David Perlmutter: intestines and brain

The Publishing House "Mann, Ivanov and Ferber" represents a new edition of the book of the American neurologist David Perlmutter"The intestines and the brain. How intestinal bacteria heal and protect your brain ”(translation by Julia Konstantinova).

According to the results of recent studies, the health of the brain and the development of associated diseases depends on what is happening in our intestines. The intestinal microflora largely determines not only the overall well -being, but also the mental state, preventing the occurrence and development of diseases such as Alzheimer's disease, autism and multiple sclerosis.

The practical recommendations given in this book will help establish the internal ecology of the body to increase the number of “right” bacteria that support the performance of the brain. If you begin to put the author’s recommendations in practice, then positive results will become noticeable within a few weeks. Among the main elements of the Perlmutter system system are prebiotics, probiotics, fermented foods, low -carb products, products that do not contain gluten, and healthy fats. From the book you will learn what significance each of them has to ensure a healthy microflora and for the functioning of the brain.

We offer to read a fragment of the book.

Obesity, like brain diseases, is an inflammatory disease

It is quite difficult to believe that obesity is an inflammatory disease, just like dementia or depression. But this is so. If you imagine the process simplified, the development of obesity is associated with increased synthesis in the body of pro -inflammatory substances, or cytokines. These molecules are mainly produced from adipose tissue, which acts as an organ “pumping” hormones and inflammatory substances. The functions of fat cells are much wider than just storing additional calories. They are much more involved in human physiology than previously considered. With an increased content of adipose tissue in the body, especially around internal organs, such as the liver, heart, kidneys, pancreas and intestines, the process of metabolism is disturbed.

This type of “internal fat”, which is often present in people suffering from obesity, causes double problems in the body. It is not only capable of provoking the script of inflammation, but also activates signal molecules that prevent the normal hormonal dynamics of the body. In addition, internal fat not only leads to the development of the inflammatory process through a whole chain of biological events, but is also subject to inflammation. This type of fat contains many inflammatory "white blood cells." Moreover, when internal fat produces hormonal and inflammatory molecules, they fall directly into the liver, which meets another portion of “ammunition”, in particular inflammatory reactions and substances that destroy hormones. In other words, inner fat is not just a “enemy at the gate”, but an enemy who is “armed and very dangerous”.

Today, a very large number of diseases associated with internal fat are noted from obvious, obesity and metabolic syndrome, to no one’s obvious - cancer, autoimmune disorders and diseases of the brain. The danger of internal fat explains why the waist volume is often considered an indicator of “health”. The roundness of the abdomen often predicts future health problems and death. Simply put, the larger the circumference of the waist, the higher the risk of developing diseases and premature death. Along the circumference of the waist, you can also predict adverse structural changes in the brain.

During another often cited study conducted in 2005, a team of scientists from the University of California in Berkeley, the University of California at Davis and the University of Michigan analyzed the ratio of the waist and hips among more than 100 participants in the study, and then compared them with structural changes in the brain as the participants aged. The authors of the study sought to determine whether there is a relationship between the structure of the brain and the circumference of the human waist. The results of this study made a lot of noise in the professional medical community. The larger the waist circle (that is, the higher the ratio of the circumference of the waist and hips), the less the center of the brain memory, the hippocampus. The functions of the hippocampus depend on its size. If the hippocampus decreases in size, the memory worsens.

The discovery of scientists is even more striking, which is the higher the ratio of the circumference of the waist and hips, the higher the risk of microstrokes that are associated with a decrease in brain functions. The authors of the study declare: “The results obtained coincide with the growing basis of evidence of the presence of the relationship between obesity, vascular diseases, inflammation, a decrease in cognitive brain functions and dementia.” The results of other studies, including conducted in 2010 at the University of Boston, confirm this discovery: excess kilograms correlate with a decrease in brain volume. Perhaps now some of you will want to challenge this statement, citing other parts of the body as an example, however, when it comes to hippocampus, the size matters.

Do not forget that in all inflammatory conditions - from arthritis and heart diseases to autoimmune disorders and dementia - an increased level of cytokines produced by fatty tissue produced by fatty tissue is observed. As you already know, you can measure the level of an inflammatory process with the help of a marker such as a reactive protein. According to data published in the New England Journal of Medicine, the high level of C-reactive protein is three times higher than the usual correlates with the risk of dementia, as well as Alzheimer's disease. It is also associated with impaired cognitive functions and general problems with thinking.

