Однако наиболее богатая и устойчивая микрофлора формируется на третьем году жизни, и впоследствии основная ее часть остается довольно стабильной. В то же время калорийность и состав диеты, воспалительные процессы, старение организма приводят к некоторым изменениям соотношения видов микрофлоры.

В старости ухудшение физиологических функций организма человека (прежде всего иммунное старение, хроническое воспаление, высокий уровень гормонов стресса глюкокортикоидов) вызывает снижение числа представителей полезных видов микрофлоры (например, бифидобактерий), что способствует воспалительным заболеваниям кишечника.

Увеличение в 1,5 раза калорийности диеты способно за несколько дней на 20 % увеличить долю провоспалительных бактерий по отношению к группе антивоспалительных. Однако наибольшее влияние оказывает качественный состав диеты. Потребление преимущественно животной пищи увеличивает присутствие устойчивых к действию желчи микроорганизмов, обладающих повышенной способностью расщеплять беловую пищу. Размножение некоторых из них может способствовать развитию хронических воспалительных заболеваний кишечника и раку печени. Одновременно уменьшается доля полезных анаэробных бактерий, которые расщепляют полисахариды растений в пище. Наоборот, переход на диету с большим содержанием слабоперевариваемого крахмала[6 - Амилоза, которая содержится в яблоках, бананах, бобовых.]и растительных волокон у людей с ожирением способствовал увеличению доли полезных бактерий.

Роль микрофлоры в пищевом поведении раньше недооценивалась. Например, виды, которые преобладают при рационе из продуктов животного происхождения, уменьшают выработку гормона голода грелина, а те, которые обильны при растительной диете, повышают ее, способствуя поддержанию аппетита. Недавно установлено, что всем известная кишечная палочка, насыщаясь, выделяет регуляторные белки, которые влияют на выработку гормонов, подавляющих активность пищеварительной системы, таких как энтероглюкагон и пептид YY.

Пищевые волокна не усваиваются организмом человека, но служат субстратом для жизнедеятельности микрофлоры. За счет деятельности бактерий волокна обеспечивают около 10–15 % необходимой нам энергии. По рекомендациям ВОЗ, нормами их потребления являются 25–35 г/сут. Недостаток в пище растительных волокон (устойчивых к перевариванию крахмалов, нерастворимых пищевых волокон) приводит к уменьшению доли микробиоты, продуцирующей короткоцепочечные жирные кислоты. Итальянский исследователь Клаудио Франчески отмечает, что такие кислоты[7 - Ацетат, n-пропионат, n-бутират (соли уксусной, пропионовой и масляной кислот).]являются конечными продуктами бактериального бескислородного брожения пищевых волокон. Они выделяются в больших количествах бактериями, относящимися к живущим в бескислородной среде[8 - Относятся к группе клостридий.], и служат клеткам кишечника важным источником энергии. Ацетат и пропионат затем используются в печени для синтеза жирных кислот и глюкозы соответственно. Кроме того, они активизируют выработку клетками слизистой кишечника пептида YY, который подавляет аппетит. Эти кислоты регулируют кислотность содержимого толстого кишечника, обеспечивая тем самым постоянство состава пристеночной микрофлоры и способствуя выведению из организма токсичного аммиака, образующегося при разложении аминокислот, в виде солей аммония. Они влияют на перистальтику и проницаемость стенки кишечника для таких веществ, как вода, натрий, хлор, кальций и магний. Кроме того, бутират регулирует работу многих генов в клетке[9 - Подавляет активность деацетилаз гистонов.], в результате чего оказывает противоопухолевое действие и улучшает метаболизм, например при нарушениях, связанных с высокожировой диетой, снижая также выраженность мышечной атрофии при старении. Бутират обладает антивоспалительными свойствами[10 - Через взаимодействие с G-белковыми рецепторами на поверхности клеток.]. В экспериментах с животными он продлевал жизнь дрозофилам, а также генетическим линиям мышей с ускоренным старением. Показано также, что бутират усиливает функцию памяти у старых особей мышей с признаками болезни Альцгеймера. Интересно отметить, что люди 100-летнего возраста имеют более высокие уровни противовоспалительных короткоцепочечных жирных кислот в кишечнике (бутират и др.).

В присутствии пищевых волокон бактерии кишечника растут и синтезируют необходимый нам пищевой белок, а также от 1 до 20 % свободно циркулирующих в плазме крови незаменимых аминокислот – лизина и треонина.

Бактериальная микрофлора повышает доступность для всасывания различных полифенолов, особой группы содержащихся в растительной пище противовоспалительных и антиоксидантных веществ, превращая их в фенольные кислоты, которые затем усваиваются организмом.

