Психобиом: как бактерии меняют наше сознание?

Самые последние научные данные свидетельствуют о том, что человеческий организм не является, как бы странно это ни звучало, исключительно человеческим. И это не удивительно. Мы делим свое физическое тело еще примерно с 10 триллионами микроорганизмов, известных под общим названием «микробиом».

Пожалуй, это может слегка шокировать, но, по актуальным исследованиям, лишь одна из трех клеток в нашем теле является собственно человеческой, имеющей нашу ДНК. Остальные две принадлежат различные симбиотическим микроорганизмам, в основном микробам, вирусам, бактериям, простейшим, червям, членистоногим и даже грибам.

Но главными среди всех этих типов биосожителей являются все-таки комьюнити бактерий, обитающих в нашем кишечнике. Все большее число исследователей – медиков, микробиологов и психологов сходятся во мнении, что именно они имеют решающее значение практически для всех аспектов нормального (и не очень) функционирования нашего организма – от элементарных процессов жизнедеятельности до нашего поведения, чувств и сознания, управляя такими сложными неврологическими процессами, как познание, социальные отношения, интеллектуальное развитие и психические патологии.

Мы уже успели привыкнуть к расхожей истине, что нашим поведением управляет мозг. Но кто управляет мозгом? И главное – как? Вот в чем вопрос.

Обитатели потаенных поверхностей

Всякий раз, когда мы прикасаемся к грязным перилам на станции метро, опасаясь подцепить COVID-19. или ходим босиком по песку на пляже восточного Кента, нам может показаться, что именно кожа, которую мы используем для контакта с внешней средой, является самой большой и уязвимой поверхностью нашего организма. Но это совсем не так.

Скрученные внутри нас кишки (тонкие и толстые) имеют площадь около 32 кв. м. Другими словами, кишечник среднего взрослого человека занимает ту же площадь, что и небольшая однокомнатная квартира в Лондоне. И если на такой скромной жилплощади нам удается разместить лишь самое необходимое, то на схожей площади нашего кишечника помещаются многие триллионы микробов, которые, как и классический лондонец, заняты постоянной возней, потреблением всех благ жизни, а также производством и сортировкой специфических отходов своей жизнедеятельности.

Психобиом: как бактерии меняют наше сознание?Стенки нашего кишечника поглощают и взаимодействуют не только со всеми молекулами, которые мы глотаем вместе с пищей, но и с этими микроскопическими жильцами, живущими внутри нас. Они же в свою очередь любезно одалживают поглощенные нами питательные вещества, а взамен вырабатывают целый алхимический коктейль различных химикатов, исчерпывающий состав которых нам до сих пор неизвестен.

Это колоссальное общежитие под названием «микробиом» разнообразно и относительно стабильно, представляя собой целую экосистему бактерий, вирусов и грибков. Правда, с начала этого года в нем происходит некоторое уплотнение новым и достаточно опасным сожителем из Китая. Долгосрочные последствия такого сожительства пока обсуждаются научным миром. Но как бы там ни было, в обмен на питание и убежище конгломерат микроорганизмов старается вести себя подобающе, участвуя в сложнейших цепочках жизнедеятельности организма – расщепляя молекулы целлюлозы, крахмала, протеины и соединения сахара, питая и защищая своих хозяев – нас с вами.

Если бы можно было все микроорганизмы, обитающие в нашем кишечнике, положить на весы, их совокупный вес уравновесила бы трехкилограммовая гиря. Для справки: наш головной мозг весит в два раза меньше.

Психобиом: как бактерии меняют наше сознание?Сообщества микроорганизмов в различных областях нашего тела играют решающую роль в поддержании нашего здоровья – хотя (и это критически важно) для этого количество различных типов бактерий, грибков и других микроорганизмов должно оставаться в идеальном равновесии.

Психобиом: как бактерии меняют наше сознание?На одном этом влияние сообщества микроорганизмов не заканчивается. Последние исследования показали, что наш микробиом играет и более удивительную, открытую лишь совсем недавно роль, а именно в психическом здоровье и таких неврологических состояниях, как аутизм, эпилепсия и депрессия, взаимодействуя с нашей нервной системой и даже высвобождая молекулы, которые, по последним данным, могут попасть прямиком в мозг.

От микробиома к психобиому

На протяжении десятков миллионов лет бактерии живут и процветают в кишечнике млекопитающих. За такое время они волей-неволей научились взаимодействовать с головным мозгом существ, в организме которых существуют. В конечном итоге, само их выживание напрямую зависело от питательных веществ, которые они получали от своих «хозяев». Поэтому-то они и стремятся как-то влиять на их поведение, чтобы получать от них еще побольше нужных веществ.