So, the conclusion suggests itself: if neurological disorders can be predicted by the level of inflammation, and excess fat increases the inflammatory process, then obesity is risk factor for the development of brain diseases. The inflammatory process is responsible for many conditions that we usually write off for obesity, and not just for neurological problems. For example, inflammation is one of the key factors in the development of diabetes and hypertension. These diseases have different symptoms, and they belong to different categories (diabetes-to the category of metabolic problems, and hypertension-cardiovascular), but they have one common fundamental factor-an inflammatory process.

Blood sugar and brain

Obesity is the result of metabolic disorders, which means that when discussing this topic, it is impossible to circumvent the issue of blood sugar levels. I want to start a conversation with insulin, which, as you already know, is considered one of the most important human hormones. This hormone is secreted by the pancreas and plays a key role in the process of metabolism, helping to transport energy extracted from food to cells for further use. This is an extremely complex process. The cells of the body are able to take glucose only with the help of insulin, acting as a "carrier". Insulin delivers glucose from blood flow to the cells, where it can further be used as a source of energy.

In a normal, healthy cell, a sufficient number of insulin receptors, so that the cell does not have problems in interacting with this hormone. However, if the cell is mercilessly exposed to a large amount of insulin in the constant presence of glucose (this condition can be caused by excessive consumption of carbohydrates and refined sugars), an amazing adaptive mechanism is included in the cell: the number of insulin receptors is reduced on its surface. This can be compared figuratively with the fact that the cell closes several doors so as not to hear insulin knocks on them. In the end, the cell becomes immune to insulin, that is, it develops insulin resistance. When this happens, the cell loses the ability to receive glucose from blood flow, and glucose remains in the blood. As with almost all biological processes, while the “blocking from the accident” is turned on. The body seeks to correct this problem, because it knows that glucose cannot stay in the blood just like that. So the pancreas receives the command to increase the production of insulin in order to eliminate glucose, that it carefully performs, producing as much insulin as necessary to “pushes” glucose through cells. At the same time, a higher level of insulin is required, since the cells of the cells have become less susceptible to it.

Usually this turns into a vicious circle and leads to type II diabetes. The state of diabetes by definition is described as a high level of blood sugar due to the inability of the body to transport glucose into cells. When glucose remains in the blood, it becomes a “combat weapon”, causing great harm. Diabetes is the main cause of early mortality, coronary heart disease, stroke, renal disease, blindness and neurological disorders. Moreover, it can also be argued that diabetes that have not been treated for many years are the main cause of Alzheimer's disease. Although most patients with the diagnosis of type II diabetes suffer from excess weight, so many people with a normal weight have a chronic imbalance of blood sugar today. The first steps to diabetes - and there, even before the brain diseases, it begins with such an imbalance, regardless of weight. During this whole chain of events, the body experiences an “inflammatory uprising”.

Among other things, insulin plays an important role in the reactions of the body, when the blood sugar level is not properly regulated. Being the so -called anabolic hormone, insulin stimulates cellular growth, ensuring the formation and preservation of fat, as well as supporting the further inflammatory process. A high level of insulin increases or reduces the level of other hormones, thus removing the entire hormonal system of the body from a state of equilibrium. Such an imbalance has its own consequences - figuratively speaking, it pushes the body to a biological abyss.

Blood sugar fluctuations directly have a negative effect on the brain, as they increase the intensity of the inflammatory process. Blood sugar reduces the production of important neurotransmitters, including serotonin, adrenaline, norepinephrine, gaba and dopamine. The reserves of the substances necessary for the production of these neurotransmitters, such as vitamins of group B., are depleted, the high level of blood sugar also affects a decrease in magnesium, which negatively affects the functions of the nervous system and liver.

Moreover, the high level of blood sugar stimulates the so-called glycation reaction, which was discussed in detail in chapter 2. Glycing is a biological process in which sugar binds to proteins and some fat molecules, resulting in “final products of enhanced glycosylation (Ages), which more than any other factor affect the decrease in the functions of the brain. This process can even lead to a reduction in brain tissue volume. In fact, today scientists have come to the understanding that insulin resistance could be a prerequisite for the formation of those plaques that are present in the brain affected by Alzheimer's disease. As you remember, people with diabetes are twice higher than the risk of developing Alzheimer's disease, and in people with obesity much higher the risk of brain function disorders.

