Зерновые продукты, кишечник и аутоиммунная реакция: молекулярные механизмы кишечной проницаемости

Оказывается, хлеб может быть не так полезен, как мы привыкли думать

В практике йоги мы встречали многих людей, проявляющих симптомы чувствительности к глютену. Поэтому мы решили расписать подробно о том, как продукты, содержащие глютен (зерновые и солод) влияют на физиологию нашего тела.

 

В этой статье мы перевели материалы из нескольких лекций, прочитанных Алессио Фасано в институте IHMC и Институте Здоровья Силиконовой Долины. Алессио Фасано – мировой эксперт в области целиакии и заболеваний, связанных с реакцией на глютен (по укр. клейковина). Его лаборатория открыла зонулин, молекулу, играющую главную роль в процессе кишечной проницаемости („intestinal permeability” или „leaky gut”). Это открытие превратило понятие кишечной проницаемости из спекуляции в научный факт. В этой лекции Алессио Фасано поясняет механизмы аутоиммунных заболеваний и хронических воспалительных процессов и описывает, как развитие болезни связано со здоровьем кишечника, и в особенности кишечной проницаемости. Вы узнаете, что происходит в нашем теле, когда мы потребляем продукты, содержащие глютен.

Механизмы аутоиммунных и хронических воспалительных болезней

«Я хочу рассказать вам о том, как питание может повлиять на состояние кишечника и кишечного микробиома,  и как это всё влияет на развитие  аутоиммунных заболеваний и хронических воспалительных состояний.

 

Я хочу начать из провокационного заявления: мы не рождены с «проклятием» развития аутоиммунных заболеваний, даже если у нас «плохие» гены. Биологи нас уверяют, что если мы родились с геном, предрасполагающим нас к какому-то заболеванию, то это всё, судьба. Рано или поздно мы заболеем. Сегодня я вам расскажу совсем другую историю. Конечно, выглядит так, что для того, чтобы развить аутоиммунное заболевание, действительно нужна генетическая предрасположенность, но заболеем ли мы или нет – это в наших руках. Другими словами, то, как мы живем, наш стиль жизни, и особенно наше питание, могут направить нас по траектории болезни. И соответственно, мы можем жить и питаться так, что никогда не заболеем, даже если наши гены предрасполагают к какому-то недугу.

 

Так что всё зависит от нас. И такое обнадёживающее мышление исходит из понимания того, что процесс развития аутоиммунных заболеваний намного сложнее, чем мы когда-то думали. Да, у нас должны быть гены, предрасполагающие нас к какому-то недугу, и мы должны быть подвержены стимулу из окружающей среды, который активизирует иммунный ответ тела. И во время иммунного ответа, ваша иммунная система, вместо того, чтобы заатаковать внешний фактор (вирус, бактерию, молекулу глютена), атакует ткани собственного тела. Третий элемент, необходимый для развития аутоиммунной болезни – это потеря кишечного барьера. Наш кишечник – это интерфейс с окружающей средой, который защищает нас и предотвращает контакт нежелательных факторов из окружающей среды с нашим телом. Когда мы теряем этот барьер, это может дать начало заболеванию.

 

Далее, ваша иммунная система – однозначно часть этого процесса, так как она делает что-то не так. И наконец, последний фактор – микробиом кишечника – это ключевой фактор, который очень важен при развитии аутоиммунных состояний.

Теория кишечной проницаемости

Из всех интерфейсов нашего тела с окружающей средой, кишечный барьер – наибольший. Длина кишечника взрослого человека – около 6 метров. Представьте себе, что это тоннель, проходящий через наше тело – это всё еще не наше тело. До недавнего времени предполагалось, что этот тоннель состоит из единичного слоя клеток (эпителиальных клеток кишечника, или энтероцитов), которые прилегают друг другу так плотно, как плитка на стенке, и скрепляются цементом. Но этот тоннель не гладкий, он сделан из гор и долин, и у клеток есть ворсинки, которые помогают увеличить  впитывание питательных веществ. Если мы возьмем этот тоннель и разложим на полу, мы покроем площадь двух теннисных кортов – около 280 кв. м. Вот сколько интерфейса с окружающей средой обеспечивает кишечник. Такая большая площадь создает возможность проникновения внутрь тела многим «врагам» - бактериям, вирусам и различным патогенным молекулам. 

