Газ, от которого неловко, оказался жизненно важным — без него кишечник просто не выживает

Когда учёные впервые задумались о том, что в кишечнике человека выделяется водород, это звучало как любопытная деталь физиологии. Сегодня исследование, опубликованное в журнале Nature Microbiology и проведённое специалистами из Университета Монаша и Института медицинских исследований Хадсона, показывает, что этот газ — не просто побочный продукт пищеварения, а важный регулятор микробного равновесия. Его роль сопоставима с гормонами или нейромедиаторами, влияющими на внутреннюю экосистему организма.

Водород как биологический двигатель

По данным первого автора работы доктора Кэйтлин Уэлш, бактерии вырабатывают водород, перерабатывая непереваренные углеводы. Около половины выделяемых газов у человека приходится именно на него. Он частично выходит при выдохе, часть усваивается другими микроорганизмами, остальное покидает организм естественным путём.

"Большинство людей выделяют около литра газов в день, и примерно половину из этого объема составляет водород. Но он не только причина метеоризма — это скрытый двигатель здоровья кишечника", — пояснила доктор Кэйтлин Уэлш.

Такой процесс выглядит банальным, пока не становится ясно, что этот газ питает полезные бактерии. Он помогает им выживать, стабилизирует уровень кислотности и участвует в синтезе короткоцепочечных жирных кислот — ключевого источника энергии для клеток кишечника.

Почему это важно? Потому что водород становится своеобразным посредником между разными микробными сообществами. Одни микроорганизмы вырабатывают его, другие используют, а равновесие между ними определяет общее состояние микробиома.

Нарушение этого цикла ведёт к сдвигам, которые могут проявляться воспалением, вздутием, а в долгосрочной перспективе — хроническими болезнями пищеварительной системы.

Как бактерии создают и используют водород

Исследователи выделили фермент Group B [FeFe]-гидрогеназа, который отвечает за основную часть образования водорода. Он содержит железо и белок ферредоксин, обеспечивая бактериям энергию для роста. В здоровом кишечнике этот фермент особенно активен — признак сбалансированной микрофлоры.

Как работает этот фермент? Он участвует в реакции, при которой электроны из ферредоксина переносятся на протоны, образуя молекулы водорода. Проще говоря, микробы превращают химическую энергию пищи в газовую форму, а затем часть этого газа снова используется другими бактериями для получения энергии.

Эта самоподдерживающаяся цепочка напоминает миниатюрную экосистему внутри человека. Когда баланс нарушается, фермент становится менее активным, и полезные виды бактерий теряют преимущество. Это может привести к доминированию метаногенов — микроорганизмов, которые превращают водород в метан.

Что происходит, если водорода слишком много или мало? Избыток часто связан с ферментационными расстройствами и метеоризмом, а дефицит — с инфекциями или воспалениями. Поэтому водород можно рассматривать как индикатор состояния кишечника, сопоставимый с уровнем холестерина в крови.

Неожиданные выводы исследования

Работа австралийских учёных показывает: нормальное газообразование — естественная часть пищеварения. Парадокс в том, что-то, что считалось "неприятным симптомом", оказывается признаком хорошо функционирующего организма.

Исследование Института Хадсона подчёркивает, что микробиом не просто пассивно обитает в кишечнике, а активно регулирует химический состав среды. Водород выступает энергетической валютой, объединяющей разные типы бактерий в единую сеть.

Условия, при которых выработка водорода нарушается, включают:

• длительное применение антибиотиков;
• низкоуглеводные диеты;
• хронические воспаления кишечника;
• перенесённые инфекции.

Каждый из этих факторов меняет состав микробиома, заставляя одни виды бактерий исчезать, а другие — агрессивно размножаться.

А можно ли восстановить баланс самостоятельно? В некоторых случаях — да. Поддержание разнообразного рациона, богатого клетчаткой, помогает вернуть естественную ферментацию. Пробиотики, по словам исследователей, могут стать временным подспорьем, но без питания, стимулирующего рост собственных бактерий, эффект быстро пропадает.

Водород и медицина будущего

Соавтор исследования доцент Сэм Форстер, заявил, что понимание механизмов регуляции водорода поможет создать новые методы лечения. Они будут опираться не на уничтожение микробов, а на их "перенастройку" — с помощью трансплантации флоры, пробиотиков и биопрепаратов на основе живых культур.

"Наши данные открывают путь к созданию микробиомных терапий нового поколения", — отметил Сэм Форстер.

Эта идея укладывается в более широкий тренд современной медицины: переход от борьбы с симптомами к управлению микробными экосистемами. Такие подходы уже тестируются при лечении синдрома раздражённого кишечника и хронических воспалений.

Можно ли будет лечить болезни с помощью водорода? Прямо — вряд ли, но косвенно — да. Контроль его уровня и активности гидрогеназ может стать частью диагностики и коррекции микробиома. В перспективе врачи смогут по дыхательным тестам определять тип нарушения и подбирать индивидуальную микробную терапию.

Ошибки в понимании и новые акценты

Многие по-прежнему воспринимают газы как что-то постыдное или вредное. На деле это показатель того, что пищеварение идёт своим чередом. Сдерживание или искусственное подавление естественных процессов часто оборачивается вздутием и нарушением микробного обмена.

Почему мы склонны считать газообразование патологией? Частично из-за культурных установок, частично из-за путаницы с симптомами. Настоящая проблема возникает лишь тогда, когда меняется ритм и состав газов — например, при инфекциях или дефиците ферментов.

Типичная ошибка — избыточное использование препаратов, "подавляющих газы". Последствие — микробиом теряет часть своих энергетических источников. Альтернатива — корректировать питание, добавляя клетчатку и воду, чтобы процесс оставался естественным.

А что если полностью исключить углеводы, чтобы избежать газов? Это приведёт к обратному эффекту: бактерии, лишённые привычного топлива, начнут разрушать слизистую оболочку кишечника. Поэтому "тишина" в животе — не всегда признак здоровья.

Микробный баланс как зеркало организма

Наблюдая за микробиомом, учёные фактически исследуют внутренний климат человека. Каждый вид бактерий занимает свою нишу и нуждается в определённых условиях — уровне водорода, pH, питательных субстратах.

Сравнение с другими животными показывает, что принципы одинаковы: чем разнообразнее питание, тем стабильнее микробная экосистема. Например, у травоядных животных уровень водорода в кишечнике выше, но и обмен между видами бактерий более устойчив.

Чтобы поддерживать этот баланс, достаточно нескольких привычек:

1. Увеличивать потребление овощей, злаков и бобовых.
2. Избегать бесконтрольного приёма антибиотиков.
3. Поддерживать водный баланс.
4. Снижать стресс, который влияет на состав микрофлоры через гормональные сигналы.

Эти шаги не устраняют проблему мгновенно, но формируют среду, в которой фермент гидрогеназа работает естественно и стабильно.