Мозг-кишечник 7: введение в кишечный микробиом
На пути к оптимуму (предисловие vvk)
Многие, знающие меня лично, заметили, что моё физическое состояние существенно изменилось в лучшую сторону за последний год. Многие знают, что я соблюдаю специфический режим питания и занимаюсь холодными процедурами. Некоторые люди интересуются, почему я это делаю и как это всё работает.

Я начал движение к оптимуму с книги Тима Ферриса 4-hourbody и концепции "slow carbs". К сожалению, 4-hourbody содержит много ложных предположений, основанных на недостатке знаний, и я надеюсь Феррис её перепишет через какое-то время.

Через некоторое время я наткнулся на сайт американского нейрохирурга Jack Kruse, и после прочтения первой же статьи стало понятно: это кладезь знаний и путеводитель по миру современных исследований и открытий. У него описано множество аспектов биохимии и физиологии, много ответов на вопросы типа "почему надо делать так", он выстраивает связи между аспектами функционирования различных систем организма, влиянием внешней среды, что позволяет постепенно осознавать сложную биомашину под названием "человек".

У меня в принципе много интересующихся знакомых, которым так же были бы интересны эти материалы, но у многих проблемы с английским языком, поэтому они не осмеливаются читать то, что читаю я. Хотя, по-моему, при наличии желания улучшить себя, наличие таких материалов - отличный мотиватор к изучению английского языка.

В общем, я решил постепенно делать переводы или конспекты статей, чтобы поделиться этими знаниями с другими, и чтобы в дополнение к моим устным рассказам у них была возможность более вдумчиво почитать статьи.

Что контролирует наш внешний вид и композицию тела?
В человеческой физиологии, во рту и кишечнике помимо бактерий задействованы и два других домена (надцарства) микробной жизни. Археи, грибы эукариоты и, возможно, простейшие, вероятно играют некоторую пока еще неопределенную роль в поддержании оптимального здоровья. Человеческие рот и кишечник являются котлом, битком набитым микробной жизнью, которая покрывает такие интимные жизненно важные ткани, как наши зубы и кишечник, которые т.о. остаются открытыми для нашей текущей среды. Человека более нельзя рассматривать только как результат слияния двух его родительских клеток. Исследования последних 15 лет, сдвигающие парадигмы, показали способность микробного метаболизма кишечника существенно менять состояния здоровья и болезней. Сегодня мы обсудим, каким образом беременность и ожирение очень тесно связаны между собой, но всё же отличаются из-за гормональных скачков, присутствующих в том и другом состоянии. Эта гормональная разница - всё, что отделяет нормальное физиологическое состояние (беременность) от состояния неолитического заболевания (ожирение). В связи с этим новым знанием, теперь я признаю, что современный человек является киборгоподобным "суперорганизмом", колонизированным огромным разнообразием микро-жизни, которая может позитивно и негативно влиять на ход его здоровья и благополучия. Понимание анатомии и физиологии в учебниках часто просто не дотягивает до цельной картины человеческого метаболизма. Он сложен и связан с современной эпигенетикой, и это в конечном итоге определяет "наш вид и композицию тела".

Лептиновая связь кишечной флоры с ожирением
Ожирение можно рассматривать как воспалительное заболевание мозга. Вас может удивить, где оно начинается. Оно начинается в кишечной флоре. Как это происходит? Прочитайте эту ссылку. Липополисахариды (LPS), находящиеся в клеточных мембранах некоторых бактерий, являются токсинами. С повышением LPS наблюдается повышение уровня лептина в крови. С момента, когда он становится достаточно высок, это стимулирует SOCS3-сигнализацию в гипоталамусе и лептинорезистентность. Похоже, имеющие избыточный вес физиологически защищают его, после того, как он образовался. Во многих моделях диетически-индуцированного ожирения у млекопитающих лептинорезистентность начально проявляется в рамках сигнализации блуждающего нерва в area postrema. Это притупляет насыщающее действие инкретиновых гормонов центрально, и вызывает низкие уровни допамина в мозгу. Эти вещи, вместе с вызванной бактериями SOCS3-сигнализацией, вовлечены в этиологию человеческого ожирения. У людей, пищевые жиры и фруктоза системно повышают липополисахариды, тогда как пищевая глюкоза существенно активирует SOCS3-сигнализацию. Белок же не затрагивает SOCS3, поэтому он и является ключевым компонентом рецепта починки лептиновой регуляции.

