Западные, индустриальные диеты испытывают серьезную нехватку клетчатки, и это может фундаментально изменить способ переваривания в нашем кишечнике жестких растительных веществ. Исследование было опубликовано в журнале Science.
Несмотря на то, что фрукты и овощи являются ключевой частью рациона человека, ученые только начинают понимать, как наш организм расщепляет самое распространенное органическое соединение на Земле: целлюлозу, прочный материал, выстилающий клеточные стенки растений.
Теперь новое исследование международной группы исследователей обнаружило ранее неизвестные микробы, скрывающиеся в кишечнике человека и способные расщеплять целлюлозу.
На протяжении десятилетий считалось, что целлюлоза не может расщепляться в организме человека так, как это происходит в кишечнике коров, лошадей, овец или других млекопитающих. В конце концов, только в 2003 году ученые обнаружили кишечные бактерии человека, способные переваривать эти волокна.
Недавнее исследование использовало гены той же бактерии для поиска других, подобных ей. В ходе исчерпывающего анализа использовались образцы фекалий для проверки микробиома кишечника людей из разных времен и регионов. Результаты показывают, что у нас больше общего с сельскохозяйственными животными, чем мы когда-то думали.
В нашем кишечнике, как выяснилось, обитает несколько видов микробов, пожирающих целлюлозу, которые до сих пор ускользали от нашего внимания. Один вид тесно связан с копытными млекопитающими, которые жуют жвачку, другой — с приматами, а третий — с человеком.
Все три принадлежат к роду Ruminococcus, который, как известно, уже имеет представителей в здоровом (и нездоровом) кишечнике человека, и обладают генами, участвующими в переваривании целлюлозы.
В образцах фекалий охотников-собирателей, сельского населения и древних людей, живших между 1000 и 2000 лет назад, три типа микробов были в изобилии.
Однако в популяциях современных индустриальных обществ одни и те же кишечные микробы были «заметно редки».
«Эти результаты в совокупности подразумевают сокращение численности этих видов в кишечнике человека, вероятно, под влиянием перехода к западному образу жизни», — пишут авторы исследования под руководством микробиолога Сары Мораис из Университета Бен-Гуриона в Негеве в Израиле.
Возможно, объясняют исследователи, если микробы Ruminococcus лишиться растительной клетчатки, их количество в кишечнике уменьшится. Есть опасение, что эти недостающие виды каким-то образом способствуют ухудшению метаболического здоровья современных урбанизированных людей.
Эту возможность еще предстоит изучить, но авторы текущего исследования считают, что «может существовать потенциал для преднамеренного реинтродукции или обогащения этих видов в кишечнике человека» с помощью пищевых добавок или специализированных пробиотиков.
Сегодня некоторые исследования показывают, что текущие рекомендации по потреблению клетчатки в промышленно развитых странах слишком низкие, и в результате это может пострадать от здоровья человека.
Первоначальные исследования показывают, что добавки целлюлозы, такие как растительные волокна, могут принести множественную и разнообразную пользу для здоровья, включая изменения в микробах кишечника, иммунных реакциях и экспрессии генов.
Но это направление исследований в целом «довольно неисследовано». Хотя эти ассоциации кажутся многообещающими, лежащие в их основе механизмы во многом остаются загадкой.
Нынешнее исследование является важным шагом вперед, поскольку оно выявляет ранее неизвестные кишечные бактерии, которые исторически могут играть важную роль в здоровье кишечника человека.
Эволюционный анализ «убедительно предполагает», что штамм бактерий Ruminococcus, ассоциированный с человеком, первоначально был передан нам из кишечника жвачных животных, возможно, во время одомашнивания.
Таким образом, жизнь с животными, возможно, улучшила нашу способность переваривать растения. С тех пор, как эти микробы Ruminococcus поселились в нашем кишечнике, они сделали человеческое тело своим.
По сравнению с видами Ruminococcus, обитающими в кишечнике других млекопитающих и приматов, наши, похоже, адаптировались к новой экосистеме и приобрели гены от соседних кишечных микробов.
Однако через тысячи лет этот подвиг «колонизации» может оказаться под угрозой. В некоторых частях мира кишечник человека больше не может быть подходящим домом для этих микробов.
Как это влияет на наше здоровье, пока неизвестно.
