Микробиом. То, что убивает, и то, что делает нас сильнее - Игорь Олегович Стома

великий ученый в 1912 году был отлучен от церкви. Правда, это никак не помешало ему войти в историю математики и, как вы увидите далее, медицины.

Простая цепь Маркова для принятия медицинских решений основана на бинарных событиях. Например, пациент, у которого в сердце установлен искусственный клапан, должен пожизненно принимать антикоагулянты (препараты, снижающие свертываемость крови). На фоне этого у него возможны, как правило, всего два вида осложнений – эмболия или кровотечение. И то, и другое может стать как фатальным исходом, так и нет. Зная по данным массовых исследований проценты рисков для каждого из состояний, можно вывести и простые цифры риска/успеха для конкретного пациента.

Более сложные случаи выбора медицинских решений требуют и более сложных моделей Маркова, которые давно уже алгоритмизируются и используются в составе компьютерных моделей. Сложный пример, с которого начинали применение цепей Маркова в современной медицине в 1984 году, заслуживает внимания и сейчас. Тогда в Бостоне, в медицинском центре Новой Англии (сейчас медицинский центр Тафтс) мужчине 42 лет выполнили пересадку почки. После пересадки он, как и все подобные пациенты, получал препараты для подавления иммунитета с целью профилактики отторжения почки. Однако в течение первых 18 месяцев после пересадки у него развились две обширных меланомы (злокачественные опухоли кожи), которые потребовали срочного хирургического вмешательства. Хорошо известно, что принимаемые им препараты для подавления иммунитета (азатиоприн и преднизолон) повышают риск появления возникшей меланомы, которая уже может стать для него смертельной. Для снижения этого риска нужно отменить эти иммуносупрессанты. Но тогда отторгнется пересаженная почка и пациент вернется на гемодиализ, чего он предпочел бы избежать. Считается, что качество жизни на гемодиализе составляет 70 % от качества жизни с пересаженной почкой. И какое принять решение? Многое зависит от цифр по итогам подсчетов в модели Маркова. И доведя эти цифры до пациента, а также понимая не только все аспекты продолжительности, но и качества жизни, можно помочь ему ответить на этот сложнейший вопрос. Уверен, что те из наших читателей, кто увлекается точными науками, найдет для себя еще немало примеров применения цепей Маркова в медицине.

Рис. 37. Пример простой цепи Маркова для принятия медицинских решений у пациента, принимающего антикоагулянт после операции по установке в сердце искусственных клапанов.

Адаптировано из Frank A. Sonnenberg and J. Robert Beck, 1993.

Глава 5

О нашем питании и микробах

5.1. Западный и восточный тип питания

Как вы думаете, что больше влияет на риск развития ожирения: наследственность или рацион питания? Ответ лежит в плоскости изучения кишечного микробиома. Есть очень показательный пример того, как изменение рациона и, соответственно, микробиома влияет на риск развития ожирения у мигрантов из Азии в США. У азиатов, которые переехали жить в США, в течение последующих 15 лет риск ожирения вырастает в четыре раза в сравнении с их ровесниками, оставшимися жить в странах Азии. Кроме того, у этих иммигрантов доказано и снижение разнообразия и функции кишечного микробиома. То есть у этих мигрантов произошла смена типа питания и типа микробиома с восточного на западный. Восточный тип питания подразумевает большое содержание в рационе растительной пищи. То есть основа питания – овощи и фрукты. В западном же типе питания основу составляют мясо и жиры животного происхождения. И сегодня сохраняется весьма серьезная разница в типах питания, например, в Европе и Северной Америке в сравнении с Китаем. Доказано, что западный тип питания достоверно повышает риски развития сахарного диабета 2-го типа, а также увеличивает воспалительные процессы в кишечнике. При западном типе питания повышаются и риски «внутренних» инфекций, происходящих из кишечника, ощутимо снижаются концентрации защитных короткоцепочечных жирных кислот в кишечнике. Поэтому рацион питания действительно определяет много в здоровье человека и его микробиома.

Одними из наиболее «опасных» составных частей западного типа питания являются красное мясо, а также переработанное мясо. При его обильном употреблении наблюдается кишечный дисбиоз, то есть нарушение состава микробиома. Повышается плотность провоспалительных бактерий в кишечнике, снижается защитная функция местного иммунитета. Все это является частью процесса развития опухолей в кишечнике, поэтому объем употребления красного и переработанного мяса коррелирует с риском колоректального рака. Например, по данным одного из мета-анализов, объединяющего огромное количество исследований, регулярное употребление красного и переработанного мяса увеличивает риск развития колоректального рака на 30 %.

В целом стоит отметить, что западный тип питания формирует воспалительный фон в кишечнике. Это ведет и к «синдрому повышенной проницаемости» кишечника, или синдрому «дырявого кишечника». Мы уже говорили, что в составе микробов кишечника, а именно в их клеточной стенке, есть особое вещество – ЛПС (липополисахарид). И при воспалительных процессах это вещество начинает «просачиваться» через кишечную стенку в кровь, вызывая уже воспаление в других органах нашего тела. Это постоянное системное воспаление из-за проникновения ЛПС в кровь сегодня рассматривается врачам как пусковой механизм многих болезней, в том числе и неврологических. Поэтому, опять же, если хотим иметь хорошее настроение и снизить это «пропотевание» ЛПС из кишечника в кровь, то стараемся не налегать на красное и переработанное мясо (колбаса, сосиски и ветчина).

Средиземноморская диета

Отдельного внимания заслуживает «Средиземноморская диета». Она характеризуется тремя основными компонентами: растительная клетчатка (овощи), оливковое масло первого холодного отжима и полиненасыщенные жирные кислоты. В дополнение к этому – морская рыба (как источник белка) и вино (как источник антиоксидантов, в частности, ресвератрола). О ресвератроле и о его использовании для профилактики преждевременного старения мы поговорим позже, это вещество заслуживает отдельного раздела. В исследованиях же микробиома было показано то, что регулярное употребление оливкового масла увеличивает содержание полезных лактобацилл в кишечнике, а также снижает рост «вредных» бактерий в микробиоме. Полиненасыщенные жирные кислоты, как давно известно, обладают защитным эффектом в отношении сердца и сосудов. А вот в отношении микробов кишечника недавно было показано, что эти вещества стимулируют рост полезных бифидобактерий в кишечнике. Плюс к этому, средиземноморская диета богата такими минералами, как цинк и железо, а именно они являются одними из факторов эффективной работы иммунной системы.

Рис. 38. Западный, восточный и средиземноморский типы питания в контексте кишечного микробиома

Кстати, опираясь на простое знание того, сколько лет в среднем живут люди в разных регионах мира, можно подтвердить наши микробные выводы из предыдущих строчек. Ученые даже выделили «голубые зоны» долголетия на карте мира. А крепкое здоровье жителей этих регионов определяется в первую очередь даже не наследственностью, а типом питания и физической активности (Рис. 39). В этих регионах в рационе преобладает растительная пища, при