Устройство пищеварительной системы человека: Как работает пищеварительная система человека

Поджелудочная железа

Ваша поджелудочная железа находится сразу за желудком и вырабатывает химические вещества, называемые ферментами, которые помогают переваривать питательные вещества из пищи. Он также производит инсулин — гормон, который помогает контролировать уровень сахара в крови.

Приложение

Раньше врачи считали этот тонкий орган бесполезным — оставшаяся часть тела древних людей.Но сегодня считается, что в аппендиксе хранятся «полезные бактерии», которые могут помочь вашей пищеварительной системе снова работать после того, как вы почувствовали себя плохо.

Что вы думаете о нашем путешествии по пищеварительной системе человека? Оставьте комментарий ниже и дайте нам знать…

Изображение поджелудочной железы: DK / Superhuman Encyclopedia. Все остальные изображения: Getty Images UK.

Огонь и мозг: как люди готовят пищу

РЕЙЧЕЛ КЕРМОДИ ( ПОМОЩНИК ПРОФЕССОРА ЭВОЛЮЦИОННОЙ БИОЛОГИИ ЧЕЛОВЕКА В УНИВЕРСИТЕТЕ ГАРВАРДА): Мне так приятно находиться здесь сегодня вечером.Американский музей естественной истории должен быть одним из моих любимых мест на Земле. Для меня это одно из тех мест, где человеческие знания и то, чего мы не знаем, кажутся безграничными. И я думаю, что для кого-то вроде меня, ученого, лучше не бывает. Так что я рад быть здесь.

Итак, в целом мы можем сказать, что как группа мы в среднем придерживаемся высокотехнологичной диеты. И мы действительно не одиноки в этом. Культуры по всему миру — фактически, каждая известная человеческая цивилизация интенсивно перерабатывает свою диету, как путем приготовления пищи, так и с помощью различных нетермических методов обработки.И это включает в себя такие культуры, как инуиты, которые, как известно, потребляют часть добываемого и промыслового сырья в сыром виде. Но даже у инуитов стандартный ужин готовят и подвергают тщательной обработке.

Итак, сегодня вечером я хотел задать два основных вопроса об этом уникальном и универсальном человеческом поведении. И первый: почему пищевая промышленность настолько универсальна? И второй: чем это может угрожать нашему здоровью сегодня?

Стоит отметить, что многие идеи, о которых я собираюсь рассказать, я создал вместе со своим наставником Ричардом Рэнгхэмом.И я думаю, что он действительно был первым, кто осмелился заглянуть за пределы слепящей повседневности приготовления пищи и действительно сказать: зачем мы вообще это делаем? А для тех из вас, кто интересуется этой темой и хочет узнать больше, чем то, что я действительно могу вам рассказать за полчаса, я предлагаю поискать его книгу Catching Fire . Это действительно отличное чтение.

Итак, сначала давайте задумаемся, почему пищевая промышленность настолько универсальна? И каждый раз, когда мы думаем о диете и о том, почему организм придерживается той диеты, очень важно начать думать о диетических адаптациях этого конкретного вида, потому что это действительно создает игровое поле для того, что возможно.

Итак, если мы подумаем о некоторых диетических адаптациях человека по сравнению с нашим ближайшим родственником, шимпанзе, мы увидим, что люди развили набор функций, которые требуют большого дневного энергетического бюджета. Я имею в виду, что мы должны потреблять много калорий. И одно из свидетельств этого — наша увеличенная масса тела.

Итак, в среднем самец человека, даже в традиционных популяциях, не склонных к ожирению, самцы людей обычно на 34% крупнее самцов шимпанзе.Человеческие самки обычно на 56% больше самок шимпанзе. [И все остальное 10:37] равным образом большему телу требуется больше калорий, чтобы поддерживать себя.

У нас также значительно увеличен размер мозга по сравнению с шимпанзе. Итак, в среднем наш мозг составляет около 1350 кубических сантиметров, тогда как у шимпанзе — около 400 кубических сантиметров. Причина, по которой это имеет отношение к высокому энергетическому бюджету, заключается в том, что мозг — чрезвычайно дорогая ткань. Он весит около 2% нашей массы тела, но в состоянии покоя потребляет от 15 до 25 процентов нашей энергии.

Мы также, особенно в традиционных обществах, склонны быть намного более активными, чем шимпанзе. Таким образом, у диких шимпанзе в среднем они преодолевают расстояние от 3 до 5 километров в день, тогда как в традиционных популяциях, собирающих пищу, нормальным является расстояние от 10 до 20 километров в день. И, очевидно, путешествие стоит довольно дорого.

Итак, когда вы проводите вычисления, это работает для людей, у которых уровень расхода энергии намного выше, даже после того, как вы учитываете различия в размерах тела.Итак, основываясь на уравнениях, которые были предложены Леонардом и Робертсоном несколько лет назад, мы подсчитали, что человеческие самцы тратят примерно на 44% больше энергии, чем самцы шимпанзе, с поправкой на массу тела. А человеческие самки тратят на 17% больше, чем самки шимпанзе, опять же с поправкой на массу тела. И это число, вероятно, сильно занижено, потому что эти уравнения не учитывали стоимость беременности и кормления грудью, которые, как ожидается, будут выше у людей из-за более коротких интервалов между родами.

Итак, чтобы питать наши большие тела, большой мозг и наш довольно активный образ жизни, людям требуется много калорий по сравнению с шимпанзе. Но мы не просто едим больше одной и той же еды. Мы едим принципиально иную пищу, и мы знаем это, потому что люди также демонстрируют адаптации, которые сигнализируют о потере пищеварительной способности, и я объясню, что я имею в виду.

Итак, вы видите черепа шимпанзе и человеческие черепа снизу. Итак, вы можете видеть… у меня здесь есть указатель? Вы можете видеть отверстия внизу, это большое затылочное отверстие, через которое проходит и вставляется спинной мозг.Итак, вы смотрите на эти черепа снизу.

И то, что вы можете визуализировать здесь, — это то, что у нас есть меньшие рты, показанные здесь справа синим цветом, по сравнению с шимпанзе, когда два черепа увеличены до одинакового размера. У нас также есть более мелкие мышцы для жевания, включая височную, которая прикрепляется к краю черепа и проходит через скуловую дугу, которая здесь показана красным в поперечном разрезе. Затем он прикрепляется к нижней челюсти и позволяет нам жевать.У нас есть такие маленькие, маленькие мышцы, которые мы можем определить по размеру скуловой дуги.

У нас также есть мутация миозинового компонента мышцы челюсти, которая эффективно ограничивает силу укуса. Таким образом, у людей жевательная и жевательная способность снижена по сравнению с шимпанзе.

У нас кишечник относительно меньше, чем у шимпанзе. Около 60% от размера, который вы ожидаете от приматов нашего размера. Один из способов визуализировать это — взглянуть на форму грудной полости, грудной клетки.Итак, у шимпанзе, которые вы видите здесь синим цветом, шимпанзе имеют своего рода перевернутую воронкообразную грудную клетку, которая располагается на относительно широком тазе. По сути, это создает большое пространство для кишечника, и поэтому у шимпанзе коренастое тело, заполненное кишечником. В то время как у человека у нас более суженная, бочкообразная грудная клетка, которая располагается поверх более узкого таза. И это на самом деле создает человеческую талию, которая, очевидно, оставляет меньше места, чтобы удерживать пучок кишечника для пищеварения.

Но дело не в размере.Также важны пропорции кишечника, которые мы можем сравнить у человека и шимпанзе. Итак, если вы возьмете кишечник шимпанзе и кишечник человека и масштабируете их до одинакового размера, вы сможете понять, о чем я здесь говорю. И что вы можете видеть, так это то, что по сравнению с кишечником шимпанзе, кишечник человека на самом деле имеет очень длинный тонкий кишечник, который содержит все поверхности, поглощающие питательные вещества. И на самом деле у нас относительно короткий и относительно гладкий толстый кишечник, что говорит о том, что у нас недостаточно возможностей для ферментации продуктов, которые трудно усваиваются.Мы просто не можем туда уместить. Таким образом, такая анатомия предполагает, что люди специализируются на продуктах, которые относительно легко переваривать.

Итак, вместе мы имеем высокий дневной энергетический бюджет и низкую пищеварительную способность, и это фактически говорит о двух вещах о пищевой нише человека, которые уходят корнями в наши предки. Во-первых, нам нужны продукты, богатые калориями, много калорий в ограниченном пространстве. И нам нужны продукты, которые легко усваиваются.И я собираюсь здесь доказать, что путем экстернализации части процесса пищеварения обработка пищи позволяет продуктам удовлетворять эти потребности.

Итак, давайте на секунду посмотрим, как средний американец удовлетворяет свои потребности в калориях. В среднем мы получаем около 50% калорий из углеводов, в основном в виде крахмала. Мы получаем около 12% калорий из белков, а остальные 38% калорий из жиров. Конечно, если вы употребляете алкоголь, в эту смесь добавляются дополнительные калории, но в среднем это выглядит так.

Пищевая промышленность по-разному влияет на каждый из этих макроэлементов, и я подумал, что было бы полезно просто кратко рассмотреть, чтобы дать вам представление о том, как пищевая промышленность формирует эти различные макроэлементы.

Итак, во-первых, как я уже упоминал, большинство наших углеводов поступает в виде крахмала. А тепло оказывает на крахмал очень известный эффект. По сути, крахмал состоит из длинных цепочек глюкозы, соединенных вместе. И у нас есть ферменты, называемые амилазами, которые специфичны для крахмала, которые входят и отщепляют ди- и трисахариды.Так мало двух единиц глюкозы и трех маленьких единиц глюкозы, которые наше тело может затем расщепить с другими ферментами и усвоить.

Но проблема в том, что амилазы не всегда могут добраться до крахмальной нити в тех местах, которые им необходимо расщепить. И это потому, что, когда пища подается сырой, как вы можете видеть здесь в правом верхнем углу, крахмал существует в этих плотно упакованных гранулах. И в этой форме амилазы не могут проникнуть через гранулы крахмала, чтобы добраться до участков расщепления, которые могут начать отщеплять те сахара, которые мы можем усвоить.

Но когда крахмал приготовлен, эта гранула по существу покачивается, набухает и впитывает воду, и то, что вы можете видеть, это взорвавшаяся масса внизу справа. И это то, что называется, это процесс, называемый желатинизацией. И в этой форме амилазы очень легко вступают и отщепляют ди- и трисахариды. И это одна из причин того, что, если вы когда-нибудь пробовали сырой картофель рядом с вареным, приготовленный картофель будет относительно сладким во рту, и это буквально потому, что амилазы слюны начинают вырабатывать сахар, пока картофель находится во рту. , но этого не происходит, когда картофель сырой, потому что он все еще находится в форме гранул.

Итак, когда мы думаем о белке, многие из нас получают большую часть белка из продуктов животного происхождения, особенно из мяса. Если мы думаем о структуре мяса, то мясо — это, по сути, пучки мышечных волокон, окруженные коллагеновой матрицей. В основном, тепло заставляет мышечные волокна уплотняться и сжиматься вдоль волокон. Но в то же время он желатинизирует коллагеновую матрицу. И такого рода уплотнение связок мышечных волокон, но клейстеризация коллагена означает, что трещинам легче распространяться по ткани.Вот почему прожевать приготовленное мясо легче, чем сырое. Это также делает механическое пищеварение в желудке более эффективным, когда у вас появляются легкие трещины, распространяющиеся по тканям.

