Как микробы в кишечнике управляют нашим настроением, решениями и здоровьем. Невидимая ось: Как наш кишечник разговаривает с нашим мозгом. Кишечник составляет? иммунной системы
Вы когда-нибудь ощущали тяжесть в животе? Это может беспокоить вас и заставляет нервничать. Наука утверждает, что микрофлора нашего кишечника может общаться с нашим мозгом посредством блуждающего нерва и наоборот.
Давайте, глянем, что должно происходить в кишечнике, из-за чего он посылает мозгу сигналы, приводящие к депрессии или тревожности. Научные данные говорят о прочной связи между хроническими заболеваниями и воспалениями. Кишечник, от микрофлоры которого на 70 процентов зависит наш иммунитет, чаще всего подвержен воспалениям. Рацион человека обеспечивает окислительный стресс, что создаёт условия для таких недугов как депрессия, тревожность, помутнение разума, ожирение и многое другое. Здоровье мозга напрямую зависит от здоровья кишечника.
Кишечник связан с нашей иммунной системой и с мозгом посредством нейротрансмиттеров. Одна из их функций это передача ключевых сигналов мозгу, что по-разному сказывается на организме.
Серотонин и дофамин это хорошо известные нейротрансмиттеры, которые обычно ассоциируются с хорошим настроением. Хотя многие считают, что серотонин вырабатывается в головном мозге, оказалось, что на самом деле до 90 процентов его производится в кишечнике.
По словам доктора Хелен Мессье, главного медицинского сотрудника компании Viome, занимающейся анализом микрофлоры кишечника, бактерии в кишечнике производят или потребляют большую часть нейротрансмиттеров в организме.
Другими словами, достаточное количество серотонина, производимого кишечником, посылает мозгу положительные сигналы, что улучшает сон и даёт чувство насыщения.
Исходя из этого, можно понять, что придерживаясь правильной диеты, мы можем влиять на производство кишечником нейротрансмиттеров, положительно влияющих на наш мозг.
Пища, которую мы едим, влияет на состав микрофлоры в кишечнике, что в свою очередь влияет на производимые ею вещества. Жирная пища приводит к размножению вредных бактерий, производящих токсины, из-за которых возникают хронические заболевания.
При этом кишечник человека более уникален, нежели его отпечатки пальцев. Нет пищи, одинаково полезной для каждого. Одна и та же еда может оздоровить одного человека и причинить вред другому в зависимости от состава его микрофлоры. Кишечник в процессе метаболизма может извлекать из одной и той же еды питательные вещества, необходимые организму, а может производить вредные токсины, приводящие к заболеваниям.
Здоровая диета, составленная персонально для вас, позволяет вашему кишечнику не вырабатывать токсины, а напротив, производить здоровые соединения типа бутирата и нейротрансмиттеров, положительно влияющих на мозг. Но помимо этого бактерии кишечника производят также витамины и питательные вещества, необходимые для нормальной работы мозга.
«Производство нейротрансмиттеров в мозге зависит от конкретных витаминов, таких как фолиевая кислота. Наш мозг абсолютно зависим от фолиевой кислоты, и ее производят наши бактерии. Если они не получают правильных “кирпичиков”, поступающих с пищей, они не могут сделать это важное дело» — говорит доктор Мессье.
«Если Ваш мозг не получает необходимых ему питательных веществ, то нервные сигналы замедляются, и различные части мозга начинают испытывать трудности в общении друг с другом» — объясняет доктор Мессье.
Радует то, что на состав микрофлоры можно влиять. По словам доктора Мессье, баланс в кишечнике можно отрегулировать за несколько недель, адекватно улучшив свой рацион. Чтобы узнать, что требуется микрофлоре, нужно проверить кишечник. Компания Viome, в которой работает доктор Мессье, разработала доступный метод секвенирования РНК, который идентифицирует микроорганизмы в кишечнике. Кроме того, этот метод определяет продукты, производимые этими микроорганизмами.
Перейдя на индивидуально подобранное питание, полезное для вашего кишечника, вы заслужите благодарность не только от него, но также и от вашего мозга.
