Микробиота кишечника и лишний вес: как бактерии влияют на обмен веществ

Женщина стоит на напольных весах

По данным информационного бюллетеня ВОЗ об ожирении и избыточном весе, в 2022 году 2,5 млрд взрослых имели избыточную массу тела, а у 890 млн из них было ожирение. Традиционно главными причинами лишнего веса считают переедание, низкую физическую активность и наследственность. Однако в последние годы исследователи все чаще обращают внимание на дополнительный фактор – микробиоту кишечника, сообщество триллионов бактерий, живущих в нашем кишечнике.

Микробиота в составе других компонентов участвует в переваривании пищи, выработке гормонов насыщения и регуляции воспаления, а ее состав во многом определяет, как организм перерабатывает калории и запасает жир. При этом микробиота тесно связана с питанием, и то, что мы едим, напрямую формирует состав бактериальной флоры, которая, в свою очередь, влияет на обмен веществ.

Из чего состоит микробиота кишечника

По современным оценкам, суммарная масса микробиоты достигает 200 граммов, а в кишечнике взрослого человека проживает около 38 триллионов бактериальных клеток, что сопоставимо с количеством собственных клеток организма (примерно 30 триллионов) – соотношение практически 1:1.

Совокупность этих микроорганизмов называют микробиотой кишечника. На данный момент выявлено около 3,3 миллиона уникальных бактериальных генов – это примерно в 150 раз больше, чем в геноме человека. Данные гены обеспечивают бактериям функции, недоступные нашему организму: синтез некоторых витаминов или расщепление клетчатки, которую мы не можем переварить самостоятельно.

Микробиота распределена по отделам желудочно-кишечного тракта неравномерно. Желудок и верхние отделы тонкой кишки заселены микроорганизмами слабо: высокая кислотность и быстрое продвижение содержимого ограничивают рост бактерий. Основная часть микробного сообщества сосредоточена в толстой кишке, где бактерии находят подходящие условия: отсутствие кислорода, медленный транзит пищи и постоянный приток непереваренных остатков в качестве источника питания.

Состав кишечной микробиоты в значительной степени определяется пищевыми привычками. Ученые сравнили микробиом детей из Флоренции и сельской местности Буркина-Фасо. Дети из Буркина-Фасо потребляли пищу, богатую клетчаткой: злаки, бобовые и овощи. В их кишечнике обнаружилось больше короткоцепочечных жирных кислот, которые бактерии вырабатывают при ферментации клетчатки, и меньше энтеробактерий (к которым относятся шигеллы и кишечная палочка). У итальянских детей профиль микробиоты заметно отличался, несмотря на идентичный возраст участников (от одного до шести лет). Таким образом, привычный рацион напрямую влияет на формирование состава микробного сообщества.

Роль бактерий в переваривании пищи и обмене веществ

Метаболизм – это совокупность процессов, с помощью которых организм перерабатывает пищу: расщепляет ее, превращает в энергию или откладывает в виде жировых запасов. Кишечные бактерии принимают в этом непосредственное участие: от состава бактерий зависит, сколько энергии организм получит из привычного рациона. Более того, исследования показывают, что у людей с лишним весом микробиота извлекает из пищи больше калорий, чем у худых, – и это способствует дальнейшему набору массы.

Основные функции кишечных бактерий и их влияние на организм:

Функция бактерий

Значение для организма

Переваривают клетчатку и производят короткоцепочечные жирные кислоты

Поддержание целостности кишечного барьера; эффект усиливается при достаточном потреблении растительной пищи

Извлекают энергию из непереваренных компонентов пищи

От состава микробиоты зависит, сколько калорий организм получит из того же объема еды

Перерабатывают желчные кислоты

Влияют на усвоение жиров и регуляцию холестеринового обмена


Поэтому рацион с достаточным количеством клетчатки полезен не только кишечнику. Бактерии получают субстрат для работы, а организм – ценные метаболиты, которые они производят. Когда клетчатки мало, микробиота лишается основного источника питания. При этом бактерии работают в связке с организмом: метаболический ответ зависит от питания, возраста, генетики и образа жизни, поэтому у двух людей с одинаковым меню реакция может отличаться.

Как микробиота кишечника влияет на вес и обмен веществ

Микробиота активно влияет на обмен веществ через несколько механизмов:

Контроль аппетита

При ферментации пищевых волокон бактерии образуют короткоцепочечные жирные кислоты – ацетат, пропионат и бутират. Эти вещества связываются со специфическими рецепторами на клетках кишечной стенки и стимулируют выработку гормонов насыщения. Они передают сигналы в центры голода и насыщения головного мозга, снижая аппетит. При дефиците клетчатки и сниженном разнообразии микробиоты выработка короткоцепочечных жирных кислот падает, что ослабляет сигналы сытости и способствует перееданию.

