Западная диета совершила переворот в кишечнике: революция, которую мы не почувствовали

Кишечник человека — это не только "место пищеварения", но и целая экосистема, которая умеет подстраиваться под образ жизни. Оказалось, что эта адаптация может происходить намного быстрее, чем принято думать, — буквально на наших глазах. Учёные нашли признаки того, что микробы внутри нас меняются вслед за тем, что лежит на тарелке. Об этом сообщается в журнале Nature.

Как питание подталкивает микробов к быстрым изменениям

Эволюционные биологи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе изучили геномы почти трёх десятков видов кишечных бактерий, используя данные участников исследований из разных регионов мира. Их интересовал вопрос, могут ли микробы заметно эволюционировать в исторически сжатые сроки — не за тысячелетия, а за десятилетия. В результате исследователи зафиксировали так называемые "генетические свипы" — ситуации, когда определённые варианты ДНК за короткий период становятся доминирующими внутри вида. Такая картина обычно указывает на сильное действие естественного отбора, когда среда резко меняется и выигрывают те, кто лучше приспосабливается.

В данном случае ключевой "переменой среды" стал рацион, характерный для индустриальных стран. Учёные пришли к выводу, что у части бактерий распространились гены, помогающие перерабатывать крахмалы, характерные для ультрапереработанных продуктов. Речь идёт о промышленно модифицированных крахмальных соединениях, которые широко вошли в пищевую индустрию во второй половине XX века и стали привычными ингредиентами в готовых продуктах.

Горизонтальный перенос генов — быстрый путь эволюции

Отдельно исследователи подчёркивают механизм, который сделал такие изменения возможными. Важную роль сыграл горизонтальный перенос генов: бактерии способны "обмениваться" фрагментами ДНК не только через потомство, но и напрямую друг с другом. Ранее этот процесс чаще обсуждали в контексте распространения устойчивости к антибиотикам. Теперь становится яснее, что похожие "генетические обмены" могут помогать микробам осваивать новые пищевые ресурсы и закреплять полезные функции в популяции.

Такая логика хорошо объясняет, почему микробиом может отвечать на изменения рациона быстрее, чем организм человека в целом. Если бактерия получает удачную генетическую "надстройку" и вокруг много подходящей пищи, этот вариант стремительно вытесняет менее эффективные.

Почему индустриальные и неиндустриальные регионы отличаются

Авторы отмечают, что направления эволюции кишечных бактерий у жителей индустриальных и неиндустриальных регионов различаются. Один из показательных примеров связан с переработкой мальтодекстрина — вещества, получаемого из кукурузного крахмала и активно используемого в переработанных продуктах. Ген, помогающий расщеплять такие соединения, оказался широко распространён у бактерий людей из индустриальных стран, тогда как в других условиях подобная "настройка" не даёт такого преимущества.

Эти результаты дополняют представление о микробиоме как о динамичной системе, где на здоровье и обмен веществ влияют не только виды бактерий, но и их конкретные гены. И чем резче меняется питание, тем заметнее может становиться эволюционный отклик.