кулярном уровне воздействует на поведение людей, их депрессию и стресс.
Об этом можно было бы написать целую отдельную книгу (на самом деле по крайней мере одну уже написали); микрофлора воздействует на многие нейротрансмиттеры со сложными названиями и аббревиатурами вроде BDNF, дофамина, ГАМК, Г-КСФ, серотонина, ацетилхолина и норэпинефрина. Все они играют важную роль в повседневной работе мозга и нервной системы, и изменения в этих нейротрансмиттерах могут привести к неврологическим проблемам и душевным болезням. Вместо того, чтобы подробно описывать все механизмы, мы в качестве иллюстрации воспользуемся всего одним примером.
Давайте представим, что вы с супругом (супругой) наняли няню и пошли в ресторан, чтобы пообедать в тишине (наконец-то!). Представьте это приятное чувство – вы наконец-то поели, не отвлекаясь, пока все блюда еще теплые! Это приятное чувство возникает благодаря нейротрансмиттеру под названием серотонин (а также благодаря тому, что вы не видите, как ссорятся ваши дети – это уже проблема няни). Практически весь серотонин в вашем организме производится клетками кишечника, где он регулирует моторику кишечника (необходимую для нормального функционирования пищеварительной системы). В мозге серотонин регулирует настроение, аппетит и даже сон. Серотонин делается из триптофана, строительного материала для многих белков. Так что при изменении уровня триптофана меняется и уровень серотонина. Как в этом участвуют микробы? Они воздействуют на уровень триптофана, а также на вещества, участвующие в синтезе серотонина. У безмикробных животных уровень серотонина низок и в крови, и в кишечнике, но это можно исправить, пересаживая животным определенных микробов. Эти микробы вырабатывают маленькие молекулы (метаболиты), которые влияют на производство серотонина, и если давать безмикробным животным эти метаболиты, даже они повышают уровень серотонина.
Эксперименты на безмикробных мышах показали, насколько большую роль играет микрофлора для функций мозга. Например, безмикробные мыши охотнее исследуют местность, меньше тревожатся и намного меньше боятся по сравнению с мышами, которые родились и выросли в нормальном микробном окружении (с точки зрения мыши это плохо, а вот для кошки – отличная новость!). Считается, что некоторые микробы регулируют выделение важного нейротрансмиттера под названием ГАМК (гамма-аминомасляной кислоты): вот еще одна функция человеческого организма, которую делегировали микробам.
ГАМК необходима для подавления чувств страха и тревоги – двух важнейших эмоций, которые должно контролировать любое животное, чтобы выжить. Удивительно, но колонизация безмикробных мышей бактериями или даже простая пересадка фекалий от нормальной мыши «храброй» безмикробной мыши восстанавливает их поведение до нормального. Впрочем, в данном случае время ограничено: лишь безмикробные животные, колонизированные бактериями на ранней стадии жизни, могут восстановить нормальное поведение, что опять-таки подчеркивает, насколько важны для нас микробы в младенчестве.
Другие неврологические аспекты, которые меняются у безмикробных мышей, – когнитивные функции, способность к обучению, память и принятие решений: все это, как вы понимаете, очень важно для развития ребенка.
Вышеупомянутые эксперименты проводились в отсутствие микробов, что, как вы понимаете, абсолютно нереалистичный сценарий. Однако проводились и другие эксперименты по изменению поведения в присутствии разных микробов. Например, когда мушкам-дрозофилам скармливали определенную бактерию (пробиотик), они после этого предпочитали в качестве партнеров для спаривания других мушек, колонизированных этим же микробом, и избегали тех, у кого этого микроба не было. Считается, что бактерии вырабатывают «строительные материалы» для молекул феромонов – веществ, которые отвечают за привлекательность запаха.
Гиены живут стаями или социальными группами (примерно напоминающими подростковые тусовки). У этих животных есть специальные секреторные железы (которые сильно воняют, если, конечно, вы не гиена); у разных стай своя микрофлора, живущая в этих секреторных железах, и эта микрофлора определяет, какие именно феромоны вырабатываются. Это, конечно, влияет на структуру гиеньих стай, но на самом деле здесь происходит даже нечто большее: микробы прямо влияют на выбор партнеров для спаривания, а это определяет ни много ни мало эволюцию вида.
Сейчас довольно мало известно о том, как микробы непосредственно влияют на человеческое поведение, но, учитывая огромное количество данных о животных, начались серьезные исследования. Впрочем, есть и другие доказательства того, что для душевного здоровья людям необходима здоровая микрофлора. Многие психиатрические заболевания и расстройства настроения связаны с расстройствами желудочно-кишечного тракта. Например, депрессия часто бывает у людей с синдромом раздраженного кишечника (который иногда даже лечат антидепрессантами).