Психобиом: как бактерии меняют наше сознание?То, что симбиотические бактерии выполняют в организме человека ряд очень важных функций, известно уже давно. Без них невозможно пищеварение, они вносят важный вклад в формирование иммунной системы. Однако все новые и новые исследования указывают на то, что роль бактерий явно недооценивалась.

Психобиом: как бактерии меняют наше сознание?Профессор Джереми Николсон из Имперского колледжа в Лондоне предложил ввести новое понятие – рассматривать комплексно не человека, а сверхорганизм, симбиоз человеческих и нечеловеческих клеток. Причем человеческий геном в этом симбиозе не преобладает. С подачи Николсона возник и новый термин – психобиом как качественно новое явление, которое характеризуется когнитивным воздействием всей нашей микрофлоры, всего микробиома на психологические аспекты нашей личности.

Психобиом: как бактерии меняют наше сознание?Всего несколько лет назад сама идея о том, что бактерии могут управлять человеческим поведением, казалось биологам предельно абсурдной. Мозг надежно защищен от остального тела особым гематоэнцефалическим барьером, который подобно ситу пропускал к себе только самые мелкие молекулы (главным образом гормоны и нейромедиаторы).

Тем не менее все чаще и чаще исследователи находили все новые свидетельства влияния микроорганизмов на мозг.

В нашем желудочно-кишечном тракте обитает более 400 видов бактерий, и это только те, что были обнаружены. На сегодняшний день ученые не знают, что делает большинство из них – подробно изучена буквально пара десятков кишечных бактерий.

Психобиом: как бактерии меняют наше сознание?Наш мозг постоянно принимает и обрабатывает терабиты информации, которую даже не осознает – в том числе от обитателей микробиома. И эта информация прямо влияет на наше настроение и поведение. Как бы усиленно мы ни рефлексировали, порой трудно догадаться, что именно могло обусловить наше плохое настроение или отчаянные поступки. Вполне возможно, ответ живет у нас в кишечнике.

Психобиом: как бактерии меняют наше сознание?Недавно международная группа исследователей установила, что у большинства пациентов с болезнью Альцгеймера имеется серьезный дисбаланс кишечной микрофлоры.

Другой научный коллектив обнаружил, что тяга к условным донатсам и чизкейкам зависит во многом от того, присутствуют ли в вашем кишечнике бактерии клостридии. Повышенное количество этих бактерий буквально меняет сознание человека, заставляя нас поглощать сладости в неприличных объемах. Вот вам и «склонность» к сладкому…

Психобиом: как бактерии меняют наше сознание?Исследование, проведенное микробиологами Университета МакМастера в Гамильтоне (Онтарио), позволяет предположить, что бактерии кишечника могут также влиять на поведение и такие ключевые когнитивные процессы, как память, оказывая влияние на активность генов на начальном этапе развития мозга. Но пока что эта гипотеза подтвердилась только на мышах. Контрольная группа мышей с искусственно сниженной микрофлорой показала значительно худшие результаты в тестах по прохождению лабиринтов.

Психобиом: как бактерии меняют наше сознание?Другое исследование показало, что мыши, выращенные в стерильной среде и по этой причине имеющие недостаток «стандартных» бактерий, демонстрировали чрезмерные ответные реакции на стресс по сравнению с контрольной группой. Этакий мышиный синдром дефицита внимания и повышенной активности.

Аномальное поведение оказалось обратимым после восстановления нормального бактериального баланса.

Другие опыты показали, что грызуны без нормального микробиома избегают своих сородичей из-за возникшего нарушения работы миндалины – структуры мозга, критически важной при обработке социальных эмоций.

Результатами экспериментов с мышками стали убедительные доказательства участия бактерий в регуляции разнообразных физиологических процессов, таких как иммуномодуляция, энергетический баланс, ожирение, утомляемость.

Но и у людей также были выявлены поразительные закономерности.

Например, в образцах кала детей с аутизмом были обнаружены уникальные комплексы микроорганизмов. Изменения в микробиоме характерны и для ряда других психических и нейродегенеративных заболеваний.

Психобиом: как бактерии меняют наше сознание?Предполагаемый механизм действия следующий. Вероятно, определенные виды бактерий выделяют соединения, передающие сигналы к нервным окончаниям кишечника. После чего сигнал по блуждающему нерву поступает к мозгу, где изменяет выработку разных гормонов.

Тайная дверь к сознанию?

