ВЛИЯЕТ ЛИ СМЕНА СЕЗОНОВ НА МИКРОФЛОРУ?

Вікторія Валеріївна Родінкова

Професорка Вінницького національного медичного університету, докторка біологічних наук

Научный редактор Виктория Родинкова

На микрофлору кишечника влияет не только то, что мы едим и пьем, но и многие другие факторы. Например, насколько мы физически активны, имеем ли вредные привычки, как хорошо спим, принимаем ли антибиотики, как часто болеем. Значение имеет даже то, каким образом мы родились и чем нас кормили в начале жизни.

Кроме того, как свидетельствуют недавние исследования, на многообразие кишечной популяции также может влиять и смена времен года. Впрочем, так бывает не всегда.

Что такое микробиом и микрофлора

Микробиом – это совокупность микроорганизмов, сосуществующих с нами. Это, в первую очередь, бактерии, а также грибки, вирусы и простейшие, населяющие наш кишечник, кожу и другие части тела. Он насчитывает около трех миллионов генов, большинство из которых принадлежит бактериям. Только кишечная микробиота насчитывает около 100 трлн. микробных клеток, содержащихся в желудочно-кишечном тракте человека.

Каждую секунду эти микроорганизмы делают свою работу, чтобы обеспечивать человеческий организм всем необходимым.

Ученые считают, что микробиота содержит гораздо более важные метаболические гены, чем те, что имеются в геноме, то есть в ДНК самого человека.

Например, кишечные микробные сообщества регулируют обменные процессы, способствует не только усвоению питательных веществ, тяжело перевариваемых углеводов и витаминов, но и переработке различных лекарств, пестицидов, радионуклидов и тому подобное.

Кроме того, микробиота обеспечивает барьер, защищающий хозяина от инфекций путем производства антимикробных соединений и конкурентного исключения патогенов.

Самые распространенные кишечные бактерии

Большинство кишечных бактерий принадлежат грамотрицательным бактериоидам и к грамположительным фирмикутесам, а также – к бактериям других типов, таким как актинобактерии, фузобактерии и веррукомикробии.

В свою очередь, например, к фирмикутесам принадлежат энтерококки, лактобактерии, стрептококки и многие другие. Среди известных представителей актинобактерий – бифидобактерии. Названия большинства других бактерий менее известны.

Важнее другое: если баланс этих микроорганизмов нарушается и теряет свое разнообразие, это может стать причиной не только проблем с желудочно-кишечным трактом, но и вызвать такие внекишечные патологические состояния как атеросклероз, метаболический синдром, сахарный диабет и даже рак.

При чем здесь времена года

Исторически наши предки очень зависели от смены времен года. Это отражалось не только в потреблении сезонной пищи, но и в образе жизни: люди раньше ложились спать зимой и позднее летом, много работали и проводили время на свежем воздухе.

Времена изменились. Сегодня нам уже не обязательно ждать лета, чтобы поесть свежих овощей и фруктов, или ложиться спать вместе с заходом солнца. Мы стали больше времени проводить в помещениях и меньше на улице.

В результате, как показывают исследования, микробиом людей, которые придерживаются западных образа жизни и диеты, в целом, зависит от того, какое время года за окном. В отличие от микробиома тех, кто живет более исторически традиционным способом.

В 2013-2014 годах группа ученых исследовала микробиомы одной из последних народности в Африке, часть которой все еще придерживается традиционного образа жизни, живя с охоты и собирательства.

Речь о народности хадза, населяющей территорию на западе Танзании. Эти люди живут небольшими группами и способ их жизни в течение года можно разделить на два условных периода. Во время так называемого "влажного сезона", который продолжается с ноября по апрель, они едят преимущественно ягоды и мед, тогда как во время сухого сезона (с мая по октябрь) – живут, в основном, с охоты, употребляя много мяса.

При этом в обоих сезонах в их меню остается потребление клубней, богатых клетчаткой, и побегов баобаба.

В 2017 году ученые опубликовали результаты своего исследования. Проанализировав образцы кала, они обнаружили, что микрофлора представителей народности хадза меняется в зависимости от сезона. При этом наиболее разнообразная микрофлора – во время засушливого периода, когда хадза потребляют клетчатку, а также больше мяса и мало сладостей в виде меда и ягод. В частности, в это время особенно многочисленными становятся бактероиды рода Prevotella.

Примечательно, что 70,2% бактероидов исчезает в конце сухого и в начале влажного сезона, но со временем 78% из них появляются снова при смене сезонов.