 

В средине 70-х годов группа японских учёных сделала невероятное открытие: они заметили, что пространство между эпителиальными клетками кишечника не скреплено цементом. Между ними есть двери. И эти двери называются «плотные соединения» («tight junctions») и они почти всегда закрыты. Это значит, что есть моменты, когда эти двери открываются, и позволяют всему, что находится в кишечнике, проникнуть внутрь тела. Но где же ключ к дверям? Кто открывает и закрывает их? Это было неизвестно в течении долгого времени, но потом наша лаборатория обнаружила эту молекулу зонулин. Это пока единственный известный физиологический модулятор этих плотных соединений – возможно позже мы откроем больше таких модуляторов. И функция этой молекулы именно такова: при специфических обстоятельствах, зонулин открывает двери между эпителиальными клетками кишечника (плотные соединения) на короткое время. Вероятно, нам нужен этот процесс для физиологических целей. Но когда процесс происходит сильно часто, физиологическая функция доводится до предела, и начинается болезнь.

 

А что случится, когда вместо того, чтобы быть открытыми на 20 минут, эти двери останутся распахнутыми настежь на часы и дни? Мы нашли ответ, исследуя факторы, которые стимулируют выработку зонулина. Два мощнейших стимула – глютен и неправильный состав кишечного микробиома.

 

Глютен – это молекула, содержащаяся в зерновых продуктах, которая может быть вредна для некоторых людей, в особенности тех, которые страдают от целиакии, аллергий, чувствительности к глютену, и аутоиммунных  заболеваний. Глютен вызывает синтез зонулина, который открывает двери внутрь нашего тела. В обычных обстоятельствах, эти двери закрываются через 20 минут после контакта с глютеном. Мы хотим, чтобы они были закрыты как можно дольше. В эволюционном смысле, эти двери – наш метод ознакомления с тем, что происходит в окружающей среде, чтобы иммунная система могла подготовиться на тот случай, если последует полномасштабная атака (принцип, подобный прививке).

Глютен: фактор кишечной проницаемости

Наш вид не приспособлен к тому, чтобы есть глютен. Такова реальность. На протяжении двух с половиной миллионов лет эволюции, человеческий род ел безглютеновую пищу 99,9% времени.

Глютен появился на горизонте в последнюю секунду человеческой эволюции, 10000 лет назад, когда наши предки резко сменили свой образ жизни с кочевого к оседлому и начали одомашнивать животные и растения.

 

Таким образом, мы организовали производство еды, что дало нам время заняться такими вещами, как постройка пирамид, Колизея и прочего. И глютен, содержащийся в пшенице, ржи, ячмене, и прочих зерновых, стал частью нашего рациона. Другими словами, в процессе эволюции человека, мы начали потреблять продукты с глютеном очень недавно, и поэтому не успели развить адаптации, необходимые для его переваривания. И что из этого следует?

 

То, что глютен токсичен для каждого. Но не каждый человек, потребляющий глютен, заболеет. Я расскажу позже, почему.

Что такого особенного в этом глютене? Прежде всего, когда мы говорим о глютене, мы имеем ввиду два белка – глиадин и глютенин. Оба эти белка токсичны для людей с аутоиммунными заболеваниями. Эти белки очень эластичны – и когда вы смешиваете муку с водой и дрожжами, он создает такие пузыри с воздухом – получается пушистый, красивый и вкусный хлеб. Но красота не даётся без жертв. Глютен – уникальный протеин, поэтому он токсичен. Мы не можем его переварить. Я не хочу уходить здесь в технические подробности, но представьте себе белок в виде ожерелья. Каждая бусина – базовый компонент белка, который мы называем аминокислотой. Каждый белок, который мы потребляем, чтобы его использовать, мы сначала должны разорвать ожерелье и поглотить каждую отдельную бусинку. Мы можем сделать этот со всеми белками, кроме глютена. Из-за странной структуры белка, максимум, что мы можем сделать с этим ожерельем – порвать его на большие куски. Но у нас нет нужных ножниц (пищеварительных ферментов), чтобы разобрать ожерелье на бусины и использовать эти аминокислоты для целей тела. Когда я говорю «мы», я имею ввиду всех людей.

