которым часто страдают люди, вызван не недостатком микроэлементов в питании, а отсутствием бактерий, помогающих их усвоению.
У друзей кишечника много работы. Например, они следят за дрожжами, или грибками рода кандида (такими же нормальные обитателями кишечника) и не допускают чрезмерного роста популяции вредоносных микроорганизмов. Также они работают вышибалами на входе в кишечник и учат иммунную систему определять, какие питательные вещества приносят пользу (или по меньшей мере не приносят вреда) и могут быть допущены внутрь, а какие вредят и не должны попадать в их владения. Эта «профессия» среди микробов в последнее время стала крайне востребованной, потому что современная диета значительно усложнена (подробнее об этом ниже).
Друзья кишечника вырабатывают предшественники важных гормонов, а также находятся в постоянной связи с остальными клетками тела и рассказывают им, как идут дела у них на «родине». Но каким образом они общаются с клетками?
Кроме прочего, конечно же, посылая сообщения митохондриям! Вы думали, я уже забыл про наших сообразительных древних дельцов, которые перебрались в клетки в поисках лучшего будущего? Разумеется, я не забыл. Они попросили защиту и кров, предложив взамен производить энергию, необходимую для функционирования клеток. Я считаю, что они представляют собой недостающее звено в дискуссиях о долголетии.
Сестринство бактерий
ДРУЖЕСТВЕННЫЕ БАКТЕРИИ КИШЕЧНИКА и митохондрии имеют много общего помимо происхождения от одних и тех же древних бактерий. Друзья кишечника переваривают съедаемую вами пищу, а митохондрии расщепляют (или «переваривают») нутриенты для получения энергии. Они представляют собой своего рода пищеварительную систему клетки. Может быть, это совпадение, что те и другие потомки древней бактерии отвечают за свой способ «переваривания»? Я так не думаю – и надеюсь, что к концу чтения вы тоже примите мою сторону.
Вы наследуете друзей кишечника и митохондрии от матери. Напомню, что митохондрии – это бывшие бактерии, со временем поселившиеся в клетках. У них есть собственная митохондриальная ДНК (гены), которая отличается от остальной ядерной ДНК. (А у вас в школе биология не была любимым предметом?) Митохондриальная ДНК передается от матери ко всем ее детям. Значит, все митохондрии и их ДНК – женщины. Кроме того, мать наделила вас микробиомом кишечника во время родов, когда вы проходили через родовые пути и оказались под воздействием бактерий, живущих в ее влагалище.
В дальнейшем эта оригинальная система продолжает работать, когда мать впервые кормит ребенка грудью. Удивительно, но в молоке матери содержатся особые молекулы олигосахариды и галактоолигосахариды, которые не может переварить ребенок, но которые жизненно необходимы в качестве пищи дружественным микробам в кишечнике, которыми она одарила новорожденного. Иными словами, мать кормит двух младенцев за раз – вас и ваш новоприобретенный (от нее) микробиом. Она обязана позаботиться о вас обоих и обеспечить вам безмятежное начало жизни. Эта информация не только шокирует, но и расширяет сферу нашего понимания жизни!
В материнском молоке часть молекул олигосахаридов и галактоолигосахаридов предназначена не для кормления ребенка, а для насыщения его микробиома.
В этой связи я хочу, чтобы вы посмотрели на дружественной бактерии кишечника и митохондрии, пришедшие к вам от матери, как на своих сестер. И как все любящие сестры, они постоянно общаются друг с другом. (Во всяком случае, так себя ведут две мои дочери.) Друзья кишечника рассказывают сестре-митохондрии обо всем, что происходит на их «этаже», в ответ на что митохондрия предпринимает одно из нескольких действий. Кроме обеспечения клеток энергией, митохондрии также несут ответственность за передачу сигналов, дифференцировку клеток (в какую клетку должна развиться та или иная клетка), их рост и смерть. Другими словами, митохондрии решают, нужно ли клетке расти быстро, медленно или не расти вообще. Мы вернемся к этому моменту позже, когда поднимем тему раковых клеток.
Сложив все вышесказанное, можно сделать вывод, что митохондрии играют важную роль в процессе старения. Ученые из Университета Алабамы в Бирмингеме провели исследование при участии лабораторных животных. Они ввели мышам хромосомную мутацию, которая привела к митохондриальной дисфункции, в результате чего мыши покрылись морщинами и потеряли шерсть уже через несколько недель. После того как мышам восстановили митохондриальные функции, у них снова разгладилась кожа, и ее густо покрыла шерсть (6). Более того, новые исследования показали, что митохондриальные повреждения – и восстановление повреждений – в значительной степени зависят от сообщений, которые митохондрии получают от своих сестер, живущих в кишечнике. Вы еще не потеряли нить моих рассуждений?
Возможно, вы спрашиваете себя, каким образом организована передача этих сообщений. Что ж, я в шутку называю их «текстовыми сообщениями», но на самом деле они представляют собой гормональные и химические сигналы. Раньше мы полагали, что межклеточную коммуникацию обеспечивало ядро (или командный центр) клетки, но если из клетки удалить ядро, то клетка по-прежнему будет прекрасно справляться с обработкой и передачей информации в отсутствие центра управления. Это происходит вследствие того, что коммуникация осуществляется в клеточной мембране или митохондриальной мембране, а не в ядре. Вы можете удалить хот-спот, но Wi-Fi все равно останется. Друзья кишечника производят гормоноподобные вещества и жирные кислоты, которые попадают в кровь и лимфу. В дальнейшем они прикрепляются к клеточной мембране или митохондриальной мембране других клеток и обмениваются содержащейся в них информацией.
Митохондрии способны «общаться» друг с другом с помощью гормональных и химических сигналов. Особую роль в этой коммуникации играют митохондрии, живущие в кишечнике.
Принцип работы системы передачи информации можно подробно рассмотреть на примере таких простых существ, как черви. Круглый червь Caenorhabditis elegans, или свободноживущая нематода, – это проверенная временем (извините за каламбур) модель долгожителя, так как ее примитивный желудочно-кишечный тракт (в миниатюре) работает так же, как человеческий. В ходе исследования 2017-го года (7) ученые изучали свойства структурного полисахарида, известного под названием колановой кислоты, который производят кишечные бактерии червей. Мои коллеги, проводившие данное исследование, кормили группу червей добавками с колановой кислотой, в результате черви из этой группы жили дольше, чем их родичи из второй группы, которым добавки не предлагались (8). Почему это происходило? Митохондрии в других клетках тела круглого червя отвечали на сигнал, исходящий от колановой кислоты. Дополнительная колановая кислота способствовала делению митохондрий, то есть существующие митохондрии разделялись на две новые митохондрии, чтобы производить большее количество энергии. В результате исследования ученые установили, что состав бактериальной микробиоты может влиять на процесс старение организма хозяина.
Выяснилось, что наши друзья кишечника проходят через весьма схожие процессы. Когда наши митохондрии получают сообщение от своих сестер из кишечника, они тоже отвечают на него увеличением численности митохондрий и