Иногда кажется, что в любом супермаркете и в любое время можно встретить двухлетнего ребенка, кричащего в истерике (иногда это даже может быть ваш собственный ребенок). Это не психическое заболевание (хотя многие родители с этим могут не согласиться), но неуправляемое, непослушное поведение большинства двухлеток – это этап развития, к которому нужно относиться серьезно. Многие родители навсегда запомнили эти «ужасные два года». Когда милый, улыбающийся младенец превращается в малыша, который орет, сучит ножками и не желает никого слушать, – это не самая приятная перемена. К счастью, этот период длится не слишком долго, и дети его перерастают.
Может ли здесь какую-то роль играть микрофлора? Сейчас данных очень мало, но одно недавнее исследование микрофлоры детей в возрасте 18 – 27 месяцев показало, что присутствие определенных бактерий связывается с трудностями при контролировании эмоций, особенно у мальчиков. Кроме того, мы знаем, что в это время происходят заметные изменения микрофлоры детей: заканчивается младенчество и начинается раннее детство. Так что вполне возможно, что за этой резкой сменой темперамента тоже стоят бактерии. Это не значит, что микрофлора прямо вызывает эти перемены: вполне возможно, что микрофлора просто реагирует на изменения уровней гормона стресса. Так или иначе, когда ваш малыш в следующий раз будет кататься по полу в супермаркете, во весь голос требуя очередную игрушку, попробуйте проявить терпение и обвинить во всем его кишечных микробов, а не ругать себя за то, что вы плохие родители.
Если микробы так хорошо умеют общаться с нашим мозгом, могут ли они влиять на то, как он развивается и функционирует? Недавние исследования показывают, что изменения микрофлоры в раннем возрасте могут пагубно отразиться на памяти. Эксперименты, в которых мышей посадили на «западную диету» с высоким содержанием сахаров, показали, что эта диета влияет и на долгосрочную, и на краткосрочную память в дальнейшей жизни. Кроме того, она вызывает изменения состава микрофлоры, и авторы исследования сделали следующий вывод: «Результаты говорят о том, что изменения микробиома могут быть одной из причин когнитивных изменений, характерных для западной диеты». Звучит пугающе, особенно учитывая, сколько детей в нашем обществе сидят на такой вот «сладкой» диете.
В других экспериментах, где микрофлора менялась в результате инфекции, а не диеты, мыши, зараженные патогенным микробом, а затем подвергнутые стрессу, демонстрировали нарушения памяти, которые, однако, поддавались профилактике с помощью пробиотиков. Дополнительные эксперименты с безмикробными мышами показали, что их память работает хуже, чем у нормальных мышей, причем вне зависимости от того, подвергались они стрессу или нет; это показывает, что бактерии, живущие в нас, каким-то образом влияют на нашу способность запоминать и вспоминать информацию. Впрочем, без данных о людях, конечно, не стоит говорить, что микрофлора как-то влияет на человеческую память или другие аспекты интеллекта; впрочем, если некоторые подозрения подтвердятся, то они могут возыметь заметные последствия для общества.
Мы живем в мире, полном стрессов, и это не может не отражаться на наших микрофлоре и мозге. Все начинается еще в утробе. Например, инфекции и стресс у матери во время беременности связывается с неврологическими расстройствами у ребенка, – например, шизофренией или расстройствам аутистического спектра. Считается, что способность справиться со стрессом закладывается в раннем возрасте. Эта система при рождении не развита, а развиваться начинает, когда резко меняется микрофлора. Стресс в это формативное время также связан с дальнейшими расстройствами мозга.
Более того, младенческие стрессы меняют микрофлору. Мы знаем, что если забрать крысят у матерей в младенчестве, то эти крысята хуже будут справляться со стрессом, а еще это приводит к долгосрочным изменениям микрофлоры. У взрослых безмикробных мышей возникают преувеличенные стрессовые реакции, которые можно исправить, если они колонизируются микробами на ранней стадии жизни, но нельзя, если пересадить им микробов уже во взрослом возрасте. Однако когда мышам давали определенный пробиотик, животные меньше страдали от стресса. Более того, эффект от пробиотика оказался таким же сильным, как от антистрессового лекарства. Кроме того, они вырабатывали больше кортизола, гормона, который помогает справиться со стрессом. При удалении блуждающего нерва эффект терялся, что опять-таки говорит о сильной связи между мозгом и кишечником. У безмикробных мышей уровень кортизола в принципе низкий, что помогает понять, почему у них такая сильная реакция на стресс. Это, очевидно, новая, экспериментальная отрасль, и почти все результаты получены из опытов на животных. Тем не менее даже эти результаты помогают лучше понять, как воспитывать детей в мире, полном стрессов. Интересно будет представить себе мир, где микрофлору младенца можно изменить, чтобы сделать их более устойчивыми к стрессу и тревоге во взрослом возрасте.