Undoubtedly, diabetes does not cause Alzheimer's disease directly. Nevertheless, these diseases have a common origin: both diabetes and Alzheimer's disease - the result of a “food attack” to the body that forces it to adapt, applying biological mechanisms that actually lead to dysfunction, and then to the development of the disease. Diabetes and blood sugar level are slightly lower than the threshold value and are directly related to the increased risk of contraction of the brain volume and the development of Alzheimer's disease. There is undoubtedly between the parallel increase in the number of diseases of type II diabetes, obesity and disease of Alzheimer in the last decade.

The question arises: what is the cause of diabetes? Data demonstrating the relationship between a high level of carbohydrate consumption and diabetes is almost undeniable. In 1994, when the American Diabetological Association (American Diabetes Association) recommended that Americans receive from 60 to 70% of all calories from carbohydrates, a real diabetes epidemic (and obesity) began. In the period from 1997 to 2007, the number of cases of diabetes in the United States doubled. In the period from 1980 to 2011, this indicator was more than tripled. According to the Center for Diseases and Prevention (Centers for Disease Control and Prevention) for 2014, more than 29 million Americans-every 11 people-suffer from diabetes. Almost 28 % of these people do not even know about this, since their diabetes is not diagnosed. I think it will not be an exaggeration to say that the number of people predisposed to diabetes - those who began to have problems with blood sugar, but who else does not know about it - has increased sharply sharply.

Bacteria are to blame, not sweets

Without a doubt: controlling the blood sugar is the first and most importantly that they pay attention to when it comes to preserving the functions of the brain and preventing Alzheimer's disease. Moreover, this indicator reflects not only the consumption of carbohydrates and sugar in food, but also the bacterial intestinal balance. Modern studies conducted literally over the past few years prove that certain types of intestinal bacteria actually help the body to control the blood sugar (I will tell you more about these studies later).

Currently, studies are being conducted that study how specific types of probiotics can cause type II diabetes and possible subsequent neurological conditions. At the symposium on the topic of the intestinal microflora, which took place at Harvard University in 2014, I was simply amazed at the scientific work of Dr. M. Newdorp from the University of Amsterdam about the relationship between obesity and type II diabetes. He successfully managed to solve the problem with controlling the blood sugar with type II diabetes in more than 250 patients using the method of transplanting feces. He used the same method to increase the susceptibility of insulin.

It is almost impossible to achieve these two results within the framework of traditional medicine. So far there are no drugs that can cause diabetes regression or significantly increase insulin susceptibility. During the speech of Dr. Newdorp, the audience caught his every word. He said that during a scientific experiment he transplanted fecal material from a healthy, thin, not suffering from a person’s diabetes participant in a study with a diagnosis of diabetes. To control the experiment, he acted simply, but efficiently: he transplanted their own fecal material to participants in the study so that they did not know whether they received “treatment” or not. For those of us who are observing daily, what sad consequences diabetes leads to, the results set forth by Dr. New District have become a ray of hope. As a neurologist who is aware of a close relationship between an increased blood sugar and a decrease in the cognitive functions of the brain, I am sure that this revolutionary study will help open the door to a new world of possibilities in terms of the prevention and treatment of brain diseases.

Today, no day appears a new diet or food supplement, promising to easily solve the problem of extra pounds. In society, there was an opinion that people suffering from obesity are to blame for their own problem, because they are not able to limit the consumption of those products that contribute to weight gain. In general, we are ready to admit that a modern Western diet with a high content of carbohydrates, refined sugars and processed fat caused a real obesity epidemic. In addition, we are sincerely convinced that people with excessive weight are lazy and do not burn enough calories about how many calories they consume.

However, if the problem of obesity or overweight is not related to willpower or genetic factor, but rather to the state of intestinal microflora? What if the source of the problem with excess kilograms is in the imbalance of the bacterial intestinal flora?

