ЯК ВПЛИВАЄ ЗМІНА СЕЗОНІВ НА МІКРОФЛОРУ

Вікторія Валеріївна Родінкова

Професорка Вінницького національного медичного університету, докторка біологічних наук

Науковий редактор Вікторія Родінкова

На мікрофлору кишечника впливає не тільки те, що ми їмо та п'ємо, а й багато інших факторів. Наприклад, наскільки ми фізично активні, чи маємо шкідливі звички, як добре спимо, чи вживаємо антибіотики, як часто хворіємо. Значення має навіть те, яким способом ми народились та чим нас годували на початку життя.

Крім того, як свідчать недавні дослідження, на різноманіття кишкової популяції також може впливати і зміна пір року. Втім, так буває не завжди.

Що таке мікробіом та мікрофлора

Мікробіом – це сукупність мікроорганізмів, що співіснують з нами. Це, у першу чергу, бактерії, а також грибки, віруси та найпростіші, які населяють наш кишечник, шкіру та інші частини тіла. Він налічує близько трьох мільйонів генів, більшість яких належить бактеріям. Тільки кишкова мікробіота нараховує близько 100 трильйонів мікробних клітин, що містяться в шлунково-кишковому тракті людини.

Щосекунди ці мікроорганізми роблять свою роботу аби забезпечувати людський організм всім необхідним.

Вчені вважають, що мікробіота містить набагато важливіші метаболічні гени, ніж ті, що наявні в геномі, тобто у ДНК самої людини.

Наприклад, кишкові мікробні спільноти регулюють обмінні процеси, що сприяє не лише засвоєнню поживних речовин, важкостравних вуглеводів та вітамінів, а й переробці різних ліків, пестицидів радіонуклідів тощо.

Крім того, мікробіота забезпечує бар’єр, що захищає господаря від інфекцій шляхом виробництва антимікробних сполук та конкурентного виключення патогенів.

Найпоширеніші кишкові бактерії

Більшість кишкових бактерій належать до грамнегативних бактеріоїдів та грампозитивних фірмікутесів, а також – до бактерій деяких інших типів, таких як актинобактерії, фузобактерії та веррукомікробії.

У свою чергу, наприклад, до фірмікутесів належать ентерококи, лактобактерії, стрептококи та багато інших. Серед відомих представників актинобактерій – біфідобактерії. Назви більшості інших бактерій менш відомі.

Важливіше інше: якщо баланс цих мікроорганізмів порушується та втрачає своє різноманіття, це може стати причиною не лише проблеми з кишково-шлунковим трактом, а й спричинити такі позакишкові патологічні стани як атеросклероз, метаболічний синдром, цукровий діабет та навіть рак.

До чого тут пори року

Історично наші предки дуже залежали від зміни пір року. Це відображалося не лише у споживанні сезонної їжі, а й у способі життя: люди раніше лягали спати взимку та пізніше влітку, багато працювали та проводили час на свіжому повітрі.

Часи змінилися. Сьогодні нам уже не обов'язково чекати літа аби поїсти свіжі овочі та фрукти, або ж лягати спати разом із заходом сонця. Ми стали більше часу проводити в закритих приміщеннях і менше на вулиці.

В результаті, як показують дослідження, мікробіом людей, які дотримуються західних способу життя та дієти, в цілому, не залежить від того, яка пора року за вікном, на відміну від мікробіома тих, хто живе більш історично традиційним способом.

У 2013-2014 роках група вчених досліджувала мікробіоми однієї з останніх народностей в Африці, частина якої все ще дотримується традиційного способу життя, живучи з мисливства та збиральництва.

Мова про народність хадза, яка населяє територію на заході Танзанії. Ці люди живуть невеликими групами і спосіб їх життя протягом року можна поділити на два умовних періоди. Під час так званого "вологого сезону", який триває з листопада по квітень, вони їдять переважно ягоди та мед, тоді як під час сухого сезону (з травня по жовтень) – живуть, переважно, з полювання, вживаючи багато м'яса.

При цьому, в обох сезонах у їх меню залишається споживання бульб, багатих на клітковину, та пагонів баобабу.

У 2017 році вчені опублікували результати свого дослідження. Проаналізувавши зразки калу, вони виявили, що мікрофлора представників народності хадза змінюється в залежності від сезону. При цьому, найбільш різноманітна мікрофлора – під час посушливого періода, коли хадза споживають клітковину, а також більше м'яса та мало солодощів у вигляді меду та ягід. Зокрема, в цей час особливо чисельними стають бактероїди роду Prevotella.

Примітно, що 70,2% бактероїдів зникає в кінці сухого та на початку вологого сезону, але з часом 78% з них з'являються знову при зміні сезонів.

Так само більшість (62%) бактерій відділу Firmicutes зникають між пізньовологим та ранньосухим періодами. Знову ж таки, 76% з них знову виявляються пізніше.

Такої циклічності в зміні мікробіому практично не спостерігається у досліджуваних мешканців США. Ба більше, порівняно з мешканцями західних країн, мікробіом хадза виявився приблизно на 30 % більш різноманітним.

