В 1998 году нейробиолог, сотрудник Колумбийского университета Майкл Гершон опубликовал статью, в которой назвал кишечную микробиоту «вторым мозгом». Он сформулировал такое определение, потому что выяснилось, что в кишечнике идет синтез тех же веществ, что и в головном мозге: серотонина, дофамина, гамма-аминомасляной кислоты, а также нейропептидов. Началось активное изучение этой стороны работы микробиома, и сегодня накоплено уже достаточно данных, которые подтверждают: кишечные бактерии влияют на работу всех органов и систем, в том числе на эмоции и когнитивные способности.
История вопроса
Точность требует сказать, что взаимосвязь кишечника и мозга была отмечена задолго до определения Гершона. Еще в 1880 году американский психолог Уильям Джеймс и датский врач-психиатр Карл Ланге независимо друг от друга выдвинули предположение, что эмоции являются следствием физиологических изменений в организме. Именно они выявили взаимосвязь между центральной нервной системой и кишечником. Сегодня эту взаимосвязь называют осью «микробиота-кишечник-мозг», и влияние органов друг на друга по этой оси идет в обе стороны. То есть состояние микробиоты влияет на нервную систему, а стрессы ухудшают работу ЖКТ(1).
Это предположение сегодня подтверждается многочисленными исследованиями. Приведем лишь один пример: в 1989 году в США началось многолетнее изучение влияния микробиоты на состояние ЦНС и когнитивных способностей. В исследование было включено почти 116,5 тыс. человек (участвовали женщины-медсестры) в возрасте 25-42 года. Каждые два года участницы заполняли анкету, отвечая на вопросы об образе жизни и приеме лекарств. В частности, исследователей интересовали антибиотики, нарушающие баланс микробиома кишечника.
В период с 2014 по 2018 год женщины прошли всестороннее нейропсихологическое исследование. Выяснилось, что у тех участниц, которые применяли антибактериальную терапию, были более низкие показания общего познания, обучения и памяти. Также у них была снижена скорость психомоторных реакций(2).
Обратное влияние, то есть воздействие стресса на ЖКТ, знакомо большинству из нас. Ведь многие люди в сложных ситуациях испытывают дискомфорт: вздутие живота, тошноту, расстройство стула. Это является наглядным свидетельством связи ЦНС и ЖКТ.
Память, внимание, концентрация
Ряд исследований установили, что различные бактерии, которые являются составной частью кишечного микробиома, синтезируют катехоламины (норадреналин и дофамин). С их помощью бактерии «общаются» между собой и с организмом хозяина. Но в то же время дофамин является важным регулятором ключевых когнитивных способностей, в том числе таких, как память, внимание и даже мотивация(3).
Также кишечные бактерии являются источником короткоцепочечных жирных кислот (КЖК), в том числе пропионовой, молочной, пировиноградной и других. Сами по себе КЖК не являются классическими нейроактивными веществами, но они влияют на выработку в головном мозге особого белка – нейротрофического фактора мозга. А он уже оказывает большое влияние на способность к обучению, память, высшую познавательную деятельность в целом. Способность бактерий кишечника продуцировать простые углеводы (после расщепления сложных сахаросодержащих соединений) определяет их влияние на мыслительные процессы в целом. Ведь углеводы являются источником энергии для них(4).
Настроение
Одним из основных нейромедиаторов, который определяет эмоциональный фон, является серотонин. Его продуцируют многие бактерии кишечного микробиома, именно в кишечнике синтезируется до 90% всего серотонина организма. Исследователи говорят, что он служит своеобразным связующим звеном между кишечной микробиотой и мозгом(5).
Серьезное влияние на эмоциональный фон оказывает гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), которую синтезируют бифидо- и лактобактерии. Она расслабляет, регулирует сон, улучшает концентрацию и внимание. Исследования показали, что низкий уровень ГАМК связан с развитием тревожности и симптомов депрессии(6).
Устойчивость и способность к обучению
Лакто- и бифидобактерии кишечника продуцируют аминокислоты триптофан, аспарагин, таурин и другие. Они также участвуют в различных процессах в нервной системе, в частности триптофан является предшественником серотонина. Если говорить об общем воздействии на организм, то эти аминокислоты влияют на возбудимость нейронов и проводимость нервов. Дефицит аминокислот связан с повышением тревожности, нарушением способности к обучению, снижением памяти(7).