Millions of people around the world will breathe relief when they find out that their extra pounds, perhaps not their fault. According to the results of recent studies, intestinal bacteria not only contribute to the digestion process, as you already understood. They play a key role in the process of metabolism in the body, and it directly depends on this, loses a person in weight or gains extra pounds. Кишечные бактерии влияют на то, как в организме запасается жир, регулируют уровень глюкозы в крови, влияют на экспрессию генов, отвечающих за обмен веществ, взаимодействуют с гормонами, заставляющими человека чувствовать голод или насыщение, так что во многих отношениях кишечные бактерии можно назвать настоящими распорядителями организма. С момента рождения человека они отвечают за то, будет ли человек страдать от ожирения, диабета, болезней мозга или он будет здоровым, стройным, с острым умом и высокой продолжительностью жизни.

Сегодня достоверно известно, что сообщество кишечных бактерий стройного человека образно можно сравнить с тропическим лесом, наполненным самыми разными обитателями, в то время как микрофлора кишечника человека, страдающего от ожирения, отличается гораздо меньшим разнообразием. Мы привыкли считать проблему ожирения или избыточного веса чисто математической — количество потребляемых калорий превышает количество расходуемых. При этом последние исследования говорят о том, что кишечная микробиота играет основополагающую роль в энергетической динамике организма, то есть влияет на уравнение с потреблением и расходованием калорий. Если в микрофлоре кишечника преобладают бактерии, способные эффективно извлекать калории из потребляемых продуктов, организм будет абсорбировать больше калорий, чем, возможно, ему нужно, а это приведет к созданию жировых запасов.

Давайте остановимся на исследовании, проведенном Джеффри Гордоном из Университета Вашингтона в Сент-Луисе, чтобы лучше понять, как ученым удалось зафиксировать разницу в составе микрофлоры кишечника у худощавых и полных людей, а также связать этот факт с проблемой ожирения. Джеффри Гордон и его коллеги проводят принципиально новые исследования на «очеловеченных» мышах. В своем широко известном теперь исследовании 2013 года с участием близнецов, о котором я уже упоминал, Гордон вновь показал связь «толстых» и «худых» типов бактерий, преобладающих в кишечнике, с риском развития ожирения. Команда ученых вывела потомство мышей, содержащих кишечные бактерии либо от полной женщины — участницы эксперимента, либо от ее худощавой сестры-близнеца. Затем всех мышей кормили одинаковыми продуктами в одинаковом количестве. На этом этапе ученые заметили разницу в весе мышей. У грызунов, которым были трансплантированы бактерии от полной женщины, наблюдался быстрый набор веса по сравнению с мышами, которым были трансплантированы бактерии от худощавой женщины. Кроме того, состав кишечной микрофлоры у мышей первой группы отличался гораздо меньшим разнообразием.

Затем эксперимент повторили. Однако теперь после трансплантации бактерий от худощавой и полной женщин-близнецов всех мышей поместили в одну клетку. В результате этого у мышей — носителей бактерий полной женщины появилась возможность получить немного бактерий от второй группы мышей преимущественно через употребление фекалий «худых» мышей, что вполне типично для грызунов. What is the end? Мыши в обеих группах остались худыми. Гордон пошел дальше в своем эксперименте и трансплантировал бактерии от «худых» мышей тем мышам, которые должны были стать «толстыми».

В результате вес у этих мышей нормализовался. Гордон сделал следующее заключение: «С учетом всех полученных данных, наши эксперименты обеспечивают достаточно убедительные доказательства наличия причинно-следственных отношений и того, что развитие ожирения потенциально возможно предотвратить».

Как Гордон и его команда это объясняют? Он утверждает, что в микрофлоре «толстых» мышей не хватает бактерий, которые играют ключевую роль в поддержании здорового процесса метаболизма и нормального веса. Научная работа Гордона наряду с серией других исследований предлагает новую информацию о том, в чем заключается эта роль. Например, одна из таких недостающих бактерий — Helicobacter pylori , которая способствует контролю над аппетитом, регулируя уровень грелина — основного гормона, стимулирующего аппетит. Бактерия H. pylori сосуществует в симбиозе с человеком на протяжении как минимум последних 58 тысяч лет, но в кишечнике современного западного человека их осталось совсем немного в силу высокого уровня санитарии и чрезмерного применения антибиотиков.

