Молоко не только пища

Спасение недоношенных детей, как считает неонатолог Марк Ундервуд (Калифорнийский университет, США), - не в лекарствах, а в правильном выкармливании. Он предлагает во избежание некроза кишечника (одной из главных причин гибели новорождённых с малым весом) давать крохам коктейль из пробиотиков (полезных бактерий кишечника) и пребиотиков (пищи для этих бактерий). К такому рецепту его подтолкнуло изучение грудного молока. Оно поддерживает баланс микробов в кишечнике и в других органах, то есть тот тип внутренней экосистемы, которой обладаем мы все и за которой в науке утвердилось название «микробиом».

В июне 2012 года закончился пятилетний международный проект «Микробиом человека», целью которого было описание всех микробов, существующих в организме человека. Опубликованные данные показывают, что на каждую клетку нашего организма приходится десяток клеток бактерий - как полезных, так и условно-опасных (которые начинают вредить только при определённых условиях). Мужчина весом 90 кг носит 2,7 кг бактерий на коже, во рту и носоглотке, в желудке, кишечнике и других органах. Эти бактерии не просто соседствуют с нами, они активно участвуют в обмене веществ.

Проект позволил составить перечень полезных и условно-опасных бактерий у здорового человека и расшифровать их ДНК. Когда мы заболеваем, принимаем лекарства, спектр бактерий меняется - равновесие нарушается. Оказалось, что для новорождённых главный восстановитель и защитник бактериального баланса - грудное молоко,

Плод в утробе не соприкасается с бактериями. Первое знакомство с ними - прохождение через родовые пути, прикосновение к матери, первое кормление. Бактерии, как полезные, так и способные навредить, «заселяют» организм ребёнка, и через несколько дней начинается обучение иммунной системы - как с ними сосуществовать.

Но вернёмся к профессору Ундервуду из Калифорнии. Он рассказывает о своей пациентке Селии - по медицинским показаниям она появилась на свет в результате кесарева сечения на 13 недель раньше времени и была помещена в кювёз (аппарат вроде инкубатора для недоношенных младенцев). Так что организм Селии познакомился только с больничными бактериями. Кормить грудью её было невозможно - у малышки не было сил сосать молоко. Через катетер кроха получала витаминную смесь с несколькими каплями молока своей матери. В результате девочка избежала некроза кишечника и других бактериальных заболеваний, нередких у недоношенных, а через пару месяцев её смогли выписать из больницы.

Доктор Ундервуд убедился, что дети на грудном молоке страдают от кишечных заболеваний в два раза реже, чем дети на молочных смесях. Общество начинает признавать тот факт, что для здоровья малыша правильное питание - самое главное. Но что же делать с индустрией производства детских смесей для замены грудного молока? Только в США оборот этого бизнеса составляет 3,5 миллиарда долларов в год.

Брюс Джерман, тоже работающий в Калифорнийском университете, много лет занимался биохимическим исследованием пищи. Он считает, что средства на науку распределяются неразумно. Если бы все гранты, выданные на изучение, например, красного вина, потратили на изучение биоактивных составляющих материнского молока, то человечество уже нашло бы новые схемы лечения многих недугов.

Эти мысли и подвигли Джермана в 1994 году отправиться в Швейцарию на год, поработать на фирме «Нестле», крупнейшем производителе заменителей грудного молока. Именно там тратятся большие средства на анализ состава грудного молока. Для изготовления убедительной подделки надо хорошо знать оригинал. Но и специалисты «Нестле» в те годы не понимали, как влияет грудное молоко на патогенные микробы.

Джермана заинтересовал один из классов веществ, содержащихся в молоке, - олигосахариды. Эти простые сахарá с короткой молекулой, входящие в состав молока, не перевариваются. Учёный задумался: зачем же их, не усваиваемых человеческим организмом, так много в молоке? Вместе с микробиологами он начал выделять олигосахариды и исследовать их действие на бактерии. Процесс анализа этих соединений довольно сложен. Коллеги Джермана начали изучать их строение на новом жидкостном нанохроматографе, который разделяет смесь молекул.

Другой полезной технологией стал циклотрон на сверхпроводящем магните. Молекулы сложных соединений разбивают на фрагменты ударом лазерного луча, затем эти фрагменты разгоняются в вакууме с разной скоростью, которая зависит от массы молекулярного фрагмента. В результате в грудном молоке нашли 150 видов олигосахаридов (существует мнение, что их около 200). Из них несколько десятков ранее не были известны науке. Предполагают, что многие олигосахариды играют ключевую роль в создании иммунитета новорождённого.

В другой лаборатории того же института стали изучать, как работают эти сахара. Кишечные бактерии выращивали в пробирках с олигосахаридами без доступа кислорода, имитируя жизнь микробов в кишечнике. Изучая детские фекалии, микробиолог Дэвид Миллз обнаружил, что бифидобактерия младенческая, главная у младенцев, вскормленных грудным молоком, прекрасно питается олигосахаридами. Ребёнок переварить их не может, а бактерия - с удовольствием. Причём бифидобактерия поглощает олигосахариды с такой скоростью, что вредным микробам ничего не достаётся, и они гибнут.

Уже умеют выращивать младенческую бифидобактерию и превращать её культуру в порошок, хорошо растворимый в воде. Но ещё нужно научиться дёшево производить в большом количестве олигосахариды, содержащиеся в грудном молоке. В коровьем молоке они имеются, но их мало. Есть надежда, что в промышленных масштабах эти сахара будут получать из молочной сыворотки - отхода от производства сыра.

В лаборатории Ларса Бода в том же Калифорнийском университете обнаружили, что сахара грудного молока помогают в борьбе с патогенной кишечной амёбой, вызывающей дизентерию. Сложные сахара оседают на стенке кишечника, а по своей конфигурации они похожи на молекулы, имеющиеся на поверхности клеток кишечной выстилки. Паразитической амёбе нужны эти молекулы, а она наталкивается на несъедобные сахара, зацепляется за них и потом выводится из кишечника. Молекулы сахаров грудного молока ещё и тормозят жизненные процессы тех стрептококков, что вызывают респираторные и ушные инфекции. Это объясняет, почему дети, вскормленные грудью, страдают ими реже. В молоке найден и такой олигосахарид, который эффективен в борьбе и с кишечной палочкой, и с возбудителем дизентерии, и даже с холерным вибрионом.

Надо сказать, что некоторые биологи-эволюционисты полагают сейчас, что у млекопитающих кормление детёнышей молоком исходно появилось не столько для их питания, сколько для защиты от болезней.

В Англии, Германии и США готовится выпуск питательных смесей с сахарами грудного молока - учёные надеются, что они помогут в борьбе с кишечными инфекциями, пищевыми токсинами и укрепят иммунитет младенцев. Олигосахариды, аналогичные имеющимся в грудном молоке, полезны и взрослым, у которых по какой-то причине нарушился микробиом кишечника.

Началось изучение и жиров молока - в них видят будущее в лечении СПИДа, поскольку эти жиры мешают вирусу болезни проникать внутрь иммунных клеток, которые этот вирус уничтожает.