Всички сме запознати с „чревни чувства“, „чревни реакции“ и „чревни инстинкти“, но колко наистина знаем или се интересуваме от червата си? Тъй като ние все повече осъзнаваме какво влагаме в стомаха си, поразително е колко невежи оставаме от това, което се случва в червата ни. И се оказва, че там долу се случва страшно много.

червата

Микробиолозите постигнаха изумителен напредък в разкриването на нашите най-съкровени тайни. Оказва се, че дълбоко в нас съществува сложна екосистема, която е дом на фантастично разнообразие от живот - от които много малко принадлежи на нашия вид.

За повечето от нас, подозрителни към чужди тела, е трудно да разберат, че в основата си сме по-малко от - или по-скоро много повече от - хора. Факт е, че в червата живеят около 100 трилиона организми. Ако ги съберете всички те ще бъдат с размерите на футбол. По отношение на клетките микробният вид превъзхожда своите човешки аналози с около три към едно. А по отношение на гените микробното предимство е по-скоро 300 към едно.

Това означава, че има огромно количество от нас, което не е, така да се каже, ние. Това повдига цял набор от интересни философски и анатомични въпроси, от които най-спешният може да бъде: трябва ли да се притесняваме?

Е, не бях много загрижен за бактериите, преди да тествам съдържанието на червата си. Приех доста спокойно, че докато тоалетната беше редовно избелена, измивах зъбите си и поддържах кухненските повърхности сравнително чисти, след което не трябваше да мисля твърде много за това, което се случва на микробно ниво. Но няма нищо подобно на лъжица на собствената ви фекална материя в контейнер на Perspex, за да ви накара да спрете и да обмислите точно с какво сме пълни. Тази неприятна задача е точно това, което се оказах да правя миналия октомври, когато събрах проба от изпражнения, за да я изпратя, студена, до Института за биологични науки в Университетския колеж Корк, Ирландия.

Институтът е един от водещите европейски центрове за изследване на това, което сега се нарича микробиом - това са всички бактерии, вируси, гъбички, археи и еукариоти, които обитават човешкото тяло, отвътре и отвън. Опростеният поглед на тези гости традиционно се концентрира върху техните паразитни или патогенни аспекти. Или те са били доста безобидно прикачване на безплатно пътуване или са били пряка заплаха за техния домакин.

Но най-новото мислене представя тази огромна армия от микроби като жизненоважен компонент в обзавеждането и поддържането на човешкото здраве. Такава е важността на микробиома, че сега той се разглежда от учените като отделен орган със собствена динамична метаболитна активност. Но каква точно е тази дейност и дали всичко това ще се планира с мен?

Пол О'Тул е професор в Алиментарния фармабиотичен център, който е част от BioSciences Institute в Корк. Запален маратонец, изглежда, че знае нещо или две за твърдостта на червата. Той координира финансирано от правителството проучване - случайно стартирано точно преди ирландската икономика да рухне - озаглавено Eldermet, което имаше за цел да помогне на ирландската хранителна индустрия да разработи хранителни продукти за възрастни хора. За целта им била необходима база от знания за чревната микробиота. Така О'Тул започва да изследва как диетата влияе върху микробиотата на възрастното население на Ирландия.

В кариерата му има елемент на бракониер, превърнат в пазач, защото той започна като нещо като бактериален враг. „Прекарах около 15 години, работейки върху патогени, където се опитвате да ги убиете“, казва ми той в кабинета си. "Завърших докторска степен по стафилококи. Един организъм, един ген. Работих върху състояние, наречено синдром на синдром на попарена кожа, при което стафилококите заразяват пъпната пън и ако произвеждат токсин, кожата на бебето се отлепва."

От борбата със стафилококите той премина към пробиотици - организмите, за които се предполага, че са полезни за нас - които в търговска форма са декантирани в капсули и кисели млека и рекламирани пред обществото като „приятелски бактерии“. Но той откри, че не може ефективно да изучава пробиотиците изолирано, тъй като ползите от тях често са косвени.

„Разбрах, че трябва да проуча цялото платно“, казва той. И по този начин той откри, че се занимава с микробиома, точно когато той започва да става обект на интензивни биомедицински изследвания.

Има две лаборатории, обяснява О'Тул, които обработиха моята проба. Първата беше мократа лаборатория, където чрез различни молекулярни нападения беше извлечена ДНК, 95% от която беше бактериална. След това това беше изпратено на външна компания, за да бъде секвенирано - имаше над 30 000 последователности - и след това огромен файл с данни беше смачкан от това, което О'Тул нарече "куп компютърни маниаци, които седят по цял ден, генерирайки статистически данни" в института лаборатория за данни.

