Богатый внутренний мир: как кишечный микробиом влияет на твою жизнь

В темном и теплом кишечнике человека живет больше тридцати триллионов других организмов со своими метаболизмом, генами и эволюционными интересами. Не смотря на то, что количество бактерий и других микроорганизмов в кишечнике человека сравнимо с количеством клеток его тела, активно их изучать начали совсем недавно – около пятнадцати лет назад. Но уже за это время стало понятно, что микробиом кишечника играет принципиальную роль во многих процессах.

Сейчас появляется все больше свидетельств влияния микробиоты на развитие мозга и ментальное здоровье. Чтобы обнаружить такую связь, биологи обычно получают в лабораторных условиях стерильных животных, у которых микробиота полностью отсутвует. Так, например, удалось показать, что у мышей без микроорганизмов кишечника почти в два раза вырос уровень стресса.

На жизнь человека влияет не только наличие микробиоты кишечника, но и ее состав. Микробиологи выяснили, что он коррелирует с качеством жизни и наличием депрессии. Качество жизни было выше у тех, у кого в кишечной биоте содержалось повышенное количество бактерий Faecalibacterium и Coprococcus. А у людей с депрессией количество Coprococcus в кишечнике, наоборот, уменьшалось.

Микрофотография окрашенных бактерий Coprococcus, которые в естественных условиях формируют цепочки. V. R. Dowell/Centers for Disease Control and Prevention

Кроме того, пересадку микробиома кишечника уже сейчас планируют применять для терапии аутизма. Такое исследование проводили на 18 детях с симптомами расстройств аутистического спектра в течение двух лет. Оказалось, что у пациентов наблюдались не только поведенческие улучшения, но и улучшения работы желудочно-кишечного тракта.

Связь микробиома с мозгом и ментальным здоровьем обычно объясняют вертикалью бактерии-кишечник-мозг. Вокруг кишечника расположены афферентные нейроны, которые посылают мозгу обратную связь от кишечника. На активацию этих нейронов могут влиять и метаболиты, выделяемые бактериями.

Помимо могза и нервных клеток, микробиом кишечника плотно связан с иммунитетом, что также влияет на многие процессы организма. Бактерии кишечника не только не вредят своему хозяину, но и являются важным компонентом формирования иммунного ответа. У мышей без бактерий кишечника становится меньше CD 4+ Т-лимфоцитов и плазматических клеток, которые вырабатывают антитела IgA. А в кишечнике таких животных нарушается структура лимфоидных фолликулов — важных органов иммунной системы, в которых иммунные клетки "научаются" распознавать врагов.

Нарушение стурктуры фолликулов кишечника (под стрелками) у стерильных мышей (слева) и нормальные фолликулы (справа). Mazmanian et. al., Cell, 2005

Кроме того, микробиота кишечника играет роль и при питании и связанными с ним расстройствами. Бактерии перерабатывают поступающие с пищей волокна и образуют жирные кислоты, которые запускают синтез глюкозы в кишечнике. Глюкоза всасывается в кровь, что распознают рецепторы. Таким образом, бактерии "обманывают" мозг, посылая ему сигналы о том, что хозяин поел конфет. Так и увеличивается толерантность к глюкозе, что может вызвать ожирение или диабет.

Но есть и хорошие новости – бактерии кишечника синтезируют множество соединений, которые человек сам построить не может. К ним относятся витамин K, витамины группы B, а также тетрагидрофолат — кофермент, необходимый для метаболизма аминокислот белков. А еще состав микробиома кишечника напрямую зависит от диеты и экономического уровня страны. А чтобы поддерживать своих маленьких соседей, можно добавлять в свой рацион про - и пребиотики – как в форме добавок, так и в продуктах питания: злаках, цикории, бобовых, чесноке, луке, бананах.