10 декабря 1904 года — знаменательная дата для российской науки. В этот день выдающийся отечественный биолог и физиолог Иван Павлов первым из соотечественников стал лауреатом Нобелевской премии по физиологии и медицине. Его исследования послужили фундаментом для дальнейших работ, связанных с физиологией пищеварения.

И современники добились в этом вопросе больших успехов. Рассказываем, как сделать так, чтобы ваше пищеварение стало максимально эффективным и работало на пользу вашему здоровью. Иван Павлов родился 26 сентября 1849 года в семье священника. Сначала будущий академик окончил Рязанское уездное духовное училище, а в 1864 году поступил в Рязанскую духовную семинарию. На последнем курсе семинарии Павлову попалась книга профессора Ивана Сеченова "Рефлексы головного мозга", которая перевернула его жизнь.

После этого начался путь Ивана Павлова в медицине. Семинарию он так и не окончил и в 1870 году стал студентом естественного отделения физико-математического факультета Императорского Санкт-Петербургского университета, где изучал физиологию животных и химию. В 1875 году Павлов окончил университет со званием кандидата естественных наук, после чего продолжил обучение в Императорской Медико-хирургической академии, которую окончил в 1879 году. А в 1883 году ученый защитил диссертацию и стал доктором медицины.

С третьего курса Императорского Санкт-Петербургского университета Павлов занимался исследованиями в области физиологии. Дело в том, что в 70-х годах XIX века физиология оставалась новой наукой, а о физиологии пищеварения было известно не так много: ученые располагали данными о том, как происходит химическая обработка пищи в желудочно-кишечном тракте, однако не имели представления о системе регуляции этих процессов. Например, в то время главенствовало мнение, что для того, чтобы железы в желудке начали продуцировать пищеварительные ферменты, необходимо, чтобы пища оказалась в контакте со слизистой оболочкой желудка, и никак иначе.

Исследования Павлова изменили все. В ходе своих знаменитых экспериментов с собаками он объяснил действие условного (приобретенного) и безусловного (врожденного) рефлексов. Помимо этого, Павлов доказал, что скорость выработки и состав желудочного сока меняются в зависимости от того, какая пища поступила в организм (например, жиры оказывают тормозящее действие на секрецию желудочного сока). А в ходе эксперимента с мнимым кормлением обнаружил, что усиление желудочной секреции происходит под влиянием центральной нервной системы (ЦНС), которая запускает работу пищеварения, когда получает сигналы из полости рта. Иван Павлов также установил, что выделение соков можно усилить, если вводить пищу непосредственно в желудок и кишечник, так как в пищеварительном тракте существуют чувствительные рецепторы, которые также способны "понимать", есть ли в организме пища.

За эти наблюдения Павлов и получил высшее научное признание, Нобелевскую премию. Благодаря им были сформированы фундаментальные представления о работе пищеварительной системы: Павлов помог осознать пищеварение как комплексную систему, в которой задействованы и ЖКТ, и ЦНС.

Сегодня на основе работ Ивана Павлова ученые продолжают исследования в области пищеварения. Благодаря современным наработкам люди могут влиять на процесс переработки еды, адаптировать его под собственные нужды и даже становиться здоровее с его помощью. Рассказываем подробнее.

Пищеварение и микрофлора кишечника

Микрофлора кишечника, также известная как микробиота кишечника, — важный элемент пищеварительного процесса. Микроорганизмы, населяющие желудок и кишечник, помогают расщеплять поступающую в организм пищу. Например, благодаря им некоторые люди с непереносимостью лактозы могут употреблять в пищу молочные продукты: микрофлора берет на себя процесс переработки лактозы, что позволяет человеку извлекать из нее питательные вещества.

Помимо этого, микроорганизмы в кишечнике участвуют в процессе синтеза витаминов, гормонов, а также стимулируют функции врожденного и приобретенного иммунитета. Кроме того, существуют исследования, которые доказывают, что бактерии, населяющие ЖКТ, влияют на активность головного мозга и вероятность развития психических расстройств. Так, дисбактериоз был связан в том числе с повышенным риском тревоги, депрессии и биполярного расстройства (другие недуги, которые могут развиться на его фоне, — сердечно-сосудистые заболевания, рак и ожирение).

Все это повышает заинтересованность ученых в тонкостях работы и расселения бактерий в желудке и кишечнике людей. А также методах анализа фауны внутри органов. Самый распространенный способ проверить состояние микрофлоры сегодня — анализ кала. Однако последние работы показывают, что этот метод недостаточно точный и репрезентативный, например, химический состав желчных кислот в кале и в тонком кишечнике отличается. Это свидетельствует о том, что образцы кала не дают полного представления о процессе пищеварения в организме. Сейчас ученые работают над созданием новых способов анализа: особую популярность приобретают тесты, которые позволяют собрать образцы для дальнейшего изучения из различных сегментов кишечника.