Другое дело, что белок в природе существует в этих плотно скрученных связках. Это почти как массив пряжи, спутанная пряжа. И то, что делает тепло, заставляет этот клубок пряжи, который является белком, раскручиваться. И это позволяет ферментам, расщепляющим белок, называемым протеазами, войти и получить доступ к точкам расщепления, которые снова создают пептиды, которые наш организм может поглощать.

Так вот, в течение очень долгого времени считалось, что тепло не оказывает никакого влияния на факты, и это потому, что, по большому счету, в фекалиях появляется очень мало жира, поэтому всегда предполагалось, что, ну, мы должны быть поглощая 100% его, так что на самом деле не имеет значения его форма, все это будет использоваться телом.

Но теперь мы знаем, что это не так. И основная причина в том, что жир, когда он входит в состав пищи, часто заключен в другие структуры, зависящие от приготовления. Итак, например, то, что вы можете видеть здесь — это пример арахиса с сырым арахисом и приготовленным арахисом на нижней панели.И жировые шарики окрашены в красный цвет. В сыром виде вы можете увидеть эти маленькие жировые шарики, заключенные в неповрежденные клеточные стенки. В то время как в приготовленном вы можете увидеть, что стенки клеток разорвались, потому что полисахариды, которые поддерживают эти клетки в хорошем состоянии и не повреждены, разорвались. И еще одна вещь, которая произошла, — это то, что сами жировые шарики, потому что они круглые, в том, что у вас есть жир, окруженный этим слоем белка, который называется слоем олеозина. И, как мы только что говорили, тепло разрушает белок, заставляя их расслабляться.И по той же причине, когда вы нагреваете этот олеозиновый слой, он раскручивается, и это позволяет ферментам, расщепляющим жир, таким как липаза, поступать и метаболизировать этот жир.

Таким образом, можно ожидать, что вместе эти воздействия тепла на крахмал, белки и жиры приведут к значительному повышению усвояемости пищи. Но как насчет нетермической обработки? То, что я вам пока что показал, касается тепла.

Теперь нетермическая обработка может изменять только физическую структуру.Он не может изменять эти соединения химически, поэтому он не может, например, желатинизировать крахмал или денатурировать белок. Тем не менее, он может иметь дело с размером частиц, и мы рассмотрим это всего на секунду.

Так, например, это пример усвояемости крахмала при варке по сравнению с измельчением. И то, что вы можете видеть на белых полосках, — это то, что доля перевариваемого крахмала быстро повышается до почти 100%, когда этот крахмал готовится. Итак, белые батончики приготовлены, зеленые — сырые.И это правда, независимо от того, был ли этот крахмал крупнозернистым или мелким помолом.

Но когда крахмал сырой, он отстает в каждой точке, а в случае грубого помола даже через 24 часа усвояемость этого сырого крахмала никогда не приближается к варке. А в случае тонкого помола это действительно только приблизительно соответствует усвояемости вареного крахмала за 24 часа, и, если вы думаете о пассивной скорости прохождения крахмала через кишечник, на самом деле это только в тонком кишечнике в течение 4-6 часов. Так что на самом деле это никогда не достигается.Эти уровни никогда не достигаются в реальной жизни.

Итак, влияние варки и нетермической обработки на крахмал, белок и липиды позволяет сделать два прогноза. Во-первых, потребление продуктов, обработанных этими методами, должно приводить к увеличению прироста энергии. Во-вторых, выигрыш в энергии, полученный при приготовлении пищи, должен превышать выигрыш в энергии, полученный в результате нетермической обработки.

Итак, это довольно простые вопросы, и вы можете подумать, черт возьми, мы все ели вечно.Мы готовили, мы обрабатывали нашу еду, все это делают. Наверняка кто-нибудь исследовал бы это, и это было бы известно. И это похоже на мой кошмар, что однажды я просто найду текст, который перекрывает все мои исследования. Но мы его еще не нашли. Удивительно, но на самом деле никто не изучал прирост энергии за счет нетермической и термической обработки пищевых продуктов. И мы решили поставить действительно простой эксперимент.

И в нашем эксперименте мы выбрали два продукта для тестирования.Мы выбрали сладкий картофель и нежирную говядину. И причина, по которой мы выбрали эти продукты, отчасти заключается в том, что они имеют очень разные профили макроэлементов, чтобы мы могли увидеть, как обработка пищевых продуктов влияет на все эти питательные вещества. Но мы также выбрали его, потому что я биолог-эволюционист, и это примеры двух пищевых классов, которые должны были обеспечивать основную часть калорий для древних людей, так что это дало нам представление о том, как внедрение методов обработки пищевых продуктов могло улучшить прирост энергии для людей-предков.

Мы взяли сладкий картофель и нежирную говядину и обработали их четырьмя способами. Либо то, что мы называем NP — Not Processed. Мы разогнали его. Мы его приготовили. Или мы оба его варили и толкали. И мы кормили этим лечением мышей всего на четыре дня, чтобы посмотреть, что произойдет с энергетическим метаболизмом этих мышей. И я могу засвидетельствовать, что эти мыши действительно были очень довольны экспериментом, и им нравилось есть как сладкий картофель, так и говядину по сравнению с их обычной пищей.Что было хорошо.

И здесь вы видите изменения массы тела, которые эти мыши испытали всего за четыре дня, и это контролируется с учетом различий в активности, а также небольших различий в потреблении пищи при этих курсах лечения. И вы можете видеть, что на диете из сладкого картофеля, когда мыши ели сырой, а не обработанный сладкий картофель, они теряли около 4 граммов. Когда они съели толченый сладкий картофель, они потеряли около 3 граммов. Но когда они ели приготовленный сладкий картофель, цельный или толченый, они могли нормально поддерживать массу своего тела, никаких проблем.И они действительно сделали это, несмотря на то, что в целом съели меньше сладкого картофеля.

С мясом история была похожа. В случае с мясом, когда мышей переводили на мясную диету, все они фактически теряли вес, и этого следовало ожидать, потому что всеядные млекопитающие на самом деле не очень эффективно обращаются с нежирным мясом с точки зрения нашего метаболизма. Но важно то, что на сырых обработках мыши теряли больше веса, чем на приготовленных, и на самом деле не было никакой разницы между тем, подавались они целиком или в толченом виде.

Недавний эксперимент, проведенный одной из моих учениц, Эмили [Групман], показал, что этот результат справедлив и для продуктов, богатых жирами. Итак, Эмили кормила мышей необработанными, смешанными, приготовленными или смешанными и приготовленными арахисами. И они тоже остались довольны этим экспериментом.

Мыши, получавшие вареный арахис, в среднем прибавили в весе. Это иллюстрация, на самом деле мыши не набирали столько веса за определенный период времени. Это должно было помочь вам наглядно понять, что мы сделали.Но мыши, которые ели вареный арахис, действительно набирали больше веса на грамм съеденной пищи. И это было связано в первую очередь с различиями в усвоении жира. Итак, когда мыши ели сырой арахис, независимо от того, были ли они целыми или смешанными, с другого конца выходило около 11% жира в арахисе.

Но когда они ели вареный арахис, количество выделяемого другого жира составляло около 8%, а не 11. И эта разница в усвояемости, тот факт, что мыши были способны удерживать больше на приготовленной диете, действительно привела к тому, что к этим долгосрочным различиям в чистом приросте энергии и изменениях массы тела.

Итак, мы видим, что разнообразные и разнообразные продукты — правильно, сладкий картофель, нежирная говядина и арахис — обработка увеличивает прирост энергии, а приготовление — в большей степени, чем нетермическая обработка.

Итак, мы можем сказать, что обработанные пищевые продукты соответствуют нашим требованиям к диете, богатой калориями, верно? Но как насчет диеты, которая легко усваивается? Здесь вы видите феномен, называемый термогенезом, вызванным диетой. И я уверен, что вы испытали это на себе. Если вы едите мясо и когда-либо ели большой бифштекс или большой бургер, и после еды вы чувствуете сильную усталость, тепло и, возможно, потеете, вы не выдумываете.Ваше тело очень, очень усердно работает, чтобы расщепить эту пищу, чтобы произвести все кислоты и ферменты, которые создают пищеварительные соки, которые расщепляют пищу. Вы вызываете перистальтику, чтобы раздавить пищу по желудочно-кишечному тракту. Вы усваиваете, вы усваиваете все эти питательные вещества. И это дорого.

Стоимость термогенеза, вызванного диетой, на самом деле зависит от разных макроэлементов. Итак, что касается углеводов, от 5 до 10% калорийности этого углевода в основном используется для собственного пищеварения.Если вы едите богатую белком пищу, на ее собственное пищеварение тратится от 20 до 30% калорийности. Для жира затраты очень низкие, от нуля до 3%. И хорошая новость заключается в том, что для тех из вас, кто пьет сегодня вечером, стоимость переваривания алкоголя также довольно высока, поэтому на самом деле вы экономите калории, просто тратя немного энергии на переваривание напитков. Итак, вы идете.

В течение дня это, по сути, то, что индуцированный диетой термогенез влияет на скорость метаболизма.Итак, вы смотрите на скорость метаболизма здесь по оси Y и время дня по X. И то, что вы видите, это то, что в ранние утренние часы скорость метаболизма на самом деле падает ниже уровня покоя, потому что, когда вы спите, ваш скорость метаболизма очень низкая. А затем с первой синей стрелкой — вы завтракаете, и у вас повышается уровень метаболизма. И вы начинаете переваривать и усваивать эти питательные вещества, и скорость метаболизма начинает снижаться. А потом вы обедаете, и ваш метаболизм снова подскакивает.Дайджест. Обедать. Снова подпрыгивает. На самом деле, только после того, как вы переварите ужин, ваш метаболизм снова упадет до уровня покоя.

И, в целом, на этот феномен термогенеза, вызванного диетой, приходится от 10 до 15 процентов ваших ежедневных энергетических затрат. Это количество похоже на движение или физическую активность. Все ваши ежедневные движения совпадают с расходом калорий, когда вы просто сидите и перевариваете пищу.

И вы могли бы подумать, что, поскольку переработка пищи является частью процесса пищеварения, она должна облегчить переваривание пищи.Верно? Это не ракетостроение. Но на самом деле этого раньше никто не показывал. Поэтому мы решили это сделать. И мы решили сделать это на питонах — правда, странный выбор, но на самом деле они являются идеальными моделями животных для этой системы. Они не двигаются, поэтому вам не нужно беспокоиться о расходах энергии из-за физической активности. Вы можете контролировать температуру их тела, потому что они хладнокровны. В основном они едят только раз в месяц, поэтому вы можете быть уверены, что у вас есть базовый уровень, когда они еще не переваривают свой предыдущий прием пищи.И когда они действительно едят, они съедают огромную порцию еды, что дает вам хороший, огромный взгляд, который вы можете измерить. Вот почему мы выбрали питонов.