В отличие от полезных пищевых волокон, из аминокислот, возникающих при расщеплении белков пищи животного происхождения, под действием микрофлоры толстой кишки образуются токсичные, канцерогенные или атерогенные[11 - Вызывающие атеросклероз.]соединения, такие как аммиак, триметиламин-N-оксид, фенолы, сульфиды, амины и N-нитрозо-соединения. Однако их негативное влияние сглаживается на фоне достаточного употребления пищевых волокон и труднорасщепляемого крахмала (амилозы). По-видимому, это связано с тем, что волокна увеличивают скорость прохождения пищевых остатков через толстую кишку, переключают на себя активность микрофлоры, способствуют преобладанию доли видов микрофлоры, переваривающей углеводы, над видами, расщепляющими преимущественно белки. В результате снижается вероятность повреждения ДНК клеток стенки кишечника, их опухолевого перерождения и воспалительных процессов. Отмечается, что белки красного мяса более подвержены разложению с образованием вредных сульфидов, аммиака и канцерогенных N-нитрозо-соединений, чем белки рыбы. Белки молока тоже дают большое количество аммиака. Напротив, растительные белки, которыми богаты, в частности, бобовые, увеличивают число полезных бифидобактерий и лактобактерий, тем самым стимулируя образование короткоцепочечных жирных кислот[12 - Их основное отличие от животных белков состоит в гликозилировании белковой молекулы.].

Значительная доля насыщенных жиров как животного, так и растительного происхождения (например, из пальмового масла) существенно обедняет микрофлору кишечника и количество выделяемых ей короткоцепочечных кислот, способствуя хроническим воспалительным процессам в организме. Жирная пища к тому же стимулирует желчеобразование. Продукты переработки желчи микроорганизмами в толстой кишке способствуют возникновению рака толстой кишки.

Всем известны полезные свойства средиземноморской диеты, которая снижает риск сердечно-сосудистых и когнитивных[13 - Когнитивный – в психологии слово «когниция» означает способность к обретению знания и его переработке и, помимо этого, такие вещи, как восприятие, мышление, речь, сознание, память, внимание и концентрация, т. е. это очень объемное понятие.]заболеваний. Однако теперь стала известна немаловажная роль изменения активности микрофлоры в ее эффектах. Полезные витаминоподобные соединения холин и L-карнитин (их много в мясе, яйцах, жирных молочных продуктах) превращаются микробами нашего кишечника в вещества, вызывающие атеросклероз и повышающие риск сердечно-сосудистых заболеваний. Однако оливковое масло первого отжима, красное вино, винный уксус, масло виноградных косточек (продукты средиземноморской кухни) содержат соединение[14 - 3,3-диметил-1-бутанол.], которое настолько похоже на холин, что подавляет активность ферментов, приводящих к образованию из холина вредной субстанции. Вот, наверное, почему французы едят много жирной животной пищи, но мало болеют сердечно-сосудистыми заболеваниями!

Согласно исследованиям С. Рампелли, в кишечнике с возрастом снижается разнообразие микрофлоры. Причем чем меньше становится это разнообразие, тем выраженнее одряхление организма. Уменьшается количество представителей нормофлоры, и возрастает доля патологических бактерий и грибков, которые способствуют воспалительным процессам кишечника. Больше всего от подобных изменений страдает бактериальный синтез короткоцепочечных органических кислот, необходимых для питания клеток стенки кишечника. Из-за изменений видового состава с возрастом уменьшается способность микрофлоры усваивать сахар, что способствует развитию сахарного диабета и ожирения, однако возрастает активность по расщеплению белков, что приводит к гнилостным процессам и образованию токсинов. Проникновение токсинов патологических бактерий через стенку кишечника в кровь или лимфу может сопровождаться системным воспалением. Таким образом, возрастные перестройки микрофлоры кишечника увеличивают риск различных метаболических и воспалительных заболеваний, таких как ожирение, воспалительные заболевания кишечника, синдром раздраженной толстой кишки, сахарный диабет 1-го и 2-го типов, атеросклероз, артериальная гипертония, ишемическая болезнь сердца и аллергия.

До сих пор обсуждается эффективность применения пробиотиков (препаратов, содержащих полезные микроорганизмы) для оздоровления организма. Метаанализ более 25 исследований позволил сделать некоторые предварительные выводы о пользе пробиотиков для снижения массы тела. Употребление пробиотиков в течение нескольких недель в среднем способствует снижению массы тела на 0,6 кг. Еще большего эффекта можно добиться, принимая пробиотики сразу из нескольких видов микроорганизмов более 8 недель. Наибольший эффект проявляется у людей с индексом массы тела выше нормы (более 25 кг/м


). В экспериментах на мышах при помощи пробиотиков удавалось продлить жизнь, вероятно за счет снижения уровня воспаления, и даже значимо затормозить развитие злокачественных опухолей – гепатоцеллюлярных карцином.

