Я - суперорганизм! Человек и его микробиом - Джон Терни

Возможно, определенную роль играют гены. Многочисленные исследования показали, что у худых и тучных разные генетические варианты проявляются с разной частотой. Однако геном пока позволяет предсказывать, будет ли его обладатель тучным, лишь с точностью 58 % – не намного лучше, чем если бы мы просто подбрасывали монетку.

Все радостно возбудились, когда другое генетическое сканирование – кишечного микробиома – позволило делать более точные предсказания. Видовой состав микробных популяций у толстых и худых различен, причем даже более, чем их гены. Если изучать гены в микробиоме кишечника, можно увеличить точность прогнозов расклада «толстый/худой» до 90 %.

Значит, это ваши микробы делают вас толстым? Как уже нередко бывало, одно громкое открытие становится началом куда более запутанной истории. К сожалению, изучение кишечных микробов тех, кто уже страдает ожирением, не может показать, что случилось вначале – набор лишнего веса или изменение микробного состава.

Поскольку эта область стала активно развиваться лишь десяток лет назад, пока у нас нет результатов долговременного наблюдения за теми, кто набирал либо терял вес, где отслеживались бы изменения в их микробиомах, позволяющие разобраться, где причины, а где следствия. Пока у нас есть лишь результаты некоторого количества разнородных опытов на людях и растущего количества опытов на мышах. Кроме того, проводится переоценка данных, которые получены при долговременном исследовании детского развития; это помогает установить необходимые рамки для дискуссии. Дети, которым регулярно давали антибиотики в раннем возрасте, с большей вероятностью вырастают тучными. Это удалось обнаружить благодаря исследованиям «возрастных когорт», в ходе которых группы людей одного возраста (жителей Дании, Великобритании и Канады) наблюдались в течение десятилетий (начиная с самых ранних лет). Получаемые данные сопоставляли с подробными медицинскими записями. Самые яркие результаты показали канадцы: в изученной выборке у младенцев, которым прописывали антибиотики еще до годовалого возраста, в 12 лет ожирение отмечалось почти вдвое чаще, чем у тех, кому такие препараты не давали (соответственно 32 % и 18 %). Впрочем, это ничего не говорит нам о том, какие изменения в микробиоме могли бы стать причиной подобного результата. И здесь возникает очередная загадка. Когда исследователи провели сопоставление своих данных с другими факторами (в том числе весом при рождении, наличием/отсутствием грудного вскармливания, наличием/отсутствием лишнего веса у матери), для девочек эта разница исчезла, однако для мальчиков по-прежнему оставалась заметна[116].

Подобную загадку можно разрешить, лишь прибегнув к непосредственному изучению микробиома. В итоге удается получить многозначительные факты и другие результаты, вносящие коррективы в некоторые примитивные гипотезы о связи микробов и массы тела.

Исследование, которое первым привлекло всеобщее внимание, провела лаборатория Джеффри Гордона из Вашингтонского университета. Для начала ученые обратились к изучению мышей, вырастающих тучными из-за того, что их организм не вырабатывает гормон лептин, помогающий регулировать аппетит. Микробный состав их кишечника, как показал анализ, отличается от состава микробов в кишечнике обычных лабораторных мышей. Особенно же заметно, что у них гораздо больше разновидностей Firmicutes (F), значительно меньше видов Bacteroidetes (B) и вообще видовое разнообразное микробов ограниченнее[117].

Далее ученые стали искать такой же популяционный сдвиг у человеческих микробов – соотношение F/B, которое определяло бы разницу между тучными и худыми и которое, к примеру, снова бы смещалось в сторону «худобы», когда толстяку удавалось бы сбросить вес.

Можем ли мы подтвердить, что обычно именно это и происходит? В некоторых исследованиях эти первоначальные умозаключения вроде бы не опровергаются – изучают ли толстых/худых взрослых, беременных с лишним весом, детей, у которых развивается ожирение, чрезмерно раскормленных крыс или же специально выведенных методами генной инженерии крыс, предрасположенных к ожирению.

Но всмотритесь в результаты этих работ, и вы обнаружите данные, которые не демонстрируют никакой разницы в соотношении F/B между тучными и тощими, и даже такие данные, которые показывают эффект, обратный предполагавшемуся. Так что картинка расплывается.

Кроме того, общий сдвиг состава бактериального населения не имеет очевидного смысла и с точки зрения физиологических механизмов. Пища должна усваиваться. Мы знаем, что бактерии, обитающие в толстой кишке, помогают нам усваивать питательные вещества, с которыми мы иначе не смогли бы справиться. Так что на первом этапе исследований больше всего напрашивалась гипотеза о том, что иной видовой состав кишечных микробов у тучных людей означает следующее: толстяки получают из своей пищи (особенно из сложных углеводов) больше калорий. Это вполне согласуется с тем фактом, что безмикробные мыши должны больше есть, чтобы расти так же, как их нормальные ровесники.

Мы все-таки не можем (по крайней мере из-за этических соображений) заменять у людей один набор бактерий на другой, но мыши против такой операции не возражают. И что бы вы думали? Упомянутая идея не выдержала экспериментальную проверку. Да и вообще она не кажется такой уж логичной. Похоже, люди толстеют не из-за того, что запихивают в себя много сложных углеводов (которые, вероятно, составляли более значительную долю в рационе наших предков), а из-за того, что потребляют больше жиров и рафинированного сахара вместе с продуктами, перед которыми нам сейчас трудно устоять. Но такие вещества, полагаем мы, перевариваются в желудке и кишечнике, причем по большей части без всякой помощи со стороны микробов. Однако возьмите безмикробных мышей и вырастите их на диете с высоким содержанием жиров и сахара – и они не наберут вес, как их собратья с полным набором кишечных бактерий, выращенные на таком же рационе. Значит, наши микробы, возможно, не просто расщепляют крупные молекулы, а делают что-то еще, и это «что-то» как раз и приводит к ожирению? Чем же они таким занимаются?

Чтобы сохранить ясность взгляда, можно применить такую стратегию: сосредоточимся на более мелких классификационных подразделениях бактерий. Все-таки Firmicutes – это целый филум, крупная эволюционная категория. Может быть, особую роль в данном случае играет какой-то класс или даже вид, входящий в состав этого филума? Здесь может оказаться полезным проследить за изменениями кишечной микробиоты у людей, теряющих вес.

Да-да! У тучных людей, которым удается похудеть, меняется кишечный микробиом. Это наблюдается при уменьшении веса, достигаемом самыми разнообразными методами, в числе которых всякого рода диеты (иной раз довольно жестокие) и даже операции по созданию обходного желудочного анастомоза[118], меняющие саму анатомию пищеварительной системы для снижения уровня абсорбции питательных веществ.