Это означает, что микрофлора кишечника напрямую может индуцировать устойчивость к лептину и быть причиной ожирения. Бактериальные липополисахариды так же повышают уровень триглицеридов в крови, как и рафинированные пищевые сахара и растительные масла, применяемые в большинстве западных диет. Обе эти вещи - принципиальные причины лептинорезистентности на уровне гематоэнцефалического барьера возле гипоталамуса. Так же, чётко установлено, что поедание диеты с высоким содержанием рафинированных углеводов с или без комбинирования их с растительными маслами уменьшает и кол-во видов, и размер популяций кишечных бактерий, и эти изменения способствуют доминированию бактерий, вызывающих воспаление на уровне гематоэнцефалического барьера, за счёт увеличения SOCS3-сигнализации.

Не гикам: низкое кол-во видов и популяций бактерий наступает у людей, которые едят много обработанной еды и растительных масел. Это ведёт к запорам и твёрдому стулу, как мы видим в классах 1 и 2 бристольской шкалы стула.

Каково предназначение кишечной микрофлоры у людей?
Ранее в серии мозг-кишечник мы фокусировались на мозговой части уравнения. Сегодня мы начнём работать над другой частью уравнения, где расположен кишечник. Мы поговорим о кишечной микрофлоре. Передовым ключевым вопросом для врачей и учёных сегодня является выяснение предназначения кишечной микрофлоры. В мозг-кишечник 1 и два, я сделал предположение, что микрофлора - это крупье нашего казино, который перемешивает колоду генов, которые мы собираем от вирусов. Так же, судя по всему, микрофлора помогает в представлении этих вирусных компонентов иммунной системе, они нейтрализуются и становятся менее вирулентными, таким образом мы можем приспособить их запасные части в наш геном для дальнейшего использования при подходящем случае, когда мы испытаем геномную и эпигеномную потребность.

Эти вирусные гены - "человеческий мусорный двор" для создания новых генов. Из работы Барбары МакКлинток мы знаем, что эти собранные гены затем систематически и целенаправленно вставляются в части генома, где мы имеем наибольшие геномные и эпигеномные потребности, основанные на стрессах, с которыми сталкивается организм в его текущей среде. Человеческое тело состоит из 1 триллиона клеток (грубо округляя). Кишечная микрофлора - это около 100 триллионов! А ещё несколько лет назад предполагалось 10 триллионов. Это значит, что мы имеем в 100 раз больше бактерий в кишечнике, чем есть клеток во всём теле. Что это может означать? Когда вы в процессе познания, вы всегда хотите задать действительно хорошие вопросы, и стараться избегать старых ответов, ведущих в тупик. Таким образом сегодняшний блог задаёт этот вопрос: "каково предназначение кишечной микрофлоры"? Несомненно, это обширный вопрос, но давайте рассмотрим его.

Когда мы рассматриваем не-пищеварительную пользу, она может быть грубо поделена на две большие области:

Гомеостаз кишечника.
Модуляция иммунной системы.
Что сейчас становится ясно врачам и ученым, это то, что человеческие существа действительно киборго-подобные создания. Наш геном и вещи, которые делают нас, людей, уникальными, состоят из большого количества ретротранспозонов от вирусов, и бактерии в нашем кишечнике действительно переводят эту концепцию на новый уровень, как мы исследовали это в мозг-кишечник 2. Технически, мы являемся "супер-организмами". В результате этой совместной эволюции, длина нашего кишечника сократилась по сравнению с нашими непосредственными предками, и экология наших кишечных бактерий стала довольно сложной, чтобы компенсировать это изменение длины для облегчения диетических изменений, которые мы наблюдали в восточно-африканской зоне рифта, позволивших сделать человеческий мозг. Эти эволюционные ходы также значительно улучшили способность нашей иммунной системы представлять антигены нашей руке клеточного иммунитета, чтобы лучше защищать нас от экологии, в которой оказались переходные обезьяны. Мы исследовали это в мозг-кишечник 5 в некоторых деталях. Должно было пройти значительное расширение иммунной системы из-за того, как мы эволюционировали с помощью вирусов и бактерий на пути к нашей человечности. И вновь использование энергии разнообразия бактерий наших позвоночных предков внутри нашего кишечника позволило нам переваривать больше новых источников пищи, которые мы использовали в качестве топлива для плана строительства человеческого мозга. Эта диета называется эпи-палео Rx.

У 99% взрослых в кишечной микробиоте преобладают два типа бактерий - Bacteroides и Фирмикуты. У детей, которые находятся на грудном кормлении, микробиота радикально отличается: в первые несколько месяцев пост-натальной жизни доминируют бифидобактерии и лактобактерии. Это продолжается до перехода на твёрдую пищу, после чего происходит переход на взрослый вариант микрофлоры. Более того, человеческая микробиота эволюционирует в процессе человеческой жизни.

Свежие исследования показывают, что тип родов (естественные или кесарево), вес при рождении, кормление грудью и диета - всё это влияет на то, какие микробы колонизируют стерильный кишечник новорожденного. Т.о., раннее колонизационное окно младенца средо-зависимо (эпигенетика). В течение примерно 100-300 дней микрофлора трансформируется в более "взрослый" тип, указанный выше.

Похож ли наш кишечник на доску "Монополии"? Кишечная "недвижимость"
На протяжении пищеварительного тракта имеется градиент иммунных тканей, кислотностей, различна скорость транзита. Всё это влияет на состав микробиоты. Похоже на доску "Монополии", где некоторые места очень отличаются свойствами. Например, в желудке доминируют протеобактерии, а вот в дистальном отделе (прямая кишка) Фирмикуты и Bacteroides (которые едва-едва детектируются в верхней части пищеварительного тракта) становятся доминирующими. Весьма вероятно, что такие переходы опосредованы эпигенетикой и влиянием хоста (синтезом антимикробных пептидов), хотя точные физиологические и иммунологические механизмы ещё не были очерчены современной наукой, но мы знаем, что это происходит в состоянии здоровья и болезни.

Композиция микробиоты, как минимум в дистальном отделе, эволюционно древняя - доминирование Bacteroides и Фирмикутов обнаружено среди всех млекопитающих. Это означает, что эта находка хорошо законсервирована в ветви млекопитающих по весомой эволюционной причине. У человека парасимпатическая нервная система контролирует соединения между кишечником и мозгом. На каждом конце этого канала две специализированных мембраны контролируют оптимальное здоровье среды как мозга так и кишечника. Полисмен этой системы - vagus nerve, который является 10-м черепным нервом. Дистальный отдел кишечника не иннервирован этим нервом, тогда как весь остальной кишечник - да. Это означает, что дистальный кишечник не имеет прямой связи с мозгом. Вот почему множество неолитических болезней происходит в этой области. Прямое соединение мозга с 90% кишечника означает, что мозг напрямую участвует в мониторинге микробио-коктейля.

Я упоминал ранее в этой серии, что я считаю, что имела место массивная ко-эволюция кишечной микрофлоры одновременно с иммунной системой хозяина. Я считаю, что это приспособление позволило физиологии хоста стать оптимизированной для выживания некоторых бактериальных родов по отношению к другим, но на сегодняшний день пока нет прямых научных доказательств этого эффекта, насколько я знаю. Открытия, делаемые в лабораторных исследованиях на людях, настойчиво указывают в этом направлении.