Таким образом, употребление растительной пищи, пробиотиков и пребиотиков (табл. 2) может содействовать увеличению обилия полезных видов микрофлоры, способствующих снижению избыточной массы тела, профилактике хронических заболеваний и замедлению старения.

Пребиотики – это неперевариваемые, подвергаемые брожению компоненты пищи, которые избирательно стимулируют рост и повышают активность одного или небольшого количества видов микроорганизмов, которые благотворно сказываются на здоровье. Такими микроорганизмами, например, являются лактобациллы и бифидобактерии. Пребиотиков больше всего в луке, чесноке, корне цикория, аспарагусе, артишоках, бананах, пшеничных отрубях, бобовых, ягодах (таблица). Они способствуют снижению уровней холестерина в крови, рисков сердечно-сосудистых и опухолевых заболеваний.



Таблица 2. Пребиотики природного происхождения









Глава 3. Меньше ешь, дольше проживешь


Наличие искусственного освещения позволило человеку быть активным в любое время суток, а доступность больших количеств пищи таит соблазны частых перекусов. В результате нарушается естественный цикл активности и покоя, систематичность приема пищи, создаются предпосылки для чрезмерного употребления калорий. Такие изменения образа жизни современного человека способствуют ускоренному старению и развитию метаболических заболеваний. Восстановление естественного для человека как вида промежутка между приемами пищи или применение диеты, физиологически схожей с голоданием, может стать эффективным способом их профилактики и лечения.

В 1934 году в знаменитом эксперименте в Корнельском университете было установлено, что лабораторные мыши могут жить вдвое дольше, чем ожидалось, если их содержали на низкокалорийной диете, которая при этом включала в себя достаточное количество питательных веществ, чтобы избежать дефицитов важных нутриентов. С тех пор у многих модельных организмов[15 - Человек не подходит для многих экспериментов по влиянию различных факторов на здоровье и долголетие. То, как поведет себя наш организм в разных условиях, моделируют в лаборатории на различных живых организмах. Это так называемая доклиническая стадия исследования. На модельных организмах изучают влияние изменения активности генов, эффекты токсичных или лекарственных веществ.](от одноклеточных дрожжей до приматов) в многочисленных экспериментах выявлено положительное влияние на продолжительность жизни, массу тела, уровень заболеваемости постоянной низкокалорийной диеты (20–40 % от суточной нормы калорий). Предполагается, что это может быть связано со снижением температуры тела, темпов метаболизма, образования свободных радикалов, с повышением чувствительности тканей к инсулину и изменением в нейроэндокринной и симпатической нервной системе. Действительно, ограничительная диета вызывает позитивные метаболические и клеточные изменения, в частности снижает уровень окислительных повреждений, воспаления, оптимизирует энергетический метаболизм (организм переключается от сжигания глюкозы на утилизацию жировых запасов), активизирует защитные механизмы в клетках (разрушение старых и поврежденных структур клетки[16 - Так называемое самопереваривание клетки, или аутофагия.]).

Существенную роль в эффектах низкокалорийной диеты играет печень. При голодании она выделяет гормон, который называется «фактор роста фибробластов-21» (FGF-21). Большое внимание этот гормон привлек, когда было установлено, что мыши с искусственно вызванным высоким уровнем FGF-21 живут гораздо дольше.

Особенно полезной оказалась низкокалорийная диета, богатая полифенолами, которые, например, можно получить, употребляя в пищу гранаты, помидоры, голубику и другие ягоды.

Однако, как оказалось, эффект увеличения продолжительности жизни лабораторных животных при воздействии низкокалорийной диеты не является универсальным. Пересмотр данных о продолжительности жизни 60 000 мышей и крыс с учетом массы тела, выполненный Национальным институтом старения США, показал, что многие эффекты диеты связаны, скорее, с негативным влиянием переедания в контрольных группах животных. В некоторых исследованиях животные в контрольном варианте просто страдали от последствий избыточного веса, поскольку питались без ограничений. В таких случаях ограничительная диета спасала от последствий метаболического синдрома, вызванного ожирением.

Многолетние исследования на приматах выявили уменьшение в несколько раз уровня возраст-зависимых заболеваний при низкокалорийной диете. В одном из исследований продолжительность жизни животных не изменялась, а в другом существенно увеличивалась. В обоих исследованиях смертность от рака была меньше.

