Книга Иммунитет к старению. Как использовать бактерии внутри и снаружи тела для здоровья и долголетия - Бретт Финлей

Мозг дает нам осознание своей личности. Он позволяет нам чувствовать себя уникальными, отличными от других людей; и в то же время мозг объединяет нас, представителей наиболее интеллектуально развитого вида, в одно сообщество. Мозг человеческих существ не всегда считался невероятно важным органом. Оглядываясь назад, можно сказать, что кишечник был вместилищем голоса разума, отсюда пошли выражения «нутром чуять» и «слушать свое нутро». За последние 150 лет ученые смогли установить, что наш организм использует нисходящий подход для работы, где мозг контролирует каждую часть тела. Вроде бы все просто: получая сигналы от мозга по нервным окончаниям, тело выполняет его приказы. Но погодите минуту. Оказывается, работу выполняют не только нервы; есть еще и микробы кишечника, которые могут поведать немало интересного. Они поддерживают постоянную связь с мозгом как напрямую, так и посредством других механизмов, которые изменяют мозг. Их связь стала самой удивительной и самой сложной областью исследования микробиома.

Мы побеседовали с доктором Брайаном МакВайкаром, выдающимся специалистом в области нейробиологии из университета Британской Колумбии и руководителем Центра здоровья мозга Джавада Мовафагяна. Он занимается изучением глиальных клеток, которые окружают нейроны и взаимодействуют с ними для осуществления контроля поведения и внутренних функций. Благодаря своим исследованиям он стал иначе смотреть на глиальные клетки, а именно на микроглию, один из двух классов глиальных клеток. Он отметил: «Нам известно, что микроглия участвует в развитии инфекций и проявлении реакции, то есть эти клетки являются частью иммунной системы. Прежде мы думали, что они просто медленно трансформируются через несколько дней после начала болезни». Но благодаря применению новых технологий совместно с командой он установил, что клетки микроглии постоянно движутся и активно собирают сведения о здоровье ткани головного мозга. Это событие стало первым шагом на пути, который привел к обнаружению связи между микробами и мозгом.

Когда доктор МакВайкар впервые предложил заняться исследованием оси кишечник-мозг на научной конференции в 2012 году, его ожидала лавина холодного скепсиса и сомнений. Но с тех пор нейробиология значительно изменилась, и климат в исследовательской среде улучшился. Авторитетное исследование немецких специалистов позволило обнаружить прямую связь между головным мозгом и микробиомом. Исследователи изучали лабораторных мышей, начисто лишенных микробиома, и обнаружили, что их клетки микроглии отличаются от микроглии мышей с микробами. Это открытие стало поворотным моментом в науке и подтвердило наличие коммуникации между мозгом и микробиомом. Как объясняет доктор МакВайкар, это открытие обладает огромной важностью для изучения деменции, болезней Альцгеймера и Паркинсона, рассеянного склероза и других заболеваний головного мозга.

Исследования на тему связи микробиома и мозга, говорит врач, «в моде на ближайшие, хотелось бы верить, десять лет; а может быть, эта мода сохранится и на все будущие поколения!» Сегодня эта тема настолько горячо обсуждается, что статьи по ней появляются практически в каждом нейронаучном журнале, и многие из них выходят далеко за рамки рецензируемых, основывающихся на фактических данных исследований. Доктор МакВайкар признает, что, несмотря на всеобщий энтузиазм, ученым предстоит отыскать ответы еще на очень многие вопросы: «Мы установили наличие коммуникации между микробиомом и мозгом, но как осуществляется эта коммуникация? Пока у нас нет никаких зацепок на это счет». Разгадка этого процесса позволит людям научиться использовать микробиом для улучшения здоровья мозга.

Миф. Мозг контролирует все части тела и назначает им конкретные задачи.

Факт. Существует двусторонняя связь между кишечником и мозгом.

Ось кишечник-мозг

Мозг осуществляет контроль за функциями кишечника, но при этом связь этих органов является двусторонней и происходит через так называемую ось кишечник-мозг – по пути блуждающего нерва. Этот длинный канал внутри тела начинается в мозге, оплетает нервные окончания кишечника (на латыни слово «vagus», которым называют этот нерв, означает «тот, кто странствует, блуждает»), соединяет нейроны кишечника, или энтеральные нейроны, с сигналами мозга. Нейронов кишечника меньше, чем нейронов мозга, но больше, чем нейронов других органов тела. Таким образом, эти две системы вместе образуют развитый коммуникационный центр.

Как же микробиота кишечника может воздействовать на мозг? Появляется все больше данных о том, что микробы используют три основных канала связи для «общения» с мозгом. К первому относится основное средство коммуникации оси кишечник-мозг – блуждающий нерв. Кишечные бактерии воздействуют на нейроны, сцепленные с блуждающим нервом, и передают в мозг сигналы из кишечника, на которые, кстати, они тоже могут оказывать прямое влияние. Второй канал связи создается за счет производимых микробами химических веществ (нейромедиаторов и гормонов), которые могут передавать сигналы в мозг через другие сети нейронов. В третьем случае они воздействуют на иммунную систему, которая напрямую связана с нервной системой в каждой части человеческого тела. Как мы неоднократно убедимся в следующих главах, микробы обожают манипулировать иммунной системой.

Существует два основных барьера, которые разделяют кишечник и мозг и осложняют их коммуникацию. Первый – это стенки кишечника, которые надежно удерживают непереваренную пищу и микробов внутри кишки и пропускают из кишечника в остальные части организма только переваренные питательные вещества, которые затем преобразуются в энергию. Хотя это и звучит нелогично, но считается, что содержимое желудочно-кишечного тракта находится вне тела, потому что ЖКТ – это просто сквозная трубка, которая проходит через весь организм. По результатам нескольких экспериментов над животными, пробоины в этой трубке, известные как синдром дырявого кишечника, оказывают огромное влияние на мозг. Если микробные продукты попадают в полости вокруг кишечника, мозг немедленно реагирует на вторжение воспалительной реакцией. Иммунитет совершает тактические удары по микробам-захватчикам, чтобы не допустить их распространения в организме. Так работает линия обороны против опасных инфекций. Как в настоящей военной стычке, воспаление наносит большие повреждения телу, хоть и с намерением защитить его. В результате могут появиться нарушения в работе мозга, о которых мы поговорим позже.

Второй барьер – гематоэнцефалический барьер, или ГЭБ. Он образован специальными эндотелиальными клетками, которые окутывают кровеносные сосуды в мозге. Хотя мозг пронизывает масса кровеносных сосудов, их содержимое остается запечатанным (через стенки проходят только некоторые питательные вещества и кислород). ГЭБ надежно защищает мозг от проникновения в него различных веществ; по этой причине сложно доставить в мозг медицинские препараты и вещества. По данным экспериментов над животными, для максимального развития гематоэнцефалического барьера необходимы микробы. У очищенных от микробиома животных очень слабый ГЭБ, потому что именно микробы влияют на экспрессию важнейших белков, которые формируют крепкие замки между эндотелиальными клетками, склеивают клетки между собой и формируют барьер. Примечательно, что если кишечник взрослых, очищенных от микробиома животных с дырявым ГЭБ заселить кишечными микробами, то пробоины в ГЭБ затянутся – барьер укрепится.