И мы накормили их нежирной говядиной, которая либо не была обработана, не измельчена, не подвергнута тепловой обработке, либо одновременно была измельчена и приготовлена. И мы сравнили термогенез, вызванный диетой. Мы обнаружили, что мясной фарш привел к снижению затрат на пищеварение на 12%, приготовленное мясо привело к снижению затрат на пищеварение на 13%, а как измельченное, так и приготовленное мясо имело почти аддитивный эффект, при котором затраты на переваривание были на 23% дешевле. переваривать по сравнению с обработкой необработанного мяса.

Другие исследователи впоследствии показали нечто подобное, даже в отношении продуктов с высокой степенью переработки. Итак, употребление бутерброда с белым хлебом и плавленым сыром привело к снижению затрат на пищеварение примерно на 40% по сравнению с употреблением цельнозернового хлеба, и я думаю, что это был сыр чеддер…? Это был какой-то кустарный сыр. И тем не менее они смогли измерить разницу в термогенезе, вызванном диетой.

Итак, данные свидетельствуют о том, что обработка делает пищу более калорийной и более легкой для переваривания.Итак, одна простая причина, по которой обработка пищевых продуктов настолько универсальна в человеческих культурах, заключается в том, что они делают пищу пригодной для употребления в пищу. И на протяжении большей части эволюции человека максимальное получение энергии от пищи и минимизация затрат на переваривание этой пищи было бы выгодным, поскольку подходящую пищу было так трудно найти. Таким образом, переработка пищи фактически дала бы предкам людей конкурентное преимущество, как с точки зрения выживания, так и с точки зрения репродуктивного успеха.

Но, конечно, сегодня мы живем в совершенно другой среде, и у нас есть, знаете, я не знаю, есть ли у вас это здесь, в Нью-Йорке, но у нас есть Prime Now, где вы можете получить все свои Продукты Whole Foods доставляются к вашей двери, на самом деле больше нет такой вещи, как собирательство. Мы не тратим много энергии, чтобы собирать эти продукты. У нас нет значимой сезонности в поставках продуктов питания. По большому счету, многие наши продукты обрабатываются до такой степени, что почти никогда не напоминают ингредиенты, из которых они на самом деле приготовлены.

И это означает, что некоторые из энергетических преимуществ, которые древние люди получили благодаря переработке, сегодня, вероятно, являются недостатками.

И как это может угрожать нашему здоровью сегодня? Я не должен унывать и отрезвлять, но стоит напомнить, что у нас в стране эпидемия ожирения. Я только что привел данные за последние 30 лет, сравнивая 1990, 2000, 2010. В следующем году выйдет новый опрос, который, я уверен, будет еще хуже. Но если мы просто посмотрим на этот период в 20 лет, то увидим, что в 1990 году в стране не было государства, где уровень ожирения достигал 15%.Таким образом, в каждом штате показатель ожирения составлял менее 15%. И в течение 20-летнего периода мы достигли состояния, в котором не было штата, в котором уровень ожирения составлял бы менее 20% за 20-летний период. А сегодня у нас двое из трех взрослых американцев имеют лишний вес. У нас около 35% взрослых и 15% детей страдают клиническим ожирением. И это диагноз, от которого ежегодно умирают не менее 400 000 человек, а система здравоохранения тратит около 100 миллиардов долларов. Так что, очевидно, это проблема.

И, в конечном счете, ожирение — это проблема слишком большого количества калорий и недостатка калорий.Мы все это знаем. Но вместо того, чтобы стоять здесь и говорить вам, что вам следует есть или как выполнять упражнения, я хотел выделить то, что менее широко освещается, и это главный инструмент, который у всех нас есть для управления потреблением калорий. Этикетка для пищевых продуктов. На самом деле это не очень хороший инструмент. К сожалению, неадекватно сообщать о количестве калорий, которые наш организм фактически получает из нашего рациона. И я проиллюстрирую, что я имею в виду здесь.

Итак, если мы возьмем три продукта питания, для которых я уже представил данные, показывающие, что существует чистый прирост энергии, связанный с переработкой — у нас есть нежирная говядина, сладкий картофель и арахис.И если мы посмотрим на этикетках продуктов, которые подаются в сыром и приготовленном виде, мы получим следующее.

Итак, 100 граммов нежирной говядины, подаваемой в сыром виде, дают вам 173 калории, 100 граммов, подаваемых в приготовленном виде, дают вам 212. Для сладкого картофеля, сырого, 100 граммов дают вам 86 калорий, приготовленные — 90. А что касается арахиса, сырого дает вам 567 и приготовленное дает вам 587.

Итак, вы спрашиваете себя, о чем она говорит? Мы сообщаем, что приготовленное блюдо содержит больше калорий, разве не в этом весь смысл? Она сумасшедшая.

Но на самом деле нет. Ну да, может быть, но не по крайней мере в этом отношении. Причина в том, что 100 граммов, так много еды — это вода, а 100 граммов приготовленных продуктов на самом деле потеряли много воды, поэтому в 100 граммах приготовленной пищи больше еды, чем в 100 граммах сырых продуктов. . Итак, если мы на самом деле масштабируем эти значения на основе сухого вещества, когда мы просто посмотрим, как эти ярлыки на самом деле фиксируют прирост калорий для вещества, которое не является водой? Вот что мы видим вместо этого.

То есть, например, с мясом 100 граммов сухого вещества дают 550 калорий в сыром виде и 549 в приготовленном. Сладкий картофель: 379 в сыром виде, 372 в приготовленном. Арахис: 606 сырых, 598 приготовленных. Итак, почему-то на этикетках продуктов питания не отражены калорийные преимущества, которые, как мы знаем, связаны с приготовлением пищи.

А почему это? Помогает немного разобраться в пищеварении. Я обещаю не задавать вам вопросы по этому поводу. Но по сути, если мы просто подумаем о том, что происходит — допустим, представьте, что вы едите этот кешью. Итак, вы едите кешью.Вы жуете это во рту. У вас вырабатывается вся эта слюна и амилаза слюны, которая запускает процесс переваривания крахмала. В какой-то момент все это объединяется и образует то, что мы называем болюсом. Этот болюс проглочен. Он проходит по пищеводу благодаря мышечным сокращениям, которые мы называем перистальтикой. Попадает в желудок. В желудке происходит сжатие, которое механически разрушает вашу пищу. У вас есть желудочные кислоты и ферменты, которые в основном запускают процесс переваривания белков.По сути, он превращает вашу пищу в жидкую кашицу под названием [кимес] — действительно грубую, очень мягкую. Он выходит из желудка в тонкий кишечник, где секреты поджелудочной железы и печени начинают расщеплять углеводы и эмульгировать жиры, продолжая процесс переваривания белков. И все, что вы можете поглотить, впитывается.

Но некоторые из них не могут всасываться в конце тонкой кишки. И то, что не может попасть в толстую кишку, где вы больше не можете ничего сделать, но ваше микробное сообщество берет верх.Он сбраживает эту пищу. Он может производить короткоцепочечные жирные кислоты, некоторые из которых мы используем в качестве энергетических субстратов. А затем вы высасываете воду, высасываете дополнительные минералы и, наконец, избавляетесь от того, что осталось. Это много всего, что происходит между точками А и Б.

Но на этикетках продуктов питания, которые у нас есть сегодня, рассматривается только то, что входит, а что выходит. Фактически он игнорирует все, что происходит между ними. И это своего рода проблема. И я объясню почему.

Таким образом, он измеряет то, что мы называем общей усвояемостью тракта. Что идет в минус, что выходит. Мы предполагаем, что все, что исчезло между точками A и B, досталось нам. Мы знаем, что он не включает термогенез, вызванный диетой, о котором мы только что говорили. И, как я уже показал вам, термогенез, вызванный диетой, может действительно отличаться в зависимости от разных макроэлементов. Так что дело не только в том, что мы не учли термогенез, вызванный диетой, мы знаем, что все калории неверны на 10%.Нет, разные продукты могут быть разными в зависимости от состава макроэлементов, но также и в зависимости от того, была ли эта пища обработана.

Мы также знаем, что на этикетках продуктов питания не учитывается свойство, которое мы называем перевариваемостью подвздошной кишки, и это просто означает, что нам нужно знать, где в желудочно-кишечном тракте были абсорбированы вещества. И приведу вам пример.

Итак, это мой бедный рисунок кишки. Это упрощенная версия тонкой кишки, за которой следует толстая кишка.И эти маленькие красные, синие и зеленые точки — это питательные вещества, которые поступают, некоторые из них усваиваются, а оставшиеся количества поступают в толстую кишку.

Теперь, если вы усваиваете питательные вещества в тонком кишечнике, вы получаете значения килокалорий на грамм, с которыми, вероятно, все вы знакомы. Девять килокалорий на грамм жира, 4 килокалории на грамм углеводов или белков.

Но вот что. Итак, питательные вещества, которые не всасываются в тонкой кишке, попадают в толстую кишку, где, как я уже упоминал ранее, микробы сбраживают эти питательные вещества и производят короткоцепочечные жирные кислоты, некоторые из которых мы можем абсорбировать и использовать для получения энергии.Но эти короткоцепочечные жирные кислоты, если мы можем использовать их для получения энергии, для нас стоят всего 2 килокалории на грамм. Итак, грамм углеводов, всасываемых в тонком кишечнике, стоит 4, но если этот грамм углеводов на самом деле метаболизируется микробами, он стоит 2. А это довольно большая разница. И это происходит постоянно. Наши микробные сообщества очень активно переваривают нашу пищу, и этикетки на пищевых продуктах не учитывают эту разницу.

Стоит подумать о хорошем примере пищи с высокой усвояемостью или о том, что мы считаем, возможно, идеально усваиваемым, — это яйцо.У вас есть все эти штангисты, которые пьют сырое яйцо, потому что думают, что белок очень биодоступен. И это потому, что это указано на этикетках продуктов питания. Потому что, когда вы едите сырое яйцо или вареное яйцо, этот белок почти не выходит на другой конец, точка Б. Но мы не учли, где этот белок был усвоен. Итак, было исследование, проведенное группой бельгийских ученых во главе с Эвенепоэлем, которая фактически разработала гениальную технику, при которой яйца с меткой изотопов путем кормления цыплят диете с изотопной меткой были в состоянии отследить, как белки распределяются по яйцам. течение желудочно-кишечного тракта.

И они обнаружили вареное яйцо, большая часть которого была абсорбирована, и только от 6 до 9 процентов вышли из другого конца тонкой кишки непереваренными. Но если это яйцо было сырым, от 39 до 45 процентов этого белка вышло из тонкой кишки и попало в толстую кишку. Другими словами, даже если вы в основном получаете полное исчезновение яичного белка из точки А в точку Б по желудочно-кишечному тракту, если этот белок потребляется в сыром виде, от энергии получают пользу микробы, а не вы.Таким образом, приготовление пищи увеличивает усвояемость подвздошной кишки, что мы считаем, на 45-78 процентов, что является довольно большой разницей.

Еще одна вещь, которую не учитывают этикетки на продуктах питания, — это то, что мы пока еще не очень хорошо оценили количественно, но это то, над чем работает моя лаборатория. И это взаимодействия между хозяином и микробом в получении энергии. Поэтому я предполагаю, что многие из вас, интересующиеся наукой, уже знают, что человеческое тело — это экосистема. Соотношение бактериальных и человеческих генов в организме человека составляет примерно 150: 1, так что с генетической точки зрения мы находимся в меньшинстве.Бактериальные клетки и человеческие клетки в организме человека соотносятся примерно один к одному. Так что, если считать по номерам, мы примерно получеловеков.

И есть разные сообщества по всему телу. По сути, каждая поверхность человека, которая контактирует с окружающей средой, включая такие вещи, как легкие или вагинальный тракт — все, что подвергается воздействию окружающей среды, полностью заселено микробами. Но на сегодняшний день наиболее плотное, богатое и сложное сообщество живет в кишечнике человека, где, по оценкам, насчитывается около 100 триллионов организмов.И я знал, что мы собираемся оказаться в Зале Вселенной, поэтому мне пришлось провести какую-то астрономическую аналогию. И, по сути, это в тысячу раз больше, чем количество звезд в нашей галактике. Это множество ошибок, которые живут в каждом из наших кишечников.

И мы знаем, что это сообщество кишечных микробов связано со многими различными аспектами физиологии человека, от пищеварения до иммунной функции — теперь есть даже связи с социальным поведением. Но одна из наиболее разработанных систем — это то, как это микробное сообщество взаимодействует с энергетическим метаболизмом.И теперь у нас есть очень надежные данные, связывающие изменения в составе и функции кишечного микробного сообщества практически со всеми основными метаболическими нарушениями — артросклерозом, диабетом II типа, неалкогольной жировой болезнью печени, воспалением слабой степени и ожирением.

И в большинстве случаев мы вышли за рамки простых ассоциаций, сказав: «Хорошо, микробные сообщества худых и страдающих ожирением людей выглядят иначе, чем на самом деле выполняют работу, показывая, что различия в микробном сообществе вносят свой вклад в различия в фенотипе хозяина». .То есть, способствуя этой худобе или способствуя этому ожирению. И мы можем сделать это с помощью экспериментов по пересадке фекалий, в которых мы берем микробные сообщества, скажем, у худощавого и тучного человека, помещаем их в стерильных животных и воспроизводим фенотип донора, просто передавая микробное сообщество. И это — когда я впервые увидел это, это поразило меня. Мы все время делаем это в лаборатории, мне до сих пор это не нравится.

И поскольку известный нам сегодня состав микробного сообщества влияет на энергетический метаболизм, стоит задуматься о том, как пищевая промышленность будет влиять на состав этого микробного сообщества, а также на его функции.

И мы знаем только на основе чистой экологической теории, что микробиом кишечника должен быть очень чувствителен к усвояемости. А если на секунду подумать с точки зрения микроба — вы знаете, вы как бы плаваете в толстой кишке. Я имею в виду, что микробное сообщество на самом деле распространяется по всему желудочно-кишечному тракту, но большинство находится в толстой кишке.

И если вы просто подумаете, как и любая другая экосистема, когда питательные вещества наводняют систему, они будут отдавать предпочтение видам, которые действительно могут использовать эти питательные вещества, и будут предвзято относиться к тем видам, которые не могут использование этого притока питательных веществ.Это верно для любой экосистемы.

Итак, если вы представите, что в толстой кишке у вас есть изменения в перевариваемости, некоторые микробы выиграют, другие — меньше. Это фактически изменит баланс различных таксонов микробов и то, как они конкурируют друг с другом.

Итак, ключевые концепции здесь заключаются в том, что питательные вещества, попадающие в толстую кишку, должны отбираться микробами, которые способны метаболизировать эти питательные вещества. И, если это так, если он теперь выбран для микробного сообщества, которое хорошо усваивает эти питательные вещества, это фактически должно означать, что микробное сообщество возвращает большую часть энергии, которую оно [видит 45:16], обратно хозяину, потому что он сможет использовать эти питательные вещества в большей степени.

Извините. Ура. Хорошо.

Итак, что мы хотели сделать, так это организовать исследование, которое проверяло, влияет ли усвояемость на микробное сообщество кишечника, и для этого мы разработали индивидуальные диеты, которые содержали 50% крахмала, но крахмал был в одной из двух форм. Он либо хорошо переваривался в тонком кишечнике, либо был довольно устойчив к перевариванию в тонком кишечнике. Но фактический состав макроэлементов в двух диетах был совершенно одинаковым. Мы скармливали их мышам и измеряли их микробные сообщества.

Я собираюсь показать вам то, что мы называем графиком главных координат. Все, что есть, и единственное, что вам нужно понять, это то, что точки, которые расположены ближе друг к другу, означают более похожие друг на друга микробные сообщества. Точки, расположенные дальше друг от друга, означают, что сообщества микроорганизмов более удалены друг от друга или отличаются друг от друга.

И вот что мы наблюдали. Таким образом, среди мышей, получавших диету с высокой усвояемостью, показанную зеленым цветом, по сравнению с диетой с низкой усвояемостью, показанной желтым, мы видим в основном идеальное разделение этих микробных сообществ на основе диеты, которую скармливали мышам.И эти белые кружки отражают образцы, собранные через 24 часа. Таким образом, эти изменения в микробном сообществе происходят немедленно, и в течение одного дня вы уже видите разделение на основе диеты.

И чтобы убедиться, что у нас нет некоторой предвзятости между мышами, которым была назначена одна диета, и мышами, которым была назначена другая диета, мы повторили весь эксперимент с мышами, свободными от микробов, которые все были колонизированы с пул из двух доноров. Итак, мы смешали вместе два микробных сообщества и дали это микробное сообщество всем мышам, а затем мы скармливали им эти две разные диеты, и мы, по сути, увидели одно и то же.

Итак, то, что вы можете увидеть здесь [серыми точками 47:11], — это сообщества доноров, а также инокулят, и в течение первых 24 часов, которые вы можете вывести из открытых кружков, вы видите, что сообщества микробов в течение первого дня во многом походили на таковых у доноров, а затем снова отделились в соответствии с диетой.

Затем мы хотели спросить, хорошо, хорошо, мы показали это на этих заказных испытаниях, в которых использовался модифицированный крахмал. Действительно ли это происходит в настоящей еде? Где, если мы готовим пищу, мы знаем, что меняем усвояемость этого крахмала, аллель усвояемости этого крахмала из-за его желатинизации.Можем ли мы получить те же эффекты, например, скармливая сырой или приготовленный богатый крахмалом сладкий картофель?

Итак, что мы сделали, мы приготовили сырой сладкий картофель, вареный сладкий картофель или вареный сладкий картофель, которые мы подавали в ограниченном рационе, и мы сделали это потому, что, как вы помните, на приготовленной диете мыши могут сохранять свою массу тела. На сыроедении они теряют массу тела. Таким образом, наша ограниченная порция позволила нам контролировать и отделить эффекты потери веса от сырых и приготовленных.

Итак, мы скармливали эти рационы мышам, измеряли их микробные сообщества и смотрели как на состав этих сообществ, так и на то, как меняются функции. И, опять же, это главный график координат, суммирующий, как выглядел состав мышей, которых кормили сырым, по сравнению с приготовленным сладким картофелем.

И то, что вы можете увидеть, — это идеальное разделение микробных сообществ в зависимости от того, кормили эти диеты — сладкий картофель — сырыми или вареными. И вы можете видеть, что в темно-зеленых и светло-зеленых кругах, которые представляют приготовленный ad libitum по сравнению с приготовленным ограниченным рационом, это не была история о потере веса, потому что мыши, получавшие ограниченную диету, фактически теряли ровно столько же вес, как у сыроедов.Речь шла о том, подавалась ли еда сырой или приготовленной.

Мы также изучили микробную транскрипцию. Итак, это экспрессия генов в самом микробном сообществе, и мы хотели знать, выглядит ли это по-другому? Итак, не только ли мы затрагиваем разные виды, но и действительно ли мы меняем поведение этих микробов? И я просто показываю вам небольшой график на дереве, который показывает, что с точки зрения микробной функции, опять же, было идеальное разделение между микробными сообществами, которые наблюдали за сырой диетой, и теми, кто видел приготовленную диету.

И, что интересно, одной из ключевых отличительных черт сыроедения является то, что мы наблюдали повышенную экспрессию микробной бета-амилазы. Итак, это тот же фермент, переваривающий крахмал, что и у нас, только его микробная версия. И это согласуется с идеей о том, что при сыроедении больше крахмала попадает в толстую кишку, потому что мы не можем его усвоить. И что это затем будет выбирать поведение микробов, перерабатывающих этот крахмал.

Затем мы хотели узнать, действительно ли изменения в составе и функции кишечного микробного сообщества, которые мы наблюдали, имели какие-либо энергетические последствия для хозяина.Итак, для этого мы взяли мышей и кормили их сырым или вареным сладким картофелем. Мы удалили их микробные сообщества и пересадили их беспроблемным мышам в одной из двух форм. Мы либо взяли это микробное сообщество и поместили его вживую в реципиента, либо автоклавировали его — мы в основном поджарили микробное сообщество, а затем мы поместили его в получателя, чтобы создать реципиент, который все еще был свободен от микробов, но получал все те же материалы. это было в той прививке. Итак, очевидно, что мыши, получавшие живые препараты от донора, получавшего сырье, и донора, получавшего вареную пищу, были колонизированы.А те, кто получил убитые микробы, остались незапятнанными. И мы накормили всех этих получателей чау-диетой.

Таким образом, этот дизайн позволил нам разделить эффекты предварительного кондиционирования микробного сообщества на фенотип хозяина у реципиентов, которые получили эти микробные сообщества. И помните, что эти получатели никогда не видели другой диеты, все они все время ели корм.

И все же то, что мы наблюдали, было изменениями массы тела и телесного жира, которые предполагали, что существуют действительно интересные взаимодействия между хозяином и микробами.На серых полосах вы можете увидеть, что это мыши, оставшиеся без микробов. Изменения массы тела на верхней панели. Изменения жировых отложений или просто жировых отложений на нижней панели. И обе группы доноров, получившие живой инокулят, прибавили в весе и набрали больше жира по сравнению с теми, которые остались свободными от микробов, потому что теперь у них есть функционирующее микробное сообщество, которое помогает им спасти немного еды, которую они не могли » t переваривают и производят те жирные кислоты с цепочкой сортировки, о которых мы говорили.

Но, что интересно, получатели сообщества кишечных микробов, подвергшихся кондиционированию в сыром виде, набрали намного больше массы тела и намного больше жира по сравнению с теми, кто оставался без микробов, или теми, кто попал в сообщество приготовленных микробов.

Итак, появляется следующая модель. На сыроедении вы получаете меньше энергии непосредственно от хозяина. Да, мы говорили о возможных причинах. Это означает, что для ферментации доступно больше питательных веществ, потому что, если вы не усваиваете их в тонкой кишке, они попадают в толстую кишку.Этот экологический сдвиг изменяет микробную структуру и функцию кишечника. И это приводит к тому, что большая часть неперевариваемых питательных веществ возвращается микробиомом хозяину. И это создает действительно интересное партнерство между людьми и нашими микробными сообществами, когда, когда мы можем поглощать меньше нашего рациона, мы фактически выбираем микробное сообщество, которое возвращает нам большую часть получаемой энергии. Итак, есть очень интересная динамика, которую, когда мы думаем о среднестатистических этикетках продуктов питания, мы совсем не улавливаем.

Итак, в целом, из-за неспособности уловить термогенез, индуцированный диетой, различие между пищеварением в тонкой и толстой кишке, а также взаимодействия между хозяином и микробами и прирост энергии, все из которых, как мы сейчас видели, вероятно, будут подвержены влиянию пищевой промышленности, наши стандартные энергетические анализы не оправдывают ожиданий. И хотя мы, возможно, далеки от того, чтобы действительно разработать правила, касающиеся того, как мы прогнозируем взаимодействия между хозяином и микробом, на данный момент мы знаем достаточно об индуцированном диетой термогенезе и его влиянии на перевариваемость подвздошной кишки, чтобы улучшить эти модели.

Итак, без инструментов, которые фиксируют энергетический эффект обработки пищевых продуктов в мире, полном обработанных пищевых продуктов, потребителям будет действительно сложно контролировать потребление калорий, даже если они действительно попытаются.

И я просто хотел отметить в качестве последнего слайда, что март является Национальным месяцем питания. И я надеюсь, что наше сегодняшнее путешествие дало вам немного нового взгляда на то, почему мы едим именно так. Подводя итог, я считаю, что это довольно просто: мы едим обработанные продукты, потому что можем.И потому, что на протяжении большей части нашей истории увеличение энергии от этих обработанных пищевых продуктов давало нам преимущество с точки зрения выживания и воспроизводства. И хотя мы, возможно, не ценим эти энергетические преимущества сегодня в современном мире и не извлекаем из них пользу, я думаю, что мы можем взять бразды правления нашим энергетическим наследием, просто помня о том, что важна не только еда, но и ее форма. еда, которая имеет значение.

И на этом я просто хочу еще раз поблагодарить Американский музей естественной истории и Фонд Лики за спонсирование этого.Я хочу поблагодарить двух моих главных наставников, Ричарда Рэнгема и Питера Тернбоу за то, что они действительно вдохновили большую часть этой работы, а также некоторых других сотрудников, которые внесли непосредственный вклад в данные, которые я показал вам сегодня вечером, мою лабораторию и, конечно же, , другим финансирующим агентствам за их поддержку. И спасибо всем за внимание, и я рад предоставить слово для обсуждения, если будет время.

[аплодисменты]

МОДЕРАТОР : Спасибо, Рэйчел. Я хотел начать с вопроса в Твиттере, а потом будут два передвижных микрофона.Первый вопрос исходит от Твиттера: лучше ли съесть гамбургер на 3 унции с стаканом пива, чем съесть стейк на 3 унции со стаканом молока? Извини, лучше с точки зрения получения большего количества калорий из…

РЕЙЧЕЛ КАРМОДИ : Итак, лучше с точки зрения получения большего количества калорий, чем уменьшения количества? Опять же, мы всегда должны помнить, что то, что мы считаем преимуществом, можно интерпретировать совершенно по-разному, если мы думаем о древних людях или даже о современных людях, которые живут в традиционных обществах, а не в индустриальных обществах, где часто наша проблема заключается в том, что мы получаем слишком много калорий.

Но это определенно тот случай, если вы выберете между стейком и бургером, вы получите больше калорий, чистых калорий из бургера, отчасти потому, что большая часть этого бургера будет переварена и усвоена. Отчасти потому, что вы потратите меньше энергии на то, чтобы разбить бургер, чем на стейк.

Что касается пива по сравнению с другим вариантом? Было молоко?

Да, что ж, это действительно интересно, потому что у них обоих высокая стоимость пищеварения и, вероятно, схожая калорийность.И, как я упоминал ранее, белок и алкоголь на самом деле очень похожи по своим метаболическим затратам на пищеварение. Думаю, нам, наверное, придется это проверить. Я думаю, что это почти полоскание напитка, но нет никаких сомнений в том, что вы получите больше калорий из бургера.

МОДЕРАТОР : Хорошо, у нас есть еще один вопрос.

ВОПРОС ДЛЯ АУДИТОРИИ : На самом деле у меня как бы два вопроса в одном. Итак, если бы кто-то ел только сырую, необработанную пищу, он теоретически мог бы умереть от голода, потому что не потреблял достаточно калорий? Но также, когда вы готовите пищу, некоторые из питательных веществ распадаются от тепла, как витамин С.Так что, черт возьми, если да, и проклятый, если нет?

РЕЙЧЕЛ КАРМОДИ : Нет, это действительно хороший вопрос, спасибо за вопрос. Так что сначала я отвечу на первую часть, и на самом деле это удивительно, у меня… У меня было много вещей, о которых я хотел поговорить с вами, о которых я не говорил с вами. Но я могу показать вам — это таблица, которая отвечает на вопрос о сыроедении.

Итак, исходя из того, что я вам показал, это тот случай, когда, употребляя сыроедение, вы собираетесь извлекать меньшее количество калорий, и вы собираетесь тратить больше энергии на переваривание этой пищи, поэтому чистая прибыль ниже. .И это тот случай, когда люди, которые по разным философским и … на самом деле, философским причинам решают есть сырым и возвращаются к тому, что они считают исконной диетой, они действительно принимают сырой образ жизни. И что вы обнаружите среди сыроедов, которые едят сыроедение в течение длительного времени, так это то, что они действительно теряют массу тела. Итак, то, что вы можете увидеть здесь красным, — это индекс массы тела с поправкой на возраст как часть процента от рациона, потребляемого в сыром виде. Итак, если вы едите, скажем, от 70 до 80 процентов своего рациона в сыром виде, ваш индекс массы тела составляет около 21.Если вы едите 100% сырой диеты, ваш индекс массы тела на пару пунктов ниже, и есть такой эффект зависимости от дозы в соотношении доли сырой диеты к индексу массы тела.

Но синяя линия говорит вам, что в этом и заключается загвоздка. Я не представил целую кучу данных, показывающих, что мы также адаптированы к этой переработанной диете на данный момент. У нас большие потребности в энергии. У нас есть крошечные пищеварительные структуры. А когда мы пытаемся придерживаться диеты, не соответствующей этим биологическим параметрам, у нас все плохо.Синяя линия показывает частоту аменореи. Таким образом, это в основном прекращение цикла яичников, отключение репродуктивной системы у женщин, употребляющих сыроедение. И широко известно, что человеческое воспроизводство, особенно у женщин, очень и очень чувствительно к энергетическому балансу, поэтому возникают репродуктивные проблемы, скажем, у элитных марафонцев и людей, которые либо очень худощавы, либо тратят много энергии.

И здесь мы видим, что по мере увеличения доли сырой диеты, частота аменореи возрастает до такой степени, что, если вы придерживаетесь 100% сырой диеты, 50% женщин репродуктивного возраста не соблюдают ее. репродуктивная.А с эволюционной точки зрения это катастрофа. Верно? Это не устойчивая стратегия.

И это одна из причин, по которой мы действительно думаем, что люди на данном этапе придерживаются диеты, включающей обработанные продукты. И не только обработанные продукты — приготовленные. Потому что эти сыроеды — поверьте мне, они перерабатывают свой рацион всеми нетермическими способами, которые вы можете себе представить. И они, как правило, живут в индустриальных обществах, где они не подвержены сезонным колебаниям, не тратят много энергии, чтобы добыть себе еду, они физически не так активны, как охотники-собиратели.Итак, это [неразборчиво 61:09] наилучший из возможных энергетических сценариев, и даже тогда мы перестанем воспроизводить потомство. Таким образом, мы действительно думаем, что люди адаптировались к этой переработанной диете до той степени, в которой мы придерживаемся этого принципа.

Что касается вашего другого вопроса о питательных микроэлементах и, скажем, витаминах, вы абсолютно правы. Поэтому я сосредоточил свои комментарии в разговоре на получении энергии, думая исключительно о калориях. Но бывает также и то, что человеческий организм зависит от различных питательных микроэлементов, а также от других компонентов, таких как некоторые из омега-жирных кислот, которые важны для роста мозга.И нам все еще нужно больше узнать о чистых эффектах основных макроэлементов с точки зрения того, как они вписываются в эту картину. Но, безусловно, это касается микронутриентов, которые приготовление пищи, нагревание могут фактически деактивировать некоторые из них и сделать их небиодоступными. И это, как правило, хуже для методов приготовления, которые, скажем, могут выщелачивать эти питательные микроэлементы, например, при кипячении, когда витамины могут не только теряться в результате разложения, но и могут быть потеряны через среду для приготовления пищи. Спасибо.

МОДЕРАТОР : Слева от вас следующий вопрос.

ВОПРОС АУДИТОРИИ : Вы дали нам очень много информации, которую нужно переварить. Какая комбинация всех имеющихся у вас независимых переменных — сырое и приготовленное, жир, белок, углеводы, ядда, ядда, ядда — какая комбинация всех этих независимых переменных дает, особенно когда вы становитесь старше, как и я, дает вам худощавую фигуру ? В отличие от того, чтобы быть жирным старым негодяем, как я?

РЕЙЧЕЛ КАРМОДИ : Это очень хороший и очень сложный вопрос, и одна из причин его сложности заключается в том, что мы узнаем об этих кишечных микробных сообществах и их чувствительности к диете.

Итак, у каждого человека в этой комнате на самом деле будет свое микробное сообщество. Удивительно, насколько все мы можем быть разными. И мы можем по-разному реагировать на одну и ту же диету из-за этих взаимодействий между хозяином и микробом. По этой причине это сложная проблема.

Но если мы разберем некоторые из этих независимых переменных, верно? Вообще говоря, если цель — а это большое «если» — то есть в промышленно развитом мире, если цель состоит в том, чтобы оставаться стройным, что, конечно же, для охотника-собирателя не является целью, если цель — оставаться стройным. , Я думаю, мы узнали, что минимальная обработка действительно полезна.Если вы, как вы сформулировали вопрос, являетесь пожилым человеком, если вы пострепродуктивный период, для вас может не иметь значения, если вы женщина, у вас аменорея, потому что у вас все равно аменорея. Итак, это один из известных способов сохранить мышечную массу тела.

Мы также, если мы подумаем об этом с точки зрения термогенеза, индуцированного диетой, большая часть ежедневных калорий, поступающих из белка, будет стоить больше для переваривания, чем калорий, поступающих из жиров и углеводов.Мы должны быть осторожны с балансом этих различных макроэлементов. Итак, как я уже упоминал, с данными о мышах, мыши теряли вес на этих мясных диетах. Мы делаем то же самое. Наше тело не предназначено для употребления нежирного белка в качестве основного источника калорий.

Но если вы можете довести долю нежирного белка до точки, где физиология становится неустойчивой, что на самом деле является основой кетогенной диеты, вы могли бы таким образом способствовать формированию постного фенотипа.

Итак, подумайте об аспектах обработки, меньше обработки, особенно включение большего количества сырых продуктов, когда это безопасно — что, конечно, не относится к большому количеству продуктов, богатых белком, — было бы полезно.Употребление в пищу продуктов с более крупными частицами. Так что не измельчать все до неузнаваемости, а оставлять продукты большими кусками, чтобы заставить ваше тело усерднее работать над их расщеплением, на самом деле было бы полезно. И затем, конечно же, взвешивание различных макроэлементов до макроэлементов, которые дороже переваривать, имея в виду, что люди не могут стабильно получать более 50% своих калорий из нежирного белка.

МОДЕРАТОР: Это все, что у нас есть на сегодняшний вечер.Итак, присоединяйтесь ко мне и поблагодарите доктора Рэйчел Кармоди.

РЕЙЧЕЛ КАРМОДИ : Спасибо.

Кардиостимулятор для вашей пищеварительной системы

Приложения для программного обеспечения САПР выходят далеко за рамки медицины и охватывают растущую область синтетическая биология, которая включает в себя переработку организмов, чтобы дать им новые способности. Например, мы предполагаем, что пользователи разрабатывают решения для биопроизводства; возможно, что общество сможет уменьшить свою зависимость от нефти благодаря микроорганизмам, которые производят ценные химические вещества и материалы.А чтобы помочь в борьбе с изменением климата, пользователи могут создавать микроорганизмы, которые поглощают и удерживают углерод, тем самым уменьшая содержание углекислого газа в атмосфере (основной движущей силы глобального потепления).

Наш консорциум, GP-write можно рассматривать как продолжение проекта «Геном человека», в котором ученые впервые научились «читать» всю генетическую последовательность человека. GP-write стремится сделать следующий шаг в области генетической грамотности, позволяя рутинной «записи» целых геномов, каждый из которых имеет десятки тысяч различных вариаций.Поскольку написание и редактирование генома становится более доступным, биобезопасность становится главным приоритетом. Мы с самого начала встраиваем меры безопасности в нашу систему, чтобы гарантировать, что платформа не будет использоваться для создания опасных или патогенных последовательностей.

Нужна краткая подготовка по генной инженерии? Все начинается с ДНК, двухцепочечной молекулы, которая кодирует инструкции для всего живого на нашей планете. ДНК состоит из четырех типов азотистых оснований — аденина (A), тимина (T), гуанина (G) и цитозина (C) — и последовательность этих оснований определяет биологические инструкции в ДНК.Эти основания соединяются в пару, создавая нечто похожее на ступеньки длинной скрученной лестницы. Геном человека (то есть вся последовательность ДНК в каждой клетке человека) состоит примерно из 3 миллиардов пар оснований. В геноме есть участки ДНК, называемые генами, многие из которых кодируют производство белков; В геноме человека более 20 000 генов.

В Проект «Геном человека», в рамках которого в 2000 г. был создан первый проект генома человека, занял более десяти лет и стоил около 2 долларов.Всего 7 миллиардов. Сегодня геном человека можно секвенировать за день за 600 долларов, при этом некоторые предсказывают, что геном за 100 долларов не сильно отстает. Простота секвенирования генома изменила как фундаментальные биологические исследования, так и почти все области медицины. Например, врачи смогли точно идентифицировать варианты генома, которые коррелируют с определенными типами рака, что помогло им разработать режимы скрининга для раннего выявления. Однако процесс выявления и понимания вариантов, вызывающих заболевание, и разработки целевых терапевтических средств все еще находится в зачаточном состоянии и остается определяющей проблемой.

До сих пор генетическое редактирование сводилось к изменению одного или двух генов в массивном геноме; сложные техники, такие как CRISPR может вносить целевые изменения, но в небольшом масштабе. И хотя существует множество программных пакетов, помогающих редактировать и синтезировать гены, объем этих программных алгоритмов ограничивается редактированием одного или нескольких генов. Наша программа CAD будет первой, позволяющей редактировать и проектировать в масштабе генома, позволяя пользователям изменять тысячи генов, и она будет работать с определенной степенью абстракции и автоматизации, что позволит дизайнерам думать об общей картине.По мере того, как пользователи создают новые варианты генома и изучают результаты в клетках, черты и характеристики каждого варианта (называемые его фенотипом) могут быть отмечены и добавлены в библиотеки платформы. Такая общая база данных может значительно ускорить исследования сложных заболеваний.

Более того, современное программное обеспечение для геномного дизайна требует, чтобы специалисты-люди предсказывали эффект изменений. В будущей версии программное обеспечение GP-write будет включать прогнозы фенотипа, чтобы помочь ученым понять, окажут ли их правки желаемый эффект.Все экспериментальные данные, сгенерированные пользователями, могут использоваться в программе машинного обучения, улучшая ее прогнозы в эффективном цикле. По мере того, как все больше исследователей используют платформу САПР и обмениваются данными (платформа с открытым исходным кодом будет бесплатно доступна для академических кругов), ее прогностические возможности будут расширяться и уточняться.

Наша первая версия программного обеспечения САПР будет иметь удобный графический интерфейс, позволяющий исследователям загружать геном вида, вносить тысячи изменений во всем геноме и выводить файл, который может быть отправлен непосредственно в компанию по синтезу ДНК для производства.Платформа также позволит делиться дизайном, что является важной особенностью совместных усилий, необходимых для крупномасштабных инициатив по написанию генома.

Существуют четкие параллели между программами САПР для электронного и геномного дизайна. Чтобы сделать гаджет с четырьмя транзисторами, вам не понадобится помощь компьютера. Но современные системы могут иметь миллиарды транзисторов и других компонентов, и их проектирование было бы невозможно без программного обеспечения для автоматизации проектирования. Точно так же создание простого фрагмента ДНК может быть ручным процессом.Но сложный геномный дизайн — от тысяч до десятков тысяч изменений в геноме — просто невозможен без чего-то вроде программы CAD, которую мы разрабатываем. Пользователи должны иметь возможность вводить высокоуровневые директивы, которые выполняются в геноме за считанные секунды.

Наша программа САПР будет первой, которая позволит редактировать в масштабе генома, со степенью абстракции и автоматизации, которая позволит дизайнерам задуматься над общей картиной.

Хорошая программа САПР для электроники включает в себя определенные правила проектирования, чтобы пользователь не тратил много времени на дизайн только для того, чтобы обнаружить, что он не может быть построен.Например, хорошая программа не позволит пользователю размещать транзисторы по образцам, которые невозможно изготовить, или вставлять логику, которая не имеет смысла. Нам нужны такие же правила проектирования для производства и для нашей геномной программы САПР. В конечном итоге наша система будет предупреждать пользователей, если они создают последовательности, которые не могут быть произведены компаниями по синтезу, которые в настоящее время имеют ограничения, такие как проблемы с некоторыми повторяющимися последовательностями ДНК. Он также проинформирует пользователей, если их биологическая логика ошибочна; например, если последовательность гена, которую они добавили для кодирования продукции белка, не будет работать, потому что они ошибочно включили сигнал «остановить производство» на полпути.

Но другие аспекты нашего предприятия кажутся уникальными. Во-первых, наши пользователи могут импортировать огромные файлы, содержащие миллиарды пар оснований. Геном Polychaos dubium , пресноводный амебоид, имеет 670 миллиардов пар оснований — это более чем в 200 раз больше, чем геном человека! Поскольку наша программа САПР будет размещена в облаке и запускаться в любом интернет-браузере, нам нужно подумать об эффективности взаимодействия с пользователем. Мы не хотим, чтобы пользователь нажимал кнопку «Сохранить», а затем ждал результатов десять минут.Мы можем использовать технику отложенной загрузки, при которой программа загружает только ту часть генома, над которой работает пользователь, или реализовать другие уловки с кешированием.

Внесение последовательности ДНК в программу САПР — это только первый шаг, потому что последовательность сама по себе мало что вам говорит. Необходим еще один уровень аннотации, чтобы указать структуру и функцию этой последовательности. Например, ген, кодирующий продукцию белка, состоит из трех областей: промотора, который включает ген, кодирующей области, которая содержит инструкции по синтезу РНК (следующий шаг в производстве белка), и последовательности терминации, которая указывает конец гена.Внутри кодирующей области есть «экзоны», которые непосредственно транслируются в аминокислоты, составляющие белки, и «интроны», промежуточные последовательности нуклеотидов, которые удаляются в процессе экспрессии генов. Существуют существующие стандарты для этой аннотации, которые мы хотим улучшить, чтобы наш стандартизованный язык интерфейса был легко интерпретируемым людьми во всем мире.

Программа CAD от GP-write позволит пользователям применять высокоуровневые директивы для редактирования генома, включая вставку, удаление, изменение и замену определенных частей последовательности. GP-запись

Как только пользователь импортирует геном, механизм редактирования позволит пользователю вносить изменения во всем геноме. Прямо сейчас мы изучаем различные способы эффективного внесения этих изменений и отслеживания их. Одна из идей — это подход, который мы называем алгеброй генома, который аналогичен алгебре, которую мы все изучали в школе. В математике, если вы хотите перейти от числа 1 к числу 10, существует бесконечное множество способов сделать это. Вы можете добавить 1 миллион, а затем вычесть почти весь его, или вы можете получить его, многократно добавляя крошечные суммы.В алгебре у вас есть набор операций, стоимость каждой из этих операций и инструменты, которые помогают все организовать.

В алгебре генома у нас есть четыре операции: мы можем вставлять, удалять, инвертировать или редактировать последовательности нуклеотидов. Программа CAD может выполнять эти операции на основе определенных правил геномики, при этом пользователю не нужно вдаваться в подробности. Подобно » Правило PEMDAS », которое определяет порядок операций в арифметике, механизм редактирования генома должен правильно упорядочить операции пользователя, чтобы получить желаемый результат.Программное обеспечение также могло сравнивать последовательности друг с другом, по сути проверяя их математику, чтобы определить сходства и различия в результирующих геномах.

В более поздней версии программного обеспечения у нас также будут алгоритмы, которые советуют пользователям, как лучше всего создать геномы, которые они задумали. Некоторые измененные геномы могут быть наиболее эффективно созданы путем создания последовательности ДНК с нуля, в то время как другие больше подходят для крупномасштабного редактирования существующего генома. Пользователи смогут ввести свои цели дизайна и получить рекомендации относительно того, использовать ли стратегию синтеза или редактирования — или их комбинацию.

Пользователи могут импортировать любой геном (здесь геном бактерии E. coli) и создавать множество отредактированных версий; программа САПР автоматически аннотирует каждую версию, чтобы показать внесенные изменения. GP-запись

Наша цель — сделать программу CAD «универсальным магазином» для пользователей с помощью членов нашего отраслевого консультативного совета: Agilent Technologies, мирового лидера в области биологических наук, диагностики и рынков прикладной химии; компании по синтезу ДНК Ansa Biotechnologies, DNA Script и Twist Bioscience; и компании по автоматизации редактирования генов Inscripta и Lattice Automation.(Решетка была основана соавтором Дугласом Денсмором). Мы также сотрудничаем с биофудами, такими как Edinburgh Genome Foundry, которые могут брать синтетические фрагменты ДНК, собирать их и проверять их перед отправкой генома в лабораторию для тестирования на клетках.

Пользователи могут легко получить выгоду от наших связей с компаниями, занимающимися синтезом ДНК; по возможности мы будем использовать API этих компаний, чтобы позволить пользователям САПР размещать заказы и отправлять свои последовательности для синтеза. (В случае с ДНК-скриптом, когда пользователь размещает заказ, он будет быстро распечатан на ДНК-принтерах компании; некоторые преданные пользователи могут даже купить свои собственные принтеры для более быстрого выполнения заказов.) В будущем мы хотели бы сделать этап заказа еще более удобным для пользователя, предложив компанию, наиболее подходящую для производства определенной последовательности, или, возможно, путем создания торговой площадки, где пользователь может видеть цены от нескольких производителей, так, как это делают на сайтах, где продаются авиабилеты.

