Влияние кишечной микробиоты на функции мозга

Кишечник - это своего рода микробный “мегаполис”, населенный тысячами видов микроорганизмов. Их сообщество имеет огромное влияние на происходящее в организме, в том числе, на работу мозга.

Что мешает нормальному функционированию оси “микробиота-кишечник-мозг” и к каким последствиям может привести сбой в ее работе? 

Бесплатные вебинары по антивозрастной медицине

Узнайте об особенностях Международной школы Anti-Age Expert, а также о возможностях для совершенствования врачебной практики изо дня в день. Также в программе вебинаров - увлекательные обзоры инноваций в антивозрастной медицине и разборы сложнейших клинических случаев с рекомендациями, которые действительно работают

Узнать подробнее

Связь между мозгом и кишечником

Ученым давно известно, что наши кишечник и мозг «общаются» друг с другом. И относительно недавно стало известно, что в этом “разговоре” участвует третья сторона - кишечная микробиота. Это трио составляет ось “микробиота-кишечник-мозг”. 

Кишечник содержит разнообразные группы микроорганизмов. Это преимущественно бактерии, а также грибы и вирусы. Сообщество микробов и называется микробиотой. Набор генов этих микробов представляет собой микробиом. 

Мы начинаем собирать свою собственную “коллекцию” микробов еще во время родов или даже в утробе матери. После появления на свет мы “копим” микробы из пищи и окружающей среды. 

Микробиота составляет значительную часть нашего тела. На каждую человеческую клетку приходится примерно один микроб. Подавляющее большинство бактерий находится в толстой кишке. Но они также обитают на коже, глазах и других участках  тела. 

Мы и наша кишечная микробиота можем жить во взаимовыгодных отношениях. Находясь в толстой кишке, бактерии поедают клетчатку и другие остатки пищеварения. В свою очередь, они могут поддерживать здоровье нашего разума и тела. Ведь микробиота кишечника взаимодействует с мозгом и кишечной (энтеральной) нервной системой. 

Как именно мозг “разговаривает” с кишечником? 

Ученые определили несколько различных способов, благодаря которым работает эта коммуникация.

Когда микробы высвобождают нейротрансмиттеры, они передают сообщения кишечной нервной системе и те попадают в мозг через кровоток. 

Другой важный путь коммуникации - через блуждающий нерв. Он начинается у основания шеи и простирается до живота, соединяясь с кишечником и другими органами. 

Технически у нас есть два блуждающих нерва - по одному с каждой стороны тела. Они передают сообщения от кишечника к мозгу и наоборот. 

Так, сообщения мозга к кишечнику, отправляемые через блуждающий нерв, контролируют высвобождение желудочной кислоты и пищеварительных ферментов. Они также помогают регулировать уровень воспаления, аппетит и реакцию организма на стресс. 

Сообщения, которые несет блуждающий нерв, во многом зависят от микробиоты. Когда микробы выделяют нейротрансмиттеры и короткоцепочечные жирные кислоты, они могут активировать блуждающий нерв. 

Если микробиота разнообразна и включает больше «хороших» микробов, между кишечником и мозгом будет лучший обмен сообщениями. Но когда кишечные бактерии выходят из равновесия, эта связь меняется не в лучшую сторону. И с большой вероятностью могут развиться проблемы с психическим здоровьем, дисфункцией мозга и кишечника. 

Важность кишечной микрофлоры

Кишечную нервную систему, по сути, можно назвать вторым мозгом - настолько велика ее роль. 

В стенках пищеварительного тракта находится 100–500 миллионов нейронов, которые составляют кишечную нервную систему. Это самая большая группа нейронов в вашем теле. Эта сеть нервов простирается от пищевода до заднего прохода  и производит более 30 различных нейромедиаторов (химических посредников). 

Микробиота кишечника влияет на развитие энтеральной нервной системы в детстве. Очень важна ее слаженная работа, ведь она помогает контролировать многие функции тонкого и толстого кишечника. 

В частности, кишечная нервная система регулирует: 

Кишечная нервная система может делать все это без прямого участия мозга. 

Еще один постоянный источник информации для кишечника - микробиота. Она производит нейротрансмиттеры, такие как серотонин и дофамин, обеспечивающие связь между кишечником и мозгом. 

