Познакомьтесь с собой. Как гены, микробы и нейроны делают нас теми, кто мы есть - Билл Салливан

Эпигенетическая выгода физических упражнений не ограничивается улучшением вашего мозга; она может помочь стать умнее вашим детям. Исследование 2018 года, проведенное генетиком Андре Фишером из Немецкого центра нейродегенеративных болезней в Гёттингене (Германия), показало, что самцы мышей, получающие физическую нагрузку, производят сперму, которая эпигенетически отличается от спермы неактивных мышей. Самцов делили на две группы: одну помещали в пустую клетку, а другую – в клетку, оборудованную, как спортзал для мышей. Физически тренированные отцы порождали детей с лучшими способностями к обучению, нежели нетренированные. Эти более умные дети демонстрировали улучшенную связь между нейронами в гиппокампе – области мозга, важной для обучения. Предполагается, что развитию мозга у подопытных животных способствуют эпигенетические изменения в сперме, вызванные физическими упражнениями.

Кроме физических упражнений, можно подумать о медитации самоосознания, что ненамного сложнее, чем произносить слова «спокойствие, приди», как советуют делать Фрэнку Костанзе из сериала «Сайнфелд» каждый раз, когда он испытывает стресс. Такая медитация включает спокойствие и сосредоточение только на дыхании – тот вид медитации, что практикуют буддистские монахи и рыцари-джедаи. Исследователи обнаружили, что медитация самоосознания связана со снижением HDAC2, изменением уровня ацетилирования гистонов и снижением экспрессии провоспалительных генов. Такие результаты начинают раскрывать биологические основы причин, по которым медитирующие люди часто справляются со стрессом лучше остальных.

Как мы можем контролировать список гостей-микробов

Мы видели многочисленные примеры, как обитающие в нашем теле бактерии, грибки и паразиты влияют на наше поведение. Эти микроорганизмы производят тысячи биохимических веществ, включая нейромедиаторы, которые могут воздействовать на наши чувства, желания и поступки. Все больше узнавая о том, чем занимаются эти микробы, мы начинаем думать, как манипулировать ими себе на пользу. В конце концов, будучи хозяином этих организмов, не должны ли мы иметь право решать, кого приглашать на вечеринку?

Некоторые из микроорганизмов – откровенно нежеланные гости, вроде токсоплазмы, которая есть в мозге примерно у трети населения. В отличие от дружественных бактерий, которые спокойно живут с нами в симбиозе, патогены вроде токсоплазмы нам не принадлежат и от них следует избавляться. Проблема в том, что этот паразит находится внутри наших клеток, в крепости из белков под названием стенка цисты. Чтобы убить паразита, лекарство должно, во‑первых, получить доступ к мозгу, который защищен гематоэнцефалическим барьером[192], говорящим подобно Гэндальфу: «Ты не пройдешь». Во-вторых, это лекарство должно добраться до инфицированных нейронов. В-третьих, оно должно проникнуть сквозь стенку цисты, защищающую паразитов. Наконец, ему надо добраться непосредственно до паразитов. Требовать всего этого от какого-то одного лекарства – многовато.

Тем не менее моя лаборатория медицинского факультета Индианского университета изучает экспериментальные методы лечения, направленные на удаление цист токсоплазмы при моделировании инфекции на мышах. В 2015 году Имаан Бенмерзуга обнаружила, что гуанабенз – старое лекарство от давления, которое проходит через гематоэнцефалический барьер, – может значительно сократить количество цист паразитов в мозге инфицированных мышей. Есть надежда, что препараты типа гуанабенза могут действовать так же и на людей. Однако на данный момент наилучший способ справиться с токсоплазмой (и токсоплазмозом) – вообще не заражаться, что предполагает разумные отношения с собственной кошкой, правильное обращение с бездомными и надлежащее приготовление еды.

Что касается симбиотических микробов, населяющих наш кишечник, сейчас исследователи работают над тем, чтобы определить, какие виды действуют на наше благополучие и поведение и каким образом это происходит. Многообещающие результаты дали исследования по изменению нашей микробиоты с помощью пробиотиков. Кроме того, средством доставки желательных бактерий в чей-то кишечник стали так называемые фекальные трансплантаты. На сегодняшний день они успешнее всего используются при лечении проблем, вызванных бактерией Clostridium difficile. Эта бактерия, проявляющая стойкость к большинству антибиотиков, может выйти из-под контроля и внести сумятицу в работу толстой кишки, когда количество бактерий полезных видов падает (это может произойти, например, когда пациенты долгое время принимают антибиотики). Если взять бактерии от здорового донора и пересадить их в толстую кишку, это восстановит микробиоту кишечника и может удержать под контролем Clostridium difficile. Успех такого лечения породил вопрос: можем ли мы управлять микробиотой кишечника, чтобы получить пользу для здоровья?

Нейрофармаколог и специалист по микробиому Джон Крайан из Ирландского национального университета в Корке считает именно так. Фактически он утверждает, что вскоре врачи станут проверять нашу микробиоту наряду с обычными анализами крови. Крайан также предвидит проектирование и разработку препаратов на основе бактерий; такие препараты, называемые психобиотиками, будут состоять из живых бактерий, предположительно оказывающих положительный эффект на психическое здоровье. Употребление психобиотиков будет эквивалентно фекальной трансплантации. Лекарственные бактерии и грибки можно будет просто выращивать как лабораторные культуры, а затем обрабатывать, как и другие пробиотики – те, что используются для здоровья пищеварительной системы. Ключевые вопросы: какие микробы надо брать, в каком количестве и будут ли они действительно влиять на мозг без побочных эффектов?

На этой стадии ученые пытаются установить связи между определенными видами бактерий и их влиянием на мозг и поведение. Продемонстрировано, что сочетание двух видов бактерий в форме пробиотика – Lactobacillus helveticus и Bifidobacterium longum – снижает тревожность у людей за счет понижения уровня гормона стресса кортизола. Другие виды бактерий – например, Bifidobacterium infantis – обладают свойствами антидепрессантов для крыс. Большое внимание также уделяется тому, связаны ли кишечные бактерии с симптомами заболеваний аутического спектра. Интересное исследование 2013 года, проведенное биологом Саркисом Мазманяном из Калифорнийского технологического института, показало, что внесение бактерий Bacteroides fragilis обращало вспять симптомы аутизма в мышиной модели.

Состояние нашей микробиоты может также влиять на восприимчивость к травмам, пережитым в детстве или полученным на поле боя. Физиолог Кристофер Лоури из Колорадского университета в 2017 году провел эксперимент, где сравнивались виды микробиоты у людей, страдающих посттравматическим стрессовым расстройством (ПТСР), и у людей, которые пережили подобные травмы, но у которых ПТСР не появилось. У людей с травмами детства и взрослых с ПТСР не хватало нескольких разновидностей бактерий, включая актинобактерии, лентисферы и веррукомикробы. Эти микроорганизмы участвуют в поддержании баланса иммунной системы, а их утрата может частично объяснить, почему люди с ПТСР часто сталкиваются с проблемами типа воспалений.