В организме каждого человека имеется тонкий кишечник. Его длина людей превышает четыре метра. Убирается он в теле человека благодаря тому, что орган компактно сложен. В тонком кишечнике человека имеется несколько складок, а также ворсинки – небольшие выросты. На небольшой площади органа, размером с ноготь, их помещается несколько тысяч. Благодаря этому через такие ворсинки достаточно быстро попадают в организм полезные вещества и микроэлементы. Стенки кишечника сокращаются, и, таким образом, массы передвигаются по тонкому кишечнику, всасываясь внутрь стенок.
Толстый кишечник обладает способностью выделять в просвет пищеварительные соки с небольшим количеством ферментов. Из крови в просвет кишечника могут выделяться соли, алкоголь и другие вещества, вызывающие раздражение слизистой оболочки и развитие болезней, связанных с ней.
Огромное значение в жизнедеятельности организма и функций пищеварительного тракта играет микрофлора толстой кишки. Нормальная микрофлора желудочно-кишечного тракта является необходимым условием нормальной жизнедеятельности организма.
Работа кишечника
Основание кишечника находится в том месте, где заканчивается желудок. В этой области пищевой тракт и переходит в кишечник. Всего кишечник имеет три отдела – двенадцатиперстную, толстую и тонкую кишку. Толстая кишка заканчивается прямым коротким отростком.
Двенадцатиперстная кишка – это своеобразное начало тонкого кишечника. Называют ее так потому, что длина этого органа равна приблизительно двенадцати сложенным вместе пальцам. Затем тонкий кишечник мягко укладывается волнами в центральной части брюшной полости. Толстая кишка имеет форму «П». Внизу она имеет небрежный росчерк – прямую кишку.
Толстый кишечник создает в брюшной полости некую арку или даже гирлянду шаров над сложным лабиринтом тонкого кишечника. Соединение толстой и тонкой кишки находится возле аппендикса.
Главное назначение кишечника – это работа пищеварительной системы. Частично переваренная пища попадает из желудка в двенадцатиперстную кишку, где подвергается воздействию поджелудочного сока, желчи, выступающей из печени, и сока желез в слизистой оболочке двенадцатиперстной кишки. Затем пища поступает в тонкий кишечник. Там пища переваривается, и тонкая кишка всасывает в себя жирорастворимые вещества, цинк, витамины и кальций. После этого пища продвигается в толстую кишку. Уже здесь в стенки кишечника всасывается вода. Бактерии толстого кишечника дальше участвуют в переваривании.
Экология познания. Познавательно: Главный герой книги - кишечник. Эту сложную систему зачастую несправедливо обходят вниманием: работает, и ладно. То ли дело мозг или сердце! А кишечник… В перерывах между походами в туалет он вроде бы ничем и не занят - просто лежит себе в животе и бурчит время от времени.
Однажды я услышал диалог: «Ты чем вообще думал?» - «Живото-о-ом». Шутка не слишком оригинальная, но если посмотреть с научной точки зрения… Именно так и поступила милая 24-летняя барышня-микробиолог из Германии, написавшая книгу «Очаровательный кишечник » . Сейчас её сметают с полок книжных магазинов Европы.
Главный герой книги - кишечник. Эту сложную систему зачастую несправедливо обходят вниманием: работает, и ладно. То ли дело мозг или сердце! А кишечник… В перерывах между походами в туалет он вроде бы ничем и не занят - просто лежит себе в животе и бурчит время от времени.
Автор Джулия Эндерс защитила докторскую диссертацию в Институте микробиологии во Франкфурте-на-Майне (Германия). «Очаровательный кишечник» - дебютная книга Эндерс. Сейчас в мире продано более двух миллионов её экземпляров.
