Статья на конкурс «био/мол/текст»: Каждый из нас хоть раз в жизни мечтал похудеть без изнурительных физических нагрузок и соблюдения строгой диеты. «Невозможно!» — скажете вы? «Нет ничего невозможного», — ответит наука.
Ведь у каждой девушки есть стройная подруга, которая, не соблюдая принципы правильного питания, остается худой. «Хороший метаболизм», — мило улыбаясь, отвечает она. «Хорошая микрофлора в кишечнике», — скажу я.
Эта статья расскажет вам о взаимосвязи между кишечной микрофлорой и объемом талии. Интересно? Тогда читайте дальше!
- Эта работа опубликована в номинации «Свободная тема» конкурса «био/мол/текст»-2016.
- Генеральным спонсором конкурса, согласно нашему краудфандингу, стал предприниматель Константин Синюшин, за что ему огромный человеческий респект!
- Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма «Атлас».
- Спонсор публикации этой статьи — Сергей Коваленко.
Проблема ожирения остро стоит в 21 веке — эпохе гиподинамии и фастфуда. За последние четыре года количество людей с ожирением выросло с 11,5 процентов (565 миллионов человек) до 13 процентов (670 миллионов) и продолжает стремительно расти.
Если в дальнейшем тенденция не изменится, то к 2025 году от ожирения будут страдать уже около 17 процентов населения планеты.
Также стоит отметить, что ожирение — это системное заболевание, которое ведет к сердечно-сосудистым патологиям и серьезным метаболическим нарушениям
Виктор Шафранский(заместитель министра здравоохранения Украины)
Проблема ожирения касается всего мира, что наглядно показывает карта на рисунке 1. Разумеется, мы не можем оставаться равнодушными к ней. Так давайте разберемся, в чем причина этого заболевания, и можно ли побороть ожирение?
Рисунок 1. Степень риска ожирения в странах мира в 2013 г.
Микробиота кишечника — это микроорганизмы, которые живут в желудочно-кишечном тракте в симбиозе с человеком.
Они делятся на полезных (которые помогают нашему организму, выполняя ряд жизненно важных функций), условно патогенных (которые в норме находятся в кишечнике в небольшом количестве, но при снижении иммунитета и увеличении их популяции могут приводить к ряду заболеваний) и патогенных (которые приносят вред здоровью человека). Нормофлора, или полезная микрофлора (бифидобактерии, бактероиды, лактобактерии, фузобактерии, кишечная палочка, энтерококки, стафилококки) обеспечивает ряд важных функций:
- Защитная функция выполняется за счет формирования защитного барьера слизистой оболочки кишечника. Нормофлора (облигатная микрофлора) подавляет или уменьшает прилипание патогенных агентов путем конкурентного исключения. Например, лактобактерии пристеночной (мукозной) микрофлоры занимают определенные рецепторы на поверхности эпителиальных клеток. Патогенные бактерии, которые могли привязаться к тем же рецепторам, устраняются из кишечника из-за того, что им просто некуда прикрепиться. Также облигатная микрофлора может более «агрессивно» бороться с чужаками: например, бифидобактерии за счет ферментации олиго- и полисахаридов продуцируют молочную кислоту и ацетат, которые подавляют рост патогенных бактерий, что повышает резистентность организма к кишечным инфекциям.
- Также микробиота выполняет иммуногенную функцию (за счет стимуляции иммунной системы, местного иммунитета, в том числе выработки иммуноглобулинов). Например, энтерококки могут активировать В-лимфоциты и повышать синтез IgA (который отвечает за местный иммунитет), а кишечная палочка вырабатывает колицин В, чем подавляет рост патогенной микрофлоры. Лактобактерии воздействуют на специфические скопления лимфоидной ткани, благодаря этому происходит стимуляция клеточного и гуморального иммунных ответов.
- Также эти микроорганизмы участвуют в обмене веществ, обеспечивая мембранное пищеварение, регулируя биотрансформацию желчных кислот путем уменьшения всасывания холестерина из пищеварительного тракта. А холестерин, как известно, является материалом для образования желчных кислот в печени. Вместе с тем они формируют иммунологическую толерантность к пищевым и микробным агентам. Нормальная микрофлора участвует в синтезе и всасывании витаминов группы В, фолиевой и никотиновой кислот, кальция, железа и витаминов D и K. Кроме того, благодаря ферментам микроорганизмов переваривается клетчатка (например, целлюлоза), которая без их помощи не усваивается. После анаэробного расщепления клетчатки образуется водород, двуокись углерода, метан и летучие жирные кислоты (большая часть которых всасывается в кровь и используется для энергетических целей). Исходя из этого, появляется еще одна важная функция — выработка и снабжение организма энергией или энергетическим субстратом (бутиратом).
