Как бактерии внутри нас влияют на наше настроение?

Человеческий организм — это не только огромное скопление клеток, соединяющихся в ткани, но и триллионы бактерий, вирусов и простейших, населяющих кишечник. В среднем, на одну человеческую клетку приходится 10 микроорганизмов. Они несут огромную пользу для самого человека: бактерии расщепляют пищу, создают из нее питательные элементы и витамины, строят защитный слой стенок кишечника и даже помогают иммунной системе бороться с болезнетворными микроорганизмами. И хотя долгое время было принято считать, что микрофлора может посылать мозгу сигналы, предупреждающие о наличии проблемы с пищеварением, современные исследования показывают, что бактерии могут влиять и на эмоциональное состояние. 

В этой статье рассказываем о том, какая связаны кишечник и головной мозг, как микроорганизмы защищают нас от стресса и какие изменения возникают в микрофлоре у людей с ментальными расстройствами. 

Ось кишечник-мозг

Мозг контролирует тело и получает информацию через триллионы нервов, распространенных по всему телу огромной сетью, но желудочный-кишечный тракт и мозг обладают совершенно особенной связью. В кишечнике находится около 100 миллионов нервных клеток, которые являются по сути собственной нервной системой. Исследования показали, что при повреждении блуждающего нерва — главного связующего звена с головным мозгом — кишечник продолжает функционировать самостоятельно. Несмотря на такую обособленность, ученые все-таки объединяют желудочно-кишечный тракт, головной мозг и блуждающий нерв в «ось кишечник-мозг». 

Интерес к дальнейшему изучению этой связи вызвали результаты исследования, проведенного японскими учеными с мышами в 2004 году. Ученые вырастили две группы мышей одного вида: одни были в стерильной обстановке и считались «безбактериальными», а вторым дали развиваться в условиях, схожих с природными. При стрессе безбактериальная группа сильнее реагировала на тревогу и беспокойство, чем контрольная. Эксперимент доказал существование связи между подавлением стресса и бактериями.  

Ученые объяснили подобные результаты с точки зрения биохимии. Полезные бактерии кишечника расщепляют пищу и создают из нее различные витамины и полезные элементы, нужные для здорового тела. В том числе, они производят и нейромедиаторы — важнейшие веществами в нервной системе, без которых тело не может отвечать на внешние и внутренние изменения. Исследования показали, что около 95% серотонина — «гормона счастья» — производит как раз-таки микрофлора кишечника. 

В эксперименте 2004 года большую роль сыграл не серотонин, а другой нейромедиатор – гамма-аминомаслянная кислота (ГАМК). Действие этого вещества расслабляет нервную систему: по сути, именно оно отвечает за расслабленность и спокойствие мозга в стрессе. Уничтожение полезных бактерий в кишечнике мышей повлекло за собой сниженное количество ГАМК и, соответственно, повышенную тревожность. 

Трусливые мыши с бактериями — бесстрашные мыши без них

Еще одно важное исследование связи бактерий и эмоций провели Премил Берчик и его команда в 2011 году. В первом эксперименте, они кормили мышей вида BALB/c целым коктейлем из антибиотиков, чтобы радикально изменить состав микрофлоры кишечника. Выбор пал именно на этот вид неспроста: BALB/c мыши трусливы и стеснительны. После нескольких недель диеты из антибиотиков, животных поместили в лабиринт. К удивлению команды, мыши начали вести себя противоположно своей природе: они активно изучали свои окрестности и бесстрашно бегали по хорошо освещенным участкам. При этом в их мозгу ученые обнаружили повышенное содержание вещества, способствующего развитию памяти и эмоций. Когда же животным восстановили естественную микрофлору кишечника, стеснительность и нерешительность вернулись.

В следующем эксперименте ученые пересадили бактерии BALB/c в другой вид мышей, который по природе весьма активный и бесстрашный. И опять поведение животных в лабиринте было противоположно ожидаемому: мыши начали прятаться и пугаться. Радикальные изменения в микрофлоре повлекли за собой радикальные изменения характера животных. Впрочем, ученые предполагают, что даже малейшие перемены в бактериальном мире кишечника могут также резко сказаться на поведении. 

Дальнейшее изучение микрофлоры кишечника показало, что серотонин и ГАМК не единственные нейромедиаторы, которые создают бактерии. Микрофлора также отвечает за производство огромного количества дофамина, адреналина, мелатонина и других веществ, которые напрямую связаны с нашим настроением и поведением. Таким образом, резкое изменение настроения животных можно связать с нарушенным производством необходимых нейромедиаторов и гормонов. 

Несмотря на то что эксперименты были проведены с мышами, выводы исследований можно применить и к человеку. Микромир кишечника формируется под влиянием многих факторов, в числе которых есть и диета, и генетическая предрасположенность, и окружающая среда. Развитие микрофлоры кишечника в ранние годы жизни человека может напрямую сказаться в будущем на его реакциях в различных ситуациях, что и можно отнести к формированию характера. В одном исследовании корейские ученые доказали, что у людей с похожими чертами характера композиции микрофлоры были схожи. Например, у людей с нейротизмом — эмоциональной неустойчивостью — оказалось повышенное количество гаммапротеобактерий в кишечнике. 

Страдающая микрофлора и ментальные расстройства 

Влияние бактерий может быть не только на эмоции и настроение, но и ментальное здоровье человека. У людей с различными ментальными расстройствами микрофлора резко отличается от здоровых людей: они больше подвержены стрессу и перепадам настроения, что может усугубить отсутствие определенных полезных бактерий в организме. Естественно, вылечить депрессию или аутизм пробиотиками невозможно, но исследования показали, что полезные бактерии способны снизить тревогу у людей с ментальными заболеваниями. 

Один человек может кардинально отличаться от другого составом своей микрофлоры, поэтому вывести общую формулу лечения ментальных расстройств с помощью пробиотиков пока трудно. Если в будущем такая терапия все-таки станет дополнительным инструментом, то, скорее всего, врачам сначала придется определять состав микрофлоры своих пациентов. А пока ученые и дальше продолжают изучать как эти маленькие организмы контролируют мозг и, соответственно, нас самих.