Насколько это удивительный орган, мало кто знает. Так, например, лишь учёному сообществу известен тот факт, что у людей, страдающих определёнными проблемами с пищеварением, часто нарушена деятельность нервной системы кишечника: он отправляет сигналы в область головного мозга, отвечающую за формирование негативных эмоций. Человек чувствует себя подавленно и никак не может определить причину подобного состояния. Зачастую таких пациентов направляют к психотерапевту, однако данный подход, как вы понимаете, малопродуктивен. В подобных случаях, чтобы вылечить голову, нужно лечить живот.
Работа кишечника влияет на память и эмоции, его инфекции могут притуплять чувство страха, вызывать депрессию и психические заболевания. Говорить про кишечник можно долго и, как показывает эта книга, увлекательно.
Я отнюдь не исключаю, что кого-то шокирует столь откровенное обращение Джулии Эндерс к табуированным в светской беседе темам пищеварения; кому-то покажутся слишком экстремальными опыты на мышах и пациентах-добровольцах, описанные на страницах книги.
Кто-то усомнится во всемогуществе крошечных организмов, контролирующих нашу жизнь и обитающих в животе. А кому-то покажется абсурдным предположение, что у кишечника есть собственные «мозг» и «нервная система». Но давайте вспомним, что новое и неизвестное всегда пугают. И будем рассматривать эту книгу как ещё один шаг на пути к раскрытию тайн и загадок человеческого тела. Несомненным бонусом являются практические советы - следуя им, вы можете реально улучшить своё здоровье и повысить общее качество жизни.
Кухня первобытного человека
О чём же книга. Автор приходит к выводу, что одним из определяющих факторов при формировании человека и основ его существования стала еда . Человек - это животное, научившееся готовить и тем самым сделавшее первый шаг к покорению природы. Книга посвящена пище древнего человека, способам её приготовления и хранения, ритуалам, которыми сопровождался её прием, и, конечно же, социальной функции еды. Автор обобщает данные истории, литературы, этнографии, социологии, психологии, культурологи и антропологии.
Как мы делаем это
Автор Роберт Мартин выучился на зоолога в Оксфорде. Работал во французском Национальном музее естественной истории в Брюнуа, Университетском колледже Лондона, Антропологическом институте в Цюрихе (Швейцария), Музее естественной истории им. Филда в Чикаго (США). Опубликовал более 300 научных работ.
О чём книга Что знает современная наука о природе размножения, беременности и родов? Один из лучших специалистов по эволюционной биологии Роберт Мартин отвечает на вопросы серьёзные и курьёзные. Как избежать послеродовой депрессии? Можно ли сократить заболеваемость раком груди? Зачем мужчинам соски? Уменьшается ли мозг во время беременности?
Красота физики
Автор Фрэнк Вильчек - профессор физики Массачусетского технологического института (США), лауреат Нобелевской премии по физике (2004) «за открытие асимптотической свободы в теории сильных взаимодействий» совместно с Дэвидом Гроссом и Дэвидом Политцером.
О чём книга На страницах великолепно иллюстрированного издания своими размышлениями о красоте Вселенной и научных идей делится нобелевский лауреат Фрэнк Вильчек. Шаг за шагом, начиная с древнегреческой философии и заканчивая современной теорией объединения, он показывает лежащие в основе физических концепций идеи красоты и симметрии. Герои его исследования - Пифагор, Платон, Ньютон, Максвелл, Эйнштейн. В отличие от многих популяризаторов науки, Вильчек не боится формул и умеет «на пальцах» показать самые сложные вещи, заражая нас ощущением чуда.
Последний космический шанс
Автор Антон Первушин - писатель-фантаст, научный журналист, лауреат литературных премий и член Федерации космонавтики России. Много лет он занимается изучением забытых страниц истории космонавтики. Его бестселлер «108 минут, изменившие мир» вошёл в шорт-лист престижной премии «Просветитель».
