В новом исследовании предполагается, что для подержания здоровья мозга нам необходимо заботиться о нашем кишечном микробиоме. Лучшее, что можно сделать прямо сейчас — это не принимать таблетки и биодобавки, а повысить качество питания.
Всё больше растёт понимание того, что бесчисленные микробы в нашем кишечнике помогают нам переваривать пищу, всасывать необходимые питательные вещества и препятствовать появлению вредоносных организмов. Менее интуитивной — вероятно даже запредельной — является мысль о том, что эти микробы также могут влиять на наше настроение, наше умственное здоровье и то, каких результатов мы достигаем в когнитивных тестах. Но доказательства того, что они действительно на это способны, продолжают накапливаться.
Почти двадцать лет невролог Джон Крайан из Ирландского национального университета Корка в Ирландии занимался поиском способов, с помощью которых микробы кишечника влияют на мозг и поведение человека и других животных. К его удивлению, многие эффекты, которые он наблюдал на крысах, похоже имеют отражение у нашего собственного вида. Особо следует отметить, что исследование Крайана с коллегами показало, что пересаживание микробов из кишечника людей с такими психическими расстройствами, как депрессия в кишечники грызунов может вызывать сопоставимые симптомы у этих животных.
Такие эффекты могут происходить несколькими способами — через черепной нерв, соединяющий кишечник с мозгом, через влияние бактерий кишечника на нашу иммунную систему, или за счёт синтеза микробами молекул, которые наши нервные клетки используют для общения. Крайан и соавторы обобщают свои знания в серии статей, в числе которых и «Человек и микробиом: новая теория всего?» (Man and the Microbiome: A New Theory of Everything?), опубликованная в «Ежегодном обзоре клинической психологии». Крайан сказал журналу Knowable, что несмотря на то, что потребуется намного больше исследований, чтобы точно определить механизмы и выяснить как применить полученные знания, кое-что мы уже можем сделать.
«Человек и микробиом: новая теория всего?» — со всем уважением, не слишком ли амбициозно?
Признаюсь, есть здесь некоторое преувеличение. Но мы пытаемся донести, что нет ничего странного в том, что микробиом участвует во всём, поскольку микробы появились раньше, поэтому эволюция нашего вида происходила в их присутствии. Мы смогли показать, что взросление в стерильных условиях действительно пагубно влияет на развитие мозга у мышей, например, различными способами.
Наша иммунная система также полностью формируется микробными сигналами. Этим маршрутом воспаление в нашем кишечнике может негативно влиять на наше настроение и являться причиной симптомов нездорового поведения, которые весьма подобны важным аспектам депрессии и тревожного расстройства. Также известно, что многие психические расстройства также связаны с различными желудочно-кишечными проблемами, хотя зачастую причина и следствие пока не ясны. Так что если вы заняты изучением организма человека, включая мозг, и игнорируете микробов — вам же хуже.
Большинство людей разделяет мысль о том, что микробы кишечника влияют на наше здоровье, но может быть намного труднее принять, что они также влияют на то, как мы чувствуем себя и как мы мыслим. Как вы убедили себя в том, что это правда?
Я — нейробиолог стрессовых состояний, поэтому я обучался работе с расстройствами, связанными со стрессом, такими как депрессия и панические атаки, и лично мой интерес состоял в использовании моделей стресса у животных с целью поиска новых терапевтических стратегий.
Когда я перевёлся в Ирландский национальный университет в Корке в 2005 году, я повстречал исследователя-клинициста Теда Дайнана и мы начали работать вместе с целью изучения синдрома раздражения толстой кишки, весьма распространённого расстройства, которое характеризуется изменением поведения кишечника и болями в брюшной полости.
Это меня интересовало, поскольку стало совершенно ясно, что это расстройство также связано со стрессом. Таким образом, мы начали работать на животной модели, именуемой моделью отлучения от матери, когда крысят отлучают от матерей на ранней стадии жизни и когда они вырастают у них развивается стрессоподобный синдром.
Шиван О’Махони, на тот момент аспирантка, также хотела посмотреть на микробиом, и я помню, как сказал ей: «Нет! Сконцентрируйся!». Но она всё равно занялась этим и обнаружила признаки этого ранневозрастного стресса в микробиоме взрослых крыс. Для меня это был своего рода момент эврики.
Следующий кусочек головоломки был найден, когда мы показали, что мыши, родившиеся в стерильных условиях, имеют избыточный стрессовый ответ при взрослении. Так что мы уже ранее продемонстрировали, что стресс влияет на микробиом, а теперь мы показали, что микробиом регулирует то, каким образом мышь отвечает на стресс. Оказалось, что в одном очень хорошем японском исследовании это уже было продемонстрировано.
