Джастин Сонненбург - Здоровый кишечник. Как обрести контроль над весом, настроением и самочувствием

Кроме того, у мышей без микрофлоры обнаружились проблемы с памятью. Ученые устроили двум группам мышей (с микрофлорой и без нее) тест на запоминание [79] Gareau, M. G., et al. “Bacterial Infection Causes Stress-Induced Memory Dysfunction in Mice”. Gut 60.3 (2011): 307–317. Print. . Мышам дали пять минут на исследование двух новых предметов: небольшого гладкого кольца для салфетки и большого кольца в клеточку. Затем предметы убрали. Через 20 минут большое кольцо в клеточку вернули вместе с формочкой для печенья в виде звезды (ее мыши еще не видели). Если мышь запомнила кольцо, она уделяла ему меньше внимания и больше времени тратила на изучение незнакомой формочки для печенья. Особи с нормальной микрофлорой именно так и поступали. Грызуны без микрофлоры тратили на исследование «старого» кольца столько же времени, сколько и на «новую» формочку. Они забыли предмет, который видели 20 минут назад.

Важно помнить (и, может быть, микрофлора вам в этом поможет), что с людьми невозможно повторить главное условие этих экспериментов — отсутствие микрофлоры. Мы все «колонизированы». Однако использование крайностей (никаких микробов против множества микробов) в этих исследованиях убедительно демонстрирует, что микрофлора может ощутимо воздействовать на поведение и память.

Мы можем предположить, что микрофлора повышает шансы на выживание своего носителя, делая его более осторожным или улучшая его память. Возможно, современные люди — результат многих поколений микрофлоры, помогавших нашим предкам принимать решения, продлевающие жизнь. Роль, которую кишечные бактерии играют в становлении нашей личности и интеллекта, по-прежнему не очень ясна, но несомненно, что микрофлора не только переваривает еду. Вы не сможете свалить вину за забытую годовщину свадьбы на недавний курс антибиотиков, однако, внимательно прислушиваясь к своему нутру, возможно, различите биохимический шепот микробов. Микрофлора может быть заключена в стенках пищеварительного тракта, но очевидно, что ее влияние простирается за его пределы. Химические вещества, производимые бактериями, могут проникать в стенки кишечника, просачиваться в систему кровообращения и достигать мозга. Исследователи активно стараются определить состав этих химических веществ, чтобы понять, каким образом они могут влиять на наше психическое состояние.

Пересадка микрофлоры может передать физиологические характеристики донора реципиенту. Стройная мышь наберет вес, если пересадить ей «тучную» микрофлору. Соответственно, пересадка «стройной» микрофлоры защищает особь от ожирения. Но если микрофлора влияет на работу мозга, изменят ли пересаженные микробы настроение или личность человека? Можно ли использовать «счастливую» микрофлору для борьбы с депрессией?

В 2011 году на эти вопросы попытались ответить исследователи в канадском университете Макмастера в Онтарио [80] Bercik, P., et al. “The Intestinal Microbiota Affect Central Levels of Brain-Derived Neurotropic Factor and Behavior in Mice”. Gastroenterology 141.2 (2011): 599–609,09. e1–3. Print. . Ученые работали с двумя группами лабораторных мышей: беспокойных мышей (Balb/c) и общительных особей (NIH Swiss). Для оценки нервозности или общительности исследователи помещали мышей на приподнятую платформу и записывали, сколько времени у них уходило на спуск. Долгая задержка перед спуском с платформы указывала на то, что мышь нервничала по поводу своего опасного положения. Чем увереннее в себе была мышь, тем быстрее она спрыгивала вниз. Balb/c проводили на платформе в среднем по четыре с половиной минуты, осторожно пытаясь спуститься. NIH Swiss спрыгивали за считаные секунды.

Затем ученые поменяли микрофлору особей двух групп и повторили эксперимент с платформой. Когда микрофлора от Balb/c была пересажена в NIH Swiss, последним, ранее таким самонадеянным, потребовалось больше минуты, чтобы спуститься с платформы. Пересадка микрофлоры от уверенных в себе NIH Swiss в прежде беспокойных Balb/c сократила время их спуска более чем на минуту. Так, изменив микрофлору, исследователи значительно изменили уровень тревожности и связанное с ним поведение грызунов.

Ученые обнаружили, что пересадка микрофлоры воздействовала на уровень нейротрофического фактора мозга (BDNF) в гиппокампе. BDNF — это белок, нарушение функционирования которого связано с такими заболеваниями, как депрессия, шизофрения и обсессивно-компульсивное расстройство. Низкий уровень BDNF в гиппокампе ассоциируется с тревожным расстройством и депрессивным типом поведения. Получив микрофлору беспокойных грызунов, ранее общительные мыши стали более робкими. Кроме того, у них наблюдались значительные изменения биохимических процессов мозга.

С научной точки зрения механизм изменения поведения пока непонятен. Каким-то образом микрофлора влияет на уровни BDNF (и других химических передатчиков) в мозге. Химические изменения сопровождаются переменами в настроении и поведении организма-хозяина, в данном случае мыши. Каким образом бактерии в конце пищеварительного тракта могут поменять уровень белка в черепе наверху? Мы уже давно знаем, что мозг физически и химически привязан к кишечнику. Благодаря этой связи мозг получает информацию, когда мы начинаем испытывать голод. Учитывая, что питание жизненно важно для выживания, логично, что организм соединяет кишечник и мозг. Однако очевидно, что «Покорми меня!» — далеко не единственное сообщение от кишечника мозгу.

Поглощая ДМУ, бактерии микрофлоры производят не только КЖК, но и огромное множество разных молекул. Некоторые оказываются у нас в крови и разносятся по организму. Многие из них токсичны. Они очищаются почками и выделяются с мочой. (Пациенты с почечной недостаточностью вынуждены регулярно проходить процесс диализа, чтобы избавиться от химических веществ, производимых микрофлорой.) Некоторые химические продукты микрофлоры напоминают лекарства и копируют структуру химических передатчиков нашего организма. Многие эти молекулы усваиваются в кишечнике и взаимодействуют с кишечными нейронами и иммунными клетками кишечной ткани. В некоторых случаях они попадают в систему кровообращения и добираются до мозга. Эти биологически активные химические вещества, производимые кишечными бактериями, омывают наши собственные клетки, передают сигналы нейронам и потенциально воздействуют на разум. Наша микрофлора — это фабрика лекарств, выпускающая фармацевтические препараты из кишечника — с прямым доступом к мозгу.

Неизвестно, зачем микрофлора производит химические вещества, похожие на лекарства. Возможно, действие некоторых из них повышает наш аппетит — и кишечные бактерии получают больше пищи. Возможно, химические вещества поддерживают другие функции. Они пока не исследованы, но, безусловно, полезны для бактерий, которые производят эти вещества. Это может быть, например, изменение моторики кишечника или влияние на иммунитет. Необходимо больше исследований, чтобы узнать действие этих «лекарств» и лучше понять триллионы производящих их «фармацевтов».