О чём книга На исследования космоса тратятся огромные средства. Но зачем мы так туда стремимся - в иные миры? Что ожидаем найти на далёких планетах? Насколько выполнимы планы освоения Луны и Марса? Принесёт ли практическую пользу их колонизация? В последнее время подобные вопросы поднимаются всё чаще. Интерес к теме подогревают голливудские блокбастеры, громкие заявления политиков и споры учёных. Научный журналист Антон Первушин разбирает основные мифы и рассказывает о перспективах освоения космоса. опубликовано
Лицемерное замалчивание и грубые шуточки – таков удел большинства органов пищеварения. Понос – стыдно, пукать – гадко, сфинктера как будто не существует. Но чем больше ученые погружаются в хитросплетения кишечника, тем лучше осознают, что устройство этой части человеческого организма идеально, а ее влияние на настроение и качество жизни огромно. Хочешь поговорить более предметно?
Ни в одном живом организме дефекация, то есть утилизация мусора, не проходит настолько гигиенично и совершенно, как в человеческом. Работа кишечника неостановима, но, к счастью, всегда согласована с головным мозгом . Если желание пукнуть или облегчиться застает человека в момент, который серое вещество не признает удобным для задуманного, в кишечнике срабатывают запорные механизмы. Они будут сдерживать неотвратимое как минимум до окончания романтического ужина. Однако злоупотреблять этой способностью не советуем: регулярно удерживая себя от похода в туалет, подавляя позыв за позывом в течение нескольких часов, можно повредить свой запорный механизм.
Червеобразный отросток по имени аппендикс существует не только для того, чтобы воспаляться и укладывать человека в больницу. Его роль – наблюдать за происходящим в полости кишечника и иногда даже спешить на помощь. Например, если мимо него несется пропущенный другими стражами вредоносный микроорганизм, он захватывается иммунной тканью аппендикса и погибает там (или, наоборот, побеждает, и тогда воспаленный кусочек пищеварительной системы знакомится со скальпелем).
А еще в здоровом червеобразном пузыре собран цвет нации – компания полезных бактерий. Как выяснили американские исследователи, этот золотой запас играет важную роль, например, при поносе. В процессе экстренной детоксикации наружу выносится множество представителей полезной кишечной микрофлоры. Их место норовят занять патогенные бактерии, но, поскольку погибать организму неохота, в игру вступает аппендикс. Скрывавшиеся в нем микроорганизмы-помощники устремляются в тостый кишечник и занимают свободные места. И вот человек снова здоров и весел.
Хотя большая часть пищевых ресурсов переваривается в тонком кишечнике, толстый совсем не обижен своей ролью поедателя объедков. Населяющие его микроорганизмы только и ждут, когда к ним доберутся всякие жесткие волоконца, из которых они добывают необходимые для жизни человека минеральные вещества, например кальций. Почти безотходное производство!
Приятно знать, что наша пищеварительная система, в отличие от некоторых, никогда не ляжет спать, если в доме бардак . Если бы через 2 часа после обеда ты могла заглянуть в свой тонкий кишечник, он встретил бы тебя розово-нежной влажной поверхностью без признаков непереваренных зернышек, случайно проглоченной пуговицы и тому подобных излишеств. Уборка начинается строго по расписанию: сначала желудок открывает запоры и выносит все, с чем не справился, в тонкий кишечник. А там рукава засучивают маленькие моторные комплексы, которые создают мощную волну, продвигающую все лишнее на выход. Собственно, урчание в животе, которое мы часто принимаем за симптом приближающейся голодной смерти, на самом деле всего лишь звук уборки.
Выражения «нутром чую» и «проглотить обиду» для современных ученых имеют прямое значение: граждане на полном серьезе называют кишечник вторым мозгом человека. Есть убедительные доказательства того, что от слаженной работы всех этих трубок и микрофлоры зависит настроение индивидуума, его вес, способность запоминать информацию и защищаться от вирусов и бактерий. Во врачебной практике лечение депрессии порой ограничивается препаратами, которые избавляют человека от запора или гастрита.
Ну и главное: именно в кишечнике синтезируется множество белковых форм, имеющих прямое отношение к деятельности мозга . А нервных клеток в желудке и кишечнике аж 100 миллионов – больше, чем в спинном мозге. И каждая думает о тебе.
24–72 часа занимает весь процесс пищеварения у взрослого человека. Это норма, как любят говорить по телевизору.