Анализируя эти данные, мы понимаем, насколько важный вклад в наше здоровье вносит кишечная микробиота. Как говорил Георгий Ратнер: «Только подумать, какие умнейшие и сложнейшие процессы непрерывно ведет организм, чтобы сохранить нам здоровье, и как глупо и бездарно в жизни действуем мы сами».
Количественный и качественный состав зависит от многих факторов:
- возраст (у людей пожилого возраста снижается процент лактобактерий и бифидобактерий);
- общее состояние организма (наличие хронических заболеваний ЖКТ);
- прием лекарственных препаратов (антибиотиков);
- генетические особенности организма;
- питание.
Например, у приверженцев западной диеты (с высоким содержанием жиров) наблюдается уменьшение популяции Bacteroidetes и увеличение Firmicutes в составе кишечной микробиоты (КМ) [1].
Разумеется, тот факт, что регулярный прием жирной пищи приводит к ожирению, не является новым, но какую роль тут играет кишечная микрофлора? И что будет, если перенести часть кишечной микробиоты от мыши, страдающей ожирением, в организм стерильной (лишенной микрофлоры кишечника)? И могут ли определенные группы микроорганизмов приводить к ожирению? Давайте попробуем найти ответы на все эти вопросы.
Есть ли связь между ожирением и составом КМ?
Ванесса Ридаура и ее коллеги поставили очень интересный эксперимент [2], [3]. Они получили образцы микрофлоры кишечника у четырех пар человеческих близнецов (в которых один из каждой пары был худым, а другой страдал ожирением).
Эти образцы вводили выращенным в стерильных условиях мышам (в кишечнике этих грызунов не было микроорганизмов) и наблюдали за тем, как животные набирают массу (рис. 2). Кормили мышек кормом, богатым клетчаткой и с нормальным процентом жира.
Оказалось, что те мыши, которые получили микрофлору худых людей, спустя несколько недель сохраняли нормальный процент жира в теле, а те, которым досталась кишечная микрофлора толстяков, начинали набирать вес (хоть и питались нежирной пищей). Когда мышей обеих групп после заражения помещали в одну клетку, и они начинали обмениваться микрофлорой (мыши иногда поедают фекалии), то микробиота худых «побеждала» микробиоту толстяков: обе группы мышей оставались худыми.
Рисунок 2. Обычная мышь и мышь страдающая ожирением.
Похожий эксперимент проводили исследователи из Медицинской школы Мичиганского университета [4]. Поначалу биологи вырастили поколение стерильных мышек (без кишечной микрофлоры). После этого заселили их кишечник человеческими бактериями (материал взяли из фекалий здорового человека с нормальной массой тела).
Далее лабораторных грызунов разделили на две группы. Первую кормили едой с большим содержанием клетчатки, вторую — жирной и калорийной пищей, которая практически лишена клетчатки. Изначально в обеих группах показатели кала почти не отличались, но позднее были обнаружены существенные изменения.
У мышей, которые употребляли мало клетчатки, обнаруживались типичные для ожирения изменениям КМ: снижение содержания в просвете толстой кишки Bacteroidetes и увеличение численности Firmicutes. Примечательно, что животные с подобными изменениями КМ были способны усваивать больше жиров из кишечника.
Увеличение численности бактерий типа Firmicutes в кишечнике мышей при кормлении жиром находили на протяжении нескольких месяцев. Вернуть потерянную микрофлору помог только метод трансплантации фекалий. В этом случае по прошествии десяти дней после процедуры состав и разнообразие бактерий кишечника грызунов из разных групп уже нельзя было отличить.
По мнению ученых, снижение разнообразия КМ является одной из причин ожирения, и прием жирной пищи бедной клетчаткой способствует этому [1], [5].
Подобное влияние на КМ пищи с высоким содержанием жиров найдено также у человека. Увеличение потребления калорий с 2400 до 3400 ккал/сут., как у людей с ожирением, так и без него, приводили к быстрым изменениям КМ: в фекалиях наблюдалось 20-процентное увеличение количества Firmicutes и соответствующее уменьшение Bacteroidetes [6].
Исходя из результатов этих экспериментов мы можем предположить, что в организме все же есть популяция бактерий, отвечающая за ожирение, и популяция, отвечающая за снижение массы тела. И прием жирной с пониженным содержанием клетчатки пищи способствует изменениям КМ в сторону увеличения популяции бактерий, способствующих избыточному весу [7].
Разумеется, мы не можем сказать, что дисбиоз является единственной причиной ожирения, так как это полиэтиологический процесс.
