Як кишечник впливає на психіку - спектр науки
Мікробіом: виробник настрою в кишечнику
У сім зимових днів незадовго до і незадовго після Різдва випробовувані Нікольєна де Клерка повинні були відвідати Академічний медичний центр Амстердамського університету відразу після кожного першого ранкового відвідування туалету. 14 чоловіків та 14 жінок принесли останки до лабораторії для аналізу, перш ніж приєднатися до своїх сімей - або сім'ї свого партнера. Чи знали вони, що це змінило їхнє здоров’я, де саме вони провели канікули?
Дослідники Де Клерка, безперечно, мали підозру - і розслідування, які вони провели згодом, підтвердили це: використовуючи надані зразки, вони могли побачити, які випробовувані святкували Різдво у власних сім'ях, а хто залишався при своїх родичах. Кишкова флора двох груп суттєво відрізнялася: вона була більш різноманітною у тих, хто святкував святковий сезон у власних сім'ях. Це було особливо очевидним щодо бактеріального роду Ruminococcus: ті, хто святкував вдома, несли більше його.
Помітна, а також дещо тривожна знахідка, пишуть вчені в "Human Microbiome Journal" - навіть якщо вони усвідомлюють, що їх дослідження має методологічні недоліки: наприклад, вони обстежили лише кількох людей і не сказали їм, що їм слід робити їсти або де вечірити. Багато факторів могли вплинути на склад мікробіому. Тим не менше, результати напрочуд добре поєднуються з результатами китайської дослідницької групи, яка показала у 2015 році, що зниження рівня румінококів у багатьох людей пов'язане з депресією. Раніше у мишей було виявлено, що хронічний стрес зменшує кількість саме цих бактерій у кишечнику. Можливо, так було і для учасників, які провели Різдво зі своїми свекрухами?
Трільйони мікроорганізмів заселяють наш організм
В даний час вчені інтенсивно працюють над питанням про те, як наші кишкові бактерії пов’язані з нашим психічним здоров’ям. За останні п’ять років в середньому щодня публікується п’ять досліджень про дивовижний симбіоз між людьми та їх мікробіомом: трильйоном мікроорганізмів, що живуть у нашому організмі та в ньому. Більшість цих бактерій, фагів, вірусів та грибів знаходяться в кишечнику. Він пропонує їм захист та їжу. Натомість вони регулюють травлення і виробляють життєво важливі вітаміни та численні інші речовини.
Мікроорганізми також захищають наш організм від хвороб, підтримуючи імунну систему. І вони постійно спілкуються з мозку. Таким чином, мікробіом може впливати на те, як люди почуваються, думають та діють. Зараз дослідники впевнені, що його природа безпосередньо впливає на те, наскільки людина сприйнятлива до таких психічних захворювань, як депресія, тривожні розлади чи шизофренія. Тепер також зрозуміло: наскільки добре працює наш власний мікробіом, залежить від нас самих. Оскільки його склад залежить від таких факторів, як стрес, ліки та наш раціон.
Кишечник і мозок спілкуються між собою
Дослідники лише нещодавно почали розуміти, як саме кишечник і мозок взаємодіють між собою: через так звану вісь кишечник-мозок. Обидва вони безпосередньо пов’язані між собою через блукаючий нерв і можуть обмінюватися інформацією. У той же час, наші кишкові бактерії виробляють речовини - або їх попередники -, які впливають на наш настрій. І є третій шлях спілкування: клітини імунної системи, які знаходяться як в кишечнику, так і в мозку.
"Цілком імовірно, що зміни мікробіому мають довгострокові наслідки для емоційного здоров'я та загального психологічного самопочуття" (Френк Шредер)
Якщо склад мікробіома змінюється, змінюється і спілкування: зміст повідомлень, що надходять у мозок через блукаючий нерв, тип і кількість нейромедіаторів та інформація, що поширюється через імунні клітини. Це показує дослідження, яке з’явилось у 2019 році у спеціалізованому журналі Nature. Велика багатопрофільна група дослідників з Корнельського університету, Массачусетського технологічного університету та Гарвардського університету продемонструвала на мишах, як безпосередньо клітини мозку реагують на змінений мікробіом. Вчені вводили тваринам антибіотик, який також суттєво обмежує різноманітність кишкових бактерій у людини. Наслідки були різкими: наприклад, після обробки гризунам було важко пізнавати нові речі. На відміну від тварин, у яких був інтактний мікробіом, вони забували раніше практикувану реакцію страху набагато гірше.
Крім усього іншого, вчені виявили винуватців мікроглії - особливих імунних клітин мозку, які рідше спілкувалися з іншими клітинами мозку після введення антибіотиків. Наприклад, мікроглія допомагає розірвати нервові зв’язки, які більше не потрібні. У той же час вони зміцнюють інші зв’язки - що є центральною основою процесів навчання.
Досі незрозуміло, чи можна це легко передати людям. Але результати принаймні дадуть привід для занепокоєння тим, що мікробіом може також впливати на психіку та здатність до навчання у дорослих та підлітків, вважає автор дослідження Френк Шредер з Корнельського університету. Зміни мікробіому, ймовірно, матимуть довгострокові наслідки "для емоційного здоров'я та загального психологічного самопочуття".
Люди з депресією мають менше бактерій
Як змінений мікробіом сприяє розвитку окремих симптомів, досі невідомий для більшості клінічних картин. Дослідники навряд чи ставлять під сумнів той факт, що між ними існує причинно-наслідковий зв'язок. Не тільки тому, що склад кишкової флори помітний у багатьох людей з психічними захворюваннями, але й тому, що симптоми захворювання можуть навіть переноситися на інших тварин або людей разом з кишковими бактеріями - і знову зникають, коли мікробіом регенерується за допомогою терапевтичних заходів.
Як розвивається мікробіом?
Коли саме люди отримують свої перші мікроби, в даний час є гарячою темою дискусій серед вчених. Довгий час дослідники припускали, що немовлята дозрівають у стерильних умовах під час вагітності і контактують з першими бактеріями матері лише в процесі пологів. Однак у пізніших дослідженнях вчені виявили ДНК бактерій у зразках плаценти, що свідчить про наявність мікробіома в утробі матері. Тому гіпотеза про "стерильну матку" в даний час суперечлива.
Після народження щодня додається більше видів бактерій, поки не виробиться дуже індивідуальний мікробіом, який залишається досить стабільним у зрілому віці. Доведено, що кишкову флору можуть змінити лише кілька факторів: стрес, певні ліки та дієта.
Вчені, що працюють з Пен Чжен з Китайського університету Чунцин, дослідили мікробіом 63 хворих на шизофренію і натрапили на деякі відхилення: деякі види бактерій повністю відсутні у досліджуваних, інші - в надлишку. Коли дослідники трансплантували невеликі зразки кишкової флори цих пацієнтів у кишечник мишей, вони відразу виявляли симптоми, характерні для шизофренії, такі як руховий неспокій і нервозність. Дослідження тривожних розладів та депресії дали подібні результати.
Тому останнім часом дослідники намагаються змінити цей ефект, даючи стілець здоровим людям людям з психічними захворюваннями - у вигляді клізми або у вигляді капсул. В даний час нейропсихіатр Штефан Боргвальдт є одним із перших, хто перевіряв трансплантацію стільця як лікування депресії в університетах Базеля та Любека. Поки неможливо передбачити, якими будуть результати. Якщо спроба буде успішною, можливо, що в якийсь момент пацієнти отримуватимуть лише ті бактерії, яких їм не вистачає і які сприяють процесу загоєння. Однак основою таких ліків, «психобіотиками», буде база даних, в якій каталогізуються всі кишкові бактерії та речовини, які вони виробляють.
Пробіотики покращують психічне здоров’я?
До цього ще далеко. Але ідея вже певною мірою працює, як продемонструвала Кірстен Тілліш з Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі. Лікар досліджує нейробіологічні основи стресу. У 2013 році вона попросила здорових жінок їсти йогурт, що містить різні типи бактерій, двічі на день протягом місяця. До них належали представники родів Lactobacillus та Bifidobacterium: ми знаємо, що вони виробляють три речовини, що передають речовини, ГАМК, дофамін та ацетилхолін, і, отже, підтримують мотивацію, драйв та формування пам'яті, серед іншого.
В кінці місяця Тілліш досліджував, як мозок обстежуваних обробляє амбівалентну міміку порівняно з контрольною групою. У жінок із групи пробіотиків кілька областей мозку були менш активними, ніж у учасників контрольної групи. Її мозок, так би мовити, впорався з емоційною амбівалентністю більш спокійно.