Процесс пищеварения
От момента, когда в рот тебе попадает съестное, до того, как нечто неаппетитное покинет тело, случается много интересного. Ну например:
- При жевании вместе со слюной во рту появляется вещество опиорфин. Обезболивает оно мощнее, чем морфий, – поэтому ты можешь глотать даже противную вареную капусту. А еще опиорфин, по сути, антидепрессант, и, возможно, именно этот факт лежит в основе булимии.
- Чтобы пережеванное продвинулось по пищеводу в сторону желудка, в работу включаются около 20 пар мышц . Некоторые из них действуют рефлекторно, другими управляет мозг, но сила их такова, что еда продвигается в нужном направлении, даже если ты стоишь на голове.
- На входе в желудок еду встречает своеобразный «люк» – запорный механизм. Он стимулируется при глотательном движении, затем расслабляется примерно на 8 секунд, впуская съестное, а потом снова сжимается, намекая, что можно продолжать есть.
- Желудок человека кособок не просто так. Жидкая пища сразу плюхается в его нижний отдел – там ее качество анализируют нервы-эксперты и быстро пропускают дальше. А все твердые комки распределяются вдоль длинной стенки, где их ждет измельчение.
- Мерное колыхание стенок желудка и выделение пищеварительных гормонов служат для того, чтобы превратить все съеденное в пюре, с которым потом разберутся тонкий и толстый кишечники.
- 3–7 метров тонкого кишечника и есть главный пункт переваривания пищи . Здесь каша химически обрабатывается и раскладывается на мелкие элементы, которые через кровоток и лимфу отправляются к каждой клетке тела в виде чистой энергии.
- Последняя остановка на пути к унитазу – толстый кишечник. Непереваренные пищевые волокна здесь прессуются, отжимаются от лишних соков и, в свое время, аккуратно выводятся во внешний мир.
Глава из свежей книги о последних достижениях науки в изучении ЖКТ, в последнее время к нему приковано внимание многих ученых. Предлагаем освежить свои знания о теле с помощью отрывка из книги «Второй мозг» с разрешения «Альпины».
На протяжении десятилетий наше понимание механизма работы пищеварительной системы было основано на механистической модели: весь организм считали чем-то вроде машины, а кишечник в основном рассматривали как старомодное устройство, которое работало по принципам парового двигателя XIX в.
В соответствии с этой моделью мы ели - жевали и глотали пищу, затем в желудке она дробилась на части при помощи механического измельчителя, которому помогала соляная кислота в составе желудочного сока. После этого гомогенизированная пища поступала в тонкую кишку, в которой из нее извлекались калории и питательные вещества, а непереваренная часть отправлялась в толстую кишку, которая распоряжалась тем, что оставалось. В конце концов остатки выводились из организма.
Эта понятная всем метафора промышленного века влияла на представления о медицине многих поколений врачей, включая современных гастроэнтерологов и хирургов. Считалось, что неправильно функционирующие части пищеварительного тракта можно легко обойти или удалить, а некоторые даже поменять местами (перекомпоновать), что приведет к снижению веса. Мы стали искусными мастерами в выполнении таких операций, теперь их уже делают через эндоскоп, не прибегая к традиционным хирургическим приемам.
Мозг и ЖКТ
Как теперь выясняется, это слишком упрощенная модель: медики по-прежнему считают пищеварительную систему частью организма, которая в значительной степени не зависит от головного мозга. Однако стало известно, что эти два органа неразрывно связаны друг с другом.
Такое понимание нашло отражение в концепции оси, соединяющей желудочно-кишечный тракт с головным мозгом. Если исходить из этой концепции, наша пищеварительная система - гораздо более тонкий, сложный и мощный механизм, чем мы полагали прежде. Новейшие исследования позволяют предположить, что благодаря тесному взаимодействию микроорганизмов желудочно-кишечный тракт может влиять на наши эмоции, восприятие боли, социальные контакты и на многие наши решения, не ограничиваясь вопросами пищевых предпочтений и размерами поглощаемой порции.