Тем не менее он вместе с другими предрасполагающими генетическими, экологическими и социальными факторами может привести к метаболическим нарушениям в организме.
Ожирение возникает тогда, когда поступление и образование энергии превышает ее потребность, а остаток неиспользованных ресурсов депонируется в жировой ткани.
Что же является одним из основных источников энергии в организме? Разумеется, это глюкоза. Результаты эксперимента [8] выявили, что у мышей с повышенным уровнем глюкозы в крови (страдающих сахарным диабетом) состав кишечной микрофлоры аналогичен составу КМ мышей с ожирением. Значит, эти процессы тесно связаны между собой [9].
Разумеется, не все люди, имеющие лишний вес, болеют сахарным диабетом, но 80% людей с сахарным диабетом имеют ожирение и чаще по абдоминальному типу, при котором жировые отложения, в основном, формируются в области живота. В народе этот тип фигуры называют «яблоком» (рис. 3).
Рисунок 3. Тип фигуры «яблоко» (скопление жировой клетчатки больше в районе живота).
Рисунок 4. Бифидобактерии Bifidobacterium longum под электронным микроскопом. Их длина — около 5 микрометров.
Давайте попробуем разобрать механизм, при котором глюкоза способствует ожирению. Глюкоза, попадая в кровь, повышает выработку инсулина (гормона-регулятора уровня глюкозы в крови).
Инсулин в свою очередь стимулирует синтез жиров и их отложение (за счет увеличения активности ферментов липогенеза, и в первую очередь АТФ-зависимого цитратрасщепляющего фермента) и тормозит их распад [5].
При этом если человек ведет «сидячий» образ жизни, синтезированные липиды откладываются в адипоцитах (так как энергия, поступающая извне, не используется и вынуждена откладываться в виде жировой ткани про запас).
Но эти процессы происходят постоянно и в здоровом организме. Значит, для того чтобы липогенез вышел за пределы нормы, нужно либо много глюкозы, либо мало инсулина, либо нарушение взаимодействия инсулина и глюкозы.
Так как мышей из эксперимента, описанного выше, кормили кормами с высоким процентом жиров, а не углеводов, значит дело не в чрезмерном поступлении глюкозы в организм. Инсулин вырабатывается β-клетками поджелудочной железы, а у мышей из предыдущих экспериментов функция железы нарушена не была.
Это свидетельствало о том, что проблема не в дефиците инсулина. Хотя в 2015 году ученые выдвинули теорию о прямой связи бифидобактерий (рис. 4) с синтезом глюкагоноподобного пептида-1 [8], [10]. Глюкагоноподобный пептид-1 — это инкретин, то есть вырабатывается в кишечнике в ответ на пероральный прием пищи.
Он оказывает влияние на различные органы и системы, в том числе усиливает секрецию инсулина. Пептид вырабатывается L-клетками, которые располагаются в слизистой оболочке подвздошной и толстой кишок, а бифидобактерии могут стимулировать его синтез.
Соответственно, если в кишечнике уменьшается количество бифидобактерий, то уменьшается количество этого пептида, а следовательно, и уровень инсулина. Но эта теория еще требует детального изучения, поэтому назвать ее основной причиной повышения сахара в организме мы пока не можем. Значит, остается вариант с нарушением усвоения глюкозы.
Сахарный диабет 2-го типа (СД II или инсулинонезависимый диабет) — это метаболическое заболевание, которое проявляется нарушением обмена углеводов.
В результате патологических изменений — приобретения инсулинорезистентности, то есть невосприимчивости клеток организма к этому гормону, — развивается гипергликемия (увеличение концентрации глюкозы в крови).
Простыми словами, в организме — нормальный уровень инсулина и повышенный уровень глюкозы, которая по каким-то причинам не может попасть в клетки. Давайте рассмотрим механизм образования инсулинорезистентности.
Мы видим на рисунке 5 рецептор инсулина, который состоит из двух субъединиц:
- α — реагирует с инсулином вне клетки;
- β — субъединица, которая уже связана со вторичными мессенджерами, субстратами инсулинового рецептора 1-го и 2-го типов.
Рецептор инсулина представляет собой тирозинкиназу [12]. Посредством аутофосфорилирования активируются различные пути, в частности, путь PI3K (фосфоинозитид-3-киназы), за счет которого и происходит транспорт глюкозы внутрь клетки, так как приходит в свое активное рабочее состояние транспортер глюкозы GLUT4. Так глюкоза попадает в клетку в норме.