Недавно мы добавили двух новых членов в наш Промышленный консультативный совет, каждый из которых предлагает нашим пользователям новые интересные возможности. Catalog Technologies — первая коммерчески жизнеспособная платформа, использующая синтетическую ДНК для массового цифрового хранения и вычислений, и в конечном итоге может помочь пользователям хранить огромные объемы геномных данных, сгенерированных с помощью программного обеспечения GP-write.Другой новый член совета директоров — IndieBio из SOSV, лидер в разработке биотехнологических стартапов. Он будет работать с GP-write, чтобы выбирать, финансировать и запускать компании, продвигающие науку о написании генома, из нью-йоркского офиса IndieBio. Естественно, все эти стартапы будут иметь доступ к нашему программному обеспечению САПР.

Нами движет желание сделать редактирование и синтез генома более доступными, чем когда-либо прежде. Представьте, что старшеклассники, у которых нет доступа к влажной лаборатории, могли бы найти путь к генетическим исследованиям через компьютер в школьной библиотеке; этот сценарий может дать возможность будущим инженерам-разработчикам генома и может привести к более разнообразному персоналу.Наша программа САПР также может побудить людей с инженерным или вычислительным опытом, но без знания биологии, внести свой вклад в генетические исследования.

Из-за этого нового уровня доступности биобезопасность является главным приоритетом. Мы планируем встроить в нашу систему несколько различных уровней проверки безопасности. Будет выполняться аутентификация пользователей, поэтому мы будем знать, кто использует нашу технологию. Мы проведем проверки биобезопасности при импорте и экспорте любой последовательности, основываясь на нашем «запрещенном» списке на стандартах, разработанных Международный консорциум по синтезу генов (IGSC) и обновляется в соответствии с их развивающейся базой данных патогенов и потенциально опасных последовательностей.В дополнение к жестким контрольным точкам, которые не позволяют пользователю продвигаться вперед с чем-то опасным, мы также можем разработать более мягкую систему предупреждений.

Представьте, что старшеклассники, у которых нет доступа к лаборатории, могут найти путь к генетическим исследованиям через компьютер в школьной библиотеке.

Мы также будем вести постоянный учет измененных геномов для отслеживания и отслеживания. Эта запись будет служить уникальным идентификатором для каждого нового генома и позволит надлежащую атрибуцию для дальнейшего поощрения совместного использования и сотрудничества.Цель состоит в том, чтобы создать широко доступный ресурс для исследователей, благотворителей, фармацевтических компаний и спонсоров, чтобы они могли делиться своими разработками и извлеченными уроками, помогая всем им определить плодотворные пути для продвижения исследований и разработок в области генетических заболеваний и гигиены окружающей среды. Мы считаем, что аутентификация пользователей и отслеживание их проектов с помощью аннотаций будут служить двум взаимодополняющим целям: повысить биобезопасность, а также создать более безопасную среду для совместного обмена за счет создания записи для атрибуции.

Один из проектов, в котором будет тестировать программу CAD, — это грандиозный вызов, принятый GP-write, проект Ultra-Safe Cell. Эти усилия, возглавляемые соавтором Фарреном Айзексом и профессором Гарварда Джорджем Черчем, направлены на создание линии клеток человека, устойчивой к вирусной инфекции. Такие устойчивые к вирусам клетки могут стать огромным благом для биопроизводства и фармацевтической промышленности, позволяя производить более надежные и стабильные продукты, потенциально снижая стоимость биопроизводства и позволяя сэкономить пациентам.

Проект Ultra-Safe Cell основан на методе, называемом перекодированием. Для создания белков клетки используют комбинации трех оснований ДНК, называемых кодонами, для кодирования каждого строительного блока аминокислоты. Например, триплет «GGC» представляет собой аминокислоту глицин, TTA представляет собой лейцин, GTC представляет собой валин и так далее. Поскольку существует 64 возможных кодона, но только 20 аминокислот, многие из кодонов являются избыточными. Например, четыре разных кодона могут кодировать глицин: GGT, GGC, GGA и GGG.Если вы заменили повторяющийся кодон во всех генах (или «перекодировали» гены), человеческая клетка все равно могла бы производить все свои белки. Но вирусы, чьи гены по-прежнему будут включать избыточные кодоны и которые зависят от клетки-хозяина для репликации, не смогут транслировать свои гены в белки. Подумайте о ключе, который больше не входит в замок; вирусы, пытающиеся реплицироваться, не смогут сделать это в клеточном оборудовании, что сделает перекодированные клетки устойчивыми к вирусам.

Эта концепция перекодирования вирусной устойчивости уже была продемонстрирована.Айзекс, Чёрч и их коллеги сообщили в статье 2013 г. Science , что, удалив все 321 экземпляр одного кодона из генома бактерии E. coli , они могут придать устойчивость вирусам, использующим этот кодон. Но сверхбезопасная клеточная линия требует редактирования в гораздо более широком масштабе. По нашим оценкам, это повлечет за собой от тысяч до десятков тысяч изменений во всем геноме человека (например, удаление определенных избыточных кодонов из всех 20 000 генов человека).Столь амбициозное предприятие может быть достигнуто только с помощью программы САПР, которая может автоматизировать большую часть рутинной работы и позволить исследователям сосредоточиться на высокоуровневом проектировании.

Знаменитый физик Ричард Фейнман однажды сказал: «То, что я не могу создать, я не понимаю». Мы надеемся, что с нашей программой САПР генетики станут творцами, которые понимают жизнь на совершенно новом уровне.

Статьи с вашего сайта

Статьи по теме в Интернете

Бактериальная биогеография пищеварительного тракта человека

Верхний GI | Эзофаграмма | Бариевая ласточка

Рентгенография верхних отделов желудочно-кишечного тракта или верхних отделов желудочно-кишечного тракта использует форму рентгена в реальном времени, называемую рентгеноскопией, и контрастный материал на основе бария для получения изображений пищевода, желудка и тонкой кишки. Это безопасно, неинвазивно и может использоваться для точной диагностики боли, кислотного рефлюкса, крови в стуле и других симптомов.

Вы узнаете, как подготовиться. Ваш желудок должен быть пустым, поэтому вам, скорее всего, скажут ничего не есть и не пить (включая пероральные препараты) и не жевать жевательную резинку после полуночи накануне вечером. Сообщите своему врачу, если есть вероятность, что вы беременны, и обсудите любые недавние заболевания, медицинские условия, принимаемые лекарства и аллергию, особенно на контрастные вещества. Оставьте украшения дома и носите свободную удобную одежду. Вас могут попросить надеть платье.

Что такое рентгенография верхних отделов желудочно-кишечного тракта?

Рентгенография верхних отделов желудочно-кишечного тракта, также называемая верхним отделом желудочно-кишечного тракта, представляет собой рентгеновское исследование пищевода, желудка и первой части тонкой кишки (также известной как двенадцатиперстная кишка).Изображения создаются с помощью специальной формы рентгеновского излучения, называемой рентгеноскопией, и контрастного вещества, принимаемого перорально, например бария.

Рентгеновское обследование помогает врачам диагностировать и лечить заболевания. Он подвергает вас небольшой дозе ионизирующего излучения для получения изображений изнутри тела. Рентген — самый старый и наиболее часто используемый вид медицинской визуализации.

Рентгеноскопия позволяет увидеть движение внутренних органов. Когда верхний отдел желудочно-кишечного тракта покрыт барием, радиолог может просмотреть и оценить анатомию и функцию пищевода, желудка и двенадцатиперстной кишки.

Рентгенологическое исследование, при котором оценивают только глотку и пищевод, называется проглатыванием бария.

В дополнение к питью бария некоторым пациентам также дают кристаллы пищевой соды (похожие на Alka-Seltzer) для дальнейшего улучшения изображений. Эта процедура называется воздушным контрастом или двойным контрастом верхнего GI.

Иногда некоторым пациентам назначают другие формы перорального контраста, обычно содержащие йод. Эти альтернативные контрастные материалы можно использовать, если пациент недавно перенес операцию на желудочно-кишечном тракте или у него аллергия на другие контрастные материалы.Радиолог определит, какой тип контрастного вещества будет использоваться.

начало страницы

Каковы наиболее распространенные способы использования этой процедуры?

Обследование верхних отделов ЖКТ помогает оценить пищеварительную функцию и может обнаружить:

• Язвы
• опухоли
• Воспаление пищевода, желудка и двенадцатиперстной кишки
• Грыжи пищеводного отверстия диафрагмы
• рубцевание
• засорения
• Патология мышечной стенки желудочно-кишечного тракта
• анатомические проблемы, такие как мальротация кишечника (перекручивание кишечника ребенка)

Эта процедура также используется для диагностики причины таких симптомов, как:

• затруднение глотания
• Боль в груди и животе
• рефлюкс (обратный поток частично переваренной пищи и пищеварительных соков)
• Необъяснимая рвота
• тяжелое расстройство желудка
• кровь в стуле (указывает на внутреннее желудочно-кишечное кровотечение)

начало страницы

Как мне подготовиться?

Ваш врач даст вам подробные инструкции о том, как подготовиться к лечению верхних отделов желудочно-кишечного тракта.

Расскажите своему врачу обо всех лекарствах, которые вы принимаете. Перечислите любые аллергические реакции, особенно на контрастные вещества с йодом. Расскажите своему врачу о недавних заболеваниях или других заболеваниях.

Женщины всегда должны сообщать об этом своему врачу и технологу. если они беременны. Врачи не будут проводить много анализов во время беременности, чтобы не подвергать плод радиации. Если рентген необходим, врач примет меры предосторожности, чтобы свести к минимуму облучение ребенка. См. Страницу «Безопасность при рентгенографии, интервенционной радиологии и процедурах ядерной медицины» для получения дополнительной информации о беременности и рентгеновских лучах.

Для обеспечения наилучшего качества изображения в желудке не должно быть еды. Поэтому ваш врач, скорее всего, попросит вас ничего не есть и не пить (включая любые лекарства, принимаемые внутрь, особенно антациды), и воздерживаться от жевания резинки после полуночи в день обследования.

Возможно, вам придется снять одежду и / или переодеться в халат перед экзаменом. Снимите украшения, съемные стоматологические приспособления, очки и любые металлические предметы или одежду, которые могут мешать получению рентгеновских изображений.

начало страницы

Как выглядит рентгеновское оборудование?

В этом исследовании обычно используется рентгенографический стол, одна или две рентгеновские трубки и видеомонитор. Рентгеноскопия преобразует рентгеновские лучи в видеоизображения. Врачи используют его для наблюдения и руководства процедурами. Рентгеновский аппарат и детектор, подвешенный над столом для осмотра, производят видео.

начало страницы

Как работает процедура?

Рентгеновские лучи — это форма излучения, подобная свету или радиоволнам.Рентгеновские лучи проходят через большинство объектов, включая тело. Технолог осторожно направляет рентгеновский луч на интересующую область. Аппарат производит небольшой выброс радиации, который проходит через ваше тело. Излучение записывает изображение на фотопленку или специальный детектор.