Все это подтверждает важность здоровой микрофлоры кишечника. Вот некоторые советы, которые помогут естественным образом поддерживать культуру дружественных микроорганизмов в ЖКТ:

- Ешьте больше овощей, естественных источников клетчатки.
- Сократите количество сахара и переработанных продуктов в рационе.
- Добавьте в вашу диету пробиотики и ферментированные продукты.

Пищеварение можно "тренировать"

Исследования показывают, что способность системы ЖКТ воспринимать и перерабатывать пищу неравномерна. В теории это означает, что можно "тренировать" желудок и кишечник лучше воспринимать те или иные микроэлементы, например углеводы, и быстро выводить отходы, сформировавшиеся в ходе этого процесса, из организма.

"Тренировки" ЖКТ могут быть особенно полезны для профессиональных спортсменов. Дело в том, что, хоть умеренные физические нагрузки могут быть полезны для ЖКТ, из-за высокоинтенсивных тренировок атлеты нередко испытывают сильную боль в животе. Так, некоторые триатлонисты сталкиваются с тошнотой и резями, из-за которых не могут ни есть, ни пить во время заездов. Из-за этого они даже вынуждены отказываться от участия в соревнованиях.

Спортсмены также нередко сталкиваются с проблемами опорожнения кишечника: вздутием в результате запора и диареей. Однако тренировки желудка могут облегчить эти симптомы.

Хороший пример: ЖКТ можно научить лучше выводить углеводы из организма за счет увеличения их процента в рационе. Эксперименты показали, что, если добавить к привычной диете глюкозу и придерживаться нового режима хотя бы три дня, время полураспада поглощенных углеводов ускорится (в ходе исследования удалось сократить время с 29,1 минуты до 20,7 минуты). Это означает, что в ответ на увеличение нагрузки по переработке углеводов может произойти быстрая и специфическая адаптация работы механизмов тонкого кишечника. Аналогичных результатов удалось добиться и с жирами. Однако исследователи также заметили, что увеличение конкретных продуктов приводит к более быстрому выводу из организма именно их: в случае экспериментов с углеводами эффект "ускорения" не распространился на белки, а в случае с жирами — на углеводы. Кроме того, эффект носил кратковременный характер и обычно исчезал через три-четыре дня.

Однако даже такие данные позволяют прийти к интересным выводам: желудок можно приучить усваивать и обрабатывать определенные питательные вещества лучше. Это означает, что в перспективе можно будет заставить кишечник и желудок работать без сбоев даже в те моменты, когда человек вынужден придерживаться несбалансированной диеты, например, есть много белков, чтобы набрать мышечную массу. Но на данный момент эта тема все еще не изучена в достаточной степени, поэтому без предварительной консультации с врачом лучше придерживаться принципов сбалансированного питания.

Генетика и пищеварение связаны

В зависимости от генетических особенностей в организмах людей по-разному протекает процесс метаболизма жиров, белков, углеводов и других питательных веществ. В теории с помощью генетических тестов можно понять, какая доза кофеина для человека является оптимальной, предположить вкусовые предпочтения и даже составить адаптированную под индивидуальные особенности диету.

Однако на этом роль генетики и ДНК в процессе пищеварения не заканчивается. Некоторые заболевания желудочно-кишечного тракта передаются из поколения в поколение: например, язвенный колит, целиакия (непереносимость глютена), рак толстой кишки и другие.

Конечно, наличие подобных недугов в семейном анамнезе не означает, что пациент обязательно заболеет, однако осведомленность о повышенных рисках помогает подобрать подходящие меры профилактики и минимизировать риски для человека. Как объясняют эксперты, многие болезни проявляют себя из-за схожего образа жизни внутри семьи: диеты, уровня физической активности, привычки пить алкоголь и употреблять табак, а также общего уровня стресса.

В перспективе понимание собственного генетического фона может помочь максимизировать возможности ЖКТ каждого конкретного человека, а также точно понять, за какие аспекты работы пищеварения отвечает генетика, а за какие — внешние факторы. Сейчас исследования в этой области продолжаются: многие люди уже пробуют ДНК-диеты и отмечают положительные результаты. Например, генетически подобранный рацион может способствовать ускоренной потере веса (согласно итальянским исследованиям, преимущество составляет около 33%). Однако на данный момент такой подход к питанию нельзя назвать однозначно эффективным: необходимы дополнительные исследования, чтобы полностью раскрыть потенциал ДНК-диет.

https://nauka.tass.ru/nauka/22622021