Понимание связей между симбиотическими бактериями и работой мозга позволит изобретать принципиально новые способы терапии. Например, можно рекомендовать пациентам рацион, благоприятный для определенного вида микроорганизмов, а значит, и для лечения определенной болезни или когнитивного расстройства.

Психобиом: как бактерии меняют наше сознание?Что-то можно предпринять уже сейчас. По мнению ряда ученых, наиболее разрушительное воздействие на мозг могут оказывать бактерии, обитающие в ротовой полости и вызывающие воспаление десен (стрептококк мутанс). Есть свидетельства, что, попадая в мозг, они вызывают накопление токсичных белков, приводящих к развитию болезни Альцгеймера. Вот и совет для профилактики одной из самых разрушительных болезни: следите за полостью рта, при симптомах воспаления десен обращайтесь к доктору.

Эпидемиологические исследователи обнаружили и другие интригующие связи между расстройствами кишечника и мозга. Например, у многих людей с синдромом раздраженного кишечника вместе с этим наблюдается депрессия, у людей, страдающих аутизмом, как правило, проблемы с пищеварением, а у больных синдромом Паркинсона – запоры.

Фиксируется также повышенный уровень депрессии у людей, принимающих антибиотики, – но не противовирусные или противогрибковые препараты, которые оставляют кишечные бактерии невредимыми. В прошлом году Жерон Раес, микробиолог из Католического университета Левена, и его коллеги проанализировали данные о состоянии здоровья двух групп более чем из 1000 человек. У людей с депрессией были дефициты одних и тех же двух видов бактерий, сообщили авторы в апреле 2019 года в журнале Nature Microbiology.

Психобиом: как бактерии меняют наше сознание?Исследование с выборкой в 35 человек показало, что кишечные бактерии влияют на состояние людей, страдающих синдромом хронической усталости, который вызывает беспричинные приступы страха.

В течение нескольких месяцев в организм добровольцев вводили молочнокислые бактерии. Контрольная группа получала плацебо. По окончании наблюдения выяснилось, что люди, которым была прописана особая диета, стали испытывать приступы страха намного реже, чем больные из контрольной группы.

Психобиом: как бактерии меняют наше сознание?Бактерии кишечника являются ключом к правильному развитию и поддержанию всей иммунной системы, и исследования показывают, что неправильное сочетание микробов может разрушить этот баланс. Продукты жизнедеятельности микробов могут влиять на то, что называется энтероэндокринными клетками, которые высвобождают гормоны и другие пептиды. Некоторые из этих клеток помогают регулировать пищеварение и контролировать выработку инсулина, но они также высвобождают нейромедиатор серотонин, который выходит из кишечника и перемещается по всему телу. А серотонин, как мы знаем, один из важнейших нейромедиаторов, влияющих на наше настроение, мотивацию и продуктивность.

Дайте мне правильную бактерию – и я переверну мир!

Древние греки считали, что психические расстройства возникают, когда пищеварительный тракт вырабатывает слишком много черной желчи. И задолго до того, как были обнаружены микробы, некоторые философы и врачи утверждали, что мозг и кишечник являются партнерами в формировании человеческого поведения. Сегодня наивные когда-то догадки древних греков неожиданным образом подтверждаются.

Психобиом: как бактерии меняют наше сознание?Манипулируя нами, бактерии преследуют свои эволюционные интересы. В нашем пищеварительном тракте их состав заметно варьируется в зависимости от того, как мы себя чувствуем и чем питаемся. Разумеется, эти микроорганизмы конкурируют между собой, и мы им в этом невольно помогаем.

Психобиом: как бактерии меняют наше сознание?Дальнейшие исследования покажут, какова подлинная власть психобиома над нами. Похоже, мы только теперь понемногу начинаем понимать значение последних открытий.

Наше питание, домашние животные, пищевые пристрастия и даже место рождения – все это вызывает изменения в наших микроскопическим постояльцах, а они уже в свою очередь влияют на нас.

Только представьте, какой невероятный потенциал открывается вместе с возможностью изменять наш психобиом к лучшему в результате развития соответствующих биотехнологий. Борьба с психическими расстройствами, аутизмом, стимуляция нашей мотивированности, а там, глядишь, диета, улучшающая память и интеллект…

Тут возникает вопрос. Останется ли человек таким же индивидуумом без своей уникальной микробиоты? Не изменит ли волшебная «бактериальная таблетка» нашу личность, подобно операции на мозге? Это вопрос, на который наука пока не дает ответа.

Дмитрий Бурлуцкий