Кишечник долгожителя. 7 принципов диеты, замедляющей старение

Как обрести кишечник долгожителя, подружившись с его обитателями?

Мы не единственные, кто питается съеденной нами пищей. Первыми ее к себе «на стол» получают микроорганизмы, обитающие в нашем пищеварительном тракте.

Человеческие пищевые ферменты неспособны переваривать некоторые сложные углеводы и растительные полисахариды.

Вместо этого они метаболизируются микробами, которые образуют короткоцепочечные жирные кислоты, включая ацетат, пропионат и бутират.

Недавно открыты специфические рецепторы к этим соединениям в жировых клетках человека, эпителиальных клетках толстой кишки и мононуклеарных клетках периферической крови (компонент клеточного иммунитета).

Таким образом, выделяемые бактериями факторы могут служить своеобразным языком общения микроорганизмов с клетками нашего тела. Действительно, исследования на мышах показали связь поломки генов этих рецепторов с хроническими воспалительными заболеваниями, такими как ожирение, колит, астма и артрит.

Подкармливая полезные бактерии нашего кишечника, мы обеспечиваем организму потенциальные геропротекторы, такие как витамин к2 (мк-7), энтеролактон, бутират, спермидин. По этим соединениям есть сведения о снижении риска смертности у человека и животных, благотворное влияние на механизмы старения, отмечены повышенные нормы их у людей-долгожителей.

Организм человека начинает заселяться бактериями сразу после рождения: кишечник заполняется микроорганизмами при питании материнским молоком, которое содержит около 1 млрд бактерий на литр.

На этом этапе определяющую роль играет то, чем питалась мать во время беременности и кормления. Например, есть исследования, показывающие, что если кормящая мать предпочитает жирную пищу, у младенца может развиться дисбактериоз.

Материнское молоко содержит вещества-пребиотики[5 - Пребиотики – неусваиваемые соединения, служащие пищей бактериям кишечника. В данном случае это галактоолигосахариды, то есть полимеры молочного сахара галактозы. По этой причине при искусственном вскармливании необходимо предусмотреть наличие галактоолигосахаридов и фруктоолигосахаридов в качестве пребиотиков.], которые способствуют формированию здоровой микрофлоры в кишечнике.

Однако наиболее богатая и устойчивая микрофлора формируется на 3-м 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 воспалительных бактерий по отношению к группе противовоспалтельных. Однако наибольшее влияние оказывает качественный состав диеты. Потребление преимущественно животной пищи увеличивает присутствие устойчивых к действию желчи микроорганизмов, обладающих повышенной способностью расщеплять белковую 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 линии 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.

Аминокислота лизин, как и пищевые волокна грубой растительной пищи, является субстратом для производства бактериями толстого кишечника бутирата. Бутират, короткоцепочечная жирная кислота, может улучшить здоровье мозга. Бутират регулятор эпигенетики (ингибитор гистоновой деацетилазы HDAC), участник межклеточной сигнализации и энергетический метаболит, поэтому хорошо подходит для решения широкого спектра проблем, часто встречающихся при неврологических расстройствах.

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-нитрозосоединения.

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 сахара, 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 и 2 типа, 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.

Однако прием пробиотиков стоит, по-видимому, ограничить естественными их формами в продуктах питания. Пробиотики в капсулах, являясь чужеродной для нашего организма микрофлорой, способны нанести существенный вред. Например, они могут вызвать D-лактоацидоз, возникающий под действием лишней микрофлоры в тонком кишечнике. Известно, что D-лактоацидоз характеризуется затуманенностью сознания. У пациентов, принимавших пробиотики, было отмечено состояние затуманенного сознания и синдром избыточного бактериального роста в тонкой кишке.

В медицинской литературе можно встретить примеры, когда молочно-кислые или бифидобактерии, используемые в качестве пищевых культур или пробиотиков, могут вызывать у человека с ослабленным иммунитетом или после терапии антибиотиками инфекционные осложнения.

Регистрируется все больше случаев, когда эти бактерии могут отвечать за аллергическую сенсибилизацию, воспаление и аутоиммунные расстройства.

Оказалось, что многие пробиотики могут подавлять рост и развитие собственной микрофлоры, конкурируя с ней. Своими ферментами они также могут вмешиваться в нормальное функционирование кишечника и превращать в небезопасные продукты различные лекарства.

Другое дело – помочь жизнедеятельности «родной» полезной микрофлоре. Здесь могут потребоваться пребиотики (упоминающиеся в таблице 2 пищевые волокна) и метабиотики. Метабиотики – это продукты ферментации, содержащие следы жизнедеятельности полезных бактерий. Эффект метабиотиков связан с тем, что микроорганизмы живут целыми сообществами, где продукт жизнедеятельности одного вида является необходимым субстратом для существования других видов.

Таблица 2. Пребиотики природного происхождения

Метабиотические продукты не содержат живых микрорганизмов, а только следы их активности, которые могут быть полезны нашей собственной микрофлоре, а также клеткам кишечника и другим тканям. На рынке существуют и готовые метабиотики, например, Hylak Forte или Zakofalk. Также метабиотиками богаты молочно-кислые и квашеные продукты, тофу, мисо, вино и пиво.

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

Серьезный урон микрофлоре кишечника наносят антибиотики. Они снижают биоразнообразие видов микробиоты, изменяют соотношение групп бактерий, способствуя усиленному размножению условно-патогенных кишечных палочек, сальмонелл и клостридий. Несмотря на то что микрофлора восстанавливается после курса терапии антибиотиками, ее обеднение отмечается спустя еще 4 года. В процессе повторного заселения нередко появляются новые для организма виды, в том числе антибиотикоустойчивые. Для быстрой реставрации разнообразия микрофлоры может понадобиться курс пробиотиков или фекальная трансплантация от здоровых молодых доноров, а также питание, обогащенное пребиотиками и метабиотиками, полифенолами, омега-3 и куркумином. В то же время во время восстановления стоит избегать пищи с добавлением эмульгаторов (ингредиентов майонеза и других готовых соусов, маргаринов и спредов, сливочного масла, шоколада, мороженого) и искусственных подсластителей, которые усугубляют нарушение микрофлоры.

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, сбивается цикличность уровней гормонов.

Такие изменения образа жизни современного человека способствуют ускоренному старению и развитию метаболических заболеваний. Восстановление естественного для человека как вида промежутка между приемами пищи (3-разовое питание без перекусов) 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 дефицита 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 потребить вместе с гранатом, помидорами, голубикой и другими ягодами.

Однако эффект увеличения продолжительности жизни лабораторных животных при воздействии низкокалорийной диеты не является универсальным. Пересмотр данных о продолжительности жизни 60000 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 метаболического синдрома, вызванного ожирением.