Верность бытовых выражений вроде «нутром чуять» подтверждается нейробиологическими данными. Сложные связи между ЖКТ и головным мозгом, как выяснилось, играют важную роль в принятии и других, в том числе важнейших, жизненных решений.
Связь между пищеварительной системой и мозгом должна быть предметом изучения не только психологов, поскольку она проявляется не только «в головах» людей. Ось взаимодействия образуют анатомические соединения, к тому же биологические сигналы передаются через кровоток. Однако прежде чем углубиться в эти материи, давайте сделаем шаг назад и внимательно приглядимся к нашей пищеварительной системе (она же ЖКТ), которая устроена гораздо сложнее, чем просто машины для переработки пищи.
Желудочно-кишечный тракт обладает возможностями, превосходящими показатели работы всех других органов нашего тела, он может даже соперничать с головным мозгом. В ЖКТ есть собственная нервная система (энтеральная, ЭНС), которую в популярных статьях нередко называют «вторым мозгом». Она состоит из 50–100 млн нервных клеток, что примерно равно числу клеток спинного мозга.
Находящиеся в ЖКТ иммунные клетки - это значительная часть иммунной системы человека. Для сравнения: в стенке пищеварительного тракта их больше, чем в крови или в костном мозге. Есть весомая причина, объясняющая такое скопление иммунных клеток в этом месте: желудочно-кишечный тракт первым подвергается воздействию потенциально смертельных микроорганизмов, содержащихся в продуктах, которые мы едим.
Иммунная система, сосредоточенная в ЖКТ, способна обнаруживать и уничтожать отдельные виды опасных бактерий, попадающих в пищеварительную систему с загрязненной пищей или водой. Интересно, что этот редут обороны защищает нас, выявляя небольшое количество потенциально смертоносных бактерий из невероятного множества - триллиона - полезных микроорганизмов, которые живут в ЖКТ и образуют его микробиоту. Постоянное выполнение этой сложной функции иммунными клетками гарантирует нам жизнь в полной гармонии с микробиотой ЖКТ.
Оболочка пищеварительного тракта выстлана огромным числом специализированных эндокринных клеток. Они содержат до 20 различных типов гормонов, которые при необходимости могут быть выпущены в кровоток . Если собрать эти клетки вместе, их вес превысил бы вес всех остальных эндокринных органов - половых желез, щитовидной железы, гипофиза и надпочечников - вместе взятых.
Желудочно-кишечный тракт также является крупнейшим хранилищем серотонина: в нем сосредоточено 95% этого важного гормона, имеющегося в организме.
Серотонин - сигнальная молекула, играющая важную роль во взаимодействии мозга и ЖКТ. Серотонин нужен не только для нормальной работы ЖКТ, например для его скоординированных сокращений, продвигающих пищу по пищеварительному тракту, но и для осуществления таких жизненно важных функций, как сон, аппетит, болевая чувствительность и даже настроение и общее самочувствие.
Эта активно участвующая в регулировании нескольких систем головного мозга сигнальная молекула является основной мишенью для большого класса антидепрессантов - ингибиторов обратного захвата серотонина.
Но если единственная функция ЖКТ состоит в управлении пищеварением, тогда зачем в составе его тканей имеется уникальная совокупность специализированных клеток и сигнальных систем? Один из вариантов ответа на этот вопрос может подсказать не слишком пока известная функция ЖКТ - он представляет собой огромный сенсорный орган, имеющий самую большую из всех органов тела поверхность . Если развернуть пищеварительный тракт, он будет размером с баскетбольную площадку, и эта поверхность усеяна тысячами датчиков, которые обрабатывают огромный объем информации, содержащейся в пище. Они делают это при помощи сигнальных молекул, распознающих свойства пищи - сладкая она или горькая, горячая или холодная, острая или нейтральная на вкус.
Пищеварительная система соединена с головным мозгом толстыми пучками нервов, по которым информация может передаваться в обоих направлениях, а также каналами связи через кровоток: гормоны и воспалительные сигнальные молекулы, создаваемые в ЖКТ, доводят сигналы до мозга, а гормоны, вырабатываемые мозгом, передают сигналы различным клеткам ЖКТ - гладким мышцам, нервам и иммунным клеткам, меняя характер их функционирования.
