Тайну того, почему иногда наши фекалии остаются на поверхности воды в унитазе, а иногда — смываются без следа, наконец разгадан — и этот вопрос гораздо серьезнее, чем кажется на первый взгляд. Прежде чем мы начинаем разговор, Нагороджан Каннан имеет вопрос: ваши – плавают или тонут?» Это очень личный вопрос, особенно к человеку, с которым вы только познакомились – но именно он лег в основу вдохновенного проекта директора лаборатории стволовых клеток и биологии рака клиники Майо в Рочестере, штат Миннесота.
Большую часть своего рабочего времени он тратит на изучение клеточных и молекулярных механизмов, приводящих к раку груди. Но во время редких свободных моментов Каннан пытался разгадать другую головоломку – почему иногда фекалии плавают? — быстро и бесследно тонет. Действительно загадка.
Ответ на нее, однако, раскрывает тайны о том, что происходит внутри нашего тела, и определяет здоровье живущих там микробов, считает Каннан.
Сначала считали , что причина периодического всплытия фекалий была связана с уровнем жира в нем. Но в начале 1970-х двое гастроэнтерологов из Университета Миннесоты, у которых было свободное время, решили проверить это с помощью серии экспериментов. С помощью 39 добровольцев — и собственных экскрементов — они пришли к выводу, что дело не в жире, а в газе.
А именно в том, что количество содержащегося в кале газа может изменяться настолько, что он может либо всплывать на поверхность, либо тонуть, как кирпич. Исследователи обнаружили, что если удалить газ из плавающих фекалий, они утонут.
Причиной этой разницы, как они обнаружили, было слишком большое производство метана. Другими словами, чрезмерное газообразование.
И здесь Каннан подошел к более запутанному вопросу. За прошедшие годы медицинская наука выяснила огромную роль, которую наш микробиом – то есть совокупность микроорганизмов – играет во многих аспектах здоровья, от ожирения до сердечных заболеваний.
Каннан подозревал, что изменения в составе 100 триллионов бактерий, грибков и других микроорганизмов, живущих в нашем кишечнике, могут влиять на то, всплывают наши фекалии или нет.
«Большинство фекалий состоит в первую очередь из превращенных остатков пищи, которые образуют бактериальную массу», — говорит он.
Чтобы проверить эту теорию, он вместе с коллегами из клиники Майо исследовали помет мышей, выращенных в стерильных условиях. У этих грызунов в кишечнике нет микробов.
При тестах на плавучесть фекалий, разработанных командой, кал этих мышей мгновенно погрузился в воду, тогда как около 50% экскрементов мышей с кишечными микробами плавали, прежде чем в конце концов пойти ко дну. Когда они присмотрелись пристальнее, поняли причины.
«Без микробов фекалии наполнены субмикроскопическими непереваренными частицами пищи и имеют более высокую плотность, чем фекалии с микробами», — говорит Каннан.
Потом исследователи провели трансплантацию фекалий мышам без микробов от обычных мышей, чьи фекалии плавали – то есть они получили кишечные бактерии.
После этого мыши, в которых раньше не было микробов, также начали выделять плавающий помет.
Автор фото, Getty Images
Даже когда мышам пересадили бактерии от доноров-людей, их фекалии тоже плавали.
Каннан с коллегами коллеги также провели широкомасштабный генетический анализ видов бактерий в кале плавающих мышей и обнаружили, что в нем содержится большое количество 10 видов бактерий, которые, как известно, производят газ. Доминировали среди них Bacteroides ovatus, которые образуют газ благодаря ферментации углеводов и влекут за собой чрезмерный метеоризм у пациентов. Каннан считает, что плавучесть наших фекалий может быть индикатором изменений в микробиоме нашего кишечника.
«У меня есть предположение, что плавающие фекалии могут начать тонуть во время приема антибиотиков», — говорит он. Но добавляет, что ему не известно ни о каких исследованиях по этому поводу.
«К сожалению, получить финансирование на исследование плавучести фекалий — не так просто», — добавляет ученый.