Так же большинство (62%) бактерий отдела Firmicutes исчезают между поздним влажным и ранним сухим периодами. Опять же, 76% из них снова появляются позже.

Такой цикличности в изменении микробиома, практически, не наблюдалось у исследованных жителей США. Более того, по сравнению с жителями западных стран, микробиом хадза оказался примерно на 30% более разнообразным.

Также, как показало исследование, микробиом кишечника аборигенов так же разнообразен, как и флора некоторых людей племени Яномами в Венесуэле. Люди этой народности ранее описывались как владельцы самых разнообразных микробиомов в мире.

Кроме народности хадза, доказательства сезонных колебаний микрофлоры кишечника также были найдены среди отдельных популяций Японии и Монголии.

Еще одно исследование проводилось среди гуттеритов – религиозной ветви анабаптистов. Они живут в колониях-коммунальных фермах в северных штатах США и в западных провинциях Канады. Важной характеристикой данного исследования является совместный быт гуттеритов, в том числе примерно одинаковым является их рацион. Летом они едят много сезонных овощей и фруктов, которые консервируют и замораживают для потребления зимой.

В результате исследований ученые подметили, что в летний период в гуттеритов возрастает количество бактероидов, а уровень актинобактерий уменьшается.

А что с микробиомом украинцев?

Ответ на этот вопрос можно узнать благодаря работе отечественных ученых, опубликованной 21 апреля 2020 года.

Само исследование проводилось с 19 мая 2017 по 13 мая 2019 года, и в его ходе были изучены образцы 769 субъектов.

Исследование показало, что, во-первых, кишечная флора украинцев меняется в зависимости от времени года. Во-вторых, в летних образцах наблюдается рост актинобактерий и уменьшение бактероидов. Последних было больше зимой и весной.

Такие результаты отличаются от результатов других упомянутых исследований, в том числе среди тех же гуттеритов. Но, по мнению ученых, такие различия могут объясняться такими факторами как, например, климатические условия, стиль жизни и тому подобное.

В общем, ученые объясняют сезонные сдвиги в составе кишечной микробиоты тем, что украинское население в значительной степени есть сельскохозяйственным и имеет небольшие доходы. Тогда как большинство западных сообществ имеют круглогодичную доступность свежих фруктов и овощей с мирового рынка и могут потреблять большинство продукции однородно в течение всего календарного года.

Однако украинские ученые также отмечают, что такая однородность, которая наблюдается в западных странах, может быть связана с потерей разнообразия микробиома, необходимого для поддержания нормального обмена веществ и иммунной функции.

Не пищей единой

Но сезонные изменения микробиома человека, по мнению ученых, могут быть обусловлены не только рационом, но и другими факторами. К таким, в частности, относят климатические условия и длину светового дня.

Так, ученые считают, что люди, которые живут далеко на север или юг от экватора, могут иметь проблемы с кишечником из-за значительного колебания уровня витамина D в течение года.

Исследования подтверждают, что однообразие микрофлоры кишечника у некоторых пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника коррелирует с уровнем витамина D в сыворотке крови. При этом в летне-осенний период в микробиоме наблюдается уменьшение количества бактериальных родов и видов, ассоциированных с воспалением, таких как Eggerthella lenta, Fusobacterium spp., Bacteroides spp., Collinsella aerofaciens, Helicobacter spp., Rhodococcus spp., Faecalibacterium prausnitzii.

Как помочь своим микробам?

Современный образ жизни, длительное пребывание в освещенных и кондиционированных помещениях и стандартная диета целый год может сбить организм с толку.

Поэтому, вот несколько советов, которые могут помочь поддержать разнообразие кишечных микроорганизмов.

• Учитывайте длину светового дня. В идеале, с заходом солнца активность человека должна снижаться. Кишечные микробы помогают производить или запускать выработку гормонов, связанных со сном. Эта связь работает и в другую сторону. Всего лишь две бессонные ночи могут сократить количество определенных полезных штаммов вдвое.

• Питание должно быть сезонным. Несезонные овощи и фрукты имеют меньше питательных веществ и больше пестицидов и химикатов, которые ускоряют их внесезонное созревание.

• Проводите больше времени на свежем воздухе. Это подвергает организм воздействию различных видов бактерий и снижает уровень стресса, что также положительно влияет на кишечное разнообразие.
• Поддерживайте свои полезные бактерии клетчаткой или готовыми пребиотиками, которые ее заменяют. Наши предки потребляли от 50 до 100 граммов клетчатки в день. Сегодня большинство населения в среднем употребляет только около 10-15 граммов.

Источники:

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