Современные исследования все активнее подтверждают важнейшую роль микробиома кишечника в здоровье человека. Эти микроскопические обитатели нашего пищеварительного тракта не просто содействуют пищеварению — они влияют на метаболизм, иммунитет и даже на то, как много калорий мы получаем из пищи. Недавнее исследование, проведенное учеными из Аризонского государственного университета, предлагает по-новому взглянуть на понятие эффективности усвоения калорий благодаря микробам и ставит вопрос: может ли наш микробиом стать настоящим «суперсобирателем» калорий? В центре внимания оказалась группа микробов, продуцирующих метан — метаногены, деятельность которых напрямую связана с увеличением количества калорий, получаемых из высококлетчаточных продуктов пищеварения. Данный факт помогает понять, почему одни люди извлекают больше энергии из одних и тех же продуктов, тогда как другие — меньше. Микробиом кишки — это сложная экосистема, включающая сотни видов микробов.
Их главная задача — ферментирование непереваренных пищевых волокон. В процессе этого ферментирования вырабатываются короткоцепочечные жирные кислоты, которые организм использует в качестве источника энергии. Однако у этого процесса есть ограничитель — накопление водорода, который способен замедлить активность микробов и снизить эффективность ферментации. Здесь на сцену выходят метаногены, уникальные микроорганизмы, способные поглощать лишний водород и преобразовывать его в метан. Метан — это газ, который человеческий организм самостоятельно не вырабатывает, а значит, его наличие — показатель активности именно микробов.
Именно этот процесс, по мнению ученых, повышает эффективность пищеварения и усвоения калорий из пищи. Исследование проводилось в условиях, имитирующих естественную среду организма. Участники эксперимента находились в специализированных комнатах с полным контролем за газообменом, что позволяло измерять количество выделяемого метана и энергетический баланс тела с максимальной точностью. Каждому участнику последовательно давали два типа диет: одна с повышенным содержанием обработанных продуктов и низким содержанием клетчатки, другая была богата цельными продуктами и клетчаткой. Оба рациона содержали одинаковое соотношение углеводов, жиров и белков, что обеспечивало корректное сравнение усвоения калорий.
Результаты показали, что люди, чей микробиом активно продуцирует метан, более эффективно извлекают калории из диеты с высоким содержанием клетчатки. Несмотря на то, что в целом такая диета способствует усвоению меньшего количества энергии, у этих участников наблюдалась повышенная способность извлекать калории, чем у тех, у кого метаногенез был менее выражен. Важно подчеркнуть, что обработанные, «западные» диеты приводили к большему усвоению калорий у всех участников независимо от уровня метана, что подтверждает мнение, что такие рационы способствуют избыточному потреблению энергии и, возможно, набору веса. Примечательно, что исследование не осуждает высококлетчаточную диету, а лишь показывает, что реакция на нее индивидуальна и зависит от состава микробиома. Это открывает новую перспективу в области персонализированного питания и диетологических рекомендаций.
Персонализированный подход становится все более актуальным в медицине и диетологии, и микробиом играет в этом ключевую роль. Понимание того, как определенные микробы влияют на обработку и усвоение пищи, позволяет разрабатывать стратегии, которые помогут оптимизировать обмен веществ и контролировать вес более эффективно. Кроме того, методика измерения метанового газа, примененная в исследовании, отличается повышенной точностью, так как учитывает не только выдыхаемый метан, но и тот, что выводится с газами организма. Это дает более полное и объективное представление о метаногенной активности микробиоты. Дальнейшие исследования должны сосредоточиться на том, как данный механизм влияет на группы людей с различным состоянием здоровья, например, страдающих ожирением, диабетом и другими метаболическими нарушениями.
Хотя в рамках текущей работы участников не ставили цель похудеть, некоторые из них действительно испытывали небольшую потерю веса в период высокого потребления клетчатки, несмотря на повышенное усвоение калорий. Это противоречие требует дополнительного изучения. В целом, результаты подчеркивают, что микробиом кишечника — это нечто индивидуальное и динамичное. Одно и то же питание может иметь совершенно различные эффекты у разных людей из-за различий в микробном составе и его деятельности, особенно в контексте метаногенеза. Отсюда вытекает прямой вывод о необходимости разработки персонализированных диетических рекомендаций, учитывающих индивидуальные особенности микробиоты для максимальной пользы для здоровья и веса.
Знания о роли метаногенов и их влиянии на энергетический обмен могут стать основой для будущих терапевтических стратегий, направленных на улучшение метаболического здоровья и борьбу с ожирением. Такой подход позволит не просто бороться с симптомами избыточного веса, а воздействовать на фундаментальные механизмы за счет коррекции микробиома. В заключение стоит отметить, что микробиом является одним из важнейших факторов, формирующих наше здоровье. Постоянно углубляя понимание его влияния на пищеварение и метаболизм, наука открывает новые горизонты для разработки эффективных и научно обоснованных методов управления питанием и здоровьем человека.