Команда ученых под руководством Гордона была из числа первых, кто провел параллель между качеством рациона питания, качеством и разнообразием микрофлоры кишечника и риском развития ожирения. На основе модели с мышами авторы исследования показали, что, если мышей с пересаженными от человека бактериями посадить на «западную диету» — бедную растительными волокнами, фруктами и овощами, но с высоким содержанием жира, — мыши с микрофлорой, предрасполагающей к ожирению, начнут страдать от избыточного веса, даже если будут находиться вместе со своими «худыми» сородичами. Иными словами, нездоровый рацион питания препятствует попаданию в организм бактерий, «способствующих похудению», и лишает его их позитивного влияния. Подобные результаты еще больше подтверждают важность такого фактора, как рацион питания, в вопросах регулирования состава микрофлоры кишечника, а также контроля общего веса. Несомненно, требуется проведение дальнейших исследований, особенно с участием людей, но тем не менее научная работа Гордона вызвала немалый интерес в профессиональном медицинском сообществе и стимулировала изучение этой темы.

В 2013 году другая команда исследователей, на этот раз из Массачусетского технологического института и Университета Аристотеля в Салониках, получила еще одну серию доказательств, когда изучала вопрос, почему йогурт, содержащий пробиотики, оказывает такой сильный эффект при снижении веса тела. Авторы исследования держали подопытных мышей на разных рационах питания. При этом мыши были изначально генетически предрасположены к ожирению. Грызуны, которые питались фастфудом — продуктами с высоким содержанием нездоровых жиров и сахара и низким содержанием витаминов B и D, — быстро набрали избыточный вес. Бактериальный баланс кишечника у них изменился всего после нескольких недель такого питания. Вес у мышей из второй группы, три раза в неделю получавших йогурт с пробиотиком, доступный в свободной продаже, наоборот, оставался в норме. Знаете, в чем подвох? Мышам из второй группы, которые получали йогурт, было разрешено есть столько фастфуда, сколько они захотят! Заголовки результатов этого исследования полностью отражают их суть: «"Западная диета", основанная на фастфуде, меняет состав микрофлоры кишечника мышей и ускоряет ожирение, связанное с возрастом» и «Пищевая добавка в виде йогурта с пробиотиками предотвращает ожирение». Я ни в коем случае не хочу создать иллюзию, что прием пробиотиков обеспечивает карт-бланш на полную свободу в рационе питания, но на основании результатов этого исследования действительно можно сделать весьма важные выводы.

Один из наиболее коварных тайных «злодеев» и врагов микрофлоры кишечника, о котором я уже упоминал и еще расскажу подробнее, — обработанная фруктоза. Средняя суточная норма потребления кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы у обычного американца составляет от 132 до 312 калорий в день. (Далее я буду говорить о том, что параллельно с ростом заболеваемости ожирением наблюдался стабильный рост потребления этого продукта.) Многие ученые считают, что именно потребление обработанной глюкозы стимулирует эпидемию ожирения и что этот продукт послужил одним из наиболее серьезных факторов формирования так называемой западной микрофлоры, в которой очень мало разнообразия и избыточное количество типов бактерий, «кормящих» жировые клетки.

Почему фруктоза представляет такую опасность? Она не только «кормит» патогенные кишечные бактерии, нарушая таким образом здоровый баланс микрофлоры кишечника, — она не стимулирует производство инсулина, как это делает глюкоза. Фруктоза попадает сразу в печень, а это означает, что в организме снижается синтез лептина — еще одного важного гормона, связанного с подавлением аппетита. Человек не ощущает насыщения и потому продолжает есть. К такому же результату — отсутствию чувства насыщения — приводит и употребление искусственных заменителей сахара. Было принято считать, что заменители сахара, такие как сахароза, сукралоза и аспартам, не оказывают влияния на процесс метаболизма в организме, поскольку не повышают уровень инсулина. Но, как оказалось, они могут нанести не менее сильный вред и вызвать те же самые расстройства обмена веществ, что и настоящий сахар.

How is it possible? Это происходит из-за того, что они вызывают дисбаланс микрофлоры кишечника, нарушают баланс уровня сахара в крови и стимулируют нездоровый процесс метаболизма. И да, результаты этого исследования, опубликованные в 2014 году в журнале Nature, стали настоящей головной болью для индустрии по производству продуктов питания и напитков. Подробнее мы с вами остановимся на результатах этого исследования в главе 6, поскольку оно предоставило доказательства того, что кишечные бактерии способствуют контролю уровня сахара в крови, а также контролю веса и риска развития разных заболеваний.

* Небольшие пептидные информационные молекулы.