Протеин – источник счастья. Для кишечных бактерий.

Какой протеин лучше – неправильный вопрос. «Лучше» для чего и для кого?

Типичный вопрос любого нормального качка: Какой протеин полезнее… Что ответить, если вопрос-то сам по себе сформулирован неточно. Полезнее для чего? Для здоровья или для роста мышечной массы? И что для вас важнее – масса или здоровье… Надо понимать, что любая пища, съеденная нами, вовсе не сама по себе служит источником энергии или материалом для строительства мышц. Наивно полагать, что стакан протеина чудом трансформируется и станет ста граммами мяса в бицепсах. Суть в том, что не столь важно, чего и сколько мы съели, но важно, что и как усвоится нашим организмом. А вот за усвоение съеденного как раз и отвечают бактерии, живущие в нашем кишечнике.

И вот тут-то и возникает вопрос: а как наши кишечные бактерии реагируют на разные типы протеина?

Из исследований Tilman and Clark (2014) мы знаем, что избыточное потребление мяса приводит возникновению ряда метаболических отклонений (1). В частности, N-nitroso-compounds и heterocyclic amines, которые образуются при высокотемпературной обработке красного мяса, могут быть связаны с возникновением рака прямой кишки (2,3). Однако во всех остальных случаях польза от красного мяса слишком очевидна (4). В любом случае, атлеты предпочитают дополнять употребление мяса приемом протеиновых порошков, и правильно делают.

Вместе с тем, любые продукты питания, в том числе и протеиновые смеси, так или иначе воздействуют на организм и, в частности, на микрофлору кишечника (5). А микрофлора эта играет ключевую роль в извлечении всего полезного из тех самых продуктов питания. Толстая кишка обычного человека получает в среднем около 20 грамм белка ежедневно (6). Много это или мало? На самом деле лишь 10% потребленного нами белка доходит до толстой кишки, и во многом это зависит от типа протеина, поступившего с пищей (7). Важно понимать, что для микрофлоры кишечника этот протеин – источник азота, необходимого микробам для жизни (8). Да и сам по себе кишечник – это живая материя, которой для жизни нужна энергия. Именно аминокислоты, полученные из белковой пищи, служат источником энергии для работы клеток кишечника (9). Кроме того, посильный вклад в энергообеспечение жизнедеятельности кишечника вносят и бактерии: жирные кислоты с короткими цепями, особенно бутират, являются энергоносителями, а образуются они как раз в результате работы микробиоты (10). С другой стороны, ядовитые липополисахариды (LPS) связываются и нейтрализуются в печени особыми LBP-протеинами, а комплекс LPS-LBP активирует кишечные макрофаги, которые, в свою очередь, продуцируют особые противовоспалительные цитокины, защищая нас от многих болезней (11). В этой связи нормальная жизнь и правильное питание триллионов кишечных бактерий – ключ к здоровью всего нашего организма.

Ранее уже было показано, что микрофлора кишечника реагирует на состав пищи и, в частности, нашим микробам не все равно, какой протеин мы кушаем – животный или растительный (12,13, 14). Более того, разные участки кишечника по-разному реагируют на различные протеины (15). Наши китайские друзья (Nanjing Agricultural University) уже не в первый раз озаботились выяснением влияния протеина на здоровье атлетов (16). На этот раз они кормили мышей в течение 90 дней казеином, говяжьим протеином, куриным и соевым. При этом производился анализ состояния кишечной микробиоты и состава метаболитов – всего 67 разный субстанций было проанализировано. Что же выяснилось?

