14. Микробы и мозг

В марте 2013 г. представители американской организации Public Policy Polling, занимающейся изучением общественного мнения, провела опрос 1247 американских избирателей относительно их убеждений. Помимо прочих вопросов исследователей интересовали представления людей о том, кто на самом деле контролирует нашу жизнь. Как показали результаты, 28 % опрошенных убеждены в существовании тайной элитарной группы, которая и правит миром; 15 % опрошенных считают, что для контроля умонастроения граждан правительства используют особые технологии, связанные с деятельностью СМИ; а 4 % людей уверены в том, что нашим миром управляют представители межпланетарных альянсов – инопланетяне, способные менять обличье. Но все вопросы на эту тему так или иначе подразумевали силы, управляющие нами извне, и ни в одном вопросе не содержалось даже намека на то, что нами может управлять кто-то «изнутри». Иначе говоря, кто на самом деле управляет нашим суперорганизмом? Интересно, многие ли из 1247 опрошенных избирателей подозревали, что, по сути дела, на все наши решения влияют микробы?

Некоторые ученые, в том числе Джон Крайен из Ирландского национального университета в Корке и Карло Мейли из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, сравнивают наш микробиом с кукловодом. Крайен и его сотрудники отмечают, что существуют по меньшей мере пять «веревочек», соединяющих кишечный микробиом с головным мозгом: (1) система иммунной сигнализации, включающая также гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую ось (то есть сложный комплекс взаимоотношений между гипоталамусом, гипофизом и корой надпочечников); (2) активация блуждающего нерва (вагуса); (3) проводящие пути спинного мозга; (4) непосредственная выработка бактериями нейротрансмиттеров; (5) микробная продукция короткоцепочечных жирных кислот. Эти пути обеспечивают не только передачу важной информации, но и реальные изменения физиологии и функций нашего головного мозга.

О том, что некоторые паразиты и патогены способны контролировать поведение людей, известно довольно давно. И порой они делают это весьма эгоистичным образом. В качестве примера, хорошо знакомого большинству людей, можно привести вирус бешенства, заставляющий своих жертв (включая и человека) сильно изменять поведение, становиться агрессивными и даже кусаться. Все эти действия помогают вирусу распространяться среди животных и людей через слюну при укусах. Предполагается, что вызываемая вирусом бешенства агрессивность связана с резким снижением уровня серотонина. Вот почему к укусам животных нельзя относиться легкомысленно; вот почему в диагностических лабораториях Корнеллского университета мы проверяем на бешенство столько летучих мышей, собак, лисиц, скунсов и других теплокровных животных. Тема собачьего бешенства стала сюжетной основой романа Стивена Кинга «Куджо» и созданного позднее одноименного фильма ужасов.

Поведение человека способны контролировать не только патогенные микробы, но и наши микробные друзья, а их гораздо больше. Наша задача – точно определить, какие намерения в конечном итоге преследуют эти микроорганизмы – добрые или злые.

Кишечник, в котором сосредоточено 70 % нашей иммунной системы и живут тысячи видов микробов, – орган, имеющий критическое значение для здоровья людей, вынужденных жить в мире, густо населенном друзьями и врагами. Кишечник оказывает на нервные функции и головной мозг настолько сильное влияние, что его порой называют «вторым мозгом». В его недрах живут наши кишечные микробы, которые во многих отношениях и являются прячущимися за ширмой кукловодами. Наши микробы сотрудничали с нашими предками, работали на них и использовали их в качестве испытуемых испокон века. Не исключено, например, что, как было описано в части 1 книги, они изменяли наших предков с помощью передаваемых из поколения в поколение эпигенетических переключений генов. Микробы выработали хитроумные стратегии, позволявшие им «лепить» из нас идеальных партнеров, проявляя при этом поразительную дальновидность относительно результатов этого «проекта» по модификации человеческого поведения.

