Микробиота. Тайны ваших бактерий - Габриэль Перлемутер

В настоящее время проводятся исследования, посвященные лечению людей, страдающих от болезней Альцгеймера и Паркинсона, при помощи антибиотиков. На данном этапе их цель – определить нужный тип антибиотика и пути последующего восстановления здоровой микробиоты. Возможно, для этого будет проводиться трансплантация фекальной микробиоты; остается определить необходимую частоту процедур и подходящий тип донора.

Не стоит забывать о том, что эти болезни вызваны целым комплексом факторов, они – плод взаимодействия между хозяином (нами), нашими генами, нашей микробиотой, генами наших бактерий и всем комплексом окружающей нас среды. Состояние микробиоты лишь один из этих факторов; он вызывает наибольший интерес потому, что он изменяем, мы можем на него повлиять.

Бактерии долгожителей

Мы еще очень мало знаем о нашей микробиоте и о популяциях, которые ее образуют. Погружаясь в эту неизвестность, исследователи выясняют, существуют ли кишечные бактерии, связанные с долголетием.

Нам уже известно, что до 70–75 лет состояние нашей микробиоты остается относительно стабильным. В дальнейшем ее состав начинает обедняться: она становится менее разнообразной, популяция антивоспалительных бифидобактерий сокращается, а количество бактерий, вызывающих воспаления, растет. Возможно, причина этих изменений кроется в пищевых привычках: пожилые люди меньше пьют, едят, хуже пережевывают пищу.

Также известно, что существует естественный процесс старения всех живых существ: это инфламейджинг, контаминация двух английских слов – inflammation («воспаление») и aging («старение»). Иными словами, воспалительный процесс, который прогрессирует с возрастом и усугубляется проницаемостью стенок кишечника, окислительным стрессом. Мы в определенном смысле саморазрушаемся.

Исследования микробиоты людей, достигших возраста 100 лет и более, показали присутствие особых бактерий. Например, не слишком распространенного вида Eubacterium limosum; о нем известно только, что он обладает противовоспалительными свойствами. Также были обнаружены Akkermansia muciniphila, которые, предположительно, воздействуют как натуральные антиоксиданты, то есть уменьшают окислительный стресс, позволяя организму противостоять естественному старению и достигать границ человеческой жизни, настолько, насколько позволяет наша ДНК.

Вопрос о том, является ли присутствие этих бактерий причиной или следствием долгой жизни, остается открытым, что предоставляет ученым огромное поле для исследований. Я считаю, что это причина: вряд ли специфические бактерии появились в результате продолжительной жизни, скорее, они сделали ее возможной.

Немецкий институт Макса Планка совместно с зимбабвийским институтом биологии позвоночных проводят исследования в этом направлении. Объектом изучения стали рыбы семейства нотобранхиевых. Они известны как позвоночные с самой короткой продолжительностью жизни, в среднем три месяца, что делает их интересным объектом для исследования механизмов старения. Трансплантируя микробиоту молодых рыбок старым, ученым удалось продлить жизнь последних на 20 %. Еще неизвестно, можно ли экстраполировать результаты на людей, которые устроены намного сложнее, чем рыбки, однако это еще один путь исследований на ближайшие годы.

Глава 11

От кишечника к мозгу (и наоборот)

Строгие научные исследования и наблюдения, о которых я рассказал вам на предыдущих страницах, оставляют мало сомнений. Становится очевидным, что функции наших кишечных бактерий выходят далеко за рамки пищеварительной системы: бактерии влияют на наш мозг и нервную систему.

Самый очевидный пример – механизм нашего насыщения. Когда у нас здоровая микробиота, наши бактерии связываются с нашим мозгом и доносят до него информацию о нашем голоде или сытости. Напротив, когда микробиота «выведена из строя» (вредной пищей, неправильным образом жизни…), ее ослабленные бактерии не могут доставить сообщение-сигнал, и наш мозг больше не в курсе того, что происходит в нашем животе. Мы продолжаем есть.

Самые разные патологии, от булимии до расстройств аутистического спектра, в том числе депрессия, гиперчувствительность и зависимости, связаны с различными видами дисбактериоза. Как мы знаем, трансплантация микробиоты людей, страдающих от алкоголизма, мышам, которые никогда не пробовали алкоголь, делает поведение последних тревожным и депрессивным, как у алкоголиков: мозг мышей оказывается затронутым напрямую. Этот же механизм срабатывает при трансплантации грызунам микробиоты людей, страдающих от гиперчувствительности, расстройств аутистического спектра, болезни Паркинсона или депрессии.

Иногда мы замечаем, что в разных видах дисбактериоза повинны одни и те же бактерии. Исследования в этом направлении начались совсем недавно, так что еще рано утверждать, какие именно бактерии в большей степени способствуют развитию той или иной патологии. Тем более что бактерии, как, между прочим, и гены, не действуют поодиночке, но находятся в постоянном взаимодействии друг с другом и с веществами, которые производит наш организм. Это сложный механизм.

Цель этих исследований состоит в том, чтобы найти такие пути лечения, которые могли бы дать возможность предупреждать болезни: когда мы откроем все составляющие этой алхимии, анализ микробиоты позволит ставить диагноз еще до появления симптомов, не дожидаясь, таким образом, развития болезни и возникновения ее последствий – индивидуальных, семейных или социальных.

Помимо изучения популяций бактерий самих по себе, которое займет еще много времени, эти исследования направлены на изучение механизмов воздействия бактерий: как получается, что микроб, не покидая нашего кишечника, может дистанционно влиять на работу такого защищенного органа, как мозг, и посредством этого на наши настроения? Как он связывается с мозгом, какие пути он использует?

И, хоть у нас пока и нет полной инструкции по использованию этих механизмов, мы начинаем понимать некоторые из них.

Мы знаем, что бактерии, за исключением случаев серьезных патологий, являются узниками нашего кишечника. Но метаболиты, которые они выделяют, фрагменты их ДНК, гормоны, которые клетки пищеварительного тракта производят под воздействием бактерий, циркулируют в нашем организме. У них есть много способов туда проникнуть.

Наиболее очевидно их проникновение в ток крови. Оно осуществляется посредством воротной вены, которая идет от желудочно-кишечного тракта к печени. Печень является прекрасным фильтром, она получает эти продукты, трансформирует некоторые из них, исключает другие и отправляет то, что остается, в кровь, чтобы питать организм. Но нежелательные метаболиты вредоносных бактерий, вызывающих воспаление, могут проникнуть через фильтр печени и добраться по системе организма до мозга.

Некоторые бактерии могут влиять на клетки кишечника, которые производят гормоны, контролирующие центры насыщения в мозге. Также они могут повышать проницаемость стенок кишечника, провоцируя воспаления, которые распространяются по всему организму.

Другой путь, при котором используются нейромедиаторы, осуществляется через нервную систему: в стенках кишечника содержатся миллионы нейронов, а по блуждающему нерву импульсы от брюшной полости передаются в мозг. Известно, что пептид YY, гормон чувства насыщения, который производится в пищеварительном тракте под влиянием микробиоты, напрямую влияет на активность этого блуждающего нерва, чтобы доносить сигнал в мозг и таким образом контролировать аппетит.

Я расскажу подробнее о наиболее изученных путях связи с мозгом.

Путь гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК)

ГАМК, или гамма-аминомасляная кислота, – это нейромедиатор, то есть то, что позволяет нейронам контактировать