Микробы в кишечнике также производят короткоцепочечные жирные кислоты, например, пропионат и бутират. Некоторые бактерии производят их, когда едят пищевые волокна в кишечнике. Эти жирные кислоты участвуют в коммуникации между кишечником и мозгом, и, к примеру  помогают контролировать воспаление. 

Последствия дисбаланса микробиоты

Дисбаланс микробиоты происходит, когда количество вредных бактерий перевешивает число полезных, и это уже называется  дисбактериозом. 

В такой ситуации могут значительно усилиться воспаление и окислительный стресс. В результате хронические болезни могу напомнить о себе. 

Вот некоторые из проблем со здоровьем, которые могут возникнуть при нарушении связи между кишечником и мозгом.

• Беспокойство, депрессия и другие проблемы с психическим здоровьем.

  Раньше эксперты рассматривали психическое здоровье «сверху вниз». Они считали, что симптомы тревоги, депрессии и других проблем с психическим здоровьем были вызваны дисбалансом в вашем мозгу. Но эта идея развивается вместе с новыми исследованиями.
  

  Ученые теперь считают, что дисбактериоз кишечника может быть одной из основных причин дисбаланса в мозгу. Другими словами, здоровье кишечника может быть неразрывно связано с  психическим здоровьем. 

  Например, когда ваша микробиота не сбалансирована, она вырабатывает меньше масляной кислоты (бутирата). Эта короткоцепочечная жирная кислота помогает снять воспаление. И если бутирата не хватает, оно может усилиться. А когда нервы в мозгу воспалены, человек подвержен более высокому риску депрессии. 

  Недостаточное количество масляной кислоты также может привести к увеличению кишечной проницаемости, также известной как синдром дырявого кишечника. Он, в том числе, в ответе за усиление воспаления и более высокий риск проблем с психическим здоровьем. 

  Например, у людей с аутизмом часто встречается дисбактериоз кишечника. В одном исследовании 43% детей с аутизмом имели повышенную кишечную проницаемость. А у детей без аутизма не было так называемого дырявого кишечника. 

• Нейродегенеративные заболевания. Дисбактериоз кишечника может ухудшить память и другие функции мозга. Это фактор, повышающий риск болезни Альцгеймера и других типов деменции. Дисбактериоз кишечника также связан с когнитивными проблемами при болезни Паркинсона. 

  Согласно исследованиям на животных, определенные кишечные микробы связаны с улучшением памяти и функций мозга. Но избыток других кишечных микробов связан с воспалением мозга, окислительным стрессом и образованием налета на мозге. 

  Некоторые исследования показывают, что “плохие” кишечные микробы заставляют неупорядоченные белки скапливаться в мозгу, образуя налет. Это может помешать нормальной работе клеток вашего мозга. 

  Это скопление белков может способствовать развитию болезней Паркинсона и Альцгеймера. И симптомы заболевания ухудшаются в зависимости от роста этих белковых “комков”. 

  Нарушение работы оси “микробиота-кишечник-мозг” также связано с бессонницей. А плохой сон увеличивает риск эмоциональных проблем, включая тревогу и депрессию. 

  Исследования на животных показывают, что восстановление определенных микробов в кишечной микробиоте может помочь в борьбе с тревогой и депрессией. Однако необходимы дополнительные исследования. 

Онлайн обучение
Anti-Age медицине

Изучайте тонкости антивозрастной медицины из любой точки мира. Для удобства врачей мы создали обучающую онлайн-платформу Anti-Age Expert: Здесь последовательно выкладываются лекции наших образовательных программ, к которым открыт доступ 24/7. Врачи могут изучать материалы необходимое количество раз, задавать вопросы и обсуждать интересные клинические случаи с коллегами в специальных чатах

Узнать подробнее

Что нарушает связь между микробиотой и мозгом

Оси “микробиота-кишечник-мозг” могут нанести ущерб многие факторы.  Выделим основные:

• Тяжелые металлы. Токсичные тяжелые металлы могут нарушить клеточные процессы и повредить митохондрии. Некоторые из них содержатся в загрязнителях воздуха, воде и пломбах из амальгамы. 

• Глифосат и другие пестициды. Глифосат, обычно продаваемый под названием Roundup, представляет собой пестицид, широко используемый для борьбы с сорняками в сельскохозяйственных культурах. Лабораторные исследования показывают, что глифосат может убивать полезные микробы в кишечнике. Таким же действием обладает и другой пестицид, хлорпирифос. 