Тяга к еде

Крыша над головой и трехразовое питание – основные жизненные потребности наших микробов. Поэтому неудивительно, что они предпочитают все время проводить дома и периодически посылать нас в магазин, снабдив своего рода списком необходимых продуктов. На это они настоящие мастера. Горький шоколад богат разнообразными химическими веществами, включая полифенолы. Они же содержатся в различных фруктах, красном вине и винограде и, как известно, способствуют предотвращению некоторых НИЗ. Чтобы превратить эти соединения в полезные для нас вещества, кишечные микробы должны определенным образом преобразовать их. Недавно ученые показали, что микробы и в самом деле вырабатывают для нас эти полезные вещества, а полифенолы в свою очередь оказывают благотворное влияние на состояние наших кишечных микробов, потому что они тоже нуждаются в этих соединениях.

Кишечные бактерии делают горький шоколад полезным продуктом для нашего здоровья до тех пор, пока потребление калорий остается в норме. Имеются свидетельства, что люди, испытывающие к шоколаду неодолимую тягу, отличаются от «обычных» людей составом кишечной микрофлоры и содержанием различных метаболитов шоколада в моче. Похоже, что такие характеристики нашего организма, как профиль кишечного микробиома, тяга к определенным продуктам и характер образующихся из них метаболитов, тесно взаимосвязаны. Но вопрос о том, какие именно сигналы, исходящие из кишечника, определяют наши пищевые пристрастия, требует дополнительных исследований. Возможно, в первую очередь нужно обратить внимание на то обстоятельство, что побочные продукты микробного метаболизма вызывают у нас самые противоречивые эмоции и ощущения – удовольствие, эйфорию, депрессию, тревогу, дискомфорт и даже боль. Самое важное, однако, в том, что изменение микробиома может помочь нам изменить свое пищевое поведение.

Разнообразные бактерии, населяющие наш кишечник, – отнюдь не невинные существа, безропотно наблюдающие, как мы потчуем вкусной едой других их сородичей, и терпеливо надеющиеся тоже когда-нибудь получить от нас любимое лакомство. Они отлично знают, как с помощью биохимических средств заставить нас выбрать для них любимую пищу. Внутри нашего тела непрестанно разгораются настоящие битвы сигналов, исход которых в конце концов преобразуется в набор продуктов, соответствующих, как мы наивно полагаем, нашим собственным пожеланиям. На самом же деле эти «меню» отражают баланс сил между различными нашими микробами. Существует три основных типа бактерий: актинобактерии (Actinobacteria, A), Bacteroidetes (B) и фирмикуты (Firmicutes, F). Установлено, что у худых людей соотношение между В- и F-бактериями гораздо выше, чем у тучных. Низкое соотношение между В- и F-бактериями связано с риском воспаления и может служить биомаркером ожирения. Кстати, диеты, богатые растительными волокнами (клетчаткой), больше подходят для питания В-бактерий и способствуют их размножению; напротив, F-бактерии предпочитают жирную пищу. Как показывают исследования, проведенные в разных регионах мира, для детей, потреблявших пищу с высоким содержанием волокон и низким содержанием жиров, характерно более высокое соотношение между В- и F-бактериями. Но все упомянутые типы бактерий состоят из множества различных видов микробов, каждый со своими пищевыми предпочтениями и потребностями. И, как показывает сравнение кишечных бактерий, относящихся к одному и тому же типу, они тоже сильно различаются своими пристрастиями в еде.

Пищевые предпочтения бактерий определяются тем, какие вещества они могут использовать в качестве источников энергии. Так, превотеллы (Prevotella), относящиеся к типу Bacteroidetes, любят углеводные продукты, а бифидобактерии (Bifidobacterium), принадлежащие к типу актинобактерий, обожают пищевые волокна. Менее многочисленные микробные обитатели кишечника (например, Akkermansia muciniphila и различные виды Roseburia) обладают собственным «вкусом» и тоже влияют на наши гастрономические пристрастия. В конечном итоге все определяется балансом сил. Если ваше семейство поколениями потребляло какой-то продукт, скорее всего эта традиция отражена и в пищевых пристрастиях ваших микробов. Мы «синхронизированы» с продуктами, долгое время служившими источниками энергии для наших кишечных микробов. С другой стороны, если в данный момент времени в нашем кишечнике присутствует определенная смесь микробов, они сделают все возможное, чтобы заставить нас есть именно то, что хочется им.