Рисунок 5. Схема активации рецептора инсулина
Они выживают в открытом космосе и арктических льда.Бактерии и как с ними выжить
Одни из опаснейших существ в природе — бактерии и микробы, размером менее 1 миллиметра. Они выживают в открытом космосе, в горячих источниках и полярных льдах. Все мы помним чарты самых грязных вещей вокруг нас и это совсем не ободок унитаза.
Исследования разных ученых показали, что наибольшее скопление бактерий можно найти на поручнях в общественном транспорте, на губке для мытья посуды, на компьютерной клавиатуре, офисной кружке, телефоне, складных столиках в самолете.
А еще производители пробиотиков — глотать пачками капсулы с полезными микробами.
Как отличить врага от друга, зная, что мы в себе носим 1,5 — 2 килограмма микробов и среди них нет безопасных! Попробуем разобраться вместе с кандидат биологических наук Иваном Сморкаловым по мотивам его публичной лекции о микробах.
Как остроумно заметил лектор, микробы узнали человека гораздо раньше, чем он их. По разным оценкам, бактериям более 3 миллиардов лет.
Они были свидетелями «сотворения мира», «видели» как жизнь вышла из воды на сушу, как вымерли динозавры, как появились первые приматы, как возникали и рушились империи, совершались научно-технические революции. А мы узнали о микробах лишь к концу 17 века.
Голландский натуралист Антони ван Левенгук соединил двояковыпуклые линзы в один прибор — микроскоп и с изумлением обнаружил, что всюду жизнь, правда микроскопическая.
За тысячелетия мы с микробами успешно приспособились друг к другу. В это трудно поверить, но человек выжил без туалетного утенка и антибактериального мыла, бегая с палкой по лесу, питаясь немытыми фруктами и сырым мясом. Да, жил человек плохо и недолго, зато в результате естественного отбора мы получили один из самых устойчивых и взаимовыгодных союзов — с микробами.
В здоровом человеке можно найти от 300 до 1000 разновидностей микробов. Число микробных клеток, согласно последним исследования, равно числу клеток человеческого организма. Правда они в несколько раз мельче и легче. Можно сказать, что мы наполовину микробы.
Основная масса бактерий сосредоточена в кишечнике, на слизистых и совершенно нет их в здоровом мозге. Дружественная микрофлора заселяется в млекопитающих вскоре после рождения. Именно поэтому в большинстве роддомов приветствуют присутствие близких родственников на родах и тесный контакт младенца с ними.
«Обсеменившись» родными бактериями, новорожденные становятся более устойчивыми к внутрибольничным инфекциям.
Ученые не перестают изучать нашу естественную микрофлору и делают множество занятных и удивительных открытий.
Помните милую детскую поговорку: изо рта в рот — получается микроб? Прямо в точку! Например, ученые выяснили, что при страстном поцелуе за 10 секунд партнеру передается до 80 миллионов бактерий (Журнал Microbiome, 17 Ноября 2014). Вот другой пример. На среднестатистической руке проживают 150 видов микроорганизмов.
Причем, на женских руках видовое разнообразие бактерий выше. К таким выводам пришли американские ученые из Колорадского университета. Интересно, что после мытья рук поголовье домашних питомцев быстро восстанавливается.
Мы так давно с микробами вместе, что друг без друга уже не выживем. Наши «домашние» бактерии помогают нам переваривать пищу, создают среду, неблагоприятную для размножения патогенных организмов, синтезируют витамины «К» и группы «В», оказывают стимулирующее действие на иммунную систему организма.
Исследования продолжаются и открывают все новые функции микробов, которые они выполняют у нас в теле. Например, активно ведутся исследования влияния кишечной микрофлоры на деятельность головного мозга. Показано, что «правильная» микрофлора снижает уровень стресса, беспокойства, улучшает функции нейронов и когнитивные процессы и даже повышает общительность.
Также, кишечный микробиом может влиять на синдром хронической усталости, процессы набора и снижения веса.
Вот свежайшие новости с фронтов нейронауки — фекальная трансплантация оказалась эффективна в борьбе с печеночной энцефалопатией (нарушения деятельности мозга в результате тяжелых поражений печени).
На международном Конгрессе по заболеваниям печени (19-23 апреля 2017 года) в Амстердаме представлены данные, согласно которым, пересадка фекальных бактерий (очень странная, но полезная процедура) от здорового донора больным с циррозом печени улучшила их когнитивные функции и восстановила полезную микрофлору.
Друг, который может озвереть
И на этой высшей точке умиления нашим симбиозом есть и плохая новость. По словам Ивана Сморкалова, безопасных бактерий нет.
Есть изначально патогенные организмы: например палочка Коха (Mycobactérium tuberculósis вызывает туберкулез), бледная спирохета (Treponema pallidum — сифилис), холерный вибрион Vibrio cholerae. А есть условно патогенные микроорганизмы.