• Паразиты. Паразитарные инфекции очень распространены и могут нарушить работу оси “микробиота-кишечник-мозг”. Исследования на животных и людях показывают, что простейшие паразиты и гельминты могут вызывать долгосрочные изменения в микробиоте кишечника. Это может способствовать возникновению таких проблем, как воспаление кишечника и его повышенная проницаемость. 

• Вирусы. Они способны взаимодействовать с нашими генами, в том числе с теми, что  участвуют в воспалительных заболеваниях кишечника. Исследования на животных показывают, что некоторые вирусы способствуют экспрессии генов, связанных с болезнью Крона и язвенным колитом. Это два основных типа воспалительных заболеваний кишечника. 

  Кроме того, воспалительные продукты вирусов могут способствовать развитию заболеваний головного мозга, таких как болезнь Альцгеймера. Ученые обнаружили вирусы в областях мозга, пораженных слабоумием или потерей памяти. Например, вирус простого герпеса связывают с болезнью Альцгеймера. 

• Диета с низким содержанием клетчатки и высоким содержанием сахара. 

  Полезные бактерии поедают клетчатку в толстой кишке. И если мы не «накормим» их, полезные бактерии не смогут вырабатывать защитные короткоцепочечные жирные кислоты, такие как бутират. В результате мы становимся более уязвимыми для дисбактериоза и повышенной проницаемости кишечника. 

  Диета с высоким содержанием сахара также может привести к дисбактериозу и повышенной проницаемости кишечника. При этом искусственные подсластители (сукралоза, аспартам и сахарин) также могут усилить воспаление кишечника.

• Антибиотики и другие лекарства. Антибиотики назначают для уничтожения микробов, вызывающих инфекции. Но лекарства могут уничтожить большую часть полезных бактерий. Это позволяет вредным микробам, включая Candida albicans и Clostridium difficile, быстро размножаться. 

  Чем больше вы принимаете антибиотиков, тем сильнее вредные микробы. Они могут стать устойчивыми к лекарствам. Тем временем хорошие микробы слабеют. Это еще больше увеличивает микробный дисбаланс в кишечнике. 

  Помимо антибиотиков, микробиоте кишечника вредят такие медикаменты: 

  • Нестероидные противовоспалительные препараты;

  • Ингибиторы протонной помпы при кислотном рефлюксе;

  • Некоторые психиатрические препараты, например, от биполярного расстройства.

• Химикаты. Пища и окружающая среда содержат следовые количества химикатов, например, из пластмасс и антипиренов. Они накапливаются в пищевых продуктах. И некоторые вредные химические вещества образуются при приготовлении мяса. Микробиота кишечника подвергается воздействию этих токсинов во время приема пищи. 

  Наши кишечные бактерии могут расщеплять некоторые из этих химических веществ. Например, одно лабораторное исследование показало, что полезные кишечные микробы способны превращать вредные химические вещества из жареного мяса в менее токсичные соединения. 
  

  Но воздействие микробиоты кишечника на токсичные химические вещества не всегда в нашу пользу.

  В некоторых случаях бактерии производят больше вредных токсинов, когда они расщепляют химические вещества. Это может вызвать выброс воспалительных молекул, которые могут повредить стенку кишечника. 

• Стресс. Сюда входят такие факторы, как страх, недостаток сна, сдача экзаменов, тяжелые физические нагрузки, экстремальные температуры и чрезмерный шум. Стресс способен нарушить состав и активность микробиоты кишечника. Микробы кишечника могут распознавать ваши гормоны и нейротрансмиттеры и реагировать на них. В частности, те, которые участвуют в реакции вашего организма на стресс.

  Как умственное, так и физическое напряжение могут нарушить микробиоту. Например, ученые обнаружили, что стресс вызывает снижение количества полезных лактобацилл - бактерий, помогающих защитить стенку кишечника. 

  Кроме того, когда мы находимся в состоянии стресса, кишечник, мозг и блуждающий нерв сигнализируют  пищеварительному тракту о снижении его активности. Более медленное пищеварение снижает усвоение питательных веществ.

  Когда нарушается связь между кишечником и мозгом, это отражается на только на работе нашего “командного центра”, но и на функционировании многих органов и систем. 

Краткие выводы

Список использованной литературы