Человек по природе своей животное всеядное. Однако, если бы мы оказались на необитаемом острове, где растет только одна трава, мы бы погибли от голода (если не учитывать морскую живность). Травоядное животное выжило бы, а мы бы на одной траве долго не продержались бы. Так что получается, не такие уж мы и всеядные. Но если уж быть совсем честными, то и коровка бы не выдержала диеты из травы, если бы ей не помогали ее бактерии! Все потому, что целлюлоза является основной частью клеточной стенки растений и, следовательно, распространенным компонентом рациона, включающего растительные компоненты. Целлюлоза — это длинная цепочка сахаров (полисахариды), также известную как пищевые волокна (ПВ). На планете очень немногие существа могут расщеплять ПВ без помощи бактерий.
Эволюция позволила развить взаимовыгодные отношения между нами и нашими кишечными бактериями. Волокна благотворно влияют на стабильность и богатство микробиоты. Известно, что кишечный микробиом урбанизированных людей по всему миру менее биоразнообразен, чем кишечник людей, живущих в сельской местности. Однако вызывает беспокойство тот факт, что потеря ключевых видов бактерий способствует росту некоторых заболеваний. В этих отношениях мы поставляем бактериям ПВ, они расщепляют и производят полезные для нас молекулы - короткоцепочечные жирные кислоты. Эти молекулы имеют важное значение для здоровья, они регулируют прохождение пищи по кишечнику, снижают риск развития ожирения, диабета, сердечно-сосудистых и онкологических заболеваний. Целлюлоза показала свою пользу, правда только на животных, в профилактике рака толстой кишки и снижении уровня сахара в крови. В современном питании человека, в особенности в обработанных пищевых ингредиентах, целлюлозы очень мало.
Помимо естественной целлюлозы, современный человек потребляет и микрокристаллическую целлюлозу. Этот тип целлюлозы, получается, когда естественную целлюлозу обрабатывают минеральными кислотами. Конечный продукт используют в фармацевтической и пищевой промышленностях, в качестве наполнителя, связующего вещества или же сухой смеси. Долгое время считалось, что кристаллическая целлюлоза не переваривается в кишечнике человека. Но в 2003 году выделили бактерию способную на это - Ruminococcus champanellensis. У этой бактерии даже обнаружили - целлюлосомы, мультиферментные комплексы, разлагающие полисахариды растительных волокон.
Несмотря на это открытие, расщепление и ферментация целлюлозы в кишечнике человека происходит редко или отсутствует у большинства современных людей, живущих в крупных городах. Все из-за того, что люди из развитых стран потеряли руминоковые бактерии из-за диет, в которых практически отсутствует целлюлоза. Как оказалось кишечник древних предков людей, выходцев из общин охотников-собирателей и современных сельских обществ более богат руминококковыми бактериями. Потребление ПВ, по-видимому, является ключевым фактором, поскольку диеты с высоким содержанием волокон отмечены среди охотников-собирателей, в то время как в сельских районах наблюдается более низкое потребление волокон, а наименьшее потребление волокон наблюдается в промышленно развитых обществах.
Также оказалось, что некоторые подвиды бактерий Ruminococcus мы получили недавно от жвачных животных и нечеловекообразных приматов. Например, бактерия Ruminococcus hominiciens зародилась в кишечнике жвачных животных, а затем перешла к человеку, возможно, в процессе одомашнивания. Животные могут быть источником и хранилищем штаммов руминококков, которые продолжают заселять и приспосабливаться к кишечнику человека. Возможно, из таких штаммов сделают в скором времени пробиотики.
Источники:
Robert, Céline, and Annick Bernalier-Donadille. "The cellulolytic microflora of the human colon: evidence of microcrystalline cellulose-degrading bacteria in methane-excreting subjects." FEMS microbiology ecology 46.1 (2003): 81-89.
Moraïs, Sarah, et al. "Cryptic diversity of cellulose-degrading gut bacteria in industrialized humans." Science 383.6688 (2024): eadj9223.
Ставя палец вверх и подписываясь, Вы помогаете мне продвигать настоящую науку.
Предыдущая статья: Ученые взбунтовались! Говорят, окаменелость - ненастоящая!