Оказалось, что куриный протеин на микрофлору кишечника действует явно не так, как остальные виды протеинов, а куриный и мясной протеины в целом отличаются по эффекту от молочного и соевого. Если выражаться «понаучней», то куриный протеин вызвал рост бактерий Bacteroidetes и угнетение Firmicutes, в то время как остальные протеины не имели такого влияния. Именно соотношение количества этих двух бактерий ученые связывают с ожирением (17,18,19,20). Практически это означает, что куриный протеин гораздо «полезнее» для здоровья, чем соевый – от куриного не толстеют, а вот от соевого – очень может быть. Что касается насыщения организма аминокислотами, то и тут куриный протеин оказался наиболее эффективным, а соевый и говяжий показали примерно равную эффективность. Однако значит ли это, что тот же соевый протеин бесполезен? Нет. Оказалось, что он имеет явные преимущества для питания бактерий Ruminococcaceae, которые, в свою очередь, влияют на уровень глюкозы, галактозы и рибозы, тем самым снижая уровень вредных гликанов. Все это снижает риск развития рака прямой кишки (21), так что соевый протеин нам очень даже нужен! К сожалению, мышечной массы соевый белок дает меньше, а жировой массы – больше. Так что можно сказать, что для здоровья кишечника обычных людей он полезен, а вот для культуристов, для набора сухой мышечной массы – увы, вреден (15). Кстати, в этом смысле самым полезным оказался молочный протеин (казеин), так как именно он благотворно сказывается на жизнедеятельности бактерий Fusobacterium, производящих аминокислоты для строительства нашего тела.

Еще раз, чтоб стало понятнее:

1. Разные типы белков, употребляемых нами в пищу, по-разному влияют на жизнь кишечных бактерий, изменяя композицию и бактерий, и метаболитов.

2. Куриное мясо и, соответственно, протеин, обеспечивает рост бактерий Lactobacillus, и, соответственно, обеспечивает высокий уровень органических кислот, включая лактат.

3. Соевый протеин ПРИ ДЛИТЕЛЬНОМ УПОТРЕБЛЕНИИ может быть вреден для печени. Он стимулирует жизнь бактерий Ruminococcus, но угнетает активность бактерий Lactobacillus. Длительное употребление соевого протеина приводит к нарушению регуляции рецепторов фактора транскрипции CD14 и протеина, связывающего липополисахариды (lipopolysaccharide-binding protein — LBP) в печени, что, в свою очередь, ведет к развитию бактериальных эндотоксинов. Кроме того, в печени возрастает уровень глутатионовых трансфераз (glutathione S-transferases), что свидетельствует о тяжелой стрессовой нагрузке на печень.

4. Говяжий и молочный протеины полезнее в смысле повышения уровня важных и нужных организму аминокислот. В общем и целом, действие говяжьего протеина можно считать наиболее сбалансированным с точки зрения реакции кишечной микрофлоры.

Пожалуй, я бы сделал из всего вышесказанного такие выводы:

1. Любые порошковые протеины не стоит принимать помногу и подолгу. Впрочем, и жареным при высокой температуре мясом увлекаться тоже не следует.

2. Каждый тип протеина по-своему полезен, и потому имеет смысл отдавать предпочтение комплексным продуктам типа «Syntha-6».

И вообще, задумывая «протеинотерапию», любой качок должен сначала посоветоваться с бактериями в своем кишечнике. И это не шутка, так как кишечник человека является, по сути, еще одним мозгом. Читаем подробнее тут…