Рентгеноскопия использует непрерывный или импульсный рентгеновский луч для создания изображений и проецирования их на видеомонитор. В вашем экзамене может использоваться контрастный материал, чтобы четко определить интересующую область. Рентгеноскопия позволяет врачу увидеть суставы или внутренние органы в движении.Экзамен также захватывает неподвижные изображения или фильмы и сохраняет их в электронном виде на компьютере.

Большинство рентгеновских изображений представляют собой электронные файлы, хранящиеся в цифровом формате. Ваш врач может легко получить доступ к этим сохраненным изображениям, чтобы диагностировать и управлять вашим состоянием.

начало страницы

Как проходит процедура?

Радиолог-технолог и радиолог, врач, специально обученный для наблюдения и интерпретации радиологических исследований, проводят пациента через серию исследований верхних отделов желудочно-кишечного тракта.

Пока пациент пьет жидкий барий, который напоминает светлый молочный коктейль, радиолог будет наблюдать, как барий проходит через пищеварительный тракт пациента, на флюороскопе, устройстве, которое проецирует рентгенографические изображения в видеопоследовательности на монитор. Стол для осмотра будет расположен под разными углами, а живот пациента может быть сжат, чтобы способствовать распространению бария. После того, как верхние отделы желудочно-кишечного тракта будут покрыты барием, все еще будут сделаны рентгеновские снимки, которые будут сохранены для дальнейшего просмотра.

Дети обычно без возражений пьют бариевый контрастный материал. Если ребенок не будет пить контраст, радиологу может потребоваться ввести в желудок небольшую трубку, чтобы завершить обследование.

Очень маленьких детей можно разместить на специальной вращающейся платформе, чтобы они могли принимать наклонное положение. Это позволяет рентгенологу увидеть все органы. Детей старшего возраста попросят оставаться неподвижными и могут попросить задержать дыхание на несколько секунд, пока делается рентгеновский снимок.

Дети старшего возраста могут пройти серию двойного контрастирования верхних отделов желудочно-кишечного тракта. Пациент проглатывает кристаллы пищевой соды, которые создают газ в желудке, пока ему делают дополнительные рентгеновские снимки.

По окончании обследования технолог может попросить вас подождать, пока радиолог не подтвердит, что у него есть все необходимые изображения.

Этот экзамен обычно занимает 20 минут.

начало страницы

Что я испытаю во время и после процедуры?

Иногда пациенты находят густую консистенцию бария неприятной и трудно глотать.Жидкий барий имеет меловой вкус, который может несколько маскироваться добавлением ароматизаторов, таких как клубника или шоколад.

Наклонение на смотровом столе и давление на живот могут быть неудобными для некоторых пациентов. Обследование также может вызвать вздутие живота.

Если вы получаете газообразующие кристаллы, вы можете почувствовать потребность отрыгнуть. Однако радиолог или технолог посоветуют вам попытаться задержать газ (при необходимости проглотив слюну), чтобы улучшить детализацию рентгеновских изображений.

В некоторых медицинских центрах технолог может минимизировать движение пациента, автоматически наклоняя стол для осмотра. Эти действия гарантируют, что барий покрывает все части верхнего отдела желудочно-кишечного тракта. По мере продолжения процедуры технолог или радиолог могут попросить вас выпить еще бария. Вы можете услышать механические звуки рентгеновского аппарата, перемещающегося на место во время исследования.

После обследования вы можете вернуться к обычной диете и принимать лекарства, вводимые перорально, если врач не назначил иное.

Барий может окрасить стул в серый или белый цвет в течение 48–72 часов после процедуры. Иногда барий может вызвать временный запор, который обычно лечится безрецептурным слабительным. Также может помочь употребление большого количества жидкости в течение нескольких дней после обследования. Если вы не можете опорожнять кишечник или если после обследования ваши привычки кишечника претерпевают какие-либо существенные изменения, вам следует обратиться к врачу.

начало страницы

Кто интерпретирует результаты и как их получить?

Радиолог , врач, обученный руководить и интерпретировать радиологические исследования, проанализирует изображения.Радиолог отправит подписанный отчет вашему лечащему врачу или лечащему врачу, который обсудит с вами результаты .

Вам может потребоваться повторное обследование. Если да, ваш врач объяснит, почему. Иногда при повторном обследовании дополнительно оценивается потенциальная проблема с большим количеством просмотров или специальной техникой визуализации. Он также может увидеть, изменилось ли какое-либо изменение проблемы с течением времени. Последующие осмотры часто являются лучшим способом узнать, работает ли лечение или требует внимания проблема.

начало страницы

Каковы преимущества по сравнению с рисками?

Преимущества

• Рентгенография верхних отделов желудочно-кишечного тракта — чрезвычайно безопасная неинвазивная процедура.
• Результаты серии исследований верхних отделов желудочно-кишечного тракта обычно позволяют точно оценить пищевод, желудок и двенадцатиперстную кишку.
• Поскольку барий не всасывается в кровь, аллергические реакции возникают крайне редко.
• После рентгеновского исследования в вашем теле не остается радиации.
Рентгеновские лучи
• обычно не имеют побочных эффектов в типичном диагностическом диапазоне для этого исследования.

Риски

• Всегда есть небольшая вероятность рака из-за чрезмерного воздействия радиации. Однако, учитывая небольшое количество излучения, используемого при медицинской визуализации, польза от точного диагноза намного превышает связанный с этим риск.
• Доза облучения для этой процедуры варьируется. См. Страницу «Доза излучения при рентгеновских и КТ-исследованиях» для получения дополнительной информации о дозе излучения.
• Иногда у пациентов может быть аллергия на ароматизаторы, добавленные к некоторым маркам бария. Если у вас возникли аллергические реакции после употребления шоколада, некоторых ягод или цитрусовых, обязательно сообщите об этом своему врачу или технологу перед процедурой.
• Существует небольшая вероятность того, что некоторое количество бария может быть задержано, что приведет к блокировке пищеварительной системы. Поэтому пациенты с известной обструкцией желудочно-кишечного тракта не должны проходить это обследование.
• Женщинам следует всегда сообщать своему врачу и рентгенологу, если они беременны. См. Страницу «Безопасность при рентгенографии, интервенционной радиологии и процедурах ядерной медицины» для получения дополнительной информации о беременности и рентгеновских лучах.

Несколько слов о минимизации радиационного облучения

Врачи проявляют особую осторожность во время рентгеновских обследований, чтобы использовать минимально возможную дозу облучения при получении наилучших изображений для оценки. Национальные и международные организации по радиологической защите постоянно пересматривают и обновляют стандарты техники, используемые профессионалами-радиологами.

Современные рентгеновские системы минимизируют паразитное (рассеянное) излучение за счет использования контролируемых рентгеновских лучей и методов контроля дозы. Это гарантирует, что области вашего тела, которые не визуализируются, будут подвергаться минимальному радиационному облучению.

начало страницы

Каковы ограничения рентгенографии верхних отделов желудочно-кишечного тракта (ЖКТ)?

Легкое раздражение слизистой оболочки желудка или пищевода трудно обнаружить, равно как и язвы диаметром менее 1/4 дюйма. Тест обнаружит более крупные язвы.Это также может указывать на наличие основной инфекции, вызванной бактерией Helicobacter pylori, наиболее частой причиной язв; но для подтверждения этой инфекции могут потребоваться дополнительные неинвазивные тесты, такие как анализ крови или дыхательный тест. Наконец, с помощью этого теста нельзя проводить биопсию каких-либо аномальных участков.

начало страницы

Эта страница была проверена 05 мая 2019 г.

Датчики проглатывания | MIT Technology Review

После нескольких лет разработки беспроводные датчики для проглатывания теперь готовы начать мониторинг человеческого тела.Крошечное медицинское устройство SmartPill из Баффало, штат Нью-Йорк, было одобрено Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов для продажи в США. Электронная таблетка предназначена для проглатывания пациентом; Затем он собирает информацию о пищеварительной системе по мере ее прохождения через нее, передавая информацию на приемник, который носит пациент.

Недавно одобренное устройство, размером и формой напоминающее большую витаминную таблетку, одобрено для того, чтобы помочь врачам диагностировать гастропарез, заболевание, при котором желудок опорожняется очень медленно. Проходя через желудочно-кишечный тракт, радиопередатчик отправляет информацию о времени, которое занимает его путь, а также об уровнях кислотности и давления. Уровень кислотности помогает врачу определить, когда капсула входит и выходит из желудка. Приемник, который немного больше сотового телефона, собирает данные с устройства.А одноразовая капсула выводится из организма через день-два. Затем пациент возвращает приемник врачу для загрузки и анализа. Каждая капсула будет стоить 500 долларов, а вся система, включая док-станцию ​​и программное обеспечение, стоит 20 000 долларов.

Дэвид Бартел, президент и генеральный директор SmartPill, говорит, что их устройство является первым среди других, которые они надеются разработать для лечения нарушений моторики, которые возникают, когда мышечные сокращения, перемещающие пищу через пищеварительную систему, являются ненормальными.Наиболее распространенным таким заболеванием является синдром раздраженного кишечника, которым страдают до 20 процентов американцев.

Гастроэнтерологам часто приходится использовать инвазивные и неприятные методы исследования длинного извилистого прохода пищеварительного тракта. Поэтому производители устройств пытались разработать более простые способы сбора этой информации. Проглоченные капсулы с крошечными камерами, разработанные израильской компанией Given Imaging, в настоящее время используются для эндоскопии пищевода и тонкой кишки, и вскоре компания выпустит аналогичную капсулу для толстой кишки.Главный операционный директор Кевин Руби говорит, что такие устройства помогают пациентам избежать эндоскопических процедур и позволяют визуализировать новые области тела.

Генри Паркман, гастроэнтеролог из Медицинской школы Университета Темпл в Филадельфии, который является членом научного консультативного совета SmartPill и тестировал устройство на пациентах, говорит, что со временем оно может быть использовано при других заболеваниях желудочно-кишечного тракта.

Гастропарез, который может вызвать изжогу, рвоту и потерю аппетита, чаще всего встречается у пациентов с диабетом и неврологическими расстройствами, такими как болезнь Паркинсона.В настоящее время лучший тест на гастропарез — дать пациентам съесть пищу, помеченную радиоизотопом, и наблюдать за ними в течение нескольких часов, пока пища проходит через их пищеварительную систему. Клиницисты также используют длинные катетеры с датчиками давления на конце для измерения сокращений в пищеварительной системе. Паркман говорит, что новое устройство будет менее инвазивным и неудобным, и его можно будет использовать в кабинетах врачей, когда другие методы недоступны.

Но у технологии съедобных сенсоров есть свои скептики.Нонко Пехливанов, гастроэнтеролог Медицинского отделения Техасского университета в Галвестоне, говорит, что современные методы диагностики пареза желудка инвазивны и требуют много времени. Но он говорит, что новое устройство еще не доказало, что оно так же точно, как они. Одна из основных проблем съедобных устройств заключается в том, что они постоянно находятся в движении, а это означает, что они могут собирать только проходящие снимки мест. «Иногда вам нужна подробная информация в определенном месте желудочно-кишечного тракта», — говорит Пехливанов.