Микробиота и прогестерон
Судя по всему, вопрос выживаемости бактерий так же непосредственно связан с репродуктивными способностями у людей. У женщин кишечный микробиом меняется по мере развития беременности, становясь ближе к тому, который наблюдается у людей, близких к диабету. В настоящее время представляется, что у беременных имеется специальная микробиота, которая развивается в первые 5 месяцев беременности, позволяющая набирать вес, при этом без развития диабета (при нормальной беременности). Причина отсутствия развития диабета - высокие уровни прогестерона (за счёт плаценты, если она хорошо функционирует), тогда как уровень кортизола остаётся ровным или пониженным. Это так для большинства нормальных беременностей, однако в современном мире из-за большего возраста женщины при зачатии, случаи бесплодия и ожирения взлетают ввысь, так как эти переключатели больше не работают хорошо. Многие женщины с ожирением, бесплодием, и в возрасте к моменту беременности уже имеют низкий уровень прогестерона и высокий уровень кортизола и это меняет кишечную флору в пользу пособничества ожирению по мере развития беременности. Вот почему мы часто наблюдаем развитие гестационных диабетов у женщин с низким уровнем прогестерона, по мере того как их плод растёт.

Более того, если вы вернётесь назад и перечитаете пункт 12 в мозг-кишечник 5 (ожидайте перевода - vvk), вы увидите, что другой гормон, называемый E3 или эстриол, обладает массивным влиянием на кишечную микробиоту. Поедание сырых или мало готовившихся морепродуктов благоприятно для бактерий, способствующих преобразованию сильных форм эстрогенов (такие как эстрадиол) в слабые (эстриол), таким образом снижая риск развития раковых опухолей как у матери (рак груди), так и у плода. В точности таким образом эпигенетика оказывает прямое действие на плод и мать.

Что отличает метаболический синдром и беременность?
У беременной женщины разнообразие кишечных бактерий уменьшается между первым и третьим триместром, одновременно наблюдается их видовое изменение: значительно увеличивается доля протеобактерий и актинобактерий. Протеобактерии - это большая группа бактерий, включающая широкое разнообразие патогенов, таких как Escherichia, Сальмонеллы, Вибрионы, Helicobacter, и многих других. Актинобактерии - группа грам-позитивных бактерий с высоким гуанин-цитозин составом. Они могут быть наземными или водными.

По иронии судьбы, эти виды так же широко встречаются у людей, страдающих ожирением или имеющих метаболический синдром на фоне сахарного диабета 2-го типа. Протеобактерии - "плохие парни" в научных исследованиях, они ассоциируются с воспалением, повышенными цитокинами и понижением уровня DHEA и прогестерона, а так же они сопричастны к возникновению устойчивости к лептину. Так же они способствуют быстрому развитию высоких уровней кортизола. Помните, что я говорил в блоге гормоны 101 о высоких уровнях кортизола? Высокий уровень кортизола не может поддерживаться вечно, и в конце концов наступит надпочечниковая усталость. Перечитайте этот пост, чтобы понять, что происходит при суб-оптимальной беременности и при ожирении.

Доктор Kjersti Aagaard из Baylor University опубликовал некоторые данные по сравнению вагинальных микробиомов беременных и не-беременных женщин, которые показывают, что у беременных в микробиоме доминируют лактобациллы, которые предотвращают рост зловредных бактерий и способствуют пищеварению. Многие пробиотики имеют в составе лактобациллы, но в слишком малом кол-ве, чтобы оказать немедленную помощь во время состояния болезни и без помощи высокого уровня прогестерона и низкого кортизола. Идеальный путь иметь обе эти ситуации - это иметь оптимальную гормональную панель с уделением пристального внимания циркадианному ритму в световом и диетическом аспекте.