Литература

1. Tilman, D., and Clark, M. (2014). Global diets link environmental sustainability and human health. Nature 515, 518–522. doi: 10.1038/nature13959
2. Pan, A., Sun, Q., Bernstein, A. M., Schulze, M. B., Manson, J. E., Stampfer, M. J., et al. (2012). Red meat consumption and mortality: results from 2 prospective cohort studies. Arch. Intern. Med. 172, 555–563. doi: 10.1001/archinternmed.2011.2287
3. Bastide, N., Chenni, F., Audebert, M., Santarelli, R., Taché, S., Naud, N., et al. (2015). A central role for heme iron in colon carcinogenesis associated with red meat intake. Cancer Res. 75, 870–879. doi: 10.1158/0008-5472.CAN-14-2554
4. Pereira, P., and Vicente, A. (2013). Meat nutritional composition and nutritive role in the human diet. Meat Sci. 93, 586–592. doi: 10.1016/j.meatsci.2012.09.018
5. Subramanian, S., Huq, S., Yatsunenko, T., Haque, R., Mahfuz, M., Alam, M. A., et al. (2014). Persistent gut microbiota immaturity in malnourished Bangladeshi children. Nature 510, 417–421. doi: 10.1038/nature13421
6. Scott, K. P., Gratz, S. W., Sheridan, P. O., Flint, H. J., and Duncan, S. H. (2013). The influence of diet on the gut microbiota. Pharmacol. Res. 69, 52–60. doi: 10.1016/j.phrs.2012.10.020
7. Cummings, J. (ed.). (1997). “Carbohydrate and protein digestion: the substrates available for fermentation,” in The Large Intestine in Nutrition and Disease (Brussels: Institut Danone), 15–41.
8. Cummings, J., and MacFarlane, G. (1991). The control and consequences of bacterial fermentation in the human colon. J. Appl. Bacteriol. 70, 443–459. doi: 10.1111/j.1365-2672.1991.tb02739.x
9. Hamer, H. M., De Preter, V., Windey, K., and Verbeke, K. (2012). Functional analysis of colonic bacterial metabolism: relevant to health? Am. J. Physiol-Gastr. L. 302, G1–G9. doi: 10.1152/ajpgi.00048.2011
10. Flint, H. J., Duncan, S. H., Scott, K. P., and Louis, P. (2015). Links between diet, gut microbiota composition and gut metabolism. P. Nutr. Soc. 74, 13–22. doi: 10.1017/S0029665114001463
11. Lukkari, T. A., Järveläinen, H. A., Oinonen, T., Kettunen, E., and Lindros, K. O. (1999). Short-term ethanol exposure increases the expression of Kupffer cell CD14 receptor and lipopolysaccharide binding protein in rat liver. Alcohol. 34, 311–319. doi: 10.1093/alcalc/34.3.311
12. Geypens, B., Claus, D., Evenepoel, P., Hiele, M., Maes, B., Peeters, M., et al. (1997). Influence of dietary protein supplements on the formation of bacterial metabolites in the colon. Gut 41, 70–76. doi: 10.1136/gut.41.1.70
13. Day, L. (2013). Proteins from land plants–potential resources for human nutrition and food security. Trends Food Sci. Technol. 32, 25–42. doi: 10.1016/j.tifs.2013.05.005
14. Rist, V. T., Weiss, E., Sauer, N., Mosenthin, R., and Eklund, M. (2014). Effect of dietary protein supply originating from soybean meal or casein on the intestinal microbiota of piglets. Anaerobe 25, 72–79. doi: 10.1016/j.anaerobe.2013.10.003
15. Zhu, Y., Lin, X., Zhao, F., Shi, X., Li, H., Li, Y., et al. (2015). Meat, dairy and plant proteins alter bacterial composition of rat gut bacteria. Sci. Rep. 5:15220. doi: 10.1038/srep15220
16. Zhu Y, Shi X, Lin X, Ye K, Xu X, Li C and Zhou G (2017) Beef, Chicken, and Soy Proteins in Diets Induce Different Gut Microbiota and Metabolites in Rats. Front. Microbiol. 8:1395. doi: 10.3389/fmicb.2017.01395
17. Turnbaugh, P. J., Ley, R. E., Mahowald, M. A., Magrini, V., Mardis, E. R., and Gordon, J. I. (2006). An obesity-associated gut microbiome with increased capacity for energy harvest. Nature 444, 1027–1031. doi: 10.1038/nature.05414
18. Turnbaugh, P. J., Bäckhed, F., Fulton, L., and Gordon, J. I. (2008). Diet-induced obesity is linked to marked but reversible alterations in the mouse distal gut microbiome. Cell Host. Microbe 3, 213–223. doi: 10.1016/j.chom.2008.02.015
19. Turnbaugh, P. J., and Gordon, J. I. (2009). The core gut microbiome, energy balance and obesity. J. Physiol. 587, 4153–4158. doi: 10.1113/jphysiol.2009.174136
20. Turnbaugh, P. J., and Gordon, J. I. (2009). The core gut microbiome, energy balance and obesity. J. Physiol. 587, 4153–4158. doi: 10.1113/jphysiol.2009.174136
21. Byrne, C. S., Chambers, E. S., Morrison, D. J., and Frost, G. (2015). The role of short chain fatty acids in appetite regulation and energy homeostasis. Int. J. Obes. 39, 1331–1338. doi: 10.1038/ijo.2015.84