Третьим кусочком головоломки для меня было поставить вопрос — можем ли мы изменять микробиом для того, чтобы нивелировать некоторые эффекты стресса. В 2011 году мы смогли показать, что определённый штамм бактерии Lactobacillus, который давали здоровым, нормальным мышам в стрессовой ситуации, глушил стрессовый ответ, и что для этого требовался черепной нерв, который соединяет кишечник с мозгом.
Все эти три вещи вместе, с 2006 по 2001 год, совершенство кристаллизовали мой интерес к связи между микробиомом кишечника, мозгом и поведением. С тех пор мы находимся в этом волшебном путешествии с целью испытать эти открытия и понять их, раскрыть механизмы их действия и узнать как они применимы к человеку.
Можете объяснить как выглядит мышь в состоянии депрессии или панической атаки и какие у вас для этого критерии?
Один из способов увидеть, что им страшно — количественно оценить как часто мыши выходят на открытые пространства, которых обычно они избегают. Если дать мыши «Валиум» или другой препарат, притупляющий чувство тревоги, она выйдет на простор и будет исследовать всё вокруг и станет беззаботной, если не сказать даже малость неразумной. Депрессию часто изучают, наблюдая за мышами в цилиндре с водой. Они хорошо плавают, но плавать они не любят, так что спустя некоторое время они останавливаются и принимают бездвижную позу. Но если вы дадите им иммунодепрессанты, они плавают дальше.
Такого рода парадигмы показали свою состоятельность в исследованиях фармакологических агентов, используемых в психиатрии человека, поэтому они идеальны для выяснения могут ли манипуляции с микробиомом обладать подобным эффектом. Это можно сделать путём трансплантации микробов, используемых в мышиной модели психиатрического заболевания, здоровой мыши с целью посмотреть послужит ли это причиной подобных проблем, или наоборот — можно ли таким образом решить их.
Следуя подобной логике мы показали, что микробиом может быть важной составляющей при старении мозга и снижении умственных способностей. Мы взяли микробиом мыши возрастом восемь недель и дали его 22-месячным животным — это очень старые мыши. И мы смогли показать широкомасштабные изменения во всём организме — в микробиоме и иммунной системе, а также в гиппокампе, разделе мозга, связанном с памятью.
У старых животных, получавших микробиом молодых, по химическому составу гиппокамп выглядел полностью омолодившимся. Кроме того, они показывали намного более высокие результаты в лабиринтах, спроектированных с целью испытать их память. Эти результаты на данный момент повторили в двух других лабораториях, что даёт дополнительные основания им доверять.
Подобные эксперименты сложно, если не невозможно, провести на людях. Как совершить этот прыжок?
Один из способов — пересадить микробов из кишечника людей с психиатрическими расстройствами грызунам, чтобы выяснить могут ли они быть причиной подобного поведения. Это уже сделано в отношении депрессии, приступов паники, социального тревожного расстройства, и даже болезни Альцгеймера. В одном из наших собственных исследований мы перенесли фекальную микробиоту пациентов с депрессией на крысиную модель. В результате было получено поведение, напоминающее крысиную модель депрессии, вроде повышенной тревожности и незаинтересованности в вознаграждении, вдобавок к воспалению.
Кроме того, мы можем узнать, присутствуют ли у людей с психиатрическими расстройствами те же штаммы бактерий, которые мы идентифицировали в качестве хулиганов у грызунов, и могут ли штаммы, которые полезны для грызунов, так же помочь людям.
Что я по-настоящему хотел бы сделать, так это понаблюдать за большой группой здоровых людей в течение пары лет и зафиксировать их умственное здоровье и состояние мозга, а также изменения в их микробиоме, и регулярно пересаживать их кишечный микробиом мышам. Это дало бы нам намного лучше понять как эти связи эволюционируют.
Считаете ли вы, что некоторые пробиотики, доступные сейчас в продаже, могут быть полезны, или не совсем?
По моему мнению, многие так называемые пробиотики — вовсе не пробиотики. Пробиотики по определению — это живые микроогранизмы, которые, если принимать их в адекватных количествах, способны приносить пользу для здоровья. Большинство того, что продаётся в магазинах, никогда не отвечает этому критерию. Чтобы продемонстрировать, что что-либо способно принести пользу для здоровья, вам требуются клинические исследования, чтобы показать, что оно эффективнее плацебо. Это первое. Во-вторых, вам требуется показать, что микробы живы, и что они способны выжить в кислой среде желудка.
Для некоторых продуктов были проведены должным образом организованные рандомизированные контролируемые исследования. Но для большинства продуктов, доступных сегодня в продаже, подобные исследования не проводились, поскольку регламентирующие органы не требуют их проведения в отношении пробиотиков так, как они этого требуют в отношении лекарственных препаратов.
