Молоко – это больше, чем просто еда для младенцев. Грудное молоко эволюционировало, чтобы доставлять тысячи разнообразных молекул, включая факторы роста, гормоны и антитела, а также микробы.

Элизабет Джонсон, молекулярный диетолог из Корнеллского университета, изучает влияние диеты младенцев на микробиом кишечника. Эти исследования могут дать ключ к решению сложных вопросов общественного здравоохранения как для детей, так и для взрослых. В этом выпуске подкаста «Радость почему» соведущий Стивен Строгац берет интервью у Джонсона о микробных компонентах, которые делают грудное молоко одной из самых чудесных биологических жидкостей, обнаруженных в природе.

Послушай Подкасты Apple, Spotify,  TuneIn или ваше любимое приложение для подкастинга, или вы можете транслировать его из Quanta.

Запись

[Играет тема]

СТИВЕН СТРОГАЦ: Молоко — настолько домашнее и знакомое вещество, что оно может показаться слишком обычным, чтобы таить в себе какие-либо загадки. Однако на самом деле молоко и кормление грудью — это выдающиеся биологические инновации, которые исследователи все еще пытаются понять.

Хорошо известно, что грудное молоко может помочь обеспечить здоровье грудных детей, но эти преимущества не являются просто результатом содержания питательных веществ в молоке. Помимо того, что молоко является источником питания, оно также обеспечивает защиту от микробов, стимулирует развитие ребенка и позволяет маме и ребенку вести всевозможные химические беседы. Грудное молоко содержит тысячи разнообразных молекул, включая факторы роста, гормоны, антитела и микробы. Все они работают согласованно, чтобы обеспечить человеческих младенцев всем, что им нужно для нормального роста и развития. Но как именно?

Я Стив Строгац, и это подкаст «Радость почему» от Quanta Magazine, где мы с моей соведущей Жанной Левин по очереди исследуем некоторые из самых важных вопросов в математике и естественных науках, оставшихся без ответа.

В этом выпуске мы поговорим с молекулярным биологом Элизабет Джонсон о тайнах молока и о том, как мы стали настолько зависимы от этого всемогущего, полностью натурального вещества.

[Тема заканчивается]

Лиз — доцент кафедры молекулярного питания Корнелльского университета на факультете наук о питании и стипендиат Медицинского института Говарда Хьюза Фримена Грабовски. Она специализируется на геномных и метаболомных подходах к изучению Влияние питания на микробиом кишечника, с особым интересом к детскому питанию и микробиому кишечника ребенка. Лиз, добро пожаловать в «Радость почему».

ЭЛИЗАБЕТ ДЖОНСОН: Спасибо, что пригласил меня, Стив.

СТРОГАЦ: Не за что. Я очень рад тебя видеть. Не думаю, что это совсем уместно, но не могу не сказать, что мы почти ближайшие соседи. Между нами один дом. Лиз — мой очень хороший друг и уважаемый коллега.

ДЖОНСОН: Да, нет, я думаю, это хороший момент.

СТРОГАЦ: Хорошо, теперь, когда с раскрытием информации покончено, позвольте мне признаться, что я ничего не знаю о молоке как о научном предмете. Я был шокирован, когда проводил небольшое исследование для этого шоу о том, сколько головоломок еще осталось. В детстве, когда я приходил домой после школы, у меня было молоко и печенье; возможно, я бы взял арахисовое масло и желе. Итак, с этой точки зрения молоко — это просто еще один вид еды. Давайте сначала поговорим об этом как о еде. Каковы основные питательные компоненты молока?

ДЖОНСОН: Контекст, в котором вы об этом говорите, был таким же, как я думал о молоке. Не то чтобы это была еда для младенцев, а просто еда, очень вкусная.

Когда вы становитесь старше и понимаете, насколько специализированным может быть молоко, особенно когда у вас может быть ребенок, которому нужно молоко, и вы начинаете думать о грудном молоке, тогда вы понимаете, что молоко — это нечто большее, чем я действительно думал, когда у меня было это молоко. печенье и молоко в детстве.

Что это на самом деле, так это то, что в его состав входят вещества, необходимые для питания малышей в течение короткого периода времени. И это очень характерная черта всех млекопитающих, которые вскармливают своих детенышей молоком. Итак, если задуматься о том, что на самом деле в нем содержится, есть сахара, то есть углеводы. Есть жиры. Есть белки. Есть минералы. И в грудном молоке, и во многих других продуктах молока есть и другие факторы, такие как иммунные факторы и другие клетки, нуклеиновые кислоты и тому подобное, которые тоже нужны не только для роста, но и для развитие в тот период времени. Поэтому, когда вы берете в руки стакан холодного молока, он действительно предназначен для гораздо большего, чем он делает сейчас.

