Продукты с клетчаткой, толстая кишка, кишечные бактерии, короткоцепочечные жирные кислоты и защищённая стенка кишечника — **От клетчатки к бутирату.** Богатая клетчаткой пища доходит до толстой кишки, живущие там бактерии ферментируют её и производят короткоцепочечные жирные кислоты, такие как бутират; бутират питает и защищает стенку кишечника.

Симбиотическая жизнь

Микрофлора кишечника (микробиота) состоит из бактерий и других микроорганизмов, живущих в нашем пищеварительном тракте. Это сожительство взаимовыгодно: мы предоставляем им тёплую среду, богатую питательными веществами; они перерабатывают волокна, которые не расщепляются нашими ферментами, участвуют в образовании некоторых витаминов и затрудняют закрепление вредных микробов. В биологии это называется симбиозом, то есть совместной жизнью на основе взаимной пользы.

Число бактерий, живущих в нашем теле, составляет около

0триллионов

Это сопоставимо с примерно 30 триллионами человеческих клеток в нашем теле; подавляющее большинство бактерий живёт в толстой кишке.

Значение рассчитано для референсного взрослого весом 70 кг; общая масса бактерий составляет около 0,2 кг.
Sender R, Fuchs S, Milo R. Revised estimates for the number of human and bacteria cells in the body. PLoS Biol 2016;14(8):e1002533. doi:10.1371/journal.pbio.1002533

Мы кормим их, они кормят нас.

От клетчатки к бутирату

Волокна из овощей, фруктов, бобовых и цельных злаков не перевариваются в тонкой кишке и доходят до толстой. Здесь кишечные бактерии ферментируют эти волокна и производят вещества, называемые короткоцепочечными жирными кислотами: ацетат, пропионат и бутират. Бутират вырабатывают прежде всего некоторые виды бактерий, например Faecalibacterium и Roseburia.

Всё начинается с тарелки. Волокна из овощей, бобовых, овса и фруктов мы переварить не можем; они служат пищей для наших кишечных бактерий.

Наши соседи в толстой кишке. Триллионы бактерий живут вдоль стенки кишечника и ждут волокон, которые до них доходят.

Образование бутирата. Бактерии ферментируют клетчатку и производят бутират. Бутират напрямую попадает в клетки стенки кишечника и питает их.

Для чего нужен бутират?

Клетки, выстилающие толстую кишку (колоноциты), получают большую часть своей энергии из бутирата. Достаточное количество бутирата помогает клеткам, образующим стенку кишечника, оставаться здоровыми, а плотным соединениям между ними сохраняться; благодаря этому стенка кишечника работает как прочный барьер.

Около

энергии, используемой клетками толстой кишки, поступает из бутирата.

Лабораторное измерение на клетках, полученных из толстой кишки человека; когда бутират был единственным топливом, на него приходилось 73% потребления кислорода в восходящей ободочной кишке и 75% в нисходящей.
Roediger WE. Role of anaerobic bacteria in the metabolic welfare of the colonic mucosa in man. Gut 1980;21(9):793-798. doi:10.1136/gut.21.9.793

Бутират влияет и на иммунную систему. В исследованиях на мышах показано, что бутират, вырабатываемый кишечными бактериями, увеличивает образование регуляторных Т-клеток, уравновешивающих иммунный ответ. Клиническое значение этих эффектов у людей всё ещё изучается.

Ось кишечник-мозг

Кишечник и мозг постоянно обмениваются сигналами. Эта двусторонняя связь называется осью кишечник-мозг, и микрофлора кишечника является важной частью этого диалога. Связь осуществляется несколькими путями:

Блуждающий нерв: Этот нерв, идущий от кишечника к мозгу, напрямую передаёт мозгу происходящие в кишечнике изменения.
Продукты бактерий: Короткоцепочечные жирные кислоты, такие как бутират, попадают в кровь и могут косвенно влиять на нервную систему.
Иммунная система: Иммунные клетки кишечника, взаимодействуя с микрофлорой, влияют на уровень воспаления в организме и, как следствие, на мозг.
Гормоны и сигнальные молекулы: Большая часть серотонина в организме вырабатывается в кишечнике, и некоторые кишечные бактерии усиливают это производство. Серотонин кишечника не попадает в мозг напрямую; он регулирует движения кишечника и сигналы, идущие от кишечника к мозгу.

