12.12.2013 | Наука

Смена рациона приводит к мгновенной реорганизации кишечных бактерий

Медики и биологи в последнее время всё чаще стали говорить о том, сколь значительную роль в нашей жизни играют синантропные организмы, и в частности, кишечные бактерии.

Предыдущие исследования показали, что микрофлора ЖКТ помогает в лечении генетических заболеваний и даже рака. Поэтому учёные стали уделять ещё больше внимания тому, что влияет на кишечные бактерии, их организацию и популяцию в нашем организме.

Большинство экспериментов, направленных на исследование синантропных организмов в кишечнике, проводится на мышах. С людьми дело обстоит сложнее: добровольцев трудно попросить резко поменять свой рацион питания на несколько месяцев, а ведь именно столько может понадобиться для реорганизации кишечной микрофлоры. По крайней мере, так думали биологи раньше.

В 2009 году микробиолог из Гарвардского университета Питер Тёрнбо (Peter Turnbaugh) доказал, что значительные изменения в микрофлоре ЖКТ происходят у мышей всего через сутки после отказа от привычных блюд. Теперь же команда учёных из университета Дьюка во главе с Лоуренсом Дэвидом (Lawrence David) провела эксперимент с участием добровольцев, чтобы понять, сколько времени требуется человеку для реорганизации кишечных бактерий после смены рациона питания.

Исследователи пригласили 10 добровольцев и попросили их питаться только тем, что им давали в лаборатории, на протяжении пяти дней.

Половина испытуемых ела пищу животного происхождения — бекон и яичница на завтрак, ребрышки и грудинка на обед, салями и ассорти сыров на ужин, сыр косичкой в качестве закуски. Другая половина добровольцев потребляла растительную пищу с высоким содержанием клетчатки: зёрна, бобы, фрукты и овощи. За несколько дней до и после эксперимента испытуемые также записывали, что они ели вне лаборатории, чтобы исследователи смогли оценить различия в рационе.

Учёные провели ДНК-анализ микрофлоры ЖКТ до, во время и после проведения эксперимента. Таким образом, они смогли определить, какие виды бактерий присутствовали в кишечнике и какие химические вещества они производили. Исследователи также изучили активность генов микроорганизмов.

Биологи отмечают, что хотя типы бактерий практически не изменились, но популяция различных типов существенно выросла, в особенности у мясоедов. Всего за четыре дня у представителей этой группы возрос уровень бактерий, терпимых к высоким уровням желчных кислот. Это объясняется тем, что при поедании мяса организм выделяет желчь для переваривания, а микрофлора ЖКТ реагирует на это почти мгновенно.

Активность генов кишечных микробов также изменилась при смене рациона. У мясоедов выросла активность генов, участвующих в расщеплении белков, а у потребителей клетчатки запустились гены, ответственные за переваривание углеводов.

"Мы были очень удивлены, что за столь короткий срок активность генов у группы мясоедов практически стала совпадать с тем же показателем у хищных животных. Даже в тех случаях, когда человек в обычной жизни был вегетарианцем, а при проведении нашего эксперимента попал в группу потребителей пищи животного происхождения. То же верно и для второй группы: всего за несколько дней активность определённых генов стала той же, что и у травоядных животных в дикой природе", — рассказывает Дэвид.

С точки зрения эволюции, быстрая реорганизация кишечных бактерий при резкой смене рациона питания помогала нашим предкам лучше адаптироваться к изменениям условий окружающей среды. Но и в современном мире, где человек сам выбирает, чем ему питаться, эта способность имеет большое значение.

Как говорят коллеги Дэвида, не принимавшие участия в данной работе, однажды можно будет выработать метод "диетического" лечения заболеваний, связанных с микробиомом ЖКТ.

Пока ещё неизвестно, как именно нужно питаться, чтобы поддерживать популяцию необходимых для здоровья бактерий. Но учёные советуют как можно больше разнообразить диету: поедать пищу и животного, и растительного происхождения. Именно так можно будет поддерживать необходимую пропорцию всех видов полезных бактерий.

О своих выводах исследователи рассказали в статье, опубликованной в журнале Nature.

По публикациям UkrNet