Извлечение дополнительной энергии

Кишечные бактерии умеют расщеплять то, что наш организм сам переварить не может: растительные волокна, некоторые крахмалы, остатки пищи. В процессе выделяются те же короткоцепочечные жирные кислоты, которые всасываются в кишечнике и используются организмом как дополнительный источник энергии. Исследования показывают, что у людей с избыточной массой тела микробиота извлекает из того же объема пищи больше калорий, чем у людей с весом в пределах нормы. Таким образом, при одинаковом рационе два человека могут получать разное количество энергии – и эта разница способствует накоплению жировых запасов.

Скрытое воспаление

При рационе с избытком жиров и простых углеводов изменяется состав микробиоты и повышается проницаемость кишечной стенки. Из-за этого в кровоток проникают липополисахариды – компоненты клеточных стенок некоторых бактерий. Такое состояние называется метаболической эндотоксемией. Оно может запустить системное воспаление, которое снижает чувствительность клеток к инсулину (развивается инсулинорезистентность). В результате организм хуже регулирует уровень глюкозы и активнее запасает жир, особенно висцеральный – в области живота.

Барьерная функция

Здоровая микробиота укрепляет стенки кишечника и поддерживает защитный слизистый слой. Когда баланс нарушен, барьер становится более проницаемым, и в кровь начинают попадать нежелательные компоненты из кишечника. Это усугубляет воспаление и мешает организму нормально регулировать вес.

Нарушение обмена веществ и микробиота: что причина, а что следствие

Так получается замкнутый круг: питание определяет состав микробиоты, микробиота влияет на аппетит, воспаление и усвоение жиров, а лишний вес, в свою очередь, ухудшает условия для полезных бактерий. При этом важно понимать: нарушение обмена веществ и изменения микробиоты часто идут рука об руку, но прямая причинно-следственная связь у человека пока не доказана. Исследования фиксируют устойчивую взаимосвязь, однако это не означает, что определенный состав бактерий сам по себе вызывает набор веса или что его изменение гарантирует снижение массы тела. Микробиота кишечника – один из факторов обмена веществ наряду с питанием, физической активностью, сном, гормональным фоном и генетикой.

Как улучшить метаболизм и поддержать микробиоту кишечника

На скорость метаболизма влияют возраст, мышечная масса, гормональный фон, сон и физическая активность, и ни один продукт не способен существенно изменить эту совокупность факторов. Тем не менее поддерживать здоровый состав микробиоты кишечника можно через доступные подходы к питанию, эффективность которых подтверждена исследованиями. Разные типы пищевых волокон служат субстратом для разных групп бактерий:

Тип пищевых волокон

Где содержатся

Чем полезны для микробиоты

Инулин

Цикорий, топинамбур, лук

Субстрат для роста бифидобактерий

Пектин

Яблоки, цитрусовые

Ферментируется с образованием короткоцепочечных жирных кислот

Бета-глюканы

Овес, ячмень

Поддерживают бактерии, производящие бутират


Поэтому более обоснованным представляется расширение ассортимента растительных продуктов в рационе, а не поиск единственного функционального продукта, способного самостоятельно изменить состав микробиоты.

На практике данная система выглядит таким образом:

Достаточное потребление пищевых волокон. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рекомендует взрослым получать не менее 25 г пищевых волокон в сутки за счет наличия в рационе цельных злаков, овощей, фруктов и бобовых. Это основной субстрат для жизнедеятельности полезных бактерий и выработки короткоцепочечных жирных кислот.

Разнообразие растительной пищи. Чем шире ассортимент растительных продуктов в рационе, тем разнообразнее микробиота. Исследования показывают, что у людей, употреблявших более 30 видов растений в неделю, микробное сообщество отличалось значительно большим разнообразием по сравнению с теми, кто ограничивался 10 видами и менее.

Включение ферментированных продуктов. Натуральный йогурт, кефир, квашеная капуста и другие ферментированные продукты содержат живые культуры бактерий. Их регулярное употребление способствует повышению разнообразия микробиоты и снижению маркеров системного воспаления.

Регулярная физическая активность. Исследования показывают, что систематические физические нагрузки способствуют благоприятным изменениям в составе микробиоты. При этом эффект сохраняется только при постоянной активности: после возвращения к малоподвижному образу жизни достигнутые изменения нивелируются.

