Почти 200 лет назад, 27 декабря 1882 года, родился Луи Пастер — великий французский микробиолог. Его имя навсегда останется в памяти благодарного человечества, которое получило в свое распоряжение процесс пастеризации. Но перед тем, как Луи Пастер разработал технологию сохранения на долгий срок продуктов питания, он первым разгадал секреты брожения. Этот удивительный процесс является для нашего тела нормой, он проистекает прямо сейчас в организме каждого человека, который читает данную статью. Не будь у нас брожения, кто знает, как бы мы выкручивались с перевариванием пищи... MedAboutMe разбирался, что же «бродит» в нашем желудочно-кишечном тракте и зачем нам это надо?
Что такое брожение?
Брожение — это процесс разрушения молекул органических соединений, который, во-первых, происходит без участия кислорода (то есть, он анаэробный), а во-вторых, осуществляется за счет бактерий, обитающих в кишечнике, или ферментов, которые они вырабатывают. Этот процесс также актуален тем, что по ходу брожения образуется АТФ (энергетическая валюта клетки), а на последнем этапе восстанавливается никотинамидадениндинуклеотид (NAD+) — соединение, необходимое для проведения гликолиза.
Самый популярный пример брожения — получение спирта из сахара при помощи дрожжевых грибков. Кстати, именно Пастер когда-то доказал, что для брожения нужны бактерии или грибки.
Противники поедания мяса при обсуждении процессов его переваривания пугают «трупоедов», что мясные продукты гниют прямо в ЖКТ тех, кто имел неосторожность их съесть. И они правы! С одной небольшой поправкой: в процессах гниения нет ничего ужасного — это нормально и правильно, что белковая пища в ЖКТ подвергается гниению — то есть, расщеплению аминокислот и их превращению в разнообразные органические и неорганические соединения. Неблагозвучный термин не имеет никакого отношения к образу гниющего в отбросах куска мяса с шевелящимися белесыми опарышами. Более того, в нашем кишечнике благополучно гниют как животные, так и растительные белки, съеденные теми же вегетарианцами.
Основная масса съеденной пищи всасывается в тонком кишечнике. Он тоже имеет отделы, где обитают разные бактерии. Так, в тощей кишке тонкого кишечника происходит усваивание глюкозы и других моносахаридов, жирных кислот, холестерина, аминокислот и короткоцепочечных белков, витаминов, железа и кальция, воды и электролитов, а также других соединений. В следующем за тощей кишкой отделе — подвздошной кишке — организм забирает себе витамин В12, желчные кислоты, снова воду и электролиты. Оставшиеся непереваренные массы поступают в толстую кишку, где продолжается всасывание воды, а содержимое становится твердым и компактным. И именно здесь развивается особенно бурная бактериальная активность в виде брожения.
Надо отметить, что для нас брожение в ЖКТ менее актуально, чем для травоядных. У последних целлюлоза (а это полисахарид) — основной компонент пищи, и микроорганизмы рубца и кишечника расщепляют ее и тем самым способствуют усвоению. Но и у нас, и у травоядных те же самые бактерии попутно занимаются синтезом витаминов групп В и К. Так что благодаря брожению, мы получаем крайне важные для нас соединения.
Последствия брожения для тела человека
Побочным эффектом брожения является образование газов. По сути, метаболическая деятельность бактерий в ЖКТ — это второй по значимости источник кишечных газов после заглатывания воздуха в процессе еды. Газированные напитки, питье жидкостей через трубочку, торопливое поедание пищи, разговоры за столом и даже пережевывание жевательной резинки — вот основные процессы, приводящие к попаданию воздуха в ЖКТ.
Ну и, как было сказано выше, бактерии:
- лактобактерии и стрептококки занимаются гомоферментативным молочнокислым брожением, в результате которого образуется в основном молочная кислота, а также водород, вода и СО2;
- бифидобактерии задействованы в основном в гетероферментативном молочнокислом брожении, в ходе которого, кроме молочной, образуется еще и уксусная кислота и ряд других метаболитов;
- некоторые виды лактобактерий и клостридии — активные участники спиртового брожения, которое приводит к получению этанола и углекислого газа;
- отдельные штаммы кишечной палочки и уже другие виды клостридий запускают процессы брожения, приводящего к получению муравьиной кислоты, масляной, пропионовой и других органических соединений.
Во всех этих процессах образуются углекислый газ, вода и водород, а также летучие жирные кислоты. Последние немедленно используются другими бактериями, входящими в состав микрофлоры кишечника. СО2 тоже находит применение. Водород попадает в кровь и выводится через легкие.
Кстати, по увеличению концентрации водорода в выдыхаемом воздухе врачи узнают о некоторых изменениях численности или активности кишечной микрофлоры. Например, на фоне дефицита лактазы активизируются бактерии, занимающиеся переработкой углеводов, в таком случае говорят о повышении сахаролитической активности.
Болезни, связанные с брожением
В здоровом теле газы, которые образовались в результате брожения или заглатывания воздуха и при этом никак не были израсходованы организмом, выводятся через анальное отверстие, доставляя окружающим определенный дискомфорт. Врачи изящно называют данный процесс «пассажем флатуленции» (флатуленция — это скопление газов). Количество таких «пассажей» для взрослого здорового человека колеблется в пределах 5-15 случаев за сутки, а общий объём выделяемого газа составляет от 0,2 до 2,5 литров.
Если же заходит речь о метеоризме, вздутии живота и прочих симптомах избыточного газообразования, значит, бактериальная флора в ЖКТ слишком активна и вырабатывает слишком много газов. Из-за увеличения объёма газов при чрезмерно интенсивном брожении кишечник растягивается, перистальтика активизируется — человек страдает от боли. Интересно, что люди различаются между собой по чувствительности к избыточным объёмам газа в ЖКТ: у некоторых даже незначительный выход газообразования за пределы нормы вызывает боли и метеоризм, у других же аналогичная ситуация негативных ощущений не вызывает.
Как было сказано выше, причиной чересчур интенсивного брожения могут быть различные метаболические нарушения — например, лактазная недостаточность: первичная, вызванная генетическими особенностями человека, или вторичная, как следствие болезней тонкого кишечника.
Нередко метеоризм наблюдается на фоне синдрома раздраженного кишечника. При этом заболевании нарушается (чаще всего замедляется) моторика кишечника, а это вызывает изменения в качественном и количественном составе микрофлоры.
- Брожение (равно как и гниение) — это естественные процессы для нашего желудочно-кишечного тракта. Они нужны нашему организму, и до тех пор, пока их интенсивность не выходит за пределы нормы, не могут считаться вредными или опасными.
- При метеоризме, вздутии живота и болях следует обязательно обратиться к гастроэнтерологу, чтобы выяснить, почему бунтует кишечная микрофлора.
- Но самая распространенная проблема — это специфика питания человека. Чрезмерное количество клетчатки, любовь к изюму и бобовым, а также к квасу и к пиву — все это вызывает аномальную активность микроорганизмов, занимающихся брожением. В этом случае необходимо корректировать рацион, а также, возможно, включить в состав меню пробиотики.
