В 2021 году 50 испытуемых проглотили капсулу размером 26 x 13 мм во время завтрака, который состоял из ржаного хлеба с маслом и джемом, вареного яйца, порции йогурта с орехами и черникой и стакана воды. Затем капсула начала свое путешествие по желудку, тонкому и толстому кишечнику, собирая информацию о кислотности (pH), температуре и давлении. Капсула вышла с фекалиями через 12–72 часа, и уже тогда исследователи заметили, что как среда кишечника, так и время прохождения через него у разных людей различаются.

"У некоторых капсула прошла через тонкий кишечник за два часа, в других – за десять. Поскольку известно, что мы усваиваем большую часть питательных веществ в тонком кишечнике, различия во времени прохождения по нему, вероятно, влияют на количество усвоенного и на то и сколько попадает в толстый кишечник, где начинают действовать бактерии", — говорит руководитель исследования Хенрик Роагер с кафедры питания, физических упражнений и спорта Копенгагенского университета.

Раньше активность кишечника чаще всего исследовалась с помощью образцов кала, которые сравнивались с тем, что ел человек. Капсула дает более точное представление об изменениях в среде кишечника. "Она позволяет собирать информацию, которая может помочь объяснить индивидуальные различия в пищеварении, усвоении питательных веществ и характере дефекации. Это дает нам гораздо больше знаний, чем мы могли получить ранее с помощью диетических схем и образцов кала", — объясняет Роагер.

В своем путешествии по пищеварительной системе капсула и пища сначала попали в желудок. Здесь зарегистрировали очень низкое значение pH, потому что в желудке выделяется кислота, которая расщепляет пищу. Затем капсула переместилась в тонкий кишечник, клетки которого выделяют щелочной бикарбонат, нейтрализующий желудочную кислоту, и именно здесь происходит всасывание питательных веществ.

Неперевариваемый остаток пищи и капсулы затем переходят в толстый кишечник, где пища ферментируется бактериями. Они вырабатывают жирные кислоты, которые снова вызывают снижение значения pH в первой части толстой кишки. Однако по мере движения массы кислотность снижается, поскольку жирные кислоты постепенно всасываются через стенку кишечника, и активность бактерий изменяется.

"Капсула регистрировала изменения значений pH, благодаря чему мы можем оценить, как долго пища находилась в разных частях кишечника. Мы знаем, что pH является решающим фактором в росте и активности бактерий, поэтому было совершенно логично, что мы могли видеть, что среда кишечника и pH связаны с различиями в составе и активности бактерий. Это означает, что среда кишечника может помочь объяснить, почему у нас разные бактерии", — говорит ученый.

Полученные результаты могут быть полезны для будущих рекомендаций по питанию. "Мы привыкли предполагать, что перевариваем и усваиваем еду одинаково и в одинаковой степени, но мы также видим, что это не всегда так. Наше исследование предоставляет дополнительные доказательства того, что люди по-разному реагируют на пищу — и здесь различия в нашей кишечной среде могут играть важную роль", – объясняет автор работы.

Исследование опубликовано в журнале Nature Microbiology.