Диета с низким содержанием клетчатки может изменить кишечную флору у последующих поколений

Диеты с низким содержанием клетчатки могут привести к необратимым изменениям в численности кишечных бактерий, и эти изменения могут передаваться от поколения к поколению, как выявлено в новом исследовании. В ходе эксперимента мыши, получавшие пищу с низким содержанием клетчатки, утратили определенные виды кишечных бактерий с течением времени. Даже после того, как мышей перевели на рацион с высоким содержанием клетчатки, восстановить их полностью не удалось. Более того, истощенная кишечная флора, так называемый микробиом, передавалась от родителей к потомству и постепенно усугублялась. После того, как четыре поколения мышей потребляли пищу с низким содержанием клетчатки, большинство видов бактерий, обычно присутствующих в кишечном микробиоме животных, просто исчезли, обнаружили ученые.

Это исследование применимо и к людям, считает ведущий автор исследования Эрика Зонненбург, исследователь микробиома в Стэнфордском университете в Калифорнии. "Все согласны с тем, что мы передаем свои гены нашим детям", - заявила Зонненбург журналу Live Science. Но "мы также должны учитывать, что наши дети наследуют микробный набор генов, который мы им передаем", добавила она. "Мы должны действительно задумываться о диетарных привычках, создающих поколение, так как наш рацион может кардинально повлиять на микробиом, который мы передадим нашим потомкам".

Партнеры в эволюции

На протяжении 150 000 лет ранние люди современного типа, вероятно, ели пищу с высоким содержанием клетчатки: неочищенные растения, фрукты, орехи и семена, говорит Зонненбург. Но человек не может переварить клетчатку самостоятельно — кишечная флора эволюционировала совместно с людьми и помогала перерабатывать клетчатку в кишечном тракте. Все изменилось за последние 100 лет, так как индустриализация привела к появлению пищи быстрого приготовления, подвергнутой интенсивной обработке и с низким содержанием клетчатки. Сегодня люди в западных странах потребляют в среднем 15 граммов клетчатки в день, что составляет одну десятую часть клетчатки, потребляемой некоторыми современными охотниками-собирателями, утверждают исследователи. Тенденция к рациону с низким содержанием клетчатки набрала обороты за последние 50-60 лет, а это означает, что сейчас три-четыре поколения людей выросли на пище, бедной клетчаткой, говорит Зонненбург.

Изменение рациона

Чтобы исследовать последствия изменений рациона, Зонненбург и ее коллеги поместили группу мышей в совершенно стерильную среду таким образом, чтобы в их желудочно-кишечный тракт не попадали микроорганизмы. Затем они пересадили бактерии из кишечника человека в кишечник мышей. Половина мышей ела растительную пищу с высоким содержанием клетчатки, а другая половина - потребляла корм, который был идентичен в плане содержания белка, жира и калорийности, но почти не содержал клетчатку. В течение нескольких недель, общее количество различных видов бактерий у мышей, не потребляющих клетчатку, сократилось, а для большей половины видов микробов число видов в популяции уменьшилось, по крайней мере, на 75 процентов. После семинедельного пребывания на диете, бедной клетчаткой мыши были переведены на рацион с высоким ее содержанием. Хотя большинство видов бактерий, изначально обнаруженных в кишечнике, восстановилось, примерно одна треть бактерий никогда не вернет свою первоначальную численность, заключили исследователи. 

Далее, ученые вырастили еще больше мышей в стерильной среде, где они подвергались воздействию микроорганизмов только через своих родителей (которые потребляли пищу с низким содержанием клетчатки). Каждое поколение грызунов также потребляло пищу с низким содержанием клетчатки, и в каждом из них наблюдалось постепенное снижение разнообразия микроорганизмов в кишечнике. К четвертому поколению, три из четырех видов бактерий, первоначально обнаруженных у мышей в кишечнике, исчезли.

Когда правнуков первой мыши снова вернули к рациону с высоким содержанием клетчатки, большинство утерянных бактерий так и не восстановились. Однако, когда ученые ввели этому четвертому поколению мышей фекальный трансплантат (обработанный кишечный материал от одной мыши с помощью трубочки вводится в желудочно-кишечный тракт другой мыши), то наряду с обогащенным клетчаткой рационом это помогло микробиоте кишечника вернуться к исходному состоянию.

Микробное сообщество в группе мышей, которых кормили пищей с повышенным содержанием клетчатки, не столкнулось с кардинальными изменениями численности.

Долгосрочные последствия

Полученные выводы согласуются с результатами наблюдений за людьми. Например, охотники-собиратели в Папуа-Новой Гвинее, Африке и Южной Америке живут на разных континентах, но при этом имеют одинаковые виды бактерий в кишечнике, и эти бактерии отсутствуют у людей, живущих в развитых странах, утверждает Зонненбург. У охотников-собирателей также более разнообразны кишечные микробные сообщества.

До сих пор не доказано, что низкое разнообразие микробиома в западных странах создает проблемы для здоровья человека, но исследования связывают слабое разнообразие кишечных микроорганизмов в кишечнике человека с такими патологиями, как аллергия, астма и ожирение. А патогенным бактериям, таким как Clostridium difficile, легче закрепиться после курса антибиотиков, когда уничтожены полезные бактерии в кишечнике, считает Зонненбург.

Если низкое разнообразие микробиома приводит к проблемам со здоровьем, а переход на питание с высоким содержанием клетчатки не решает этих проблем полностью, то одним из возможных решений могла бы быть фекальная трансплантация от охотников-собирателей или людей с более традиционным питанием тем, кто потребляет пищу с низким содержанием клетчатки, утверждает Зонненбург. Однако еще много нужно работать, чтобы гарантировать, что любая трансплантация экскрементов будет полезной и безопасной, добавила она.

В то же время, было показано, что богатый клетчаткой рацион способствуют увеличению микробного разнообразия. Тысячи исследований связывают питание, богатое фруктами и овощами, с множеством преимуществ для здоровья, поэтому ешьте больше фруктов и овощей. Это простой, здоровый шаг, который можно сделать прямо сейчас, говорит Зонненбург. "Мы представляем собой сложный организм, состоящий из частей тела и микроорганизмов", - говорит она. "Забота о микробной среде, находящейся внутри нас, чрезвычайно важное дело, которое мы можем сделать, чтобы улучшить наше здоровье".

Опубликовано в журнале Nature.