Эмеран Майер - Второй мозг: Как микробы в кишечнике управляют нашим настроением, решениями и здоровьем

Результаты долговременных исследований грудного вскармливания позволяют ответить на этот вопрос утвердительно. В ходе нескольких таких исследований детей не только наблюдали на протяжении всего периода взросления, но и измеряли их познавательные и интеллектуальные способности. Такие исследования, в ходе которых ученые на протяжении многих лет периодически получали от испытуемых интересующие их показатели, можно считать своего рода кинофильмом, демонстрирующим развитие определенного процесса. И главное состоит здесь в том, что ученые при таком подходе могут выявить причинно-следственные зависимости. Долговременные исследования показали, что чем дольше ребенок находится на грудном вскармливании, тем больше его головной мозг, что, как считают, свидетельствует о лучшем умственном развитии.

Кормление грудью может улучшить эмоциональное и социальное развитие ребенка. Ученые из Институт а Макса Планка в Лейпциге исследовали способность восьмимесячных младенцев, находившихся на грудном вскармливании, распознавать эмоции, выражаемые языком тела. Для этого им показывали изображения людей, испытывавших состояние счастья или страха. Результаты оказались впечатляющими: младенцы, которых вскармливали грудью в течение более длительного времени, чаще реагировали на телесные проявления счастья, чем младенцы, которых меньше кормили грудью. Умение узнавать такие важные эмоции, как счастье или гнев, по выражению лица и позе предоставляет младенцам очень важный инструмент, имеющий решающее значение для их эмоционального и социального развития.

Как именно грудное вскармливание изменяет участки головного мозга, отвечающие за усвоение указанных навыков? Результаты лейпцигского исследования позволяют предположить, что это происходит отчасти благодаря действию окситоцина. Разнообразие сенсорных стимулов, в том числе нежные прикосновения, укачивание ребенка или вызванные питательными веществами ощущения в пищеварительном тракте, высвобождают в головном мозге окситоцин. Этот гормон выделяется и в мозге кормящей матери (где он стимулирует отделение молока), и в мозге ее ребенка. Окситоцин усиливает аффилирование — потребность в симпатии и привязанности окружающих, а это наводит на мысль о том, что его высвобождение во время кормления способствует большему сближению матери и ребенка. Последующие исследования дали основания предположить, что положительный эффект продолжительного грудного вскармливания зависит от состава генов младенцев, так как благоприятное воздействие наблюдалось только у младенцев, которые имели определенную генетическую вариативность в сигнальной системе окситоцина.

Хотя исследования взаимосвязи между грудным вскармливанием и эмоциональной реактивностью сами по себе представляют большой интерес, в них не ставился вопрос о том, какой именно аспект грудного вскармливания отвечает за выброс окситоцина в головном мозге. «Грудное вскармливание — нечто гораздо большее, чем просто питание», — писал руководитель этих исследований Тобиас Гроссманн. Что является причиной — положительный опыт, получаемый младенцем при более продолжительном контакте с матерью, оральная стимуляция (способствующая высвобождению окситоцина у матери) или потребление молочного сахара (что может стимулировать высвобождение опиоидоподобных молекул в мозге младенца)? Или все дело в том, что схожий с валиумом метаболит воздействует на аминокислоту ГАМК, которую кишечная микробиота младенца производит в ответ на регулярное поступление олигосахаридов грудного молока?

В ходе нашего эксперимента в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе проводилась томография головного мозга взрослых женщин-добровольцев, которым на регулярной основе давали обогащенные пробиотиками йогурты. Было установлено, что пробиотики влияют на активность некоторых эмоциональных областей головного мозга. Интересно, что частично эти области совпадают с областями, которые активизировались при грудном вскармливании младенцев, как это было установлено в исследованиях группы Тобиаса Гроссманна. Нам удалось обнаружить, что между объемом определенных областей головного мозга и общим составом кишечной микробиоты существует корреляция. Быть может, эта взаимосвязь между головным мозгом и кишечными микроорганизмами развивается в раннем возрасте, когда формируются и архитектура головного мозга, и состав кишечной микробиоты? Судя по тому, что мы знаем обо всем этом сегодня, решающую роль здесь может играть количество и продолжительность поступления олигосахаридов грудного молока в механизм производства метаболитов в пищеварительном тракте младенца.

Изменение диеты может коренным образом поменять условия жизни кишечных микроорганизмов. В пищеварительном тракте их триллионы, и многие могут быстро размножаться. Это означает, по крайней мере в теории, что естественный отбор также может действовать быстро, давая возможность размножиться более приспособленным микроорганизмам, а менее пригодным — затаиться или вообще исчезнуть.

Но это не единственно возможный сценарий. Живущие в пищеварительной системе микроорганизмы тоже могут адаптироваться к новым условиям, меняя экспрессию генов, чтобы активизировать новые базовые функции и отключить те, которые больше не нужны. Чтобы выяснить, по какому сценарию будут развиваться события и как серьезное изменение диеты влияет на состав кишечных микроорганизмов, несколько групп ученых провели исследования того, насколько различия в пищевых привычках людей, живущих в промышленно развитых странах, находят отражение в изменениях их микробиоты и производимых ею метаболитов. Группа Питера Тернбо из Гарвардского университета изучала срочный эффект переключения здоровых людей с привычной для них диеты на диету на растительной основе (богатую зерновыми, бобовыми, фруктами и овощами) или, наоборот, на диету с обилием продуктов животного происхождения и высоким содержанием жиров (мясо, яйца, сыры).

Кратковременный переход отдельных людей с привычной диеты на растительную или животную приводил к изменению состава их кишечной микробиоты. Эти изменения были схожи с теми, о которых мы говорили, анализируя различия микробиомов травоядных и плотоядных животных и различия микробиомов жителей США и представителей племен с доисторической диетой. Интересно, что по сравнению с диетой на растительной основе животная диета с высоким содержанием жиров сильнее влияет на базовый состав микробиоты и приводит к преобладанию определенных видов микроорганизмов. Можно предположить, что такая диета представляет собой более серьезное отклонение от прежней диеты испытуемых, чем растительные диеты. У испытуемых, которые придерживались диет на животной основе, также наблюдалось увеличение численности микроорганизмов, устойчивых к желчным кислотам (необходимых для всасывания жира в тонкой кишке) и сниженным уровням бактерий, которые усваивают сложные молекулы сахара, содержащиеся в растениях. Когда испытуемых-вегетарианцев перевели на диеты на животной основе, в их ЖКТ сократилось количество микроорганизмов, распространенных в доисторических и аграрных обществах, что подтверждает важность популяций этих микроорганизмов для усвоения растительных углеводов.