Само преди година този процес струваше над £ 400. Сега това може да стане само за £ 15. Това, което получавате, са няколко кръгови диаграми, които изброяват микробиотата, намерена в червата на различни филогенетични нива, и разказно обяснение какво е тяхното значение. Филогенните нива в този случай просто се отнасят до различни нива на разделителна способност.

На най-широко ниво, на ниво тип, моята микробиота, както и всички останали, беше доминирана от два вида: firmicutes и bacteroidetes. Западната диета, под която обикновено разбираме северноамериканската диета, е богата на мазнини и протеини. При тази диета бактериоидите обикновено съставляват повече от 55% от чревната микробиота, а понякога в самата Северна Америка и до 80%. В Европа средният брой варира в различните държави. В моя случай имах 34%.

Обратното на северноамериканската диета е това, което О'Тул нарича „естествена диета“. „Нашите предшественици в равнините на Африка не дъвчеха бургери“, обяснява той. "Бягаха наоколо, ядяйки растителна храна и листа и понякога ядяха катерица, ако имаха късмет."

На растителна диета микробиотата се препоръчва в полза на другия основен вид, твърд. Някои от сложните въглехидрати в растенията не могат да бъдат усвоени само от нашите тела. Те трябва да бъдат разградени от чревната микробиота, която произвежда ензими, за да нарязва дългите вериги и да ги ферментира в късоверижни мастни киселини като бутират - който се произвежда изключително от бактерии - ацетат и пропионат.

Тези мастни киселини са полезни за организма. Бутиратът например осигурява енергиен източник, до който клетките, покриващи червата ни, могат да имат директен достъп. Той също така контролира разпространението на клетките в червата и се смята, че притежава антиканцерогенни свойства. Всичко това означаваше, че моят резултат от 51% твърдост е здравословен знак.

Приближавайки нивото на рода, което предлага по-подробен поглед върху микробния ми състав, добрите новини продължиха. Имах три пъти повече от бутирата, произвеждаща розезурия, отколкото здравата кохорта, използвана в изследването на О'Тул. Много повече лахноспира от нормалното, но много по-малко бактероиди (да не се бърка с бактероидети) и алистипи - както О'Тул се изрази, в по-научни термини, "дразни всички".

Отново това бяха положителни резултати. Lachnospira разграждат пектините и ферментират диетичните фибри и имам три пъти повече от типичното. А бактероидите често се свързват с диети с високо съдържание на протеини и мазнини на месна основа, точно както алистипесите са по-често присъстващи при хора, които ядат по-малко растителна храна. В крайна сметка това означаваше, че червата ми - въпреки липсата на шест пакета - вероятно беше в добра форма. Разбира се, това не е нещо, с което можете да се похвалите на вечерята. „Имам значително по-високи от средните количества лахноспира“, едва ли ще бъде разговорен гамбит, който ще впечатли немикробиолозите, дори ако успеете да произнесете думата правилно. Но както сега знаем, че високият холестерол е нещо, което трябва да се избягва, така и ние скоро можем да започнем да осъзнаваме какви видове бактерии са маркери за добро здраве, особено когато цената на тестването спадне.

Имаше обаче един или два резултата, които О'Тул се мъчеше да осмисли. По-специално моите високи нива натранаеробиус, род бактерии, които процъфтяват във високо солна, силно алкална среда. Ядох ли много суши? Не, макар че обичам рибата, предпочитам да е варена. Приготвих ли много риба? Не повече от веднъж седмично.

Въпреки че не намери нищо зловещо в натранаеробиуса, смути го, че не можеше да сложи пръст върху причината за изобилието му в червата ми. Но дотогава той беше успял да направи сляпо предсказание на диетата ми, което беше невероятно точно. Той видя много малко доказателства за ядене на месо - не съм ял месо от 30 години. Но имаше много доказателства за високо съдържание на фибри, което е добре, защото бактериите се хранят с фибри. Ако не храним бактерии, те се хранят от нас - по-специално лигавицата в дебелото черво. Имаше и доказателства за много риба и голям асортимент от зеленчуци. Всичко това точно представя моята диета.

Предполагам, че трябва да е удовлетворяващо, ако прогнозата му е толкова правилна.

"Малко е призрачно, добре", съгласява се той. "Но това ме накара да се замисля за ползата от него. Искам да кажа, че не е особено полезно да казвам на хората какво ядат."

