Оксана Жданова - Микроб гениальности глазами микробиолога и психиатра. Междисциплинарное путешествие

Ученые склонны рассматривать микробиоту не просто как эволюционно сложившуюся совокупность микроорганизмов, максимально адаптированных к жизни в организме многоклеточных, но как своеобразный орган или даже систему.

Действительно, можно провести ряд параллелей между микробиотой и «традиционным органом». Как известно, органы состоят из тканей (клеток, осуществляющих определённые функции) и имеют свою структуру.

Этот своеобразный орган начинает формироваться у нас сразу после рождения, полностью созревая к 1—2 годам и функционирует на протяжении всей жизни. Слизистая оболочка желудочно-кишечного тракта покрыта слоем слизи, выполняющего защитную роль. В этом то слизистом слое и располагаются представители микробиоты. По сути дела, слизистый слой выступает в качестве остова, а функциональная роль принадлежит микроорганизмам. Кстати, микробиота принимает самое непосредственное участие в формировании этого остова.

Организм хозяина и его микробиота вместе образуют единую экологическую систему. Мы предоставляем микробам благоприятные для них места обитания и пищу. А что же мы получаем взамен? Вот лишь некоторые наиболее важные функции, делающие микробиоту неотъемлемой частью нашего организма (Юдина Ю. В., и др., 2019; Dinan K., Dinan T.G., 2022; Sun P. и др., 2021):

· Защищает от внедрения «пришельцев», в том числе и болезнетворных. Занимая определённый биотоп, представители микробиоты эффективно конкурируют с чужаками за места прикрепления на поверхности слизистых оболочек и кожи, питательные субстраты, факторы роста. Кроме того, они создают неблагоприятные условия для заселения и размножения микробов, проникающих из вне: закисляют среду обитания, продуцируют бактерицидные вещества.

· Участвует в формировании слизистой оболочки, утилизируя компоненты слизи, продуцируемой кишечными клетками.

· Тренирует нашу иммунную систему. Являясь постоянным источником принципиально чужеродных веществ, наши симбионты обучают и стимулируют клетки лимфоидной ткани кишечника. В результате чего на слизистых оболочках появляются так называемые секреторные антитела (иммуноглобулины обеспечивающие местную защиту) и клетки-защитники – фагоциты.

· Обеспечивает полноценное пищеварение. Гены микробов кодируют многие ферменты, необходимые для расщепления растительных волокон и некоторых полисахаридов (целлюлозы, крахмала и др.). При этом образуются короткоцепочечные жирные кислоты, которые являются важным энергетическим субстратом для клеток кишечника. Ферменты, продуцируемые микроорганизмами, участвуют в превращение желчных кислот, необходимых для переваривания жиров. Регулируют газовый состав кишечного содержимого, стимулируют двигательную активность кишечника.

· Участвует в детоксикации. Представители микробиоты превращают токсичные продукты белкового распада, образующиеся в процессе пищеварения, в нетоксичные.

· Синтезирует некоторые витамины и биологически активные вещества, необходимые для регуляции работы внутренних органов и центральной нервной системы.

Но самым интересным, на наш взгляд, является взаимодействие между микробиотой кишечника и центральной нервной системой, которое в научной литературе называют «ось мозг – кишечник». Как же осуществляется это взаимодействие и при чем тут микробиота?

Бактерии в ходе своей жизнедеятельности сами продуцируют сигнальные вещества или стимулируют их образование иммунными и эндокринными клетками, ассоциированными с кишечником. Как правило, эти вещества не попадают прямо в мозг, они должны трансформироваться в понятные для него сигналы. Для этого между кишечником и мозгом существует целый ряд посредников. К таким посредникам относятся кишечная нервная система и блуждающий нерв. Кишечная нервная система – большая и сложная часть периферической нервной системы. Эта система располагается в оболочках желудочно-кишечного тракта, и почти автономно и регулирует его работу. В состав кишечной нервной системы входят особые клетки, назовем их «переводчиками», поскольку они «понимают» язык иммунной и нервной систем, а также язык гормонов. Клетки-переводчики получают сигналы из кишечника, трансформируют их и передают информацию в мозг, а он в свою очередь, регулирует работу кишечника.

Оказалось, что таким образом микробиота способна регулировать аппетит и чувство насыщения и даже определять даже наше психоэмоциональное состояние и когнитивные способности.

Любые изменения в составе микробиоты, особенно той части, которая продуцирует короткоцепочечные жирные кислоты, способны не просто «рассорить» мозг с кишечником, но и серьезно нарушить работу мозга. Тут в пору задуматься, кто же в нашем теле настоящий хозяин?

«Паразит – он и есть паразит!» – скажет просветленный читатель. Все это верно, с позиций антропоцентризма. Попробуем взглянуть на взаимоотношения участников системы «паразит-хозяин» с другого ракурса. Ведь, если рассматривать один и тот же предмет в трех разных плоскостях, то можно увидеть три совершенно разных объекта. Но истинное представление о нем мы получаем только в трехмерном пространстве. И так со многим в жизни.

Чаще всего говоря о болезнетворных микроорганизмах, мы смотрим сквозь «медицинскую призму», которая определяет и безусловную вредность, и опасность для человека. В этом вопросе мы – сторона заинтересованная, и, конечно, теперь, имея глубокие научные знания, имея высокотехнологичные средства, хотим получить сатисфакцию за все поражения, которые человечество несет в вечной борьбе с инфекциями.

С точки зрения «хозяина» паразит представляет собой абсолютное зло, с которым необходимо бороться всевозможными методами. Интересно, а как эта проблема выглядит с точки зрения самого паразита?

Попробуем разобраться и ответить на несколько вопросов:

1. Кто, из участников системы «паразит-хозяин», и в какой ситуации извлекает для себя наибольшую выгоду?

2. Является ли гибель хозяина целью паразита?

3. Могут ли быть инфекции полезными для хозяина?

Как вы помните, при инфекционных заболеваниях исходы бывают разные. Полное изгнание возбудителя из организма, сопровождающееся исчезновением всех признаков заболевания называют выздоровлением. В этой ситуации получение наибольшей выгоды смещается в сторону организм хозяина. Он в ходе заболевания приобретает иммунитет (невосприимчивость) к повторному заражению тем же возбудителем. И, повстречавшись на своем жизненном пути с таким же возбудителем, будет вооружен антителами и клетками лимфоцитами-убийцами.

А что же возбудитель? Он получает шанс размножиться и сменить хозяина, но только при благоприятном стечении обстоятельств. Ведь яркое проявление болезни легче заметить, диагностировать и лечить. В современных условиях больного с яркими симптомами проявления инфекции, как минимум, изолируют от общества и тем самым лишат возбудителя возможности смены хозяина. А еще чего доброго лечить примутся. Принимая во внимание обширный арсенал противомикробных препаратов, лечение чаще всего оказывается достаточно успешным, чтобы прекратить существование конкретного микроба и его потомства в конкретном организме хозяина.