Хочу конфетку, хочу грустить: как кишечные бактерии управляют нашими желаниями
Морковка — или чебурек, да пожирнее? В фантастических фильмах нередко мелькает образ инопланетного паразита, сидящего в человеке и управляющего его поведением. А что если в нас уже сидит организм, который диктует, что купить в ближайшем супермаркете и какой соус добавить в салат? Существо внутри говорит: «Жрать!» и неумолимо тащит к холодильнику. Только паразит вполне земного происхождения — это наши кишечные бактерии.
Триллионы микробов живут в каждом взрослом человеке, и это нормально. Часть из них помогает нам жить, запуская биохимические реакции, другая часть тащит нас по врачам. Целый зоопарк обитает в кишечнике: сотни видов бактерий, вирусов и грибков. Именно их называют кишечным микробиомом, или кишечной микрофлорой. Большинство обитает в «кармане» толстой кишки — так называемой слепой кишке. Некоторые специалисты даже считают микробиом полноценным органом человеческого тела, настолько слаженно работают его компоненты.
Микробиом, или микрофлора кишечника, — это все микробы в кишечнике, которые действуют как еще один орган, имеющий решающее значение для вашего здоровья.
Откуда же берутся эти микробы? Изначально у новорожденного нет микробиома, но с молоком матери он наследует от нее первые бактерии, которые обживаются на новой территории. С этого момента начинается «сотрудничество» человека со своим микробиомом. Пока человек обеспечивает бактериям питание (всё, что попадает в кишечник, — это их шведский стол), они взамен помогают на всех фронтах: переваривают пищу, производят полезные питательные вещества, гормоны и даже формируют иммунитет.
Но есть и бактерии с «темной стороны»: они вызывают не только проблемы с пищеварением, но и провоцируют развитие сердечно-сосудистых заболеваний и других проблем — от аллергии до деменции. И представьте: эти коварные враги виноваты даже в вашем обжорстве (хотя нет, не только они).
Ваш мозг захвачен
Ах да, микробы влияют и на поведение человека-хозяина. И на самом деле эффективная связь между мозгом и кишечником налажена давно. Например, кишечные бактерии производят в организме около 95% серотонина — «гормона счастья». Микробы могут таким образом поднять настроение человеку, а могут испортить. Доказано и влияние некоторых кишечных микробов на развитие депрессии.
Удивительно, но еще древние греки предполагали, что психические расстройства возникают, когда пищеварительный тракт производит слишком много черной желчи. Как недалеки они были от истины!
Но как же микробы это делают? Науке пока известно три основных механизма воздействия кишечной микрофлоры на мозг человека:
- Производство нейрохимических веществ (тот же серотонин), которые мозг использует для регуляции не только физиологических процессов, но и психических, таких как обучение, память, изменение настроения. Эти вещества, в основном гормоны, из кишечника проникают в кровеносные сосуды и напрямую попадают в мозг.
- Микробы воздействуют на нейропод — специальные клетки слизистой оболочки кишечника, которые могут стимулировать соседние нервные клетки, в том числе блуждающий нерв, напрямую соединенный с мозгом.
- Воздействие через иммунные клетки. Так уж сложилось, что в человеческом кишечнике находится примерно 70% всего иммунитета. Микробы живут по соседству с иммунными клетками, работают вместе с ними и регулярно их «пинают»: заставляют реагировать, воспроизводить армию себе подобных, если в организме есть опасность, и т. д. В итоге от микрофлоры многое зависит: какие антитела и в каком количестве направятся по кровотоку к месту воспаления или в мозг.
Может быть интересно
Как именно происходит воздействие на иммунные клетки, нетрудно догадаться: кишечные бактерии только и делают, что выделяют разные вещества, а те в свою очередь влияют на процессы в вашем «богатом внутреннем мире». И с иммунными клетками точно такая же история. Например, стенка бактерии производит вещество, которое стимулирует иммунные Т-клетки вырабатывать белки, регулирующие сон человека. А те продлевают активную фазу сна или же вызывают бессонницу у пожилых людей.
Когда микробы хотят сладкого
И вот сенсация для любителей перевести стрелки: это не вы хотите сладкого, а микробы внутри вас. Оказывается, жители кишечника регулярно влияют на наш выбор питания.
Такое открытие помогли сделать мухи. Так уж вышло, что для начальных исследований эти насекомые просто идеальны, так как их кишечная микрофлора содержит лишь несколько видов организмов.
Португальских ученых озадачила стая голодных мух, которые избегали дрожжей, хотя любят этот продукт из-за содержащегося в нем ценного белка. Но странные особи подлетали к пище и заворачивали крошечные носики вверх, не принимая угощение.
Читайте также
Биологи обнаружили, что в организме этих мух есть определенные микробы, меняющие их аппетит и пристрастия к еде.
В ряде исследований отмечено, что бактерии могли сами производить недостающие компоненты белка, а заодно «сообщать» организму мухи, что без дополнительного белка он и так проживет. Именно поэтому мухи игнорировали дрожжи. В других исследованиях отмечены микроорганизмы, для которых эти белки губительны, поэтому микробам было выгодно управлять мухой, запрещая ей лакомиться дрожжами.
Опыты на мышах подтвердили эту взаимосвязь. Обычно мыши благоразумно убегают, когда чувствуют запах кошачьей мочи. Но существует микроорганизм-паразит, называемый токсоплазмой. Мышей, зараженных им, привлекает кошачья моча. Они жаждут ее и идут на запах, становясь обедом для кошки.