Более того, исследование показывает, что процесс обратим после родов. Выясняется, что сдвиги в микробном разнообразии не затрагивают здоровье матери во время беременности. Их стул (PCR analysis) в третьем триместре содержит больше воспалительных маркеров, чем в первом триместре. Эти тренды остаются явными невзирая на то, была ли женщина перед беременностью в нормальном весе или нет, развился ли диабет, или принимала ли она антибиотики или пробиотики во время беременности. В то же время, микробиота новорожденного имела сходство с материнскими образцами первого триместра. Получается, что кишечное здоровье матери в т.ч. до беременности и её гормональная панель имеют первостепенное значение для развивающегося мозга плода. По моему мнению, эта связь лучше всего объясняет рекордные всплески в аутизме и спектральных расстройствах. В отличие от некоторых, я не верю, что вакцины являются причиной спектральных расстройств. Я считаю, что нужно винить пренатальные гормональные изменения у матерей. Суб-оптимальная циркадианная биология (электромагнитные излучения, свет и диета), вызывающая последовательные изменения кишечной микрофлоры до беременности, имеет первостепенное значение в развитии этих эпигенетических болезней. Это так же означает, что изменения обратимы и могут быть приведены к оптимуму до зачатия, если конечно мать решит стать проактивной и поймёт, насколько важны её решения для формирования оптимального мозга её ребёнка.

Когда исследователи пересадили кишечные бактерии из образца стула мышам, выращенным в стерильных условиях, они обнаружили, что мышь, получившая образцы от третьего триместра, стала толще и выработала инсулинорезистентность, чем мышь, получившая образец от первого триместра. Результат не удивителен, т.к. в литературе уже достаточно данных, что ожирение имеет присущую микробиоту, которая весьма воспалительна и блокирует нормальные кишечные сигналы и в конце концов лептин на уровне гематоэнцефалического барьера.

Реальность такова, что микробиом является фактором, вносящим свой вклад в это изменение. Некоторые из нас считают, что это вообще является основной движущей силой. Возможно, ожирение происходит из-за изменения в сигнализации между кишечным микробиомом и лептиновым рецептором в мозге. Эта связь искусна и очаровательна, и, конечно, то как она связывает гормональные панели вместе, остаётся чем-то, к чему современная медицина совершенно слепа. Вы больше не должны оставаться слепы к этой связи. Она может быть первой критической связью для снижения вашего риска ожирения. Холодовой термогенез помогает уничтожить воспаление, повышая расход энергии, и это тоже меняет кишечную флору.

Оказывается, что во время беременности прямые выбросы гормонов драматически меняют кишечную микробиоту, и эти изменения дают изменения в метаболизме для содействия массивному росту тела и мозга плода. Это значит, что еда и гормоны сотканы из одной ткани, в отношении физиологии. Это звучит устрашающе, как и цитата, которую я сделал в мозг-кишечник 5. В ней говорится, "Думайте о еде как о гормональной информации, а не как о метаболическом топливе. Рассматривайте эпи-палео шаблон в качестве человеческого ракетного топлива для человеческой нервной системы".

Вот ещё один кусочек Одеяла, показывающий, как мозг и кишечник связаны вместе в прекрасном танце, когда совмещены с оптимальной циркадианной биологией.

Вы должны думать о своём кишечном здоровье, это может помочь вам восстановить гормоны, вылечить "плохой мозг" взрослого, или тот, что уже растёт у вас в матке!

что спектр микрофлоры регулируется нашим организмом

Единственно исключения пересадка сразу целого спектра микрофлоры от донора.

100% приживётся?

Давно пришел к мысли, что спектр микрофлоры регулируется нашим организмом. Другими словами мы не можем рассчитывать только на возможность вырастить нужную микрофлору. Все усилия по выращиванию будут компенсированы работой систем организма.

Постараюсь тут выложить это видео.

Нам такая еда тоже вначале не будет нравиться, но вот эта еда: 1.Лук-порей 2.Артишок 3.Чеснок. 4.Лук. 5.Корень имбиря. 6.Гречка.

Жить здорово!: Убийцы, которых мы прикормили (03.12.2014)

Это по настоящему золотая информация. Путем длительных отборов я вышел примерно на такой круг продуктов.
Администрация форума отмечает Вашу заслугу

13.Тыквенные семечки.