Сигналы, поступающие из пищеварительного тракта в головной мозг, не только создают в нем разные ощущения, вроде насыщения после плотной еды, тошноты, дискомфорта и чувства удовлетворения, но и вызывают ответные реакции головного мозга - сигналы, которые мозг отправляет обратно в ЖКТ, чтобы тот отреагировал определенным образом.
При этом сам мозг эти ощущения не забывает. В его обширных базах данных хранятся внутренние висцеральные ощущения, к которым впоследствии при принятии решений может быть обеспечен доступ. В конечном счете то, что ощущает наш желудочно-кишечный тракт, влияет не только на принимаемые решения: что нам есть, пить и с кем проводить время, но и на то, как мы оцениваем важную информацию, выступая в роли работников, членов жюри и руководителей .
В китайской философии есть концепция инь и ян, согласно которой противодействующие или противоположные силы можно рассматривать как дополняющие и взаимосвязанные, из взаимодействия которых появляется единое целое. Изучая связи мозга с пищеварительным трактом, можно рассматривать внутренние ощущения как инь, а внутренние реакции - как ян.
Связь мозга с ЖКТ подобна связи между инь и ян - они являются двумя взаимодополняющими сторонами одной сущности. И внутренние ощущения, и внутренние реакции - различные аспекты одной и той же действующей в обоих направлениях сети, которую составляют головной мозг и пищеварительный тракт. Она чрезвычайно важна для нашего самочувствия, эмоций и способности принимать интуитивные решения.
Открытие кишечного микробиома
На протяжении нескольких десятилетий мало кто следил за изучением взаимодействия между мозгом и ЖКТ, однако в последние годы такие исследования заняли центральное место. Это смещение акцентов во многом можно объяснить экспоненциальным увеличением объема знаний и данных о бактериях, архебактериях (археях), то есть о сообществе древних микроорганизмов, грибов и вирусов, которые обитают внутри пищеварительного тракта и в совокупности называются кишечной микробиотой.
Численность этих невидимых микроорганизмов огромна: в ЖКТ обитает в 100 000 раз больше микроорганизмов, чем людей на Земле . Мы узнали об их существовании около 300 лет назад, когда голландский ученый Антони ван Левенгук усовершенствовал устройство микроскопа. Взглянув в окуляр на соскобы, взятые с зубов, он увидел живые микроорганизмы. Левенгук назвал их микроскопическими организмами (парамециями, animalcules).
С тех пор прогресс принес огромные технологические изменения, позволяющие нам точнее выявлять и описывать такие микроорганизмы, и большая часть этих достижений выпала на последнее десятилетие. Главную роль в столь бурном прогрессе сыграл проект «Микробиом человека» (The Human Microbiome Project), выполнение которого началось в октябре 2007 г. по инициативе Национального института здравоохранения США (U. S. National Institute of Health) с целью определения и описания микроорганизмов, сосуществующих с людьми.
Этот проект был призван выяснить состав микробных компонентов нашего генетического и метаболического ландшафта и понять, как они способствуют поддержанию нормального состояния нашего организма и формированию предрасположенности к заболеваниям.
В последнее десятилетие микробиота ЖКТ стала объектом изучения почти во всех областях медицины, включая далекие друг от друга психиатрию и хирургию. В нашем мире невидимые сообщества микроорганизмов обитают повсюду - в растениях, животных, почве, жерлах глубоководных вулканов и верхних слоях атмосферы, поэтому ими увлеклись ученые, которые изучают микроорганизмы, живущие в океанах, почвах и лесах. Ажиотаж охватил даже Белый дом, который в 2015 г. собрал ученых со всего мира, чтобы они совместно изучили влияние микроорганизмов на климат, обеспечение продовольствием и здоровье человека.