Рациональное применение антибиотиков. Антибактериальная терапия неизбежно влияет на состав микробиоты, снижая ее разнообразие. В связи с этим прием таких препаратов должен осуществляться строго по медицинским показаниям и под наблюдением специалиста.

В течение дня рацион может выглядеть следующим образом: овсяная каша с ягодами и семенами льна на завтрак, суп или блюдо из чечевицы либо нута в обед, кефир или натуральный йогурт без сахара на перекус, квашеная капуста в качестве дополнения к основному блюду. Одновременно с этим рекомендуется ограничивать потребление сладких напитков и ультрапереработанных продуктов, которые снижают общее количество растительных волокон в рационе.

Овсяная каша с орехами и семенами

Более того, реакция на одни и те же продукты у разных людей существенно различается. Исследования показывают, что уровень глюкозы в крови после употребления одинаковых продуктов значительно варьирует у разных людей, а учет состава микробиоты позволяет прогнозировать эту реакцию точнее, чем стандартный подсчет углеводов. Это означает, что единого оптимального рациона для всех не существует, и подход к питанию должен учитывать индивидуальные особенности.

Поддержка кишечника при увеличении доли клетчатки в рационе

Пищевые волокна рекомендуется вводить в рацион постепенно: резкое увеличение их количества часто сопровождается газообразованием и вздутием, поскольку микробиоте кишечника необходимо время для адаптации к новому субстрату и перестройки ферментативной активности.

Для комфортной адаптации кишечника к новому рациону можно использовать специализированные комплексы. Lactoflorene® Плоский Живот разработан для поддержки пищеварения: он способствует уменьшению вздутия и выведению уже скопившихся газов, а также помогает поддерживать баланс микрофлоры кишечника. Формула объединяет бифидо- и лактобактерии, пищеварительные ферменты (альфа- и бета-галактозидаза) для расщепления сложных углеводов и растительные экстракты (мелисса, ромашка, пассифлора и имбирь) для мягкой поддержки моторики кишечника. Продукт производится в Италии, не содержит глютена и лактозы, а его штаммы – бифидобактерии Bifidobacterium lactis HN019 и лактобактерии Lactobacillus acidophilus NCFM® – имеют статус безопасности GRAS (FDA). Это биологически активная добавка для легкого пищеварения без вздутия живота, а не средство для снижения массы тела.

Lactoflorene Плоский Живот на столе рядом с водой и травами

Перед применением рекомендуется проконсультироваться со специалистом. БАД. Не является лекарственным средством.

Источники

  1. Всемирная организация здравоохранения. Ожирение и избыточный вес. Информационный бюллетень, 2024: Obesity and overweight
  2. Sender R, Fuchs S, Milo R. Revised Estimates for the Number of Human and Bacteria Cells in the Body. PLoS Biol. 2016 Aug 19;14(8):e1002533. doi: 10.1371/journal.pbio.1002533. PMID: 27541692; PMCID: PMC4991899. PubMed
  3. Qin J, Li R, Raes J, Arumugam M, et al.; MetaHIT Consortium. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature. 2010 Mar 4;464(7285):59-65. doi: 10.1038/nature08821. PMID: 20203603; PMCID: PMC3779803. PubMed
  4. De Filippo C, Cavalieri D, Di Paola M, Ramazzotti M, et al. Impact of diet in shaping gut microbiota revealed by a comparative study in children from Europe and rural Africa. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010 Aug 17;107(33):14691-6. doi: 10.1073/pnas.1005963107. PMID: 20679230; PMCID: PMC2930426. PubMed
  5. Turnbaugh PJ, Ley RE, Mahowald MA, Magrini V, Mardis ER, Gordon JI. An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest. Nature. 2006 Dec 21;444(7122):1027-31. doi: 10.1038/nature05414. PMID: 17183312. PubMed
  6. McDonald D, Hyde E, Debelius JW, Morton JT, et al.; American Gut Consortium; Knight R. American Gut: an Open Platform for Citizen Science Microbiome Research. mSystems. 2018 May 15;3(3):e00031-18. doi: 10.1128/mSystems.00031-18. PMID: 29795809; PMCID: PMC5954204. PubMed
  7. Wastyk HC, Fragiadakis GK, Perelman D, Dahan D, et al. Gut-microbiota-targeted diets modulate human immune status. Cell. 2021 Aug 5;184(16):4137-4153.e14. doi: 10.1016/j.cell.2021.06.019. PMID: 34256014; PMCID: PMC9020749. PubMed
  8. Zeevi D, Korem T, Zmora N, Israeli D, et al. Personalized Nutrition by Prediction of Glycemic Responses. Cell. 2015 Nov 19;163(5):1079-1094. doi: 10.1016/j.cell.2015.11.001. PMID: 26590418. PubMed
  9. Allen JM, Mailing LJ, Niemiro GM, Moore R, Cook MD, White BA, Holscher HD, Woods JA. Exercise Alters Gut Microbiota Composition and Function in Lean and Obese Humans. Med Sci Sports Exerc. 2018 Apr;50(4):747-757. doi: 10.1249/MSS.0000000000001495. PMID: 29166320. PubMed
  10. Всемирная организация здравоохранения. Carbohydrate intake for adults and children: WHO guideline. Geneva: WHO, 2023. who.int