В основном исследования проводились на животных, но были опыты и на людях. И, например, выяснилось, что люди, которым хотелось шоколада, имели в моче микробные метаболиты, отличные от тех, что были у испытуемых, к шоколаду безразличных, несмотря на идентичную в обеих группах диету.
Зачем микробам ваше ожирение?
Мотив коварных микроорганизмов понятен: в кишечном зоопарке разные виды бактерий конкурируют друг с другом за жилплощадь. Здесь каждый заинтересован в том, чтобы по пищеводу спустился именно его вид пищи. Одним для выживания нужно острое, другим — жирное и сладкое, а третьим, напротив, — поменьше сладкого и побольше клетчатки из овощей.
Микробы могут повлиять на наш выбор питания разными путями: вызвать тягу к пище, на которой они специализируются, или же к продуктам, подавляющим их конкурентов — полезные бактерии. А могут провоцировать болезненные ощущения до тех пор, пока мы не съедим пищу, которая им необходима. Так что если вы ощущаете, что мозг настойчиво требует сладкого, возможно, это вовсе не ваш организм. Просто он в заложниках, а требования диктует микроскопический террорист.
Как с этим жить?
Кто же победит — болезнетворные микробы или полезные? Здесь, как и в старой притче, побеждает тот волк, которого вы кормите.
Всего лишь изменив рацион, можно уменьшить популяцию болезнетворных микробов и помочь полезным бактериям жить и размножаться. Например, диета с неперевариваемыми углеводами — цельнозерновыми и пшеничными отрубями — увеличивает количество кишечных бифидобактерий и лактобацилл, которые участвуют в синтезе ценных аминокислот, защитных механизмах и переваривании пищи. В то же время эксперименты на мышах показали уменьшение количества бифидобактерий при диете с высоким содержанием жиров.
Хорошая новость: микробов много, но живут они недолго и очень зависимы от питания, которое мы им предоставим.
Если микробиом новорожденного полностью зависит от микробиома и рациона кормящей матери, а также окружающей среды, то микробиом взрослого во многом в его собственных руках.
Специалисты из Гарвардской школы медицины рекомендуют есть больше ферментированных продуктов, клетчатки и сложных углеводов для заселения кишечника полезными микробами. И важно: питание должно быть разнообразным. Когда в кишечнике живут микроорганизмы «разных национальностей», возникает здоровая конкуренция, где право на выживание есть у каждого. В противном случае некоторые микробы становятся монополистами: легко подавляют жизнь конкурентов, а в свободное от их уничтожения время посылают в мозг человека «заявки» на вредные деликатесы.
Другой вариант — прием аптечных препаратов, пребиотиков. Но и тут не стоит ждать чуда: их общая эффективность до конца не исследована, да и эффект недолговечен. Пребиотики — это препараты на основе микробов. Их задача — восполнять полезные бактерии, убитые антибиотиками. Это не означает заселить кишечник бактериями, словно Марс — колонизаторами. Бактерии из препарата лишь создают условия, которые мешают росту болезнетворных микробов и помогают восстанавливать популяцию полезных.
Медики даже рассматривают как вариант лечения заболеваний пересадку кала от здорового человека к больному. Да, кала.
Трансплантация фекалий здорового донора человеку с кишечным колитом, например, или стройного человека пациенту с ожирением — это лечение, основанное примерно на том же принципе, что и лечение пребиотиками. Нужно пересадить часть здорового микробиома, содержащегося в каловой массе, чтобы создать конкуренцию болезнетворным микробам.
Сейчас ученые активно изучают эффективность такого метода при лечении самых разных заболеваний — от воспаления кишечника до аутизма. И уже есть результаты. Несколько исследований на мышах показали, что трансплантация фекалий между тучными и худыми животными может изменять их метаболизм, по сути, делая толстых мышей худыми и наоборот.
А вот испытаний на людях было немного. Да и результаты довольно противоречивы. В первом подобном опыте 22 тучных, но в остальном относительно здоровых взрослых человека в течение 12 недель принимали капсулы с препаратом. У одной половины испытуемых капсулы содержали образцы кала здоровых худощавых людей, а другая половина принимала плацебо. В итоге микробиом людей, принимавших реальный препарат, и правда изменился, став похожим по составу на кишечную микрофлору доноров. Однако исследователи пытались выяснить, изменяет ли фекальный трансплантат концентрацию гормона, участвующего в насыщении. И, к сожалению, через 12 недель никаких изменений в уровне этого гормона не зарегистрировали, как не заметили и изменения массы тела испытуемых.
В любом случае одного исследования недостаточно, чтобы делать однозначные сенсационные выводы. Однако для микробиологов исследования кишечного зоопарка — очень перспективная тема. И пока одни люди под контролем микробов опустошают холодильник и витрины кондитерских лавок, другие используют это явление в своих интересах. Например, разрабатывают бактериальные препараты для лечения психических расстройств. Впрочем, не исключено, что это одни и те же люди.
В одном ученые пока уверены: чтобы жить долго и счастливо, стоит дружить со своим «богатым внутренним миром». Кстати: бактериальных клеток в теле человека больше, чем его собственных. Так что мы их хозяева или они — наши? Вот вам отличная тема для вечеринки философов.