На прямой связи с мозгом: как бактерии в кишечнике управляют нашим поведением и настроением

По словам известного петербургского микробиолога Александра Суворова, микробиота кишечника — намного более влиятельная сила в нашей жизни, чем многие могут себе представить.

Второй мозг

- Александр Николаевич, почему кишечник иногда называют вторым мозгом? Разве у них есть сходство?

- Если посмотреть на картинки в интернете, можно заметить, что мозг и кишечник с большим количеством извилин очень похожи. Но суть, конечно, не в этом. Мы не можем заставить кишечник не заниматься пищеварением, а кишечник не может заставить нас задуматься о проблемах мироздания.

В то же время, вспомните, на голодный желудок мы не можем думать ни о чем другом, кроме еды. Или если идем голодными в магазин, то покупаем намного больше продуктов, чем если бы пошли после еды — это кишечник посылает сигнал мозгу.

- И как он это делает?

- Кишечный эпителий и рецепторы в головном мозге тесно связаны нейрональными, молекулярными и гормональными регуляторами. У этой связи есть даже свое название — «ось кишечник-мозг» (gut-brain axis).

К примеру, в кишечнике есть так называемые GPR-рецепторы, которые регулируют разные молекулярные сигналы. Например, от короткоцепочных жирных кислот, которые образуются только в кишечнике — производят эти кислоты кишечные бактерии. Сигнал этих молекул мозг воспринимает как команду к действию.

Другой пример. Центр насыщения в мозге (находится в гипоталамусе) тесно связан с уровнем глюкозы в крови — когда глюкоза падает, возникает чувство голода. А в кишечнике первые потребители сахаров — живущие там бактерии. Когда им не хватает глюкозы, они нам «говорят»: «Сьешь сладкого». И на ментальном уровне мы сразу понимаем, что нам захотелось съесть конфетку.

Или взять нейрональную связь. Работу кишечника во многом регулирует центральная нервная система — делает она это через блуждающий нерв, спинной мозг. По сути, все эти органы связаны будто проводами, по которым постоянно идет сигнал.

- То есть связь в буквальном смысле прямая?

- По сути, да. Хорошо известно: если мы делаем для себя что-нибудь приятное, у нас вырабатываются так называемые гормоны счастья — тот же серотонин. Так вот около 90% серотонина или серотонин-подобных веществ на самом деле вырабатываются не в мозге, а именно в кишечнике. Есть даже данные, что многие гормоноподобные вещества выделяют сами кишечные бактерии. Поэтому когда наш кишечник здоров, у нас и настроение хорошее.

- Получается, кишечник вырабатывает серотонин, даже если наше удовольствие никак не связано с едой?

- Еда в принципе важнейший модулятор всего, что с нами происходит. В любом живом организме, в том числе и у человека, два главных жизненных мотиватора — получение питательных веществ и размножение. И они постоянно друг с другом конкурируют — то один возьмет верх, то другой.

Лакто- и бифидобактерии — не главные в кишечнике

- Недавно британские ученые сделали неожиданное предположение — ключ к остановке деменции может быть не в мозге, а в кишечнике. Так, они обнаружили, что у людей с болезнью Альцгеймера микробиом сильно отличается от тех, у кого болезни нет. Будем лечить потерю памяти через кишечник?

- Вполне возможно. В кишечном эпителии больше всего клеток, которые стимулируют иммунную систему и влияют на так называемые инфламмасомы — белковые комплексы, отвечающие за активацию любого воспалительного ответа в организме. В итоге хроническое воспаление, которое в основном поддерживается в тонкой и толстой кишке, приводит к образованию целого ряда провоспалительных стимулов — они начинают влиять и на клетки головного мозга. Есть научные работы, которые показали: первопричина ряда заболеваний мозга (например, рассеянного склероза, болезни Паркинсона, болезни Альцгеймера) может находиться в кишечнике.

Другое дело, что непосредственно отследить связь между составом микробиоты человека и работой мозга очень трудно. В кишечнике живет великое множество бактерий — всего около 2-3 килограммов. Исследователи же в своих работах часто видят в первую очередь тех, кого больше всего в ЖКТ. Раньше думали, что больше всего там лакто- и бифидобактерий. Но, как выяснилось, это полностью не соответствует действительности. Больше клостридий (тип бактерий — фирмикуты) и бактероидов (род грамотрицательных анаэробных палочковидных бактерий).

- Так клостридии же вроде «плохие» бактерии.

- А вот и нет. Оказалось, что они главные обитатели нашего кишечника и наши помощники. К фирмикутам, кроме клостридий, относятся и всем известные лактобациллы, просто их намного меньше. Стрептококки, стафилококки — это тоже все фирмикуты. А вирусов в кишечнике почти в 100 раз больше, чем бактерий — в основном это бактериофаги, которые живут и размножаются на кишечных бактериях. Вирусам же обязательно нужен объект, на котором они …

- Будут паразитировать?

- Мне не нравится этот термин — я за мирное сосуществование. Раньше кишечные бактерии тоже рассматривали как паразитов или симбионтов (организмы двух разных видов, состоящие в длительном тесном сожительстве — симбиозе). Но потом выяснилось, что мы без них элементарно не можем существовать. Они делают нам витамины, кормят наш эпителий, защищают нас от врагов — патогенных бактерий и вирусов.

Командуют в магазине и предупреждают об опасности

- Как же бактерии влияют на наше поведение?

- Например, при сильном испуге у нас выделяются гормоны стресса — начинает сводить живот, может появиться чувство тошноты, диарея. Известная «медвежья болезнь» — прямое следствие взаимодействия стресса с микробиотой. По сути, кишечные бактерии «спасаются» бегством, посчитав организм опасным для себя местом.

Кишечные бактерии «командуют» нашим мозгом и в магазине. Они определяют выбор тех или иных продуктов, которые мы хотим купить — сегодня нам хочется соленого, а завтра, например, сала. А причина проста — нашей микробиоте нужны те или иные вещества, метаболиты, чтобы восстановить баланс микроорганизмов в организме. Поэтому же во время беременности женщин часто тянет на солененькое. Происходит перестройка микробиоты кишечника — она начинает нуждаться в определенных видах бактерий.

Другой пример. Большинству людей не нравится, когда руки оказываются в чем-то скользком, липком, пристающим к пальцам. Сразу возникает реакция отвращения. Во многом это уже некий архетип, реакция на уровне инстинкта — не получить потенциально опасные микроорганизмы. Мы, даже не задумываясь, воспринимаем что-то липкое как опасность, инфекцию, а исходно эту реакцию когда-то сформировал именно кишечник.

- Возвращаясь к профилактике деменции. Как все-таки защититься от нее, если «ключ» — в кишечнике? Может, принимать какие-то особые пробиотики или пребиотики, чаще есть определенные овощи, фрукты?

- Ученые пока не нашли такого чудо-средства, чтобы сказать: «Ешьте это и у вас все будет хорошо». В нашем институте, например, разработаны пробиотики на основе энтерококков, которые подходят пожилым людям, потому что могут подавлять воспаление и хорошо действовать на работу головного мозга. Но есть и другие бактерии, о которых сейчас много пишут.

Чем лучше развивается наука, тем чаще ученые обнаруживают в кишечнике бактерии, которые в меньшинстве, но при этом играют очень большую роль. Почти как гении — их очень мало, но они двигают развитие всей цивилизации.