O'Toole се интересува от диагностичния потенциал на микробиома. „Вероятно бихме могли да предположим какви са вашите възпалителни параметри“, казва той, като ме фиксира с един от онези изрази, в които личните лекари се специализират, когато вдигат поглед от изучаването на медицинските ви бележки: неутрален, непреклонен и предизвикващ безпокойство. Не само че не знам какви са моите възпалителни параметри, не знам какво означава възпалителни параметри.

О'Тул обяснява, че са установени значителни връзки между чревната микробиота и възпалението, саркопенията и когнитивната функция.

„Възпалението - казва той - не е подут палец. Възпалението означава колко активирана е имунната ви система. Предполагам, че вашите възпалителни маркери са изходни. Плоски. При възрастните хора не са. При възрастните хора имунната система обикновено е включен и това не е добре, защото ако е включен, когато те получат зимен грип, цялата им енергия се изразходва в преследване на духове. Така че вие ​​искате да намалите възпалението. "

Саркопенията означава загуба на мускулна маса. Това се случва с напредването на възрастта, защото тялото става по-малко ефективно при превръщането на протеина в мускул, поради което възрастните хора трябва да имат повече протеини. „Смятаме, че стесняването на чревните бактерии при възрастни хора прави червата по-малко ефективни при усвояването на протеини“, казва О'Тул.

Когнитивната функция е частично свързана с това, което е известно като оста мозък-черва. Както подсказват всички тези фрази като „изтръгване на червата“ и „усещане за червата“, наистина съществува тясна връзка между мозъка и червата. Нашите черва реагират остро на промени в нашите емоции и психични състояния. Но това е двупосочна улица: проучванията показват, че мозъкът и емоциите ни също са чувствителни към това, което се случва в червата ни.

Обикновено когнитивните функции намаляват бавно с напредването на възрастта, но в някои случаи могат бързо да се ускорят.

"Има физиологични причини като болестта на Алцхаймер и сенилната деменция, които обясняват бързото когнитивно увреждане", казва О'Тул. "Но скоростта на загуба може да бъде повлияна и от съединения, произведени от бактерии, и това е, към което се насочваме. Бактериите произвеждат химикали, които са аналози - с други думи изглеждат идентични с нормалните човешки предаватели. Това, което се надяваме е, че можем да подобрим способността на възрастните хора да обработват данни. "

Общото за всички тези проблеми, особено сред възрастните хора, е стесняването на чревната микробиота, което от своя страна обикновено е резултат от стесняване на диетата. Това е точка, която О'Тул многократно подчертава.

"Разнообразието е ключът. Това, което виждаме при хората на диети с тесно разнообразие, е, че микробиотата се срива. Добра аналогия би била екосистема като тропическа гора, където има много взаимодействащи растения и животни. Тя се е развила в продължение на десетки хиляди години, тогава един от ключовите видове, дърво, се изсича и вие получавате екологичен колапс.

„И ако сте имали джентълмен, чиято съпруга е починала и тя е приготвила цялото готвене, а след това той изведнъж яде препечен хляб и мармалад, разнообразието на чревната микробиота ще се срине - защото разнообразието на диетите корелира с многообразието на микробиота - и ще получите редица здравословни проблеми, свързани с това. "

Продължава да ми казва, че микробното ми разнообразие е впечатляващо широко и като обобщение би предположил, че диетата ми е „доста кърваво добра“. Забравете диетата 5-2, изведнъж ми се прииска да напиша бестселър книга за диети, озаглавена Guts: The Microbial Guide to Healthy Eating. В един смисъл, разбира се, това не е голямо постижение. Проучванията показват, че отнема само кратко време на променената диета, за да се промени драстично микробиотата, въпреки че тя се променя обратно толкова бързо, щом диетата отпадне.

Но тази очевидно повърхностна връзка между храната и микробите всъщност е доста дълбока, защото първо говори за коеволюция с човешкото тяло в продължение на десетки хиляди години. Подобно на всички организми и видове, хората са се развили, за да имат специфична връзка с определен набор от микроби.

На Земята има стотици хиляди видове микроби, но само около хиляда се радват на връзка с хората. По този начин, второ, това предполага, че трябва да спрем да мислим за себе си като за отделни същества от микробите, които са колонизирали телата ни.