 

Также важно понимать, что иммунный ответ - это явление, когда иммунная система начинает атаку на врага и в этом процессе повреждаются и наши собственные ткани. Иммунный ответ инициируется молекулами белка, потому что большинство паразитов состоят из белков.

 

Итак, глютен не поддается перевариванию и создает кишечную проницаемость, что делает его подстрекателем воспаления. Иммунная система видит молекулу глютена как врага и начинает атаку.

И еще одно: это происходит с каждым.

 

Каждый из нас создает себе кишечную проницаемость, потребляя в пишу глютен. Мы едим пищу, содержащую глютен, глютен не поддается пищеварению (не разбивается на аминокислоты), он вызовет выработку зонулина, зонулин откроет двери между клетками кишечника, и глютен проникнет под эти эпителиальные клетки.

 

А теперь, что произойдёт дальше, зависит от того, кто вы. У большинства людей, иммунная система включится, уберёт глютен, и вы даже не будете знать, что произошло. Небольшой процент людей проиграют в этой битве и у них появятся симптомы одной из аутоиммунных болезней.

 

Примечание: эта статья основана на лекциях Др. Фасано и затрагивает только тему глютена. Было обнаружено, что кроме глютена, некоторые другие продукты создают кишечную проницаемость, например растительные масла, некоторые лекарства, некоторые молочные продукты и вероятно кофе. Эта тема будет раскрыта в дальнейших статьях (АН).

Генетика и диагностика зонулина

Мы открыли зонулин в 2000 году, и на протяжении нескольких лет, только наша лаборатория издавала исследования на эту тему. Но сейчас наблюдается настоящий взрыв научного интереса. На сегодняшний день была открыта связь зонулина со следующими заболеваниями:

 

• Целакия
• Колит и болезнь Крона
• Опухоли типа глиомы
• Рассеянный склероз
• Неалкогольное ожирение печени
• Чувствительность к глютену (которая не может быть диагностирована как целиакия)
• Ожирение и резистентность к инсулину
• Псориаз
• Диабет первого и второго типа

 

И список продолжается. Все эти заболевания связаны с повышенным синтезом зонулина. Всё это свидетельствует о том, что это пространство между эпителиальными клетками кишечника очень важно для здоровья. Когда процесс выходит их под контроля, эти двери раскрываются настежь и не могут закрыться, и таким образом, в тело попадает всё, что есть в кишечнике. Без перебору и контроля.

 

Также, избыточная экспрессия зонулина связана с аутоиммунными заболеваниями, раком (раком мозга, груди, поджелудочной и аденокарциномой лёгких) и дегенеративными заболеваниями нервной системы, таких как шизофрения, рассеянный склероз и так далее. Что это говорит нам? Что-то, что действует в кишечнике, имеет такие огромные системные последствия. Я часто говорю, что кишечник – это не Лас Вегас: что произошло в кишечнике, не остаётся там. Так много всего может произойти в любом органе тела, когда система кишечной проницаемости работает неправильно.

 

Далее в лекции Др. Фасано рассказывает, что здоровье кишечного микробиома – второй важный фактор в развитии аутоиммунных заболеваний (напомню, что первый фактор – это кишечная проницаемость).

Процесс аутоиммунной реакции

Но как именно развивается аутоиммунная реакция? Вот эта иллюстрация описывает стадии процесса.