Також, як показало дослідження, мікробіом кишечника аборигенів такий самий різноманітний як і флора деяких людей племені Яномамі у Венесуелі. Люди цієї народності раніше описувалися як власники найрізноманітніших мікробіомів у світі.

Крім народності хадза докази сезонних коливань мікрофлори кишечника також були знайдені серед окремих популяцій Японії та Монголії.

Ще одне дослідження проводилось серед гутеритів – релігійної гілки анабаптистів. Вони мешкають в колоніях – комунальних фермах у північних штатах США та західних провінціях Канади. Важливою характеристикою даного дослідження є спільний побут гутеритів, у тому числі приблизно однаковим є їх раціон. Влітку вони їдять багато сезонних овочів та фруктів, які консервують та заморожують для споживання взимку.

У результаті досліджень вчені помітили, що в літній період в гутеритів зростає кількість бактероїдів, а рівень актинобактерій зменшується.

А що з мікробіомами українців?

Відповідь на це запитання можна дізнатися завдяки праці вітчизняних вчених, яка була опублікована 21 квітня 2020 року.

Саме дослідження проводилось з 19 травня 2017 року по 13 травня 2019 року і в його ході було досліджено зразки 769 суб’єктів.

Дослідження показало, що, по-перше, кишкова флора українців змінюється в залежності від пори року. По-друге, в літніх зразках спостерігається зростання актинобактерій і зменшення бактероїдетів. Останніх було більше взимку та навесні.

Такі результати відрізняються від результатів інших згаданих досліджень, зокрема серед тих же гутеритів. Але, на думку вчених, такі відмінності можуть пояснюватися такими факторами як, наприклад, кліматичні умовами, стиль життя тощо.

Загалом, вчені пояснюють сезонні зрушення у складі кишкової мікробіоти тим, що українське населення є значною мірою сільськогосподарським та має невеликі доходи. Тоді як більшість західних суспільств мають цілорічну доступність свіжих фруктів та овочів зі світового ринку та можуть споживати більшість продукції однорідно протягом усього календарного року.

Однак українські вчені також зазначають, що така однорідність, яка спостерігається в західних країнах, може бути пов’язана з втратою різноманітності мікробіомів, необхідної для підтримки нормального обміну речовин та імунної функції.

Не їжею єдиною

Але сезонні зміни мікробіому людини, на думку вчених, можуть бути обумовлені не лише раціоном, а й іншими факторами. До таких, зокрема, відносять кліматичні умови та довжину світлового дня.

Так, вчені вважають, що люди, які живуть далеко на північ чи південь від екватора, можуть мати проблеми з кишечником через значне коливання рівня вітаміну D протягом року.

Дослідження підтверджують, що низький склад мікрофлори кишечника у деяких пацієнтів з запальними захворюваннями кишечника корелюється з рівнем вітаміну D у сироватці крові. При цьому, у літній/осінній період в мікробіомі спостерігається зменшення кількості бактеріальних родів та видів, асоційованих із запаленням, таких як Eggerthella lenta , Fusobacterium spp., Bacteroides spp., Collinsella aerofaciens, Helicobacter spp., Rhodococcus spp., Faecalibacterium prausnitzii.

Як допомогти своїм мікробам?

Сучасний спосіб життя, тривале перебування в освітлених та кондиційованих приміщеннях та стандартна дієта цілий рік може збити організм з пантелику.

Тому ось кілька порад, які можуть допомогти підтримати різноманітність кишкових мікроорганізмів.

• Зважайте на довжину світлового дня. В ідеалі із заходом сонця активність людини має знижуватися. Кишкові мікроби допомагають виробляти або запускати вироблення гормонів, пов'язаних зі сном. Цей зв'язок працює і в іншу сторону. Лише дві недоспані ночі можуть скоротити кількість певних корисних штамів удвічі.

• Харчування має бути сезонним. Несезонні овочі та фрукти мають менше поживних речовин та більше пестицидів та хімікатів, які прискорюють їх позасезонне дозрівання.

• Більше проводьте часу на свіжому повітрі. Це піддає організм впливу різних видів бактерій і знижує рівень стресу, що також позитивно впливає на кишкове різноманіття.
• Підтримуйте свої корисні бактерії клітковиною або готовими пребіотиками, які її заміняють. Наші предки споживали від 50 до 100 грамів клітковини на день. Сьогодні більшість населення, в середньому, вживає лише близько 10-15 грамів.

Джерела:

1. https://www.nature.com/articles/s41598-020-62811-4
2. https://bmcmicrobiol.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12866-020-01786-8
3. https://science.sciencemag.org/content/357/6353/802
4. https://www.hyperbiotics.com/blogs/recent-articles/how-your-gut-bacteria-change-with-the-seasons
5. https://www.newscientist.com/article/2145275-eat-a-seasonal-diet-and-your-gut-microbes-may-change-in-sync/amp/
6. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3949691/
7. https://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0090731