„Преминахме през периода на медицината, в който разработихме антибиотици“, казва О’Тул. "До Втората световна война умирахме от глупави неща като пневмония и галопираща септицемия от малка рана. Така че антибиотиците имаха голям успех. Тогава имахме реакция, когато сме ги предписвали твърде много и не можем да контролираме патогени. Но сега имаме по-интелигентно разбиране за хората като химери. "

Съществуването без микроби би било нещастно. Тестовете показват, че мишка, отгледана в лаборатория, лишена от бактерии, не успява да развие правилна имунна система или ефективна храносмилателна система. Трябва да консумира много повече храна, за да извлече калории. Хората за първи път се колонизират от микроби по време на раждането. След това чрез кърмата, която съдържа както пробиотици (полезни микроби), така и пребиотици (съединения, които стимулират растежа на пробиотиците).

„Съществуват все по-силни доказателства - казва О’Тул, - че експлозията на автоимунни заболявания и заболявания на имунната дисрегулация в западното общество може да се дължи на потискане на чревните бактерии от ранна детска възраст нататък.

"Имунната система при бебетата вероятно е научена да прави разлика между себе си и не-себе си в контекста на бактериите. Има две скорошни статии в публикацията Nature, които показват, че бутиратът е важен за привличането на регулаторни Т-клетки, клон на имунните клетки, които контролират процесите, свързани с възпалителни заболявания на червата и синдром на раздразнените черва. "

Отнема около две години от раждането чрез процес на подбор на детето, за да постигне зрял микробиом. Има няколко явления, които могат да допринесат за намаляването на микроби в детството. Единият е увеличаването на цезаровите разрези.

"Бебетата, които преди това са били колонизирани в родовия канал с микробиотата на майка си, сега имат чревна микробиота, която по-скоро прилича на стените на болницата, отколкото на вагиналната микробиота на майката."

Друга е липсата на кърма, а трета е повишената употреба на антибиотици. О'Тул казва, че едно проучване предполага, че многократната употреба на антибиотици насочва микробиотата към такава, която насърчава затлъстяването. Всъщност има много изследвания по целия свят, които все още са в ранна детска възраст, но които посочват връзките между микробиотата и болестите и оплакванията, толкова разнообразни като синдром на раздразненото черво, възпалително заболяване на червата, диабет тип 2, Паркинсон, Алцхаймер, аутизъм, депресия, сърдечно-съдови заболявания и рак на дебелото черво.

Но засега нищо от това не е категорично и много е силно спекулативно. След първоначалните твърдения за потенциалните ползи за здравето от изследванията на микробиомите - вида, който обикновено помага да се финансира - имаше известна скептична реакция.

Няколко статии изтъкват, че има много хипербола, но недостатъчно вещество. И все още медицинската професия не бърза да създава специалисти по микробиоми.

"Медицината е известна бавно с приемането на нови идеи", казва О'Тул. Той цитира случая с Бари Маршал, австралийски лекар, чието твърдение, че е установило бактериална причина за пептични язви и рак на стомаха, е било подигравано изцяло от лечебното заведение през 80-те години. "Около 20 години по-късно той получи Нобеловата награда."

Проблемът, казва той, е, че микробиолозите са били много добри в откриването на чревни бактерии и в идентифицирането на какви роли биха могли да играят, но са били бавни в разработването на механизми за установяване на твърди причинно-следствени връзки и практически приложения.

"Аз лично се надявам, че това няма да се превърне в решение за всичко, защото няма да бъде надеждно, просто не е вярно. Има много доказателства, че повечето човешки болести имат физиологична основа или начин на живот, но е вероятно при някои от тези, които чревната микробиота е модулиращ фактор, който допринася за общия риск. "

В момента O'Toole би искал да намали микробиотата с по-ниско разнообразие при възрастните хора чрез хранителни добавки. "Но се притесняваме, че както казва Световният фонд за дивата природа, изчезването може да е завинаги. Че ако при възрастен човек липсва особено добра бактерия, може да не успеем да си я върнем само чрез диета."

Решението в този случай може да бъде трансплантацията на фекална микробиота, което O'Toole услужливо изяснява, "е идеята за трансплантация на чуждо кака в получател". Което ни връща добре там, откъдето започнах. Ако събирането на собствените ви екскременти е противоинтуитивно, тогава инжектирането му в някой друг противоречи на всеки достоен човешки инстинкт.

Но това вече се случва в Северна Америка и О'Тул предполага, че такива трансплантации могат да помогнат за предотвратяване на улцерация на дебелото черво - състояние, което за малко да убие баща ми преди няколко години. В крайна сметка всичко се връща към това, което поставяте и изваждате . И в този неуморен цикъл на живота не бива да се ужасяваме, ако дори отпадъците ни не трябва да отидат на вятъра.

Моля, обърнете внимание: Институтът BioSciences не може да предложи индивидуален анализ и го направи само за целите на тази статия.