Есть огромное количество фуфломицина. Для большинства людей это может быть безвредно, но если у вас подавлен иммунитет, это может быть опасно: даже полезные бактерии могут причинять огромный вред, если ваша иммунная система не функционирует должным образом.
Поймите меня правильно, я полагаю, что есть много перспективных открытий, но эта область по большому счёту находится в ранней стадии развития. Сейчас я испытываю намного больший энтузиазм в отношении цельнопищевых методик, когда питание людей адаптируется под употребление большего количества ферментированных продуктов, являющихся источником полезных бактерий, и волокон, которые требуются для выживания многих полезных членов нашего микробиома. И это уже сейчас может сделать каждый.
Вы проводили эксперименты, в которых показано, что такое питание может улучшить умственное здоровье?
Мы провели небольшое исследование того, что мы именуем психобиотической диетой. Кирстен Бердинг, немецкий диетолог, которая была постдокторантом в моей группе, взяла группу плохо питающихся людей чувствительных к стрессу, а именно — наших студентов, и на месяц посадила их на диету с существенно повышенным содержанием ферментированных продуктов и волокон, чтобы помочь микробиому. Мы показали, что чем лучше исследуемые следовали диете, тем больше у них понижался стресс.
Это исследование не было идеально слепым, так как люди знали что они едят, но не знали с какой целью. И это было лишь начало — сейчас мы проводим намного более длительное исследование с целью как следует разобраться с этим вопросом.
Мы также провели небольшое рандомизированное контролируемое исследование с волокном полидекстрозы, где было показано, что оно улучшает показатели добровольно участвовавших здоровых пациентов в ряде когнитивных тестов.
Очевидно, что требуется больше работ подобного рода. Но в данном случае я не считаю, что нам нужно ждать этого. Рассмотрим, например, эксперимент, где мы пересаживали микробов от молодых мышей старым — я не рекламирую пересадку какашек старикам. Мы обнаружили, что чем более разнообразно ваше питание, тем более разнообразен ваш микробиом, и тем лучше будет ваше здоровье когда вы состаритесь. Если взять пресную бежевую пищу, которую сегодня дают во многих домах престарелых и больницах, то это не та диета, которая помогает людям поддерживать здоровый микробиом, а следовательно — здоровый мозг.
Мы провели исследование на мышах, в котором скорректировали их диету так, чтобы в ней было намного больше инулина, волокна, которое, как нам известно, поддерживает рост полезных штаммов бактерий, и обнаружили, что нам удалось приглушить нейровоспаление, которое часто связано со снижением умственных способностей при старении. Это волокно присутствует в нашем ежедневном рационе — его много в таких овощах как лук-порей, артишоки и цикорий. Может быть, если вы думаете что у вас кризис среднего возраста, лучше забыть про мотоцикл и начать выращивать овощи.
«Может быть, если вы думаете что у вас кризис среднего возраста, лучше забыть про мотоцикл и начать выращивать овощи».
— Джон Крайан
Всё это у здоровых пациентов. Как вы думаете — может ли такая диета помочь людям с умственными проблемами?
Считаю, но разумеется нам нужно это проверить. Проведённое нами ранее исследование показало, что студенты, рождённые через кесарево сечение, у которых отсутствовали некоторые микробы, приобретаемые новорожденными в ходе вагинальных родов, имели повышенный иммунный и психологический ответ как на хронический, так и на острый стресс, что совпадает с нашими результатами у мышей. Было бы интересно проверить, пошла бы им на пользу психобиотическая диета.
Как я сказал, многие психиатрические расстройства также связаны с воспалением и другими проблемами в кишечнике. Конечно, эта связь работает в оба конца, и не всегда ясно в каких масштабах неполадки в кишечнике являются причиной проблем с умственным здоровьем, или тут немного и того, и другого. Но если мы сможем показать, что более здоровый микробиом может улучшить умственное здоровье — это будет прекрасной новостью!
Вот чем так привлекателен микробиом — он вероятно больше поддаётся модификации, чем всё остальное в нашем организме. Если мы поймём как это работает, это может дать людям больше вариантов улучшить своё здоровье, даже если, выражаясь микробиологически, старт у них был не очень. Вот чего мы надеемся достичь.
Автор — Тим Верниммен (Tim Vernimmen) — внештатный научный журналист, живущий в Бельгии близ Антверпена. Он написал это в соавторстве со своим микробиомом и в благодарность купит ему побольше волокон.
Перевод — Александр Горлов, «XX2 ВЕК». Источники.
Вам также может быть интересно: