собственных клеток. Однако размер бактерий гораздо меньше, чем размер человеческих клеток, и поэтому все кишечные бактерии, вместе взятые, весят около полутора килограммов (13 % от массы тела). Гены бактерий обычно сотрудничают с нашими собственными, чтобы мы оставались здоровыми, и в благодарность мы следим за тем, чтобы бактерии получали достаточно пищи вместе с нашей едой. Но порой какие-то из этих бактерий могут стать причиной болезни, и речь идет не только об инфекциях. Наши собственные гены настолько же уникальны, как и рисунок кожи на пальцах, но и гены бактерий у каждого человека тоже уникальны. По сути, последние могут повлиять на наше здоровье больше, чем наши собственные. Функции нашего организма также в значительной степени регулируются нашими бактериями, особенно кишечными.
В организме человека ДНК бактерий в 100 раз больше, чем ДНК наших собственных клеток.
Отношения между микрофлорой кишечника и человеком как организмом взаимовыгодны. Некоторые из микроорганизмов помогают нам, ферментируя (сбраживая) различные типы пищевых волокон, которые они преобразуют в короткоцепочечные жирные кислоты, такие как уксусная и масляная кислоты, которые затем всасываются из кишечника в кровоток.
Микрофлора кишечника также имеет большое значение для выработки некоторых витаминов группы В и витамина К, преобразования желчных кислот, стеринов и загрязнителей окружающей среды. Короткоцепочечные жирные кислоты и иные химические соединения, которые производит кишечная микрофлора, действуют так же, как гормоны.
Микрофлора кишечника, по-видимому, функционирует как солидная «железа внутренней секреции», и неправильное ее регулирование связывается с рядом болезней воспалительного характера и аутоиммунных заболеваний. Состав кишечной микрофлоры со временем меняется из-за изменений в рационе и образе жизни, а также в силу возраста и других факторов, влияющих на наше здоровье.
Наверняка вы знаете, что у людей есть четыре группы крови: 1-я группа (0), 2-я группа (А), 3-я группа (В), 4-я группа (АВ). Однако знали ли вы, что у нас также есть три различных «энтеротипа», то есть типа кишечника? Первый тип характеризуется более высокими уровнями бактерий рода Bacteroidetes (бактероидеты), у второго типа Bacteroidetes мало, но зато много бактерий рода Prevotella (превотеллы), а у третьего типа содержится большое количество бактерий рода Ruminococcus (Руминококки). В одном исследовании кишечной микрофлоры у детей из государства Буркина-Фасо в Африке было обнаружено, что бактерии рода Prevotella составили 53 % микрофлоры кишечника, в то время как у европейских детей того же возраста они отсутствовали. Исследования также показывают, что состав микрофлоры кишечника сильно зависит от рациона. Для тех, кто ест много белков, быстрых углеводов и жиров животного происхождения (что типично для рациона западного человека), характерно преобладание бактерий рода Bacteroidetes, в то время как у людей, употребляющих в пищу больше овощей и прочей растительной пищи, богатой пищевыми волокнами, обнаруживается больше видов бактерий рода Prevotella.
Пищеварительный тракт и бактерии
Состав и количество микрофлоры кишечника варьируется на протяжении всего пищеварительного тракта.
ЖЕЛУДОКИз-за высокой кислотности желудка большинство микроорганизмов не в состоянии выжить там. Самые важные здесь стрептококки, стафилококки, лактобациллы, пептострептококки и различные виды дрожжей.
Helicobacter pylori (больше известная как «бактерия язвы желудка») это бактерия, которая обитает в слизистой оболочке желудка и может вызывать хронический гастрит, язву желудка и рак желудка.
Бактерия Helicobacter pylori обнаруживается более чем у половины населения Земли. Чаще встречается в развивающихся странах. Неизвестно, когда и почему люди заражаются ей. Она часто присутствует у детей, и некоторые исследователи полагают, что эта бактерия поражает нас уже в самом раннем детстве. Например, в Великобритании ею заражено около 15 %, но со временем вероятность инфицирования уменьшается вероятно, из-за повышенной гигиены. Если заразиться и не пройти лечение, то, как правило, инфекция остается до конца жизни.
Заражение Helicobacter pylori можно подтвердить анализом кала, проверив его на ДНК этих бактерий, также можно взять образец дыхания или ткани во время гастроскопии (это исследование желудка, которое проводится посредством введения «трубки»). Обычно после недельного лечения, основанного на антибиотиках и антацидных препаратах, инфекция, вызванная Helicobacter pylori, проходит. Это должно предотвратить появление язв в желудке и двенадцатиперстной кишке и снизить риск развития рака желудка.