Исследования на животных показывают, что микрофлора может влиять на реакцию на стресс, тревожность и социальное поведение. У людей эти взаимосвязи изучаются совсем недавно, и результаты пока недостаточно ясны, чтобы превратиться в лечение.

Бутират и социальное доминирование: опыт на крысах

Уверенная в себе крыса с бутират-производящими бактериями в кишечнике и другая, отступающая крыса

Кишечные бактерии могут влиять даже на поведение. В исследовании, опубликованном в 2022 году, было замечено, что микрофлора крыс, занимающих доминирующее (лидерское) положение в группе, отличается от микрофлоры крыс, остающихся на заднем плане. Среди бактерий, преобладавших в микрофлоре победителей, большинство составляли виды, производящие бутират. Крысы с нарушенной микрофлорой отходили на задний план; когда их кишечник вновь заселяли одним видом бутират-производящих бактерий (Clostridium butyricum), они возвращали себе доминирующее положение. Эти данные относятся к опыту на животных; у людей подобный эффект не показан.

Продукты, содержащие бутират: сливочное масло и гхи

Бутират получил своё название от сливочного масла (латинское butyrum: масло). Около 4% жирных кислот молочного жира составляет масляная кислота; поэтому сливочное масло и получаемое из него топлёное масло (гхи) являются основными продуктами, непосредственно содержащими бутират. Гхи получают из сливочного масла коровьего или буйволиного молока путём вываривания и удаления воды и молочных белков.

Тем не менее основным источником бутирата, питающего толстую кишку, остаётся бутират, производимый бактериями из волокон. Сливочное масло и гхи богаты насыщенными жирами, поэтому их следует употреблять умеренно; они не заменяют питания, богатого клетчаткой.

Как поддержать микрофлору?

Ежедневно ешьте разные овощи, фрукты, бобовые и цельные злаки; разнообразие клетчатки поддерживает разнообразие бактерий.
Овёс, чечевица, нут, фасоль, лук, лук-порей и чеснок богаты волокнами, которые любят бутират-производящие бактерии.
Резистентный крахмал, образующийся в картофеле, рисе и макаронах после варки и охлаждения, тоже ферментируется бактериями.
Принимайте антибиотики только по назначению врача и в рекомендованные сроки; ненужные антибиотики могут нарушить микрофлору.
Резкое увеличение клетчатки может вызвать газы и вздутие; увеличивайте количество постепенно, в течение нескольких недель, и пейте много воды.

Источники

Sender R, Fuchs S, Milo R. Revised estimates for the number of human and bacteria cells in the body. PLoS Biol 2016;14(8):e1002533. doi:10.1371/journal.pbio.1002533
Roediger WE. Role of anaerobic bacteria in the metabolic welfare of the colonic mucosa in man. Gut 1980;21(9):793-798. doi:10.1136/gut.21.9.793
Louis P, Flint HJ. Formation of propionate and butyrate by the human colonic microbiota. Environ Microbiol 2017;19(1):29-41. doi:10.1111/1462-2920.13589
Furusawa Y et al. Commensal microbe-derived butyrate induces the differentiation of colonic regulatory T cells. Nature 2013;504(7480):446-450. doi:10.1038/nature12721
Wang T et al. Gut microbiota shapes social dominance through modulating HDAC2 in the medial prefrontal cortex. Cell Rep 2022;38(10):110478. doi:10.1016/j.celrep.2022.110478
Cryan JF et al. The microbiota-gut-brain axis. Physiol Rev 2019;99(4):1877-2013. doi:10.1152/physrev.00018.2018
Yano JM et al. Indigenous bacteria from the gut microbiota regulate host serotonin biosynthesis. Cell 2015;161(2):264-276. doi:10.1016/j.cell.2015.02.047
Lindmark Månsson H. Fatty acids in bovine milk fat. Food Nutr Res 2008;52. doi:10.3402/fnr.v52i0.1821

Эта страница носит информационный характер; для диагностики и лечения необходим осмотр.

Микрофлора кишечника и бутират