FAQ

Правда ли, что из-за бактерий в кишечнике можно набрать вес?

Микробиота вносит свой вклад, но не является причиной набора массы тела. Кишечные бактерии могут влиять на уровень энергии, которая усваивается из пищи, на выработку гормонов насыщения и уровень системного воспаления. Однако на вес также напрямую влияют питание, физическая активность, сон и генетика. Рассматривать микробиоту как единственную причину набора веса некорректно.

Что такое нарушение обмена веществ и при чем здесь микробиота кишечника?

Нарушение обмена веществ – это состояние, при котором организм перестает эффективно перерабатывать питательные вещества и поддерживать стабильный уровень глюкозы и липидов в крови. К таким нарушениям относят инсулинорезистентность, дислипидемию и ожирение. Изменения состава микробиоты кишечника часто сопутствуют им: снижается разнообразие бактерий, падает выработка короткоцепочечных жирных кислот, растет проницаемость кишечной стенки и уровень системного воспаления. При этом микробиота – лишь один из факторов, а диагноз ставит врач по результатам обследования.

Можно ли улучшить метаболизм с помощью пробиотиков?

Пробиотики эффективно поддерживают баланс микрофлоры, но не способны существенно ускорить обмен веществ сами по себе. Их прямое влияние на массу тела минимально и сильно зависит от конкретного штамма. Пробиотики целесообразно рассматривать как вспомогательный элемент в комплексе с рационом, богатым клетчаткой, регулярной физической активностью и нормализацией сна.

Какие продукты полезны для микробиоты кишечника?

Основу рациона должны составлять пищевые волокна из цельных злаков, овощей, фруктов, бобовых и орехов, а также ферментированные продукты (натуральный йогурт, кефир, квашеная капуста). Оптимальным считается употребление более 30 различных видов растительных продуктов в неделю. Вводить клетчатку следует постепенно, чтобы избежать вздутия, а долю сладких напитков и ультрапереработанных продуктов – ограничивать. В качестве дополнительной поддержки можно попробовать принимать Lactoflorene® Плоский Живот, разработанный для поддержки пищеварения: он способствует уменьшению вздутия и выведению уже скопившихся газов, а также помогает поддерживать баланс микрофлоры кишечника.

Как быстро восстанавливается микробиота после смены питания?

Микробиота реагирует на изменения в рационе достаточно быстро: первые сдвиги в составе бактериального сообщества могут наблюдаться уже через 1–2 дня после смены типа питания. Однако эти изменения носят временный характер. Для формирования устойчивого, здорового состава микробиоты необходимо долгосрочное соблюдение пищевых привычек. При возврате к прежнему рациону микробное сообщество, как правило, быстро возвращается к исходному состоянию.

Нужно ли сдавать анализ на микробиоту кишечника?

Здоровому человеку такой анализ, как правило, не нужен. Коммерческие тесты показывают состав бактерий, но единой нормы микробиоты не существует: она заметно различается у разных людей и меняется в течение недели вслед за питанием. Практических рекомендаций, которые нельзя было бы дать без теста, он обычно не добавляет. Если беспокоят стойкие симптомы – вздутие, нарушения стула, боль в животе, – объем обследования определяет врач.

ХОЛЕСТЕРИН ПОД КОНТРОЛЕМ
Подробнее
НА ЗАЩИТЕ МОЧЕВЫВОДЯЩИХ ПУТЕЙ
Подробнее
ЛЕГКОЕ ПИЩЕВАРЕНИЕ
Подробнее
КОМПЛЕКСНАЯ ЗАБОТА О КИШЕЧНИКЕ
Подробнее