Применительно к человеку, хроническое недоедание может привести к необратимым патологическим изменениям в организме. Формой ограничительной диеты, лишенной необходимости постоянно потреблять малое количество калорий, является периодическое или прерывистое голодание. Оно заключается в нескольких циклах отказа от еды, но не от питья, лишь на некоторое время.

Исследователь из Университета Южной Калифорнии в Лос-Анджелесе Вальтер Лонго много лет занимается изучением воздействия ограничительной диеты и голодания на здоровье и долголетие. Общепринятыми являются несколько типов голодания: ограниченный по времени прием пищи с длительными перерывами, питание через день, снижение калорийности приема пищи два раза в неделю, постная диета.

В. Лонго выделяет прерывистое голодание, при котором предлагается обходиться без пищи около суток, а затем нормально питаться 1–2 дня, и периодическое (пролонгированное) голодание, которое длится 2 дня и более и отделяется от следующего цикла по крайней мере недельным перерывом.

Исследования на грызунах показали, что прерывистое голодание способствует активизации нервных связей и улучшению когнитивных функций, повышает чувствительность тканей к инсулину, снижает артериальное давление и частоту сердечных сокращений, задерживает появление опухолей, предотвращает воспалительные заболевания (в частности, дерматиты), способствует регенерации клеток крови, увеличению доли белых клеток крови и тем самым стимулирует иммунную систему. Прерывистое голодание у людей имеет еще одно преимущество над низкокалорийной диетой: оно позволяет уменьшить долю жировой массы тела, не теряя мышечную массу.

После 24-часового голодания у млекопитающих и человека в организме происходят положительные метаболические изменения, при которых ткани для получения энергии в меньшей степени полагаются на глюкозу и в большей – на кетоновые тела, образующиеся из жировых запасов. Как оказалось, прерывистое и периодическое голодание обеспечивает профилактику многих заболеваний. Прерывистое голодание на примере мышей оказывает профилактическое действие в отношении сахарного диабета, опухолевых заболеваний, сердечно-сосудистых и нейродегенеративных заболеваний. У людей прерывистое голодание и более щадящие режимы питания (например, употребление 500–600 ккал/день на протяжении 2 дней в неделю) оказывают положительное влияние на уровни инсулина, глюкозы, маркеров воспаления и артериальное давление. У людей с избыточной массой тела, которые 2 дня в неделю употребляли всего 500 ккал на протяжении 6 месяцев, обнаружено снижение количества жира в брюшной области, артериального давления, увеличение чувствительности к инсулину. Похожие результаты были получены при 2–3 недельном голодании каждый второй день. Прерывистое голодание имеет сопоставимые эффекты с 20 %-ным постоянным ограничением калорийности питания, в том числе это касается уменьшения доли висцерального жира, уровня инсулина и невосприимчивости к инсулину. Двухмесячное голодание через день способствовало снижению количества маркеров воспаления у больных бронхиальной астмой.

Циклы пролонгированного голодания (2 дня и более), между которыми имеет место хотя бы неделя нормального приема пищи, доказали свою эффективность для защиты клеток от различных токсинов, повышали чувствительность опухолей к терапии, улучшали регулирование уровней глюкозы, инсулина, инсулиноподобного фактора роста 1, активизировали аутофагию (регенерацию на клеточном уровне). Следует отметить, что пролонгированное голодание способствует снижению общей массы тела, массы печени, количества лейкоцитов в крови. Однако при возобновлении питания эти изменения запускают мощные процессы возобновления как в печени, так и в иммунной системе.

Пролонгированное голодание успешно применено в клинике при лечении ревматоидного артрита. Голодание продолжительностью 1–3 недели уменьшало симптомы этого заболевания. В том случае, если затем пациент переходил к вегетарианской диете, эффекты улучшения сохранялись. При возвращении к обычному рациону улучшение исчезало. Голодание способствовало снижению систолического артериального давления у людей со средней степенью гипертонии. Однако надо отдавать себе отчет в том, что длительное голодание (менее 200 ккал в день) может иметь негативные последствия, и его можно осуществлять только в специализированном медицинском учреждении под надзором врача.

Менее радикальным подходом является диета, положительные результаты которой схожи с голоданием. Д-р Брандхорст разработал диету, способную оказывать схожее положительное воздействие на организм (низкие уровни глюкозы и IGF-1, высокий уровень кетоновых тел), как и голодание, однако сводящую к минимуму негативные его последствия. Это 5-дневный режим, предполагающий употребление от 725 до 1090 ккал в сутки, при котором сведены к минимуму макронутриенты, при том, что микронутриенты присутствуют в необходимом количестве. Периодическое применение такой диеты способствует увеличению уровня маркеров регенерации и уменьшению выраженности маркеров диабета, сердечно-сосудистых заболеваний, канцерогенеза и старения.