Представим пищеварительную систему в виде газотурбинного двигателя, который может сжигать любой тип горючего материала для получения энергии. Из этого сравнения автоматически следует, что тогда мы должны переваривать и усваивать все что угодно. Метафора двигателя имеет чрезвычайно важное значение для пищевой промышленности. Миллионы потребителей готовы покупать все что угодно, если оно маркировано как пища, и будут делать это до тех пор, пока продукт упакован таким образом, чтобы его форма, вкус и запах оставались привлекательными. Но, если рассматривать систему взаимодействия между головным мозгом, ЖКТ и микробиомом как обрабатывающий информацию суперкомпьютер, который постоянно пытается скорректировать поведение человека и адаптировать его организм к изменениям, происходящим во внутреннем и внешнем мире, нам будет легче понять, что происходит в этой области науки в настоящее время.

В последние десятилетия изменения, внесенные корпорациями, занимающимися производством, переработкой и продажей недорогих, вызывающих привыкание продуктов, полностью перекроили диету людей. Это обстоятельство напрямую влияет на взаимодействие между головным мозгом, пищеварительным трактом и микробиомом. Как ни странно, изменения происходят не только в организме человека, но и в организме скота (и домашних животных).

Мы уже знаем, что кишечный микробиом может быстро и без всяких затруднений переключиться с белковой диеты на растительную. Человек может быть постоянно всеядным, этой диеты наши доисторические предки придерживались на протяжении сотен тысяч лет, а вегетарианская диета выступала в качестве запасной, к ней прибегали, когда продуктов животного происхождения было мало. Однако сегодняшние продукты животного происхождения в корне отличаются от тех, которыми питались наши предки и которые едят их малочисленные прямые потомки, следующие доисторическому укладу. Оставшиеся на Земле первобытные люди добывают мясо многих видов диких животных и птиц, рыб и насекомых, и оно постное, в нем намного меньше жира по сравнению с современными коммерческими мясными продуктами. Дикие животные свободно и без ограничений перемещаются в природе и питаются разными растениями и другими живыми существами. У них здоровая и разнообразная микробиота, благодаря которой они сами здоровы, а их образ жизни обеспечивает устойчивость к болезням.

Понятно, что доступность животного белка дала значительные преимущества человеку, способствовала тому, что в ходе эволюции наш головной мозг стал крупнее, а средний человек стал выше ростом (даже в прошлом столетии).

Однако сегодняшнее белковое питание отличается от белкового питания наших предков: сейчас домашний скот часто проводит жизнь в тесных загонах и получает корм (например, кукурузу), для переработки которого его пищеварительная система не приспособлена. Такой корм нужен в первую очередь для того, чтобы животные максимально эффективно набирали вес. Ради этого им дают антибиотики и другие химические вещества, которые приводят к уменьшению разнообразия микроорганизмов ЖКТ и делают животных более уязвимыми перед серьезными кишечными инфекциями. В результате мясо, молоко и яйца от содержащихся в «современных условиях» животных и птиц, как и продукты их переработки (которые часто уже нельзя признавать едой), входящие в состав современной обработанной пищи, значительно отличаются от того, что люди ели всего 50 лет назад. Наш рацион изменился коренным образом.

К сожалению, у эволюции не было достаточно времени, чтобы ввести защитные механизмы от этих изменений, и потому организм человека не готов выживать на дивной новой диете. Люди стали осознавать эту опасность, хотя принимать меры защиты начали только в последнее время.

Почему продукты, которые в массовом масштабе производит современная пищевая промышленность, вредны организму и головному мозгу человека?

Уже много лет ученые связывают развитие хронических заболеваний с избыточным весом и ожирением. Постепенно проясняется теоретическая сторона этого вопроса: основным источником воспалительных молекул (цитокинов или адипокинов), которые циркулируют в крови, достигая сердца, печени и головного мозга, являются жировые клетки, в частности запасы жира в области живота (так называемый висцеральный жир). Считалось, что именно эти воспалительные молекулы являются главной причиной возникновения метаболической эндотоксемии — вялотекущего воспаления, которое повышает риск развития сердечно-сосудистых и раковых заболеваний. Однако такие заболевания мозга, как депрессия, болезни Альцгеймера и Паркинсона, редко связывали с этими периферическими метаболическими процессами.

Согласно расхожей теории, пока вес находится в пределах нормы и талия не увеличилась больше определенного размера, можно продолжать баловать себя поджаренным беконом, гамбургерами, хот-догами и чипсами с большим количеством жиров без каких-либо негативных последствий для организма.

Но теперь ясно, что даже одно блюдо в день с высоким содержанием жира может переключить иммунную систему пищеварительного тракта в режим вялотекущего воспаления, а регулярное потребление пищи с высоким содержанием животного жира может вызвать стойкое, хотя и слабо проявляющееся воспаление задолго до того, как у человека возникнет настоящее ожирение. Конечно, разовое временное включение иммунной системы пищеварительного тракта в ответ на съеденный кусочек торта или шоколадного мороженого с фруктами после обеда вряд ли спровоцирует вредные последствия для головного мозга. Однако если потреблять продукты с большим количеством животных жиров регулярно, ситуация становится намного серьезнее.

Содержание животных жиров в любимых всеми нами продуктах значительно возросло, и хотя человек по-прежнему хочет получать удовольствие от всех этих вкусностей, следует знать, что такая еда тайно манипулирует кишечной микробиотой, ее метаболитами и нашим поведением во время еды. Чтобы понять, как происходит эта манипуляция, напомним, как ось головной мозг — пищеварительный тракт регулирует потребление человеком пищи в нормальных условиях.

Скрытый язык, на котором в мозг отправляются сигналы прекратить есть, когда вы насытились (или что вы вновь испытываете голод, когда желудок опустел), состоит из особых «слов» — гормонов голода или гормонов сытости, стимулирующих или отключающих аппетит. Целью воздействия этих гастроинтестинальных гормонов является область мозга под названием гипоталамус, которая выступает в качестве главного регулятора пищевого поведения. Когда система работает правильно, гипоталамус может, основываясь на уровне физической активности, температуре и других факторах, которые влияют на метаболизм, точно вычислить, сколько калорий необходимо организму в каждый конкретный день. Гипоталамус имеет очень большое число связей, что объясняет его способность собирать огромное количество важной информации и влиять на другие области головного мозга. Значительная доля этой информации поступает из пищеварительного тракта, откуда она отправляется, в том числе в мозг, в виде различных гастроинтестинальных гормонов и сигналов блуждающего нерва.

Когда вы голодны, энтероэндокринные клетки, рассеянные среди клеток, выстилающих желудок, выбрасывают гормон голода, называемый грелином. Он либо поступает с кровью в головной мозг, либо стимулирует окончания блуждающего нерва в пищеварительном тракте, чтобы тот передал сигнал мозгу. Однако, когда вы уже съели достаточное количество еды, энтероэндокринные клетки в тонкой кишке выбрасывают другую группу гормонов (включая холецистокинин и глюкагоноподобный пептид). Эти гормоны выключают систему и подавляют аппетит.