Как бактерии влияют на настроение и состояние человека

Люди отличаются умом, мыслями и чувствами. Собственно, это то, что делает нас людьми. Однако сейчас уже формируется новая концепция, согласно которой некая невидимая рука меняет наш мозг. Эта «рука» — бактерии кишечника.

Ученые систематизируют знания человечества о том, как на наше физическое здоровье влияет микробиом — триллионы микробов, живущих на поверхности тела и внутри организма каждого человека.

Этим крохотным созданиям теперь приписывают ответственность даже за такие состояния, как депрессия, аутизм и нейродегенеративная болезнь.

На протяжении веков мы знали, что наше душевное состояние влияет на состояние кишечника (вспомните хотя бы свои ощущения перед экзаменом или собеседованием при устройстве на работу). Но теперь это утверждение воспринимают как палку о двух концах.

Группы исследователей считают, что они вот-вот совершат революцию и начнут применять «микробы настроения», или «психобиотики» для улучшения психического здоровья.

Исследования, которые дали толчок развитию этой концепции, впервые провели в Университете Кюсю (Япония). Ученые показали, что организмы стерильных мышей (которых выращивали без контакта с микробами) выбрасывают в кровь в два раза больше гормона стресса по сравнению с обычными мышами. Животные были идентичными во всем, кроме микробов. Этот факт красноречиво свидетельствовал о том, что разница между ними была следствием деятельности микроорганизмов.

«Мы все черпали вдохновение из той первой публикации для первой волны ученых, изучающих микробы, — рассказывает доктор Джейн Фостер, нейропсихиатр из Университета Мак-Кастера (Канада). — Она действительно была очень мощным стимулом для тех из нас, кто изучает депрессию и тревожность».

Это была первая ласточка применения микробной медицины для лечения психических заболеваний.

Как бактерии могут изменять мозг?

Мозг — самый сложный объект в изученной до сих пор нашей Вселенной. Почему же он может реагировать на какие-то бактерии в кишечнике? Этому есть несколько причин:

Одна из них — блуждающий нерв: данная «супермагистраль» для информации соединяет мозг с брюшной полостью.

Бактерии расщепляют волокна продуктов питания на химические вещества — короткоцепочечные жирные кислоты, влияющие на весь организм.

Микробиом влияет на иммунную систему, которая тоже причастна к заболеваниям мозга.

Также ученые находят подтверждения того, что кишечные бактерии используют крошечные участки генетического кода, который называется «микроРНК», чтобы изменить способ действия ДНК в нервных клетках.

В разветвленной сетке современных исследований ученые связывают стерильные условия, в которых росли мыши, с изменениями в их поведении и даже в структуре мозга, ведь стерильная среда очень отличается от реального мира. В своей среде мы постоянно контактируем с различными микробами, и избежать этого не удастся никому.

В больнице при Университете Корка профессор Тед Динан пытается определить, что происходит с микробиомами его пациентов, больных депрессией.

Есть одно хорошее общее правило, определяющее состояние кишечника: здоровый микробиом — это широкий микробиом. Он должен содержать широкий спектр разновидностей бактерий, живущих повсюду в нашем теле и на нем.

По словам профессора Динана, «если сравнить пациента в состоянии клинической депрессии и здорового пациента, то у первого мы заметим сужение разнообразия микробиоты….Я не имею в виду, что это единственная причина депрессии, однако считаю, что у многих индивидов это действительно играет определенную роль в генезе заболевания».

Также ученый утверждает, что определенный образ жизни (например, питание с низким содержанием клетчатки) ослабляет бактерии нашего кишечника и может сделать нас более уязвимыми.

Микробиом

Любой землянин скорее микроб, чем человек: если посчитать все клетки его организма, то только 43% из них будут человеческими. Остальные — это наш микробиом, содержащий бактерии, вирусы, грибы и одноклеточные археи.

Геном человека — совокупность генетических инструкций, необходимых для человеческого существа, — состоит из 20 000 указаний, которые называют генами.

Однако если сложить вместе все гены нашего микробиома, то получится поразительная цифра — от двух до 20 000 000 генов микроорганизмов.

Это называют вторым геномом. С ним связывают различные болезни, в том числе аллергию, ожирение, воспалительные заболевания кишечника, болезнь Паркинсона и даже депрессию и аутизм.

