То, что все в нашем организме взаимосвязано, вроде бы всем понятно. Но связать напрямую толстый кишечник и мозг?! Факт остается фактом: gut-brain axis, или кишечно-мозговая связь – это официальный научный термин.
Впрочем, правды ради нужно сказать, что из-за кажущейся неправдоподобности долгое время никто не осмеливался высказать такое предположение, пока нас в это не ткнули носом многочисленные факты.
Опять эта микрофлора!
При этом главную скрипку играет не сам по себе кишечник, а те триллионы бактерий, которые его населяют. Именно они через разные биологически активные вещества, которые синтезируются ими в процессе их жизнедеятельности, влияют на функциональное состояние нашего мозга.
При этом, что вполне логично, наша естественная микрофлора благотворно влияет на мозговую деятельность, а вредная или разбалансированная – наоборот.
Чистый эксперимент
Лучше всего увидеть значение нормальной микрофлоры для правильного созревания и функционирования мозга можно в эксперименте с животными, которые с самого рождения помещаются в стерильные условия и у которых напрочь отсутствует кишечная микрофлора.
У этих животных значительно нарушается правильное созревание и дальнейшее функционирование мозга. У них страдают процессы формирования памяти, правильного социального поведения, нарушается система управления стрессом и тревожностью. Более того, у таких животных снижается синтез внутримозгового нейротрофического фактора (BDNF) и, как следствие, нейропластическая способность, т. е. способность к формированию новых нейронных связей (см. подробнее в предыдущем посте).
Примерно такая же картина наблюдается у животных с искусственно удаленной с помощью сильных антибиотиков микрофлорой.
Эксперименты поближе к нам
Однако нарушения работы мозга можно наблюдать и при наличии кишечной микрофлоры, но при этом значительно отклонившейся от нормы в результате каких-то воздействий. И это уже очень напоминает то, что происходит у нас с вами.
Так, перевод животных на диету с высоким содержанием жиров и чистых углеводов сопровождается закономерным нарушением баланса естественной микрофлоры. Как следствие, у бедных грызунов со временем обнаруживаются снижение синтеза BDNF и нейропластичности мозга, серьезные тревожные расстройства, нарушение кратко- и долговременной памяти.
Наоборот, животные, получающие сбалансированную диету, способствующую развитию нормальной микрофлоры, отличаются высоким синтезом BDNF, высоким нейрогенезом и нейропластичностью и, соответственно, значительно более высокими показателями высшей нервной деятельности.
Психобиотики, или Что нужно мозгу от бактерий
Самые изученные вещества, продуцируемые кишечными бактериями, – это короткоцепочечные или летучие жирные кислоты: уксусная, масляная и пропионовая. Вообще-то это важнейшие игроки энергетического обмена у травоядных и всеядных животных (к коим относится и человек), и об этом я подробно писал в своей книге «Грязные игры чистых углеводов».
Но нас сейчас интересует исключительно их влияние на головной мозг. А влияние тут есть – и самое что ни на есть прямое. Вспомнить хотя бы тот известный факт, что пропионовая кислота через активацию синтеза глюкагоноподобного пептида и пептида YY воздействует на центры насыщения в мозге и в целом на обмен нейромедиаторов в центральной нервной системе.
Кроме того, оказалось, что летучие жирные кислоты, выделяемые кишечной микрофлорой, благотворно влияют на функции микроглии – вспомогательных мозговых клеток, которые помогают работать и самим нейронам, и синаптическим связям между ними.
В этом смысле вполне понятно, что летучие жирные кислоты уже давно считаются важным профилактическим фактором в отношении развития болезни Альцгеймера (D. Seo & D.M. Holtzman, J Gerontol A Biol Sci Med Sci, 2020, Vol. 75, No. 7, 1232-1241).
В связи с этим по аналогии с пробиотиками был даже предложен термин психобиотики – то есть определенные препараты кишечных бактерий, которые могут влиять на состояние мозга и психических функций.
Кишечные нейромедиаторы
Слово «психобиотики», конечно, звучит странновато, но все же этот термин вовсе не плод фармацевтического маркетинга. Многие кишечные бактерии, включая некоторые штаммы всем известных лакто- и бифидобактерий, действительно участвуют в синтезе таких важнейших нейромедиаторов, как норадреналин, дофамин, серотонин, гамма-аминомасляная кислота.
Это, конечно, не значит, что все эти активные вещества непосредственно попадают в мозг, но совершенно очевидно, что мозговые и кишечные нейромедиаторы связаны между собой во взаиморегулируемую систему.
Дисбактериоз и нарушения работы мозга
С учетом того, что тема кишечно-мозговой связи является сравнительно новой, и с учетом деликатности вопроса изучения мозговых расстройств научных исследований этой проблемы у людей пока еще не так много. Тем не менее, они есть и вселяют определенную надежду.
Например, группа корейских ученых под руководством Y.H. Hwang (статья в журнале Nutrients 2019, 11, 305; doi:10.3390/nu11020305) изучала влияние препарата, содержащего культуру Lactobacillus plantarum в количестве 10 млрд КОЕ в суточной дозе, у больных с начальной стадией возрастного слабоумия.
Через 12 недель применения этого препарата лактобактерий ученые обнаружили увеличение концентрации внутримозгового нейротрофического фактора (BDNF) и улучшение показателей тестов ментальной активности.
Другая группа корейских исследователей (C. Kim et al., J Gerontol A Biol Sci Med Sci, 2020, Vol. 76, No. 1, 32-40) пришла к аналогичным результатам, используя препарат, содержащий Bifidobacterium bifidum и Bifidobacterium longum в дозе 1 млрд КОЕ.
Еще одной перспективной областью для применения психобиотиков является депрессия и тревожные расстройства. Сегодня считается уже бесспорным, что у большинства больных с подобными нарушениями наблюдается значительный дисбаланс кишечной микрофлоры с очень значительным отклонением от нормы.
Причем самое интересное в этом то, что при трансплантации кишечной микрофлоры от больных с депрессией к экспериментальным животным у последних со временем тоже развивались тревожные и депрессивные расстройства. С чистотой такого «грязного» эксперимента не поспоришь.