Возможность коррекции
Сегодня ученые все чаще обращаются к изучению взаимосвязи состава микробиома, когнитивного развития и эмоционального состояния. Ведь их установление позволяет использовать пробиотические препараты для коррекции эмоционального и психологического состояния пациентов.
Учитывая, какое количество нейромедиаторов вырабатывается микробиомом кишечника, ученые ввели новое понятие – психобиотики. В основном к ним относят лактобактерии и бифидобактерии, и сейчас изучается их влияние на тревожные расстройства, депрессию и стресс.
Уже установлено, что психобиотики повышают уровень выработки КЖК и различных гормонов, которые могут преодолевать гематоэнцефалический барьер и влиять непосредственно на работу головного мозга. Соответственно, под их действием усиливается синтез нейротрансмиттеров, снижаются симптомы депрессии, увеличивается выработка серотонина. Психобиотики повышают выработку дофамина, серотонина, норадреналина, ГАМК, что оказывает положительное действие и на эмоциональную сферу, и на когнитивные способности. Одновременно пробиотики снижают уровень воспаления в кишечнике, а это способствует снижению уровня тревожности(8).
Появилось и новое направление в терапии – нутрициональная психиатрия, которое изучает влияние диеты на состояние психики. В рамках него пробиотики рассматривают как один из компонентов нутрицевтической терапии. Ирландские исследователи Джон Крайан и Тед Динан, которые много лет изучают взаимосвязь кишечника и мозга, установили, что прием пробиотического коктейля приводит к изменению мозговой активности: это они фиксировали с помощью МРТ и электроэнцефалографии(9).
В качестве одного из вариантов пробиотических препаратов, эффективных для коррекции эмоционального и психического состояния, можно рассматривать Аципол Форте. Он содержит усиленную комбинацию бактерий: лакто-(LGG) и бифидо- (BBL), а также цинк в легкоусвояемой форме. Лактобактерии и бифидобактерии – важнейшие продуценты аминокислот с нейромедиаторной функцией, а кроме того, многочисленные исследования подтверждают, что обогащение микробиоты этими бактериями смягчает симптомы стресса и даже депрессии(10).
Литература:
- О.В. Аверина, В.Н. Даниленко Микробиота кишечника человека: роль в становлении и функционировании нервной системы, Микробиология, 2017 г., №1
- Сас Е.И., Гриневич В.Б., Кравчук Ю.А., Коржева М.Д. Психобиотики: научные перспективы и клиническая практика // Вестник терапевта. 2022. № 1 https://therapyedu.su/statyi/psihobiotiki-nauchnye-perspektivy-i-klinicheskaja-praktika/
- Е.А. Горлова Микробиота кишечника и интеллект человека, Университетский терапевтический вестник, 2021 г., №2
- О.В. Аверина, В.Н. Даниленко Микробиота кишечника человека: роль в становлении и функционировании нервной системы, Микробиология, 2017 г., №1
- Е.А. Горлова Микробиота кишечника и интеллект человека, Университетский терапевтический вестник, 2021 г., №2
- О.В. Аверина, В.Н. Даниленко Микробиота кишечника человека: роль в становлении и функционировании нервной системы, Микробиология, 2017 г., №1
- Е.А. Горлова Микробиота кишечника и интеллект человека, Университетский терапевтический вестник, 2021 г., №2
- М.Д. Ардатская Коррекция нарушений микробиоты кишечника при тревожно-депрессивных расстройствах, Лечащий врач, 2023 г., №10, https://www.lvrach.ru/2023/10/15438868
- А.В. Штрахова, И.Ю. Потороко, Д.Г. Иванова, Д.В. Ченченко Микробиотический фактор и психика: современные представления о транссистемных связях, Бюллетень Южноуральского государственного университета, 2017 г., №10.
- М.Д. Ардатская Коррекция нарушений микробиоты кишечника при тревожно-депрессивных расстройствах, Лечащий врач, 2023 г., №10, https://www.lvrach.ru/2023/10/15438868