Наш мозг и кишечник связаны друг с другом. Мы «нутром чуем» человека или событие, или мы чувствуем «бабочки» в нашем желудке, когда происходит что-то захватывающее. Нейробиологи все больше осознают, что наш кишечник может содержать ключевые сведения о функции мозга.
У самой кишки есть то, что часто сравнивается с «мини-мозгом» - обширной сетью нейронов, называемой кишечной нервной системой. Мозг и энтеральная нервная система общаются, а общую линию связи между ними часто называют осью кишка-мозг.
Кишечно-мозговая магистраль
Кишка взаимодействует с мозгом через гормоны, выброшенные в кровоток, которые пересекают гематоэнцефалический барьер, контролируя наше желание пищи. Например, кишечный гормон грелин говорит нам, когда мы голодны, а другие гормоны, такие как глюкагоноподобный пептид 1 (GLP-1), влияют на сытость или говорят нам, когда мы наелись. Такие гормоны действуют на сигнальных нейронных цепях в мозге, объясняя, почему еда на вкус лучше, когда мы голодны.
Кишка также создает нейротрансмиттеры, которые молекулы нейронов используют для общения в синапсах. Одним из таких нейротрансмиттеров является серотонин (он же 5-гидрокситриптамин, 5-НТ). Около 90% общего серотонина тела производится в кишечнике, а остальные – в нервной системе. В кишечнике специализированные энтерохромафиновые клетки, выстилающие стенку кишечника, производят и выделяют серотонин, где он играет важную роль в контроле перистальтики – волнообразных сокращений стен кишечника, которые выжимают пищу вдоль пищеварительного тракта. Некоторые нейроны в кишечной нервной системе также используют серотонин в качестве нейротрансмиттера.
Важно! Кишка не является мозговой «серотониновой фабрикой». Нейроны в мозге делают свои собственные нейротрансмиттеры. Кроме того, секретируемый серотонин (и другие нейротрансмиттеры) не может пересекать гематоэнцефалический барьер, поэтому маловероятно, что серотонин кишечника напрямую влияет на функцию мозга через кровоток.
Ось мозг-кишечник-микробиом
Есть еще один важный игрок в разговоре о мозге. Наш кишечник является домом для всей экосистемы микробов, которые контролируют пищеварение, борьбу с патогенами и модулируют производство гормонов и нейротрансмиттеров. Коллектив этих микробов называется «кишечным микробиомом». У среднего человека около 1,5 кг бактерий в кишечнике – подобно весу мозга! Кишечные бактерии также создают нейротрансмиттеры, включая γ-аминомасляную кислоту (ГАМК), серотонин, допамин и ацетилхолин.
Кишечные бактерии общаются с энтеральной нервной системой и мозгом, но точный метод коммуникации неизвестен - исследователи называют это «черным ящиком». Возможные линии коммуникации включают гормоны, молекулы иммунной сигнализации, метаболические пути и через блуждающий нерв.
Пискливые чистые мыши
Большая часть исследований микробиома на сегодняшний день использовала мышей, свободных от вируса, в высокостерильных условиях. Мыши, свободные от вируса, рождаются кесаревым сечением, тем самым предотвращая перенос микробов от их матери. Они растут внутри стерильных изоляторов, питаются очищенной пищей и водой и дышат отфильтрованным воздухом. Безмикробная мышь представляет собой пустой холст, когда речь заходит о микробиоме кишечника.
Трансплантация фекальных микробиомов (FMTs aka poo transplants) в таких мышей позволяет исследователям исследовать, как конкретный профиль микробиома кишечника может изменять функцию мозга. Одно исследование показало, что мыши без микробов, которые получали FMT от стрессовых мышей, стали более нервными в новой среде - по существу, принимая нервозность от своего донора. Для сравнения, безвредные мыши, получавшие FMT от более любопытных и любознательных мышей, стали менее тревожными в странных ситуациях.
Эти эксперименты показывают, что присутствие и состав микробиомы кишечника обеспечивают сигнал к мозгу через ось кишечник-мозг, что, в свою очередь, изменяет эмоции грызунов.
Однако очень важно понять, что безмикробные мыши не являются типичными мышами. Мыши, свободные от вируса, выращиваются в искусственных средах при отсутствии микроорганизмов для формирования их иммунных систем. Их поведение принципиально отличается от стандартных лабораторных мышей; особенно стрессовые реакции и социальные реакции.
Можем ли мы «сбалансировать» мозг с бактериями?
Изменение микробиома через FMT может изменить химию мозга. Сообщения о случаях заболевания у людей предполагают, что FMT могут иметь терапевтический потенциал для расстройств, включая аутизм, синдром хронической усталости и рассеянный склероз, но требуется гораздо больше исследований. Существует общепризнанный «разрыв» между исследованиями нейронауки грызунов и их применением у людей.
Если вам понравился материал, ставьте лайк, и подписывайтесь на наш канал! Впереди вас ждет еще много интересного о развитии возможностей нашего мозга.