 

1. Неперевариваемые фрагменты глютена стимулируют синтез зонулина клетками кишечника (энтероцитами), и это открывает плотные соеднинения между энтероцитами
2. Фрагменты глютена пересекают кишечный барьер и собираются в большом количестве под энтероцитами
3. Под действием глютена энетроциты выделяют цитокин интерлейкин-15, который активирует иммунные клетки под названием междуэпителиальные лимфоциты. Эти клетки атакуют энтероциты.
4. Поврежденные клетки кишечника (энероциты) выделяют фермент TTG (трансглютаминаза), которая изменяет структуру глютена, связываясь с ним.
5. Клетки иммунной системы под названием антигенпрезентирующие клетки поглощают молекулы глютена и представляют их другим клеткам иммунной системы: т-лимфоцитам.
6. Т-лимфоциты (т-хелперы) выделяют молекулы, привлекающие другие иммунные клетки. Эти молекулы также повреждают эпителиальные клетки кишечника.
7. Т-хелперы побуждают т-киллеров (ещё один вид клеток иммунной системы) к прямой атаке энетроцитов – это всё стадии развития целиакии.
8. Б-лимфоциты выделяют антитела, направленные на глютен и фермент TTG. Поскольку этот фермент находится практически в каждой клетке тела, и часто выражен в клетках кожи и мозга, атака антител на TTG приводит к аутоиммунным заболеванием, таким как псориаз, дегенеративные заболевание нервной системы, и т.д.

Короткий пересказ: после того, как глютен проникает внутрь тела, иммунная система начинает атаку, в процессе чего повреждаются также эпителиальные клетки кишечика. Между тем, глютен связывается с ферментом нашего тела TTG и потом поглощается макрофагами. Клетки иммунной системы – т-хелперы и т-киллеры, распознают не только молекулу глютена, но и связанный с ней фермент, и атакуют клетки кишечника, поскольку эти клетки выделяют этот фермент (развивается целиакия). Ещё одни лимфоциты, Б-клетки, вырабатывают антитела против глютена и нашего собственного фермента TTG, которые атакуют этот фермент по всему телу (развивается ряд аутоиммунных реакций).

Мораль басни

Итак,

 

Всё, что оказалось в нашем кишечнике, строго говоря, не находится «внутри» нашего тела.  Представьте себе, что через ваше тело проходит тоннель – от рта до ануса. Еда проходит через этот тоннель, и наше тело впитывает только те питательные вещества, которые ему нужны – для этого у нас есть специальные рецепторы на кирпичиках нашего тоннеля (эпителиальных клетках). Всё, что телу не нужно, проходит транзитом и покидает тело с калом. Когда мы потребляем глютен, мы создаём кишечную проницаемость – пространство между кирпичиками нашего тоннеля («плотные соединения») открываются, и в тело попадает всё, что находится в кишечнике – всё без перебору. Большие молекулы белков, включая сам глютен, тоже попадают внутрь тела. Наша иммунная система распознает эти молекулы как угрозу, так как мы не должны иметь чужеродные белки внутри нашего тела – белки из пищи пападают в тело уже разбиты на аминокислоты (бусины ожерелья, как говорит Фасано) через соответствующие рецепторы. Мы не должны пропускать целое «ожерелье». Так что когда тело видит чужеродные белки, оно считает, что в тело попали вирусы или бактерии, и начинает иммунную атаку – воспаление. В ходе этой атаки повреждаются наши собственные ткани. Это ничего, если иммунная реакция кратковременна. Но что, если она постоянна?

 

Это случается с каждым – не только с теми, кто болен целиакией или другими аутоиммунными заболеваниями. Каждый человек, употребивший продукт, содержащий глютен, активирует кишечную проницаемость, которая длится как минимум 20 минут с момента попадания глютена в кишечник. За этой проницаемостью всегда следует короткий иммунный ответ.

 

А теперь представьте, что вы следуете популярному совету диетологов есть каждые 2-3 часа, очень вероятно включая зерновые или мучные продукты в свою пищу. Вы запросто можете потреблять глютен 6-9 раз в день. Даже если ваши плотные соединения в кишечнике закроются через 20 минут после попадания туда глютена (у многих людей это занимает больше времени), вы создаёте кишечную проницаемость на протяжении многих часов, каждый день. За кишечной проницаемостью следует воспаление, которое может длится многие часы, подвергая собственные ткани ущербу и ослабляя иммунную систему.

 

Как заметил Др. Фасано, кишечная проницаемость ассоциируется с рядом заболеваний, среди которых – аутоиммунные заболевания, рак и нейродегенеративные болезни. В идеале, мы хотим избегать этой проницаемости.