На момент написания этих строк президент США Барак Обама планировал 13 мая 2016 г. объявить о начале реализации национального проекта «Микробиомная инициатива» (Microbiome Initiative) - аналога запущенной в 2014 г. инициативы BRAIN*, в рамках которой были выделены миллиарды долларов на исследования головного мозга человека.
Польза, которую кишечная микробиота приносит человеку, многообразна . Больше всего исследовано и подтверждено ее участие в переваривании компонентов пищи, с которыми кишечник не может справиться самостоятельно; в регулировании обмена веществ во внутренних органах, переработке и обезвреживании опасных веществ, попадающих в организм с пищей; в тренировке иммунной системы и регулировании ее деятельности; предотвращении вторжения и развития опасных биологических патогенов.
С другой стороны, нарушения и изменения в кишечном микробиоме (микробиоте ЖКТ в совокупности с ее генами и геномами) оборачиваются широким спектром болезней (воспалительные заболевания кишечника, вызванная приемом антибиотиков диарея, астма). Такие сбои даже могут повлиять на возникновение расстройств аутистического типа и таких нейродегенеративных заболеваний головного мозга, как болезнь Паркинсона.
С помощью новых технологий мы обнаруживаем и описываем различные популяции микроорганизмов, живущих на коже, лице, в ноздрях, полости рта, на губах, веках и даже между зубами. Однако местом обитания самых крупных популяций микроорганизмов является желудочно-кишечный тракт, в частности толстая кишка.
В почти лишенном кислорода пищеварительном тракте человека обитают более 100 трлн микроорганизмов - примерно столько же, сколько имеется всех клеток в организме человека, включая эритроциты.
Это означает, что в нашем организме только 10% клеток являются собственно человеческими. (Если включить в эту категорию красные кровяные тельца, эритроциты, доля может оказаться выше - около 50%.)
Если собрать вместе все кишечные микроорганизмы человека и представить их в виде одного органа тела, его вес составит 900–2700 г, что вполне сопоставимо с весом головного мозга (около 1200 г) . Понятно, почему кишечный микробиом иногда называют «забытым органом». В его состав входят 1000 видов бактерий, имеющих более 7 млн генов - до 360 генов бактерий на каждый человеческий ген. Из этого следует, что к человеческим по своему происхождению относится менее 1% всех человеческих и микробных генов (так называемый хологеном, hologenome).
Все эти гены дают микроорганизмам не только огромный потенциал для производства молекул, посредством которых микробиом может взаимодействовать с нами, но и предоставляют впечатляющие возможности вариаций. Кишечная микробиота каждого человека уникальна, состав штаммов и видов составляющих микроорганизмов широко варьирует. То, какие микроорганизмы обитают в каждом конкретном пищеварительном тракте, зависит от многих факторов, в том числе от ваших генов, от микробиоты матери, которую человек в какой-то степени заимствует при рождении, от микроорганизмов, имеющихся у других членов семьи, входящих в контакт с ребенком, от диеты, от работы головного мозга и состояния сознания конкретного человека.
Чтобы в полной мере осознать важнейшую роль, которую микроорганизмы играют в наших телах, следует помнить, откуда они пришли и как связаны с нами, людьми. Об истории этой эволюции в своей книге «Пропавшие микроорганизмы» (Missing Microbes) прекрасно рассказывает Мартин Блейзер.
На протяжении примерно 3 миллиардов лет единственными живыми обитателями на Земле были бактерии. Они заполняли собой каждый клочок земли, каплю воздуха и воды и способствовали осуществлению химических реакций, результаты которых создавали условия для эволюции многоклеточной жизни. Медленно, путем проб и ошибок в течение необъятного по продолжительности времени они изобрели сложные и надежные системы обратной связи, в том числе и наиболее эффективный язык, который до сих пор опосредует всю жизнь на Земле.
Все, что мы уже знаем о микробиоте кишечника, ставит под сомнение ряд традиционных научных воззрений. Это одна из причин того интереса и споров, которые эта тема породила в академической среде и в средствах массовой информации. Эти сомнения и дискуссии в свою очередь стали причиной того, почему некоторые люди задают в настоящее время более серьезные, философские