Эти микробы могут годами жить с нами в мире и согласии и даже приносить пользу. Или обитать в природе и не представлять опасности здоровому человеку.
Но как только ослаб иммунитет, изменилась кислотность желудка, потребление сахара и т. д., как мирный микроб звереет и начинает вести подрывную деятельность. Бактерии, безобидные в малом количестве начинают бурно плодиться и травить организм.
За примерами далеко ходить не надо. Заболевание, приводящее многих в смущение — молочница. На слизистых возникают «курортные» условия для единичных клеток дрожжей рода candida и вот уже колония разрослась до неприличия, вызывает зуд и жжение, сводит нас с ума.
Или добрая родная E.Coli (кишечная палочка), проживая внутри организма, приносит пользу.
Но стоит выводку одичавших особей попасть к нам в рот с каким-нибудь бургером или пирожным и день будет безнадежно испорчен, потому что проведем его в компании фаянсового друга и рулонов туалетной бумаги.
Широко известный, благодаря рекламе, Хеликобактер пилори тоже не является однозначным злом. Шведский ученый Стаффан Нормарк еще в 2005 году выяснил, что хеликобактер часто встречается в желудках здоровых людей, где приносит пользу. Например, он вырабатывает антибиотик, защищающий от сальмонелл. Но если симбионт по какой-то причине «свихнется», то вызовет изъязвления в желудке.
Как объявить микробам войну
Мы с нашими микробами способны на многое, но пока не на все. Поэтому мыть «под ободком унитаза» все-таки нужно. Возможно, это вас расстроит, но вода, вскипячённая на чай, совсем не стерильна. Конечно, внутрь ее употреблять безопасно и лапшичку заварить можно. Но, например, для медицинских целей она уже не подойдет.
У преподавателей на зачете по микробиологии есть любимый дополнительный вопрос: Вашей собачке стало плохо, нужен укол. У вас только стеклянный шприц и кастрюля с водой. Сколько вы будете его кипятить, чтобы стерилизовать. — Минут 15-20? — Умрет собачка! — сокрушенно качал головой профессор. Два часа минимум! А лучше три.
Два часа нужно стерилизовать посуду и инструмент кипячением.
Для бытовых нужд достаточно простой дезинфекции — то есть уничтожения живых форм микроорганизмов, которые могут попасть в организм и немедленно размножиться, подорвав наше с вами здоровье. Для дезинфекции достаточно вымыть руки с мылом — механически удалить микроорганизмы с кожи и провести влажную уборку.
Для поверхностей подойдут разнообразные дезинфицирующие средства. 30 минут кварцевания помогут обеззаразить помещение и предметы в нем. Это особенно полезно, если дома кто-то болеет или есть люди с ослабленным иммунитетом.
Пастеризация (нагревание до 60-70 градусов в течение 10-15 минут) наиболее распространенная процедура при домашних заготовках.
Без паники! Дрожжи в желудке не прорастут
Человеку со здоровым иммунитетом и нормально функционирующими системами организма нет причин панических бояться микробов. Достаточно соблюдать элементарные правила гигиены и ставить профилактические прививки.
Тем не менее, периодически возникают разные модные «страшилки»: страх буквы Е, ужасы глутомата или боязнь дрожжей.
Якобы дрожжевой хлеб вызывает в организме ужасные изменения, дрожжи не умирают при выпечке и отравляют микрофлору кишечника, нагружают организм грибными токсинами.
Но! Пока неизвестно настолько термофилных дрожжей, которые бы невредимыми пережили духовой шкаф, искупались в желудочном соке, приняли душ из ферментов и начали как-то функционировать в кишечнике.
Впрочем, наш лектор рассказал, что в истории медицины описан один уникальный случай мужчины, в организме которого дрожжи смогли выжить. Ему достаточно было съесть чего-нибудь сладенького, чтобы почувствовать себя «навеселе».
Внутренняя дрожжевая биофабрика исправно гнала из сахара брагу.
Бездрожжевой хлеб — прекрасный продукт. Но он не всегда является тем, чем называется. Среди разных видов бездрожжевого хлеба встречается хлеб на заквасках. Страшная правда заключается в том, что разрыхляют такой хлеб дрожжи. Заквашивая муку, хозяйки всего лишь культивирую дикие штаммы дрожжей. И как ни крути — хлеб на выходе все равно дрожжевой.
Дрожжи уже давно используют для создания питательной биомассы и биологически активных добавок, богатых витаминами группы В. Возможно, кто-то с детства помнит некогда популярный БАД — таблетки прессованных пивных дрожжей.
