Не так давно выяснилось, что между такими, казалось бы, далекими органами, как кишечник и мозг, есть прямая функциональная связь, в которой участвуют наши кишечные бактерии. Но оказывается, влиять на работу «оси кишечник-иммунитет-мозг» могут и другие симбиотические микроорганизмы человека – относящиеся к царству грибов
То, что микроорганизмы могут управлять нашим поведением, немного пугает. И кстати, в мире животных подобные примеры не редкость. Так, грибы Entomophaga grylli, прорастая в теле такого насекомого, как кузнечик, «заставляют» его перед смертью забраться повыше и принять позу, способствующую рассеянию грибных спор. А микроскопические Massospora меняют половое поведение зараженных им цикад, делая их сексуально гиперактивными.
К счастью, в нашем случае речь идет не о паразитических, а симбиотических грибах. Как известно, грибковые сообщества (микобиота) являются неотъемлемой частью микробиоты (микробиома) кишечника – совокупности всех населяющих его «оседлых» микроорганизмов.
Микробиом образовался в процессе совместной эволюции микро- и макроорганизмов, в результате чего между ними сформировались тесные симбиотические связи. Макроорганизм, такой как человеческое тело, предоставляет своим сожителям «кров и стол», а они, в свою очередь, повышают эффективность пищеварения, участвуют в обменных процессах, синтезируют различные биологически активные вещества, и т. п. Все эти взаимоотношения уже неплохо изучены в том, что касается кишечных бактерий, однако роль грибков во многом еще остается загадкой.
Недавно ученые из Медицинского колледжа Вейля при Корнельском университете (США) идентифицировали группу грибков, обитающих в слизистой оболочке кишечника не только человека, но и мышей, и оценили ее роль в физиологических процессах на примере этих лабораторных животных.
Оказалось, что грибки побуждают иммунные клетки Т-лимфоциты секретировать два сигнальных белка – интерлейкины 22 и 17. Первый белок работает непосредственно в кишечнике. Как известно, его слизистая оболочка, c одной стороны, должна обеспечивать поглощение питательных веществ и воды, с другой – препятствовать проникновению в кровоток кишечных микроорганизмов. Выяснилось, что с помощью интерлейкина 22 грибки поддерживают барьерные функции слизистой кишечника, защищая ее от таких угроз, как бактериальные инфекции. Этот вывод был подтвержден в эксперименте по внедрению специфического грибкового сообщества в кишечник мышей, лишенных обычной для них микрофлоры.
Что касается интерлейкина 17, то известно, что этот иммунный белок является провоспалительным и участвует во многих этапах иммунного ответа. При этом его сигнальный путь функционирует в совершенно разных тканях и органах, от хрящей и кишечника до легкого и головного мозга.
Как выяснилось, мыши, в кишечнике которых обитали грибки, отличались повышенной социальностью. Исследователи предположили, что за этот эффект отвечает именно интерлейкин 17, молекулы которого проникают в кровоток, а затем – в головной мозг, где и связываются со своими рецепторами. Что и подтвердилось в эксперименте: генно-инженерные мыши, в головном мозге которых был «отключен» ген, кодирующий рецептор к интерлейкину 17, не меняли своего поведения в ответ на колонизацию грибковым сообществом.
Результаты этой работы говорят о том, что мы еще очень мало знаем о способностях наших симбиотических кишечных микроорганизмов стимулировать разные функции мозга и таким образом оказывать разнообразное и зачастую неожиданное влияние на физиологию и поведение своих хозяев.
Фото: https://www.flickr.com