В последние годы значительное внимание уделяется изучению микробиома и его масштабного влияния на организм человека. Например, была установлена взаимосвязь между составом микробиома кишечника и секрецией гормона стресса, расстройствами аутистического спектра, болезнями Альцгеймера и Паркинсона и т.д[1]. Подробнее – в статье!
ЧТО ТАКОЕ МИКРОБИОМ И ПОЧЕМУ ОН ТАК ВАЖЕН
С каждым днем новых научных открытий радикально меняется наше понимание роли микроорганизмов, населяющих тело человека.
Микробиом человека – это совокупность микроорганизмов, обитающих в нашем теле, преимущественно в кишечнике. Он играет ключевую роль в поддержании здоровья, участвуя в процессах переваривания пищи, синтезе витаминов и защите от патогенных бактерий.
Микробиом стал объектом интенсивных исследований в последние десятилетия. Его влияние на здоровье и профилактику заболеваний невозможно недооценить. Исследования показали, что микробиом играет ключевую роль в обмене веществ, регуляции иммунной системы и даже в мозговой активности.
Микробиом человека формируется еще во младенчестве. С первых дней жизни состав микробиоты формируется уникальным образом для каждого человека. На это влияет множество различных факторов: обстановка, которая окружала мать во время беременности и родов, тип родоразрешения и вскармливания, место проживания, количество человек в семье и т.д.
О факторах, влияющих на формирование нашего микробиома, а также о про- и пребиотиках мы ранее рассказывали в нашей статье.
Кишечная микробиота – сложное сообщество бактерий, вирусов и грибов – оказывает влияние не только на пищеварение и иммунитет, но и на функционирование центральной нервной системы.
В кишечнике человека идентифицировано около 2000 видов бактерий, и, по оценкам, кишечная микробиота содержит в 150 раз больше генов, чем геном человека.
Огромный генетический и метаболический потенциал кишечного микробиома лежит в основе его повсеместного распространения почти во всех аспектах биологии человека.
Примечательно, что в 2023 году группой зарубежных ученых дисбиоз был добавлен в перечень признаков старения, еще раз подчеркивая важность микробиома[2].
ОСЬ МИКРОБИОТА-КИШЕЧНИК-МОЗГ
Традиционно считалось, что мозг защищен от микробного воздействия, пока не произойдет инфицирование, однако за последние десятилетия данная точка зрения претерпела существенные изменения.
Учитывая тот факт, что число нейронов кишечной нервной системы достигает 250 млн нервных клеток, кишечная нервная система оказывает значительное воздействие на головной мозг. Поэтому некоторые зарубежные исследователи выдвинули концепцию «второго мозга» в кишечнике, что легло в основу понимания важности роли оси «кишечник-мозг» в гомеостатических процессах в норме и патологии.
А в последние десятилетия появился ключевой регулятор оси «кишечник-мозг» – микробиота кишечника. Микробиота кишечника оказывает всеобъемлющее влияние на все эти компоненты, прямо или косвенно влияя на мозг и поведение человека. По сути, это создает ось «микробиота-кишечник-мозг» (MGB), которой принадлежит значительная роль в поддержании гомеостаза (постоянства внутренней среды организма)[3].
КАК ОБЩАЮТСЯ КИШЕЧНИК И МОЗГ?
Связь между кишечником и ЦНС включает множество путей, опосредованных различными веществами, синтезируемыми микробами.
Микробиота кишечника способна производить и выделять некоторые активные метаболиты, которые могут служить в качестве нейромедиаторов, участвующих в коммуникации с ЦНС и влияющих на мозг.
Короткоцепочечные жирные кислоты (SCFAs), ароматические аминокислоты и желчные кислоты являются основными веществами микрофлоры, поражающей мозг. SCFAs состоят в основном из ацетата, бутирата и пропионата, которые могут быть продуктами бактериальной ферментации углеводов.
Микробиота кишечника может взаимодействовать с центральной нервной системой (ЦНС) несколькими путями:
1) через продуцируемые метаболиты, такие как короткоцепочечные жирные кислоты (SCFAs);
2) непосредственно с нейротрансмиттерами, такими как дофамин и серотонин;
3) косвенно влияя на высвобождение кишечных гормонов.
Эксперименты, проведенные на безмикробных мышах, подтвердили важность нормальной микробиоты для многих важных процессов в головном мозге. Недавние исследования показали, что у безмикробных мышей наблюдались когнитивные нарушения, проблемы с общительностью, «депрессивное» и тревожное поведение.
Антибиотики в мышиных моделях для исследования микробиома кишечника можно использовать для модификации кишечных бактерий, анализа изменений микробиоты и оценки воздействия бактерий на мозг.
Было продемонстрировано, что экспериментальное лечение пероральными антибиотиками приводит к дисбалансу в оси «кишечник-мозг». Более того, вызванные антибиотиками изменения в микробном составе также вызывают определенные нейроповеденческие изменения, такие как повышенная тревожность и «депрессивное» поведение.
Растет признание роли кишечного микробиома в нейродегенеративных заболеваниях. Исследования на животных моделях предоставили убедительные доказательства того, что измененный микробиом кишечника стимулирует патогенез нейродегенеративных заболеваний
О том, какие изменения микробиома происходят у пациентов с рассеянным склерозом, болезнью Альцгеймера и Паркинсона мы расскажем во второй части статьи.
ПОДВОДЯ ИТОГИ
Современные исследования все яснее демонстрируют, что мозг и микробиом тесно связаны между собой, образуя сложную систему взаимодействий – ось «микробиом-кишечник-мозг».
Микроорганизмы, населяющие кишечник, влияют на нейротрансмиттерный баланс, иммунные реакции и даже на структуру и функции мозга, что, в свою очередь, может сказываться на поведении, эмоциональном состоянии и когнитивных способностях человека.
Открытия в этой области имеют огромный потенциал для медицины: коррекция микробиоты с помощью про- и пребиотиков, нутрицевтиков и диеты в теории может стать новым подходом в лечении психических и неврологических расстройств, таких как депрессия, тревожность, аутизм, рассеянный склероз, болезнь Паркинсона и Альцгеймера.
Нутрицевтики – это биологически активные добавки или обогащенные продукты, содержащие концентрированные полезные вещества (витамины, минералы, антиоксиданты, аминокислоты, экстракты растений и др.).
В последние годы нутрицевтики становятся ключевым элементом здоровья, поскольку они способны восполнять дефицит питательных веществ, регулировать биохимические процессы, поддерживать здоровье на клеточном уровне, замедлять старение и улучшать качество жизни.
Конечно, на сегодняшний день многие механизмы взаимодействия оси «микробиом-кишечник-мозг» остаются не до конца изученными, и будущие исследования должны прояснить причинно-следственные связи, а также разработать эффективные методы терапевтического вмешательства.
Однако, уже сейчас понятно, что изучение связи мозга и микробиома открывает новые горизонты в понимании человеческого здоровья, подчеркивая важность холистического подхода, который учитывает не только генетику и образ жизни, но и роль триллионов микроорганизмов, населяющих тело человека.
Приглашаем Вас присоединиться к нашему каналу в Telegram.