Кроме кулинарного использования, дрожжи являются очень удобным объектом для исследований генетиков, биоинженеров и биотехнологов. Именно дрожжи синтезируют генно-инженерный инсулин. Дрожжи стали одними из первых организмов с искусственно синтезированными хромосомами. Ученые создали, отредактировали одну из хромосом дрожжевой клетки, поместили ее обратно и получили «рабочий» микроорганизм
4 кг бактерии Clostridium Botulinum достаточно, чтобы убить всё человечество
Clostridium Botulinum — спорообразующая палочка, продуцирующая ботулизм — одно из самых токсичных созданий на Земле. Одной чайной ложки этого яда достаточно, чтобы убить все население Соединенных Штатов Америки, а 4-х килограмм — всего человечества. Палочка ботулизма вызывает паралич диафрагмы, разрывает связь между мозгом и мышцами, приводит к асфиксии.
Clostridium Botulinum есть везде, она живет на всех континентах и материках, в грунте. Эта бактерия способна выжить даже в солёной морской воде, в жаркой Сахаре и Антарктиде, что говорит о её идеальной способности приспосабливаться к различным условиям природной среды.
Единственное, что спасает человека от заражения палочкой — желудочный сок, убивающий развитие бактерии. Если же споры начали образовываться, сдержать их рост очень тяжело. Они трудно выводятся даже при 10-минутном кипячении. Оптимальные условия для развития палочки ботулизма сохраняются, например, при холодном консервировании.
При употреблении заражённой пищи только одного укуса продукта хватит, чтобы заразиться и умереть в течение одного дня. Ни один человек, ни одно животное на планете не имеет иммунитета к ботулизму. Всего один грамм на килограмм массы тела спороносной палочки становится гарантом развития ботулизма и летального исхода.
Взрослый слон весит 5,5 тонн, он умрет менее чем за 3 дня при употреблении в пищу 0,005454 мг токсина.
Дети, которых воспитали животные
Кто из нас не знаком с трогательной повестью Редьярда Киплинга о «Лягушонке» Маугли — мальчике, выросшем в джунглях? Даже если вы не читали «Книгу джунглей», то наверняка смотрели мультфильмы по её мотивам.
Увы, реальные истории детей, воспитанных животными, не так романтичны и сказочны, как произведения английского писателя и далеко не всегда заканчиваются хэппи-эндом.
Вашему вниманию — современные человеческие детёныши, у которых среди друзей не было ни мудрого Каа, ни добродушного Балу, ни отважного Акелы, однако их приключения не оставят вас равнодушными, ведь проза… Читать далее…
10 тайн мира, которые наука, наконец, раскрыла
«Движущиеся камни», странные ноги жирафов, поющие песчаные дюны и другие потрясающие загадки природы, которые нам удалось разгадать за последние несколько лет. 1.
Секрет «движущихся камней» в Долине Смерти С 1940-го года до недавнего времени Рейстрек-Плайя, высохшее озеро с ровным дном, находящееся в Долине Смерти в Калифорнии, было местом, где наблюдался феномен «движущихся камней».
Над этой тайной ломало голову множество людей. Годами или даже десятилетиями, некая сила, казалось, двигала… Читать далее…
10 попыток объяснить существование жизни без дарвиновской Теории эволюции
После кругосветного путешествия Чарльз Дарвин окончательно уверовал в то, что в природе преобладает система, которую он назвал «естественный отбор», и которая, в свою очередь, вызывает процесс эволюции.
Проще говоря, организмы, которые живут достаточно долго для того, чтобы воспроизвести потомство, передают ему свою генетическую память. Если же организм по тем или иным причинам погиб, не оставив потомства, его характеристики не появятся в генофонде.
Со временем наращивание характеристик может привести к возникновению совершенно новых… Читать далее…
Найдены бактерии, которые защищают от ожирения. Как это поможет людям?
Наша кишечная микрофлора состоит из огромного количества бактерий, которые живут с нами в симбиозе и помогают в процессах пищеварения и усваивания пищи. Однако же, как оказалось, микрофлора может обладать куда большим потенциалом воздействия на организм. Не так давно группа ученых из США обнаружила ряд кишечных бактерий, которые могут предотвращать развитие ожирения.
Какие бактерии спасут от ожирения
Как сообщается в журнале Science, эти полезные бактерии относятся к классу клостридии и в кишечнике их может быть от 20 до 30 различных видов.
В ходе исследований ученые, возглавляемые профессором Заком Стивенсом выяснили, что лабораторные мыши при утрате клостридий из кишечника начинают набирать вес даже в том случае, если они питаются правильно.
Более того, возвращение этого класса микробов животным позволило им вернуть показатели массы тела к нормальному состоянию.
Теперь, когда мы нашли бактерии, ответственные за эффект похудения, мы можем понять, что именно делают микроорганизмы и как извлечь из этого терапевтическую ценность. — говорят ученые.
Как бактерии помогают сбросить вес
Обнаруженные клостридии предотвращают увеличение веса, блокируя способность кишечника поглощать жиры.
Мыши, экспериментально «обработанные» таким образом, что клостридии были единственными бактериями, живущими в их кишечнике, были более худыми и с меньшим количеством жира, чем их сородичи, у которых вообще не было микробов.
При этом они также имели более низкие уровни гена CD36, который регулирует усвоение организмом жирных кислот, что также может иметь влияние на набор лишних килограммов. Но самое важное открытие ждало ученых впереди: правильный бактериальный баланс в желудочно-кишенчом тракте может предотвратить развитие диабета.
Бактерии и диабет
Ученые поняли, что одна из функций иммунной системы заключается в поддержании баланса между различными видами бактерий в кишечнике. Ослабление защитных сил организма может привести к тому, что некоторые виды бактерий будут доминировать над другими. И тогда этот сдвиг негативно сказывается на здоровье.
Это интересно: Как полезные бактерии могут превращаться во вредные.
Следуя этой логике, ученые определили, что ожирение, наблюдаемое у мышей с ослабленным иммунитетом, проистекает из неспособности защитной системы организма должным образом распознавать бактерии.
Это изменение сделало кишечник менее «гостеприимным» для клостридии, что привело к большему поглощению жира и чрезмерному набору веса.
Со временем у большинства таких мышей развились признаки сахарного диабета 2 типа.
Мы наткнулись на относительно неизученный аспект диабета 2 типа и ожирения, — заявляют ученые. Наша работа откроет новые возможности в изучении того, как возникает сахарный диабет и как его предотвратить и вылечить.
Если хотите оставаться в курсе самой актуальной информации из мира высоких технологий, рекомендуем подписаться на нашу страничку в Яндекс.Дзен.
Ешь — не хочу: найдены бактерии, способные безопасно помочь похудеть
Группа ученых из России и Франции предложила использовать для снижения веса пробиотик на основе бактерий, используемых для создания мягких сыров с плесенью. Эти микроорганизмы вырабатывают активирующий чувство насыщения белок. Эффективность средства уже подтвердили клинические испытания.
В планах специалистов — создать фармакологическое средство на основе белка, произведенного бактериями. Вероятно, похудеть удастся, не только употребляя препарат, но и соблюдая диету, предупреждают специалисты.
Впрочем, со сниженным благодаря средству аппетитом придерживаться пищевых ограничений должно быть проще.
Бактерии сытости
Ученые из Руанского университета во Франции предложили решить проблему ожирения с помощью кишечных бактерий Hafnia alvei. Они обитают в организме человека и многих животных.
Кроме того, во Франции эту бактерию используют для производства мягких сыров, например, камамбера.
Поэтому ее безопасность при введении «извне» доказана, однако как пробиотик на основе Hafnia alvei еще никто не использовал.
Эти бактерии вырабатывают белок ClpB (пищеварительный фермент Caseinolytic peptidase B), который дает чувство насыщения и сжигает запасы жировой ткани. Когда клетки, активированные ферментом, начинают работать, чувство голода проходит. Этот белок выделяют и некоторые другие бактерии, например кишечная палочка. Но не все они безопасны для человека.
— Бактерии Hafnia alvei и гены, ответственные за синтез белка ClpB, присутствуют в кишечнике у здоровых людей, — рассказал автор исследования, профессор Руанского университета, руководитель направления «Микробиота — мозг и регуляция пищевого поведения» в Институте физиологии имени И.П. Павлова Сергей Фетисов.
— Однако у людей с ожирением их количество снижено, показал анализ образцов микробиоты нескольких сотен людей.
Идея профилактики и лечения ожирения заключается в том, чтобы давать бактерии как пробиотик тем людям, которые обладают избыточной массой тела и желают от нее избавиться путем воздействия на чувство насыщения.
В кишечнике идет постоянный цикл деления, размножения и гибели бактерий. Около 1% от состава микробиоты кишечника вырабатывают белок ClpB. Он естественным путем синтезируется во время деления бактерий при получении питательных веществ. Таким образом, сразу после приема пищи ClpB действует на рецепторы клеток стенки кишечника, стимулируя секрецию гормонов насыщения.
