Я – суперорганизм! Человек и его микробиом
Шрифт:
Возможно ли это в реальности? Легко видеть, что массив микробов, живущих в кишечнике, способен влиять на пищеварение. Но как он воздействует на другие органы вплоть до мозга?
Несомненно, мозг и живот общаются. Об этом вам скажет любой, кто чувствовал, как его кишки расслабляются в минуту смертельной опасности. Те из нас, кто живет более размеренной жизнью, тоже готовы признать свою способность «чувствовать нутром». Мы знаем, что стресс порой приводит к расстройству пищеварения. Нам известно, что настроение и аппетит связаны между собой. Так что, вероятно, пресловутые «бабочки в животе» трепещут крылышками именно из-за бактерий.
Возможность того, что бактериальные популяции кишечника влияют на мозг, подтверждается тем, что между кишечником и нервной системой существуют тесные взаимосвязи. Собственно, в кишечнике столько собственных нейронов, что его даже окрестили вторым мозгом. Как ни удивительно, он
При этом кишечник поддерживает и прямую связь с настоящим мозгом благодаря отростку блуждающего нерва. Это одна из магистральных дорог нервной системы, соединяющая ствол мозга с сердцем и легкими, а не только с кишечником. Информация по ней передается в обоих направлениях. Многочисленные функции этой магистрали с давних пор интенсивно изучаются.
Все эти информационные потоки между кишечником и мозгом, похоже, лишь увеличивают вероятность того, что кишечные бактерии и мозг действительно способны общаться друг с другом. Однако выявить и локализовать конкретные эффекты нелегко.
Погружение в историю медицины лишь усиливает мою настороженность насчет громких заявлений о взаимодействии мозга и кишечных бактерий. Невольно вспоминается кратковременная мода начала 1900-х, когда все виды болезней, физических и психических, объясняли действием бактерий толстой кишки (тогда их как раз недавно открыли). Идея основывалась на микробной теории. Считалось, что большинство бактерий вредны. Те, что обитают у вас в толстой кишке, тоже скорее всего вредны, поскольку выделяют нехорошие вещества, оказывающие дурное воздействие: этот процесс получил наукообразное название аутоинтоксикации, или кишечной токсемии. Сэр Уильям Арбутнот-Лейн, шотландский хирург, которого известный автор научно-популярных книг Мэри Роуч именует «воинствующим копрофобом», считал толстую кишку просто канализационной трубой организма и всячески поддерживал энтузиастов удаления больших ее фрагментов операционным путем (теперь такой энтузиазм кажется несколько странным). Подобные убеждения цепко держались в медицине, несмотря на то что при соответствующих операциях погибало большое число пациентов. Вероятно, среди самых печальных результатов этой методы – 75 летальных исходов у 250 пациентов, чья толстая кишка подверглась такому хирургическому вмешательству в одной американской клинике для душевнобольных всего в течение трех лет – с 1919 по 1922 год.
Теория (если это не слишком сильный термин в данном случае) аутоинтоксикации также поощряла применение одной процедуры, связанной с раздражением толстой кишки. Кое-где она применяется до сих пор. Вы ее на себе испытывали? Я – нет. Делается это так: обычную процедуру опорожнения последнего участка толстой кишки (производимую в туалете) дополняют впрыскиванием воды в задний проход для избавления от (якобы) вредоносных отложений, которые могли остаться на стенках кишечника.
Идея аутоинтоксикации также помогала сбывать первые пробиотики, начиная с йогурта; его очень рекламировал Илья Мечников, полагавший, что Lactobacilli – лучший вид бактерий для кишечника [127] . Как он уверял читателей популярного американского журнала Cosmopolitan (тезки, но не родственника современного издания), «мы боремся с микробом при помощи микроба». Вскоре рынок заполонили пробиотические микстуры и таблетки, обещавшие «научную» помощь в обретении и поддержании хорошего самочувствия. Потребителей убеждали, что такие средства особенно действенны для профилактики неврастении (этот общий диагностический ярлык навешивался тогда на многие нервные заболевания и депрессии). Вся эта рекламная кампания очень напоминает то, как в наши дни частенько продают средства альтернативной и комплементарной медицины или «продукты для здоровья». Сделайте несколько не очень конкретных заявлений о каких-то туманных расстройствах, чьи предполагаемые симптомы большинство людей наверняка иногда обнаруживает у себя. Затем, потирая руки, наблюдайте за потоком денег, который к вам польется.