 

Итог: исходя из информации, представленной др. Фасано, мне кажется разумным ограничить потребление глютена до раза-двух в день (я лично его стараюсь избегать вообще). Если вы любите перекусывать между приемами пищи, постарайтесь придумать закуски без муки и других продуктов, содержащих глютен.

Список продуктов, содержащих глютен

Зерновые

• Пшеница
• Производные пшеницы, такие как
• манная крупа
• мука
• дурум (пшеница твёрдых сортов)
• эммер
• Рожь
• Ячмень
• Солод в разных формах, например экстракт солода, сироп из солода, солодовый уксус и т.д.
• Пекарские дрожжи
• Некоторые овсяные продукты: в основном, овес не содержит глютен, но очень часто он обрабатывается в тех же цехах, что и пшеница, и таким образом происходит загрязнение. Нужно обращать внимание на упаковку, чтобы там было сказано, что продукт не содержит глютен.

Готовые продукты, содержащие глютен

• Макароны и паста разных типов (кроме рисовых)
• Лапша быстрого приготовления (кроме рисовой лапши и лапши, сделанной из гороха и чечевицы)
• Хлеб и выпечка
• Крекеры
• Пекарские изделия типа тортов, пирожных, печенек и т.д.
• Каши и мюсли: даже кукурузные хлопья часто содержат экстракт солода, овсяные хлопья могут содержать остатки глютена из-за обработки этих продуктов вместе с пшеничными продуктами.
• Изделия «в кляре» или в хлебных крошках
• Гренки
• Готовые соусы и подливы – многие из них содержат муку как загуститель. Даже традиционные соевый соус
• Пшеничные лепешки, лаваш, чапати, роти, паранта, пакора, самосы и т.д.
• Блинчики и оладьи
• Пиво, если не указано, что оно безглютеновое
• Все остальные продукты, содержащие пшеничную муку и солод

Продукты, которые могут содержать глютен

• Энергетические батончики и гранола бары – смотрите на ингредиенты
• Готовая картошка фри – иногда может быть в кляре
• Картофельные чипсы – некоторые содержат солодовый уксус или пшеничный крахмал
• Колбасные изделия часто содержат пшеничную муку
• Конфеты: смотрите, нет ли пшеницы или солода в ингредиентах
• Готовые супы – часто содержат пшеничную или ячменную муку как загуститель
• Лепешки, если не указано, что они сделаны исключительно из маиса
• Заправки для салата и маринады часто содержат муку или солодовый уксус
• Крахмал или декстрин может быть сделан из пшеницы
• Сироп из коричневого риса может содержать ячменный экстракт
• Заменители мяса из сейтана – это 100% глютен – может быть в «вегетарианской колбасе», заменителях бекона и прочих имитациях
• Соевый соус часто содержит муку
• Замаринованные мяса
• Некоторые наполнители чизкейка содержат муку в качестве загустителя

 

Источник:  Celiac Disease Foundation

 

Как видите, список продуктов, содержащих глютен, большой. Что же есть, если не хлеб и макароны? Есть масса натуральных продуктов, не поддавшихся промышленной обработке, таких, например, как свежие овощи и фрукты, мясо (если ваша философия вам позволяет), яйца, ферментированные продукты типа квашенной капусты и огурцов.  Также йоги очень любят гхи, очищенное масло. Обращайте внимание на то, как вы себя чувствуете, подбирайте рацион, полагаясь на реакции своего тела, и будьте здоровы!

Источники:

Alessio Fasano. How Nutrition Can Shape Gut Microbita. Lecture in Sillicon Valley Health Institute

Alessio Fasano. Spectrum of Gluten-Related Disorders: People Shall Not Live by Bread Alone. Lecture in TheIHMC

Alessio Fasano. The Gut is not Like Las Vegas. Lecture in TheIHMC

A. Fasano, C.Catassi. Current Approaches to Diagnosis and Treatment of Celiac Disease: An Evolving Spectrum. Gastroenterology, 120(3), 2001. 

A. Fasano. Surprises from Celiac Disease. Scientific American, 2009. 

Tissue Transglutaminase. Wikipedia Article.