В исследовании, недавно опубликованном в Journal of Affective Disorders, ученые обнаружили доказательства того, что некоторые виды кишечных бактерий могут влиять на толщину коры головного мозга. В исследовании определены конкретные бактерии из родов Lactobacillales (Лактобациллы) и Bacillales (Бациллы) , которые потенциально связаны с изменениями в структуре мозга.
Наш кишечник кишит микроорганизмами, которые влияют на различные аспекты нашего здоровья, от метаболизма и иммунитета до риска развития заболеваний. Недавно ученые начали изучать, как эти микроорганизмы могут влиять на мозг. Это взаимодействие между кишечником и мозгом часто называют осью микробиота-кишечник-мозг. Предыдущие исследования показали, что изменения в составе кишечных бактерий связаны с различными функциями и расстройствами мозга, включая когнитивные способности и психические заболевания.
Однако механизмы, лежащие в основе этого влияния, до конца не изучены. Традиционные исследования сталкиваются с такими проблемами, как малый объем выборки и сопутствующие факторы, которые могут затушевать истинные эффекты.
В своем новом исследовании ученые из Столичного медицинского университета в Пекине попытались получить более четкие доказательства, используя метод менделевской рандомизации, который помогает вывести причинно-следственные связи из генетических данных. Этот метод позволяет использовать генетические вариации в качестве естественных экспериментов для изучения влияния модифицируемых факторов риска на состояние здоровья.
Исследователи использовали генетические данные из крупных баз данных здравоохранения, анализируя гены, связанные с присутствием определенных кишечных бактерий и их потенциальным влиянием на толщину различных областей мозга. Они сосредоточились на двух группах бактерий - Bacillales и Lactobacillales, известных своей важной ролью в здоровье человека. В исследовании приняли участие более 51 000 человек, преимущественно европейского происхождения.
Исследователи выявили статистически значимую связь между обилием Bacillales и Lactobacillales и толщиной коры головного мозга. Эта связь наблюдалась как в глобальных показателях толщины коры, так и в отдельных областях мозга, имеющих решающее значение для различных когнитивных и сенсорных функций.
У Bacillales увеличение толщины коры наблюдалось в таких областях мозга, как фузиформная, инсула, ростральная передняя поясная и супрамаргинальная области. Lactobacillales показали аналогичное воздействие, особенно увеличив толщину в фузиформной и супрамаргинальной областях.
Эти области участвуют в таких процессах, как обработка зрительной информации, эмоциональная регуляция, сенсорное восприятие и когнитивный контроль, что позволяет предположить, что влияние этих бактерий может распространяться на эти фундаментальные нейронные функции.
Но как именно микробиота кишечника может влиять на структуру мозга? Исследователи отметили, что кишечные бактерии влияют на метаболические функции печени, воздействуя на синтез и распад жирных кислот, которые, будучи измененными, могут пересекать гематоэнцефалический барьер и влиять на активность нейронов. Кроме того, микробы кишечника вырабатывают ряд метаболитов и гормонов, которые имеют решающее значение для сигнальной системы "кишечник-мозг".
Несмотря на инновационный подход, исследование имеет свои ограничения. Выводы основаны на генетических данных, предсказывающих уровень бактерий, а не на прямых измерениях, что может не отражать динамическую природу микробиоты кишечника. Кроме того, в исследовании принимали участие в основном европейцы, что может ограничить обобщение результатов на другие этнические группы.
Тем не менее, полученные результаты позволяют предположить, что ось микробиота-кишечник-мозг может стать реальной мишенью для терапевтических вмешательств при неврологических и психиатрических расстройствах. Исследователи призывают к проведению дальнейших исследований с использованием различных популяций и прямых измерений микробиоты кишечника для подтверждения полученных результатов. Они также предлагают в будущем изучить механизмы, с помощью которых эти бактерии влияют на структуру мозга.
"В целом наше исследование подтверждает мнение о том, что интервенционный подход с использованием пробиотических штаммов (в том числе Bacillales и Lactobacillales), пребиотиков и, возможно, трансплантации фекальной микробиоты может быть эффективной инициативой для улучшения функции мозга, учитывая стоимость, осуществимость и соблюдение пациентами правил", - заявили исследователи.
"Модулируя состав микробиоты кишечника и регулируя взаимодействие оси кишечник-мозг, эти вмешательства имеют потенциальную терапевтическую ценность для различных неврологических расстройств. Однако необходимы дальнейшие клинические исследования для подтверждения безопасности и эффективности этих вмешательств, а также для определения конкретных деталей и применимости оптимальных протоколов лечения."
Исследование "Ассоциация микробиоты кишечника с толщиной коры головного мозга: Исследование менделевской рандомизации", авторами которого стали Любо Ши, Сяодуо Лю Шутянь Чжан и Ани Чжоу.