СТРОГАЦ: Итак, теперь вы открыли дверь к более широкой роли, которую может играть молоко, что это гораздо больше, чем просто еда. Это все, о чем вы когда-либо читали в учебнике биологии, верно? Ферменты, гормоны, антитела, стволовые клетки, микробы — вещи, которые даже не совсем человеческие?

ДЖОНСОН: Да, именно. И это отличный источник питания. Вы думаете о чем-то, что позволит обеспечить максимально быстрый рост и развитие человека вне утробы матери, верно?

Но тогда вы думаете, что здесь также есть замечательная возможность для общения, не так ли? Большая часть имеющейся информации может быть передана во время кормления грудью. И это очень важная вещь, о которой мы забываем, когда думаем о ней как о потребительском продукте или просто о чем-то, предназначенном для энергетических нужд.

СТРОГАЦ: По информации здесь, можете ли вы привести пример какого рода информации? Это двусторонняя связь? Каждый из них разговаривает друг с другом?

ДЖОНСОН: Да, есть некоторые доказательства того, что это может быть двусторонним. В слюне ребенка может содержаться информация о слюне. Вы можете себе представить, был ли там вирус или другие частицы, которые могли бы взаимодействовать с молочной железой или грудью. А также все, что попадает в молоко через молочные протоки — таким образом, лактация — это выработка молока, а затем выброс молока — поэтому все, что выбрасывается туда, потенциально является чем-то, что ребенок будет потреблять, а затем клетками и органами. Младенец может затем обработать это. И кое-что из этого мы можем назвать информацией.

Это могут быть небольшие молекулы или другие химические сигналы, которые действительно важны для роста и развития в этот период времени. Мы все еще пытаемся понять, что это такое, потому что хотим понять, необходимы ли они для здоровья? Что происходит, когда вы не видите некоторые из этих сигналов, и как мы думаем о наиболее оптимальном кормлении детей, имея такую ​​информацию?

СТРОГАЦ: Давайте начнем исследовать кое-что из этого. Например, давайте просто поговорим о вариациях от человека к человеку. Само собой разумеется, что ингредиенты не будут одинаковыми у разных людей. Возможно, содержание жира изменится или антитела, которые передаются, будут другими. Но может ли молоко различаться еще больше от человека к человеку? Скажем, с течением времени, в течение грудного вскармливания?

ДЖОНСОН: О, совершенно определенно. Самый известный пример – молозиво. Это «первое молоко», плотное молоко с очень высоким содержанием белка. Оно выглядит как золото, как жидкое золото, и его количество очень мало. И это в первые моменты жизни питание, которое получает ребенок.

Но затем в течение следующих пяти-семи дней происходит созревание молока, когда вы переходите от этого очень богатого белком вещества к водянистому, более сладкому виду молока, которое может быть молоком, которое будет поддерживать рост в течение следующих нескольких месяцев. . Итак, происходит биологический процесс, характерный для лактации.

Но, с вашей точки зрения, я не думаю, что мы даже имеем представление о том, насколько количество молока может различаться у разных людей изо дня в день. И это то, что пытается сделать моя лаборатория. Например, если вы просто смотрите на молоко каждый день лактации, очень ли оно похоже или меняется на многие жизненные события, которые могут произойти в течение первых шести месяцев жизни?

Было проведено несколько действительно удивительных исследований, которые показывают, что диета имеет влияние. Таким образом, от этого могут зависеть конкретные вещества, попадающие в молоко. И вы можете себе представить, что в этом есть некоторые региональные особенности, которые позволяют молоку определенных групп населения выглядеть более похожим, чем молоко других групп населения. Вы по-прежнему будете видеть различия не только между отдельными людьми, но и в течение дня. Также есть время подачи. Итак, есть «переднее молоко» и «заднее молоко».

СТРОГАЦ: Я не знаю этих терминов. Переднее и заднее молоко?

ДЖОНСОН: Да, когда ребенок прикладывает грудь, это кормление может длиться от пяти до 30 минут или даже дольше. И в течение всего периода кормления макроэлементный состав молока может меняться. Молоко в начале кормления будет иметь другой состав макронутриентов: переднее молоко и заднее молоко, которое поступает в конце кормления. Я всегда называю это «самой интересной биожидкостью природы», потому что в том, как мы ее понимаем, очень много сложностей. Но если мы относимся к ним правильно, мы на самом деле узнаем много информации.

СТРОГАЦ: О, это здорово. Я не могу придумать, какая другая биожидкость могла бы соперничать с ней. Я полагаю, что кровь сложная вещь, но молоко может быть чемпионом.

ДЖОНСОН: Ага. Я хотел бы добавить словечко к молоку. Что интересно в молоке с точки зрения понимания здоровья человека, так это то, что все, что вам нужно для питания человеческого ребенка, содержится в этом единственном веществе, которое мы можем измерить количественно. И мы можем посмотреть, и нам не нужно гадать, ответы там. И затем у нас будет возможность расшифровать некоторые из этих ответов, поскольку мы будем лучше анализировать молоко и понимать, какие вопросы следует задавать.

Но это сильно отличается от того, как мы с вами питаемся, когда мы принимаем собственные решения, и мы можем принимать хорошие и плохие решения, и они могут иметь хорошие или плохие последствия для нашего здоровья. Но когда мы думаем в младенчестве и думаем о грудном молоке, хорошее есть, и нам просто нужно понять, почему.

СТРОГАЦ: Итак, ранее вы упомянули о рационе лица, осуществляющего уход. И на самом деле, пока я говорю об этом, я говорю здесь «опекун», подразумевая матерей, но давайте также иметь в виду и других людей — кормилиц, доноров грудного молока, трансгендеров, всех, кто может давать молоко.

ДЖОНСОН: Я обычно говорю об опекунах или кормящих родителях. Когда вы смотрите на семейные единицы, там происходит много всего. Поэтому очень важно внимательно относиться ко всему, что происходит в тот период времени, когда мы думаем о кормлении младенцев и всех тех многих людей, которые кормят младенцев.

СТРОГАЦ: Что касается диеты, то как диета лиц, осуществляющих уход, влияет на состав молока, которое они производят?

ДЖОНСОН: Я думаю, мы все еще пытаемся понять, как именно это работает. Итак, вы можете думать об этом в макромасштабе. В моей лаборатории мы уделяем особое внимание жирной фракции молока. В грудном молоке эту часть молока интересно изучать, потому что именно она отвечает за все калории. Он также отвечает за множество малых молекул и химических сигналов, которые не были определены количественно и которые чрезвычайно важны.

Итак, когда мы думаем о различных типах жиров, содержащихся в молоке, они могут поступать из самых разных мест. Они могут быть синтезированы в молочной железе. Они могут поступать из обращения. Но те, которые поступают из кровообращения, могут быть напрямую связаны с тем, что на самом деле потребляет конкретная мать или кормящий родитель, потому что это может изменить структуру жиров в молоке.

Возможно, одними из самых известных будут, скажем, случаи, когда вы едите много жирной рыбы, полиненасыщенных жирных кислот, жирных кислот омега-3 и тому подобного. У вас могут быть разные профили содержания в молоке в зависимости от потребления этих питательных веществ в рационе.

Итак, мы учимся — и некоторые люди проделывают потрясающую работу — нам нужно однозначное «мы знаем, что вы ели». Мы знаем, что он попал в молоко, и мы знаем, что это то, что попадет в организм ребенка. И я думаю, что когда мы получим инструменты, позволяющие делать это все лучше и лучше, мы сможем лучше понять, как то, что мы едим, влияет на то, как мы синтезируем молоко.

СТРОГАЦ: Интересный. Да, я действительно не задумывался о том, что это работа над всем телом. Это не только молочная железа. Вы упомянули кровообращение, но, конечно, диету. Что еще нам следует иметь в виду?

ДЖОНСОН: На лактацию влияет множество факторов, которые усложняют или облегчают ее, например, здоровье родителя. То, что происходит во время инфекции или других заболеваний или расстройств, также может повлиять на то, что попадает в молоко.

А также получите лучшее представление не только о питательных веществах, но и о том, что, если вы примете тайленол или что, если вы сделаете некоторые другие вещи? Мы еще многое пытаемся понять, но я думаю, что хорошо то, что у нас есть некоторые схемы того, как задавать эти вопросы, и теперь мы просто их задаем.

СТРОГАЦ: Итак, вы упомянули, что большая часть вашей работы в лаборатории связана с содержанием жира. И, в частности, есть молекула или класс молекул, о которых я никогда не слышал, пока не попытался подготовиться поговорить с вами об этом. Я собираюсь сказать это правильно? «Сфинголипиды?»

ДЖОНСОН: Да, ты сказал это правильно. Я собирался сказать: ты собираешься это сказать, верно? Да!

[СТРОГАЦ смеется]

ДЖОНСОН: Если цель этого состоит в том, чтобы как можно больше людей узнали о сфинголипидах, это было бы здорово. У него такое зловещее название, но на самом деле это класс липидов, которые участвуют во многих процессах в организме. Они являются частью клеточной мембраны. Они могут действовать как структурные молекулы, а также как сигнальные молекулы. Но что для нас интересно в сфинголипидах, так это то, что они содержатся в жировой фракции молока. Они производятся определенными полезными микробами, и в нас, людях, также есть множество сигнальных путей, которые действительно могут воспринимать эти сигналы. Итак, когда мы думаем о том, как диета, микробиом и взаимодействие с хозяином поддерживают здоровье, на самом деле это, возможно, один из метаболитов или химических сигналов, которые могут дать нам некоторые из этих подсказок.

СТРОГАЦ: Само это слово немного отталкивает и пугает. Сфинголипиды. Почему ты их так назвал?

ДЖОНСОН: Да, я думаю, что все произошло из-за того, насколько сложно было изучать эти липиды изначально. Они получили репутацию очень неуловимых и загадочных существ, подобных Сфинксу. И это прижилось, хотя теперь измерить некоторые из этих липидов стало гораздо проще.

И по мере того, как все больше людей получают возможность измерять сфинголипиды, они узнают, как на самом деле они связаны со многими аспектами нашей биологии. И они действительно важны с механистической точки зрения во многих процессах, которые мы пытаемся понять. Как только вы узнаете это слово и узнаете о сфинголипидах, вы не сможете вычеркнуть их из своей жизни. Вы будете видеть их повсюду, куда бы вы ни пошли, так что дайте мне знать, правда ли это.

СТРОГАЦ: Кажется, что у него такая многогранная и разносторонняя роль. Вы сказали, что можете использовать его в качестве строительных блоков, например, структурных компонентов. Его можно использовать для передачи информации. Вы упомянули, что его можно использовать для создания клеточных мембран?

ДЖОНСОН: Клеточные мембраны, действительно важная часть клетки. И я думаю, что можно также сказать, что определенные структуры сфинголипидов можно использовать в качестве химических сигналов между клетками и даже между микробами и клетками организма. И это то, о чем мы действительно пытались подумать: как узнать, куда попадает что-то в рационе.

Моя лаборатория действительно пыталась подумать о том, как мы узнаем, какие питательные вещества взаимодействуют с микробиомом, чтобы мы знали, на какие важные микробы влияет диета, а затем на какие именно. последствия этих взаимодействий? Итак, у нас есть микробы, которые могут поглощать и трансформировать эти питательные вещества. Что они производят и как это влияет на наше здоровье? И я думаю, что это действительно важно в контексте детского питания, потому что большая часть молока представляет собой молекулы, которые взаимодействуют с микробиомом кишечника ребенка.

По вашим оценкам, почти 10% сухой массы женского молока предназначено для взаимодействия с кишечным микробиомом. И мы пытаемся выяснить, есть ли еще молекулы, которые делают это? И каковы последствия отсутствия некоторых из тех химических сигналов, которые происходят? Вы можете предположить, что они должны выполнять какую-то полезную функцию.

СТРОГАЦ: Мы вернемся сразу после этого сообщения.

[Перерыв для вставки рекламы.]

СТРОГАЦ: Добро пожаловать обратно в «Радость почему».

Так что, если я вас правильно понял, самым наивным мнением было молоко как еда. Теперь мы видим, что молоко — это не просто пища для укрепления зубов, костей и тому подобного. Я слышу от вас, что эти сфинголипиды — просто пример интересных молекул в молоке. Они могли бы стать способом маме поговорить с этими бактериями которые составляют микробиом.

ДЖОНСОН: Возможно, да, это то, что мы пытаемся выяснить. И не только сфинголипиды. Мы также рассмотрели, возможно, самое любимое или наименее любимое питательное вещество некоторых людей — холестерин. Когда мы потребляем эти липиды, взаимодействуют ли они с микробиомом? И как наше здоровье зависит от того, что мы едим?

Итак, мы действительно находимся на этапе, когда пытаемся выяснить, кто важен и почему они важны в такой системе. Итак, какие бактерии оказывают существенное влияние на наше здоровье и почему? Каковы механизмы?

Итак, могу ли я вам кое-что показать?

СТРОГАЦ: О, ты хочешь мне что-то показать?

ДЖОНСОН: Могу я тебе кое-что показать, Стив? Потому что я думаю, что мы пытались сделать так, чтобы вы действительно могли увидеть, как это происходит.

ДЖОНСОН: Итак, мы видим здесь картину микробиома. А микробиом – это совокупность микробов, в данном случае – бактерий. Итак, очень маленькие вещи. И эта фотография была сделана микроскопом, который есть у нас в лаборатории.

И вы можете видеть, что есть микробы синего цвета, а есть микробы красного цвета. А те, что отмечены красным, — это те, которым мы действительно смогли обозначить этикетку питательного вещества. В данном случае это холестерин. И этот холестерин был израсходован. И тогда мы сможем следовать этому ярлыку. И этикетка оказывается красной. Итак, любой микроб красного цвета, который вы видите, поглотил холестерин. И тот, кто синего цвета, не интересуется холестерином в данный конкретный момент.

СТРОГАЦ: Вы говорите о маркировке в смысле радиоактивной маркировки?

ДЖОНСОН: Та же концепция, но это флуоресценция. Итак, красный цвет — это красная флуоресценция. Для нас это важно, поскольку позволяет нам идентифицировать микробы, которые взаимодействуют с тем, что вы едите, и те, которые этого не делают.

СТРОГАЦ: Очень круто. Позвольте мне это подчеркнуть, потому что большая часть биологии посвящена зрению вещей, которые трудно увидеть, но в нейробиологии, а теперь, очевидно, и в питании, было огромной помощью то, что что-то, что раньше было невидимым, вы — с помощью этих трюков с навешиванием ярлыков — можете теперь отследите и посмотрите, что происходит.

ДЖОНСОН: Да, именно поэтому за эти вещи и присуждают Нобелевскую премию, потому что это помогает таким людям, как я, задавать вопросы, которые мы хотим задать. Это кажется очень простым, но дает нам небольшой намек на то, что мы идем в правильном направлении. И тогда мы сможем задать множество вопросов, которые, возможно, не зависят от флуоресцентного сигнала, но позволят нам проникнуть в некоторые химические пути, которые в нем участвуют. И затем у нас есть оборудование, с помощью которого мы можем физически разделить их и идентифицировать все красные микробы.

Вы можете подумать, что это тривиально, но на самом деле это помогает нам по-настоящему заложить основу для некоторых вопросов, о которых мы говорим. Важны ли эти питательные вещества для микробиома? Если они потребляются и трансформируются, то, по крайней мере, они оказывают какой-то эффект.

СТРОГАЦ: Ладно, вся эта история с микробиомом, возможно, для вас это не так уж и ново. Но многие из нас, среди общественности, по-настоящему не задумывались о микробиоме до, я не знаю, последних десяти или двух лет или около того.

ДЖОНСОН: Что здорово в изучении микробиома и преподавании его здесь, в Корнелле, так это то, что когда вы приходите в класс, люди верят вам, когда вы входите. Они говорят: «Микробиом важен». Вам не обязательно это продавать. «Здоровье моего кишечника – это все мое здоровье». Когда я спрашиваю учеников в классе: «Кто из вас принимал пробиотик?» или «Сколько вы съели, сколько из вас съели пребиотик?», все руки взлетают вверх.

И поэтому есть ощущение, что это очень важно, но что именно важно? Что именно из того, что мы едим, действительно оказывает такое воздействие? И это дает нам знать… Знаешь, Стив, я не знаю, ты когда-нибудь принимал пробиотик?

СТРОГАЦ: Я думаю у меня есть. Я в основном знаком с этим, потому что часто даю их своей собаке Мюррею.

ДЖОНСОН: Да. Когда Мюррей принимает эти пробиотики и тому подобное, как мы решаем, какой из них полезен? Чтобы дать эти ответы, мы должны начать с основ, например… Я не хочу слишком упрощать это, но: какие микробы хорошие и в каких контекстах они действуют, поддерживая здоровье, а не нет? Итак, если мы хотим знать, что пробиотик, который мы принимаем, подействует на нас, я думаю, нам нужно знать некоторые из этих очень специфических взаимодействий на молекулярном и биохимическом уровне.

СТРОГАЦ: Итак, считается ли то, что я ем йогурт?

ДЖОНСОН: Это приравнивается. Вы получили пробиотик, пребиотик. В науках о питании мы действительно думаем о том, что диета и микробиом очень тесно связаны, потому что иногда у вас могут быть микробы, но им нужны определенные питательные вещества, чтобы выжить в кишечнике, и если вы их не обеспечите, то нет смысла в них. потенциально принимая этот пробиотик.

А еще есть питательные вещества, которые вы можете принимать, и вы можете думать, что они оказывают благотворное воздействие, но если у вас нет микробов, которые на самом деле действуют на эти пищевые вещества, вы также не получите этого. оздоровительный эффект. Известный случай — пищевые волокна.

Поэтому мы часто спрашиваем: «Кто и что они сделали?» И это на самом деле дает нам много информации о том, что может быть важно для укрепления здоровья, когда мы думаем о взаимодействии микробиомов в рационе.

СТРОГАЦ: Итак, говоря о клетчатке, позвольте мне немного переключиться на другое исследование, проведенное в вашей лаборатории и касающееся диагностики детских заболеваний на основе их фекалий.смеется], если можно так сказать.

ДЖОНСОН: Ты правильно сделал, Стив. Вы родитель. За последние годы вы просмотрели несколько подгузников. И все ли они выглядели одинаково? Нет, они не были.

И когда мы говорим о кормлении младенцев и уходе за ними, одна из важных вещей заключается в том, что они не всегда говорят вам, что им нужно, так, чтобы вы могли это понять. Но в этих подгузниках содержится огромное количество информации, которая, по сути, представляет собой микробы и метаболиты. И если мы сможем понять, что здесь происходит, то сможем понять, как здоровье ребенка меняется в реальном времени. Тогда, возможно, терапия станет более эффективной, если у нас будет больше информации о том, что такое здоровый подгузник, а что такое не очень здоровый подгузник.

Мы все, возможно, гуглили: «Зеленый — это нормально? Что тут происходит?" На самом деле это один из самых популярных поисковых запросов для родителей. И мы думаем, что можем подойти к этому немного более строго, потому что у нас есть инструменты, позволяющие на самом деле определить, нормально это или нет? Самое замечательное то, что у вас никогда не будет недостатка в образцах. Итак, наша группа и многие другие группы по всему миру действительно смогли начать задаваться вопросами о том, «как мы понимаем здоровье младенцев?» через развитие микробиома в первые несколько месяцев жизни.

СТРОГАЦ: Какое конкретно исследование вы бы провели? Итак, вы собираете немного фекалий, а затем что бы вы сделали, чтобы проанализировать их?

ДЖОНСОН: Мы можем изолировать микроб, а затем использовать секвенирование ДНК, чтобы понять, какова классификация этого микроба. И затем мы также можем посмотреть на все маленькие молекулы или химические вещества, которые там находятся. Так что, возможно, это комбинация переваренных и непереваренных веществ, клеток кишечника. Мы также можем измерить это и попытаться интерпретировать, что это может означать в контексте младенца.

Одним из самых известных примеров является то, что при некоторых заболеваниях печени у детей она перестает вырабатывать желчь. И так, если вы можете измерить желчь, и она есть, то отлично, а если вы измерите желчь, и ее нет, это показательно. Кроме того, стул приобретает совершенно другой цвет, когда в нем нет желчи. Но в повседневной жизни нам, вероятно, не хватает большого количества информации только потому, что мы еще не смогли ее расшифровать.

СТРОГАЦ: Все в порядке. Похоже, мы могли бы провести много шоу о самом микробиоме. Но мне хотелось вернуться к молоку, потому что здесь можно обсудить с вами столько интересного. Каково типичное время такого кормления? Когда пора переходить к другим видам питательных веществ?

ДЖОНСОН: Это хороший вопрос, потому что я думаю, что это хорошо, чтобы сориентировать его. Таким образом, рекомендации Всемирной организации здравоохранения и Центров по контролю и профилактике заболеваний (CDC) предусматривают кормление исключительно грудным молоком в течение шести месяцев. А потом введение прикорма. У разных людей разные способы сделать это. Но какое-то время молоко все еще остается основным источником калорий для ребенка, а затем, возможно, в годовалом возрасте вводится коровье молоко. А также поощрение любого кормления грудным молоком, если это вас устраивает. Так что на самом деле нет времени, когда вам обязательно нужно прекратить это.

Но я думаю, вы собираетесь задать мне вопрос на триллион долларов: каковы долгосрочные последствия для здоровья воздействия грудного молока по сравнению с воздействием детского питания? Кормя ребенка молоком сегодня, предотврачу ли я аллергическую астму через пять лет? Или существуют процессы развития, которые действительно зависят от времени, которые очень важны и которые могут привести к здоровью на всю жизнь? И можем ли мы на самом деле определить, что это такое, чтобы они присутствовали в каждом виде детского питания? Я много думаю об этом, о том, что важно.

Даже будучи родителями, вы думаете: «Боже, если я вчера уронил их им на голову, это было так важно? Или это не так?» Или «Нет, они слизали это с земли! Это было важно?» О чем мне действительно нужно беспокоиться: создаю ли я подходящую среду для достижения успеха в будущем?

И ответ, вероятно, такой: дети очень крепкие, поэтому мы беспокоимся, возможно, больше, чем следовало бы.

СТРОГАЦ: И не слишком ли рано отвечать на вопросы о долгосрочных последствиях? Объект слишком молод или у нас уже есть какие-то подсказки?

ДЖОНСОН: Я думаю, что есть некоторые подсказки. Я имею в виду, что существуют эпидемиологические исследования, которые имеют корреляцию между режимом питания и результатами или даже составом микробиома, основанным на режиме питания и результатах. Но я думаю, что еще слишком рано, потому что эти исследования чрезвычайно сложно проводить. Что действительно сложно в некоторых исследованиях, так это то, что кормить младенцев очень сложно.

Обычно это не похоже на грудное молоко и смесь или то и то. Бывают разные времена, например, вам может быть три месяца, или вам может быть шесть месяцев, или может быть исключительное кормление в течение одного месяца.

Существует так много вариаций, которые нам нужно уловить, если мы хотим действительно правильно ответить на эти вопросы. И затем нам нужно иметь возможность очень внимательно следить за когортами в течение длительного периода времени, чтобы начать отвечать на некоторые из этих вопросов. Это требует много ресурсов.

СТРОГАЦ: Итак, в более широком контексте, чем просто грудное молоко, что, если мы поговорим о других видах молока млекопитающих? Например, многие из нас постоянно пьют коровье молоко, и насколько это отличается? Может ли молоко некоторых других животных выполнять работу, которую не выполняет человеческое молоко, и наоборот?

ДЖОНСОН: Да, я думаю, что есть некоторое сходство, но есть и много различий. Если задуматься о функции молока, то она заключается в выращивании детеныша определенного вида, а коровы и детеныши имеют разные размеры и имеют разные траектории роста. Итак, вы можете себе представить, что может отражаться на молоке.

Итак, когда вы думаете о коровьем молоке, в нем больше белка, по сравнению с грудным молоком, в котором больше углеводов. Существует множество различных стратегий переноса питательных веществ в разные виды молока животных. Но в коровьем молоке действительно есть много компонентов, которые являются строительными блоками грудного молока. Поэтому, когда мы думаем об использовании коровьего молока в качестве альтернативы, это может иметь большой смысл.

СТРОГАЦ: Обычно мы пьем пастеризованное молоко. Есть люди, которые этого не делают, верно? Я думаю, разница в том, что если он пастеризован, вы убиваете все или большую часть микробов, которые попадают в него. Возможно, у вас еще остались некоторые питательные вещества.

ДЖОНСОН: И есть пастеризованное донорское человеческое молоко. Итак, есть целая мысль о том, что мы думаем о донорском молоке и о том, являются ли живые факторы в донорском молоке, а также о том, что может денатурироваться при нагревании. Молекулы могут менять свою конформацию при различных методах пастеризации. Есть много действительно умных людей, которые думают о том, каковы будут последствия этого.

СТРОГАЦ: Еще один вопрос, который, я уверен, волнует многих наших слушателей, связан с непереносимостью лактозы. Я где-то читал, что способность взрослых людей расщеплять лактозу, которая, конечно же, является основным сахаром в молоке животных, является относительно современной чертой. Лишь около 6,000 лет назад мы начали это делать. Исторически сложилось так, что только у младенцев был фермент лактаза, который позволял им переваривать грудное молоко.

Итак, я думаю, мой вопрос заключается в следующем: если взрослые 10,000 XNUMX лет назад вообще не могли пить молоко, то теперь большинство из нас, за некоторыми исключениями, могут, знаем ли мы, что спровоцировало это изменение? Думаем ли мы, что существует какая-то генетическая мутация, которая оказалась благоприятной и начала распространяться?

ДЖОНСОН: Ага. Насколько я понимаю, лактаза находится под неонатальным промотором. Итак, это ген, который будет экспрессироваться на этапе младенчества, а затем отключается. Но тогда у вас может возникнуть мутация, которая не отключит это. И это может позволить лактазе экспрессироваться во взрослом возрасте. Некоторые люди проделали действительно хорошую работу по распространению этой конкретной способности, отслеживая генетику этой конкретной мутации. Некоторые из ваших микробов также могут усваивать лактозу. Возвращаясь к кишечному микробиому, как это влияет на устойчивость лактазы и тому подобное?

СТРОГАЦ: Интересный. Вы уже немного затронули эту тему, но упомянули о молоке и молочной смеси. Наверняка об этом задумаются многие родители или опекуны. Дает ли ваше исследование какое-либо представление об этом важном разговоре?

ДЖОНСОН: Да, я думаю, если ты придешь в мою лабораторию, Стив, мы проанализируем все виды формул, которые попадем в руки. Мы говорим о детской смеси как об одном, но существует много разных составов. Итак, в нашей лаборатории мы определяем количество получаемого молока, а также количество формул, которые может использовать любой из лиц, осуществляющих уход.

И вы можете очень четко увидеть различия в профилях питательных веществ между различными типами смесей, а также между смесью и грудным молоком, и действительно пытаетесь понять, существует ли необходимый набор питательных веществ, воздействию которого должен подвергаться микробиом. Все, чем вы кормите ребенка, мы измерим в лаборатории.

Почему так трудно говорить на эту тему, так это то, что все оценивают. Например, я выступил с этим докладом на собрании Pew, а потом люди такие: «Какая формула? Что я сделал?» «Я позвонил жене и сказал ей, что мы все делаем неправильно!» И я не хочу, чтобы это было посланием. Я хочу, чтобы сообщение было больше о том, что люди делают все правильно. И нам просто хотелось получить больше информации.

СТРОГАЦ: Я знаю, что здесь стоят важные вопросы в области медицины, народонаселения, общественного здравоохранения и всего остального. Но что именно доставляет вам радость в ваших исследованиях с точки зрения удовольствия от работы учёным?

ДЖОНСОН: Ох, вау, так много всего. Возможность задавать вопросы, которые нам кажутся интересными. А еще я работаю с командой ученых, с которыми работаю я. Увидеть креативность, а также устойчивость, потому что эти вопросы сложны.

[Играет тема]

Картинка, которую я хотел показать вам, в тот день, когда мы получили эту фотографию, мы стояли и смотрели на экран компьютера, и я подумал: «Это оно? Это то, что мы думаем?» Такое волнение действительно стимулирует большую часть тяжелой работы над тем, что мы делаем.

СТРОГАЦ: Замечательно. Большое спасибо. Итак, мы поговорили с молекулярным биологом Корнелла Лиз Джонсон. Еще раз спасибо, Лиз, за ​​этот содержательный разговор о молоке и микробиоме.

ДЖОНСОН: Огромное спасибо, Стив, за то, что ты у меня есть.

[Играет тема]

СТРОГАЦ: Спасибо за внимание. Вы можете найти больше контента, в том числе фотографию Лиз о флуоресцентной маркировке микробиома, в журнале Quanta Magazine dot org [quantamagazine.org].

Если вам нравится «Радость почему» и вы еще не подписаны, нажмите кнопку «подписаться» или «подписаться» там, где вы слушаете. Вы также можете оставить отзыв о шоу — это поможет людям найти этот подкаст.

«Радость почему» — это подкаст от Quanta Magazine, редакционно независимое издание, поддерживаемое Фонд Симонс. Решения Фонда Саймонса о финансировании не влияют на выбор тем, гостей или другие редакционные решения в этом подкасте или в Quanta Magazine.

«Радость почему» продюсирует PRX Продакшнс; продюсерская группа - Кейтлин Фолдс, Ливия Брок, Женевьева Спонслер и Меррит Джейкоб. Исполнительный продюсер PRX Productions — Джоселин Гонсалес. Морган Чёрч и Эдвин Очоа оказали дополнительную помощь.

от Quanta MagazineДжон Ренни и Томас Лин обеспечивали редакционное руководство при поддержке Мэтта Карлстрома, Сэмюэля Веласко, Ноны Гриффин, Арлин Сантаны и Мэдисон Голдберг.

Наша музыкальная тема взята из APM Music. Джулиан Лин придумал название подкаста. Оформление эпизода создано Питером Гринвудом, а наш логотип — Джейки Кинг и Кристиной Армитидж. Особая благодарность Колумбийской школе журналистики и Берту Одом-Риду из Cornell Broadcast Studios.

Я ваш ведущий, Стив Строгац. Если у вас есть какие-либо вопросы или комментарии к нам, пожалуйста, напишите нам по адресу [электронная почта защищена].