Чому фекалії не тонуть? Відповідь залежить від здоров'я вашого кишківника

Таємницю того, чому іноді наші фекалії лишаються на поверхні води в унітазі, а іноді - змиваються без сліду, нарешті розгадано – і це питання значно серйозніше, ніж здається на перший погляд.

Перш ніж ми починаємо розмову, Нагараджан Каннан має запитання: "А ваші - плавають чи тонуть?" Це дуже особисте питання, особливо до людини, з якою ви лише познайомилися - але саме воно лягло в основу натхненного проєкту директора лабораторії стовбурових клітин та біології раку клініки Майо в Рочестері, штат Міннесота.

Більшу частину свого робочого часу він витрачає на вивчення клітинних і молекулярних механізмів, які призводять до раку грудей. Але під час рідкісних вільних моментів Каннан намагався розгадати іншу головоломку – чому іноді фекалії плавають?

Більшість із нас, мабуть, колись стикалися з такою ситуацією: кал вперто відмовляється змиватися й гойдається на поверхні води, тоді як іншим разом - швидко і безслідно тоне. Справді загадка.

Відповідь на неї, однак, розкриває таємниці про те, що відбувається всередині нашого тіла, та визначає здоров’я мікробів, які там живуть, вважає Каннан.

Спочатку вважали, що причина періодичного спливання фекалій була пов’язана з рівнем жиру в ньому. Але на початку 1970-х двоє гастроентерологів з Університету Міннесоти, які мали вільний час, вирішили перевірити це за допомогою серії експериментів. За допомогою 39 добровольців - і власних екскрементів - вони дійшли висновку, що річ не у жирі, а в газі.

А саме у тому, що кількість газу, який міститься в калі, може змінюватися настільки, що він може або спливати на поверхню, або тонути, як цегла. Дослідники виявили, що якщо видалити газ із фекалій, які плавають, вони потонуть.

Причиною цієї різниці, як вони виявили, було занадто велике виробництво метану. Іншими словами, надмірне газоутворення.

І тут Каннан підійшов до більш заплутаного питання. За минулі роки медична наука з'ясувала величезну роль, яку наш мікробіом - тобто сукупність мікроорганізмів - відіграє в багатьох аспектах здоров’я, від ожиріння до серцевих захворювань.

Каннан підозрював, що зміни в складі 100 трильйонів бактерій, грибків та інших мікроорганізмів, які живуть у нашому кишківнику, можуть впливати на те, спливають наші фекалії чи ні.

"Більшість фекалій складається в першу чергу з перетворених решток їжі, які утворюють бактеріальну масу", - говорить він.

Щоб перевірити цю теорію, він разом із колегами з клініки Майо досліджували послід мишей, вирощених у стерильних умовах. У цих гризунів у кишківнику немає мікробів.

Під час тестів на плавучість фекалій, розроблених командою, кал цих мишей миттєво занурився у воду, тоді як близько 50% екскрементів мишей із кишковими мікробами плавали, перш ніж зрештою піти на дно. Коли вони придивилися пильніше, то зрозуміли причини.

"Без мікробів фекалії наповнені субмікроскопічними неперетравленими частинками їжі та мають вищу щільність, ніж фекалії з мікробами", - каже Каннан.

Потім дослідники провели трансплантацію фекалій мишам без мікробів від звичайних мишей, чиї фекалії плавали - тобто вони отримали кишкові бактерії.

Після цього миші, в яких раніше не було мікробів, також почали виділяти послід, який плавав.

Навіть коли мишам пересадили бактерії від донорів-людей, їхні фекалії теж плавали.

Каннан із колегами колеги також провели широкомасштабний генетичний аналіз видів бактерій у калі мишей, який плавав, і виявили, що у ньому міститься велика кількість 10 видів бактерій, які, як відомо, виробляють газ. Домінували серед них Bacteroides ovatus, які утворюють газ завдяки ферментації вуглеводів і спричиняють надмірний метеоризм у пацієнтів.

Хоча до результатів досліджень, проведених на мишах, слід ставитися обережно – адже не підтверджено, що аналогічна ситуація відбувається в людей, Каннан вважає, що плавучість наших фекалій може бути індикатором змін у мікробіомі нашого кишківника.

"У мене є припущення, що фекалії, які плавають, можуть почати тонути під час прийому антибіотиків", – каже він. Але додає, що йому не відомо про жодні дослідження з цього приводу.

"На жаль, отримати фінансування на дослідження плавучості фекалій - не так просто", - додає науковець.

Змінювати бактеріальний склад нашого кишківника можуть безліч чинників, зокрема дієта, куріння, стрес та ліки. Зараз Каннан прагне дослідити, що саме призводить до розквіту бактерій, що виробляють газ.

"Незалежно від того, чи ви прийшли на світський захід, чи відправилися у далекий космос, вам, напевно, не сподобається бути поруч із кимось, чий кишківник наповнений цими газотворчими мікробами, які викликають частий метеоризм", - каже він.

Це брудна робота - але хтось має її робити.