Особенно интригует мысль о том, что дисбаланс микробиоты кишечника может вызвать депрессию. Поэтому ученые из Университетского колледжа Корка (центр APC Microbiome) начали пересаживать микробиом людей, больных депрессией, животным. Между собой исследователи называют эту процедуру «транскалацией».

Их эксперимент убедительно показал: вместе с бактериями переносится и поведение существа. В интервью BBC профессор Джон Краян сообщил: «Мы очень удивились, поняв, что с помощью одних только образцов микробиом у крысы можно воспроизвести многие черты поведения индивида, больного депрессией». Среди прочих особенностей была и ангедония — состояние, когда люди не чувствуют удовлетворение от того, что обычно дает им радость.

Для крыс источником радости была подслащенная вода, которую они обожали. Однако «когда им пересаживали микробиом от депрессивного человека, то сладкой воды им больше не хотелось», рассказал профессор Краян.

Аналогичные свидетельства связи между микробиомом, кишечником и мозгом возникают при болезни Паркинсона — заболевании мозга. Пациенты теряют контроль над мышцами из-за отмирания клеток мозга, и это приводит к характерному тремору рук и прочих частей тела.

Но профессор Саркис Мазманян, специалист по медицинской микробиологии (Калифорнийский технологический институт), собирает доказательства того, что без бактерий кишечника и здесь не обходится. «Нейробиологи традиционной школы сказали бы, что это ересь — изучать процессы в кишечнике, чтобы понять, что происходит в мозге», — отмечает Мазманян.

Однако ученый обнаружил поразительные различия между микробиомами пациентов с болезнью Паркинсона и здоровых людей. Исследования животных, генетически запрограммированных на то, чтобы у них развилась болезнь Паркинсона, продемонстрировали — без участия бактерий кишечника это заболевание не возникает.

И после трансплантации фекалий от пациентов с болезнью Паркинсона мышам у этих животных проявились значительно более заметные симптомы, чем после использования фекалий здоровых индивидов.

В интервью BBC профессор Мазманян сообщил: «Изменения в микробиомы, похоже, были движущими силами для моторных симптомов — именно они и вызывали эти симптомы. Это очень интересное открытие позволяет нам рассматривать микробиом как основу для новых методов лечения».

Доказательства связи между микробиомом и мозгом впечатляют, но на этом раннем этапе их пока немного. Однако пионеры этой отрасли биомедицины уже видят за горизонтом увлекательную перспективу — совершенно новый способ влиять на наше здоровье и самочувствие.

Если микробы действительно влияют на наш мозг, тогда, возможно, нам удастся «улучшить» свои микробы. Уже идут разговоры о том, что психиатры будут назначать «микробы настроения», или психобиотики — по сути, коктейль из полезных бактерий-пробиотиков — для улучшения психического здоровья.

Доктор Кирстен Тиллиш из Калифорнийского университета Лос-Анджелеса выясняет вопрос, поможет ли изменение бактерий улучшить реакцию организма на лечение. Но, по ее словам, чтобы проверить, какие виды и даже подвиды бактерий могут оказывать влияние на мозг и какие продукты они образуют в кишечнике, нужны более масштабные исследования. «Связь здесь, безусловно, есть. Думаю, наш энтузиазм и подъем оправданны, потому что до сих пор успехи в лечении таких заболеваний были довольно скромными, — отмечает доктор Тиллиш. — Очень радует то, что появилось совершенно новое направление, которое мы можем изучить и понять, как помогать людям при болезни, а может, даже предотвращать заболевания».

Микробиом — наш второй геном — открывает совершенно новый путь для развития медицины. Ученые исследуют его влияние практически на каждое заболевание, которое только можно себе представить, в частности на аллергию, рак и ожирение. Особенно поражает тот факт, что второй геном такой гибкий и это так резко контрастирует с нашей собственной ДНК.

Наше питание, домашние любимцы, место рождения — все это вызывает изменения в коллективе наших микроскопических жильцов. Мы действуем на них бессознательно. Но вы только представьте, какие перспективы открываются вместе с возможностью изменять наш микробиом к лучшему.

«Предчувствую, что не пройдет и пяти лет, как во время визита к врачу, когда вам будут делать анализ крови на холестерин и т.п., одновременно будут оценивать и ваш микробиом, — объясняет профессор Краян. — Микробиом — это фундаментальное будущее персонализированной медицины».

Джеймс Галлахер, ведущий программы The Second Genome, BBC Radio 4

(Источник: ВВС-Украина)