Эти гормоны поступают в кровь и действуют на рецепторы в нервных окончаниях и в мозге. Кроме того, сам белок также может всасываться в кровь и может перенестись в любое место организма, включая головной мозг. Там белок активирует те же нервные клетки, что и гормон насыщения лептин, вырабатываемый в жировой ткани.
У полных людей них вырабатывается слишком много лептина. Рецепторы клеток в мозге перестают реагировать на него, и чувство насыщения не наступает. Это приводит к перееданию.
Двойной удар
По гипотезе ученых, метод двойного воздействия белка ClpB на рецепторы мозга позволяет обойти тот факт, что у людей с избыточной массой тела чувство насыщения приходит с задержкой.
В совместном проекте с Институтом физиологии имени И.П. Павлова (направление будет развиваться в рамках проекта центра «Интегративная физиология — медицине, высокотехнологичному здравоохранению и технологиям стрессоустойчивости») французские ученые планируют исследовать возможность создать фармакологическое средство от ожирения на основе белка ClpB.
Ученые уже провели доклинические испытания на мышах с избыточной массой тела. Среди животных были индивиды как генетическим ожирением, так и со спровоцированным усиленным питанием. Подопытным давали «дозу» бактерий раз в день, и в итоге мыши сбросили вес, хотя и не избавились от лишнего веса полностью.
Снижение массы началось уже после четырех дней добавления бактерий в рацион мышей и продолжалось в течение всего эксперимента. В итоге они стали меньше есть и набрали наполовину меньше веса, чем мыши без пробиотика.
При этом снижение количества съедаемой пищи и потеря веса не наблюдались у животных, получивших те же бактерии, но не способных синтезировать белок ClpB.
— Кроме того, клинические испытания бактерий были недавно проведены в Германии, — рассказал Сергей Фетисов.
— Они тоже показали положительный результат — после трех месяцев приема в капсулах, защищающих бактерии от желудочного сока, у мужчин и женщин с повышенной массой тела.
Они придерживались легкой диеты, и в группе людей, принимавших бактерии, отмечалось достоверное снижение чувства голода.
Это позволило испытуемым значительнее снизить вес и уменьшить размер талии, чем группе, получившей плацебо, добавил Сергей Фетисов.
— Применение пробиотика на основе данных бактерий я бы поставила под сомнение, — сказала «Известиям» врач-диетолог, иммунолог-аллерголог Марина Аплетаева. — В желудке крайне агрессивная среда, призванная уничтожать входящие туда живые организмы.
Иначе бы человек, сотни тысяч лет питавшийся «с земли» и сырым мясом, просто бы не выжил. Есть затруднения и при прохождении бактерий через двенадцатиперстную кишку, особенно у полных людей. А вот применение лекарства на основе белка внушает уже гораздо больший оптимизм.
У него гораздо больше шансов помочь, чем у чистого пробиотика.
Вечно худеющие
Употребление и пробиотика, и белка будет иметь временный эффект, считает заведующий кафедрой технологии переработки зерна, хлебопекарного, макаронного и кондитерского производств Московского государственного университета технологий и управления имени К.Г. Разумовского Игорь Никитин.
— Состав микрофлоры организма человека имеет динамическое равновесие, обусловленное рядом факторов: местность проживания, генетика, особенности питания и так далее, — пояснил эксперт.
— Поэтому раз и навсегда заселить кишечник нужным количеством бактерий для постоянного поддержания чувства сытости не представляется возможным. Лекарство на основе белка придется принимать тоже постоянно.
Однако видимых противоречий в описанном эффекте воздействия ClpB и бактерий Hafnia alvei на организм я не вижу. Вполне возможно, это станет одной из методик для снижения веса.
Основа снижения массы тела — снижение калорийности рациона и его сбалансированность, напомнила старший научный сотрудник отделения профилактической и реабилитационной диетологии ФГБУН «ФИЦ питания и биотехнологии» Юлия Чехонина.
— Тогда меняется пищевое поведение, человек избавляется от привычек, которые привели к набору веса и привыкает к новому, правильному пищевому поведению, — сказала она.
— Также важное значение имеет достаточное потребление белка, в том числе и как материала для синтеза регуляторных гормонов, отвечающих на насыщение. Бактерии не способны создать эффект формирования новых пищевых привычек.
Более того, есть шанс, что без искусственного поддержания чувства сытости человек вернется к прежнему питанию и весу.
Активация нейронов, связанных с подавлением аппетита, может отличаться у разных людей, добавил Игорь Никитин. В том числе это зависит от количества таких точек в мозге и их восприимчивости. Эти факторы генетически обусловлены. Их стоит попробовать учесть при проведении испытаний и создании фармакологического средства на основе белка ClpB, считает эксперт.
Загрузка...