127
Элисон Бестед и ее коллеги дают обзор всего этого в первой из трех статей, посвященных взаимодействию кишечника и мозга. Она опубликована в 2013 году. На нее я здесь и опираюсь. См.: Bested, 2013.
При серьезной проверке неизменно оказывалось, что никаких хваленых преимуществ этих средств
обнаружить не удается. Поэтому использование пробиотиков как своего рода психического тоника постепенно вышло из моды после 1930-х годов. Тем не менее одним из самых неожиданных результатов развития новых представлений о нашем кишечном микробиоме стало выявление связей между мозгом и нервной системой. Не исключено, что пробиотики, влияющие на настроение, смогут когда-нибудь стать ценной альтернативой психотропным препаратам.Тесно связанные
Вспомните о четырех великих коммуникационных системах, на работу которых полагается наш организм. Как выясняется, кишечник и населяющие его микробы могут влиять на мозг посредством каждой из этих систем. Существует немаловажная сеть прямых нервных связей между кишечником и мозгом. Эндокринная система передает послания при помощи химических веществ, при этом список сигнальных молекул бактериального происхождения частично перекрывается с обширным каталогом наших собственных сигнальных молекул (в области перекрывания находятся, скажем, некоторые гормоны и нейротрансмиттеры). Некоторые из таких гормонов способны воздействовать на экспрессию генов, тем самым подключая систему номер три – генетическую. Общее влияние микробиоты на четвертую сеть, иммунную систему, и на возникающие в ней реакции и воспаления может оказывать опосредованное воздействие почти на все участки организма, в том числе и на мозг.
Одно место кажется особенно многообещающим для тех, кто выискивает специфические эффекты в этом сложнейшем комплексе взаимодействий. Мы знаем, что многообразные штаммы кишечных бактерий производят сигнальные молекулы, выполняющие определенные функции в организме. В числе таких веществ нейротрансмиттеры, например, гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), ацетилхолин, дофамин [128] . Некоторые вещества обнаруживали у мышей с активным микробиомом в более высоких количествах, нежели у их безмикробных собратьев (по крайней мере в кишечнике). Такие находки заставляют предположить, что соответствующие бактерии влияют на уровень содержания этих молекул, оказывающих сильное влияние на организм.
128
В отечественной литературе встречается название допамин – необдуманная транслитерация английского термина. Оба являются сокращениями систематического наименования 2-(3,4-дигидроксифенил) – этиламин (3,4-dihydroxyphenethylamine), поэтому в русскоязычном сокращении логичнее употреблять букву Ф (от фенил-). (Прим. перев.)
Марк Лайт из Техасского технологического университета вот уже два десятка лет твердит, что все это говорит о необходимости создания новой междисциплинарной отрасли науки – бактериальной эндокринологии. С учетом долгой истории микробиологии даже удивительно, почему эти факты привлекли внимание ученых лишь недавно. Лайт любит рассказывать, как он впервые выступил с сообщением на эту тему – в 1992 году, на общем собрании Американского микробиологического общества. На его доклад явились двое. Один вскоре сбежал, и в зале остался единственный слушатель, да и тот – лаборант самого Лайта [129] .
129
См., напр., в его книге: Lyte, 2010, гл. 1.
Впоследствии, по мере накопления новых открытий в изучении микробиоты Лайт подчеркивал, что имеется в виду двусторонняя коммуникация между организмом-хозяином и его микробами. По выражению Лайта, «в кишечнике существует своего рода микробный орган, бактерии которого общаются не только с организмом-хозяином, но и друг с другом – благодаря выделению и распознаванию нейроэндокринных гормонов, причем вся эта система имеет долгую общую эволюционную историю» [130] .
130
Lyte, 2014.
Пока удается (благодаря опытам на животных) получать лишь намеки на то, что такое перекрывание наборов и функций молекул оказывает заметное влияние на мозг. Дополнительная трудность в интерпретации результатов возникает из-за того, что приходится допускать: то, что могут проделывать мыши и крысы, как-то соответствует состояниям человеческого сознания. Рассмотрим не самый отталкивающий пример – эксперимент с «принудительным плаванием». Крысу или мышь бросают в наполненный водой цилиндр, из которого она не может выбраться самостоятельно. Если зверек прекращает всякие попытки оставаться на плаву при помощи яростных плавательных движений и замирает, такое поведение называется депрессивным.