Кислотность желудка человека: почему наш pH близок к падальщикам?

Коротко: что общего у человека, падальщика и травоядного бобра? Необычайно кислый желудок. В сравнительной работе для человека приводится pH 1,5, почти как у животных, питающихся падалью. Можно заподозрить, что наши предки тоже ели падаль. Но пример бобра показывает, что это не единственное объяснение: возможно, кислота защищала не столько от определённой пищи, сколько от её невидимых пассажиров.

Человек среди падальщиков: откуда взялось сравнение?

В 2015 году исследователи сравнили опубликованные измерения pH у 68 видов птиц и млекопитающих. Они ожидали, что у падальщиков желудочный барьер окажется особенно жёстким: разлагающиеся ткани могут нести опасные микроорганизмы. Данные в целом подтвердили эту закономерность. Но в сравнительной таблице обнаружилась знакомая строка, выбивающаяся из обычной картины всеядных: человек.

Для человека исследователи указали pH 1,5, тогда как среднее значение для группы всеядных видов составило 2,9. Это не два измерения, сделанные в одном эксперименте, а сводные данные из разных публикаций. Тем не менее контраст поставил перед авторами неожиданный вопрос: что в эволюции человека могло потребовать настолько сильного кислотного барьера?

И это ещё не самая странная деталь сравнения.

Насколько кислый желудок у человека по сравнению с другими видами?

В исходном анализе приведены такие значения. Чем ниже pH, тем кислее среда:

Шкала pH логарифмическая: разница между 1,5 и 2,9 соответствует примерно 25-кратной разнице концентрации ионов водорода. Но эта цифра показывает масштаб контраста, а не точность межвидового сравнения: условия измерений различались.

Желудок — не только камера для переваривания пищи. Это ещё и барьер между внешним миром и кишечником. Очень низкий pH убивает или инактивирует многие проглоченные микроорганизмы до того, как они достигают кишечника. С этой точки зрения кислотность можно рассматривать как часть системы защиты организма от патогенов.

Бобр, который портит простую теорию

А теперь бобр. Он не охотится и не питается падалью, но его желудок тоже крайне кислый: в данных исследования pH составляет около 1,7. Как он оказался в такой компании? Бобры хранят запасённый корм под водой, где возможен контакт с паразитами, включая Giardia. Авторы предположили, что сильная кислота помогает защититься от микробной угрозы. Доказательства эволюционной причины пока нет, но неожиданное соседство бобра и падальщиков меняет вопрос: может быть, кислотность отражает не то, что животное ест, а то, чем оно рискует заразиться?

Цена такой защиты

У кислотного барьера есть оборотная сторона. Он затрудняет проникновение в кишечник не только опасных, но и потенциально полезных микроорганизмов. Авторы предложили рассматривать желудок как экологический фильтр: он защищает существующее микробное сообщество, но может осложнять его пополнение после потерь. Это возможная эволюционная цена защиты, а не доказательство того, что более низкий или высокий pH всегда полезнее для здоровья.

Значит, наши предки ели падаль?

Нет, но она даёт повод проверить такую гипотезу. Авторы допускали, что падаль могла играть в эволюции человека большую роль, чем принято считать. Другое возможное объяснение — отбор в пользу защиты от кишечных инфекций независимо от состава пищи. Оба сценария совместимы с наблюдаемым pH; само измерение не позволяет выбрать между ними.

Чтобы восстановить питание предков, нужны независимые свидетельства: следы обработки пищи на орудиях, износ зубов, изотопный состав останков, анатомия и археологический контекст. Кислотность желудка может быть ещё одной уликой, но не заменой этим данным.

Почему эти числа нельзя читать буквально

Исследователи не измеряли pH у 68 видов одним прибором по единому протоколу, а собрали результаты прежних работ. Значения зависят от голодания, пищи, возраста и условий исследования. К тому же в сравнении смешаны птицы и млекопитающие с разной анатомией пищеварения и эволюционной историей. Поэтому связь pH с типом питания может частично отражать родство видов и особенности измерений. Наблюдаемая закономерность реальна для собранной выборки, но её эволюционное объяснение остаётся проверяемой гипотезой.

Главный пробел: а что у шимпанзе?

Самое очевидное сравнение в работе 2015 года сделать не удалось. Авторы не нашли опубликованных измерений pH желудка шимпанзе, горилл и других человекообразных обезьян. Для павианов они привели pH около 3,7, но павиан не заменяет наших ближайших родственников. Без этих данных нельзя уверенно сказать, когда появилась столь высокая кислотность: у общего предка или позднее в человеческой линии. Прежде чем объявлять желудок свидетельством древнего падальничества, стоило бы измерить именно это.

Итог: эволюционный след, а не древнее меню

Мы знаем, что желудок человека способен создавать необычайно кислую среду. В сравнении 2015 года это сближает нас с падальщиками, а травоядный бобр показывает, что дело может быть не только в мясе. Возможно, pH сохранил след не древнего меню, а древнего риска заражения. Но без сопоставимых измерений у наших ближайших родственников и независимых данных о питании предков это остаётся гипотезой, которую ещё предстоит проверить.

Источник

Beasley DE, Koltz AM, Lambert JE, Fierer N, Dunn RR. 2015. Эволюция кислотности желудка и её значение для микробиома человека (The Evolution of Stomach Acidity and Its Relevance to the Human Microbiome). PLoS ONE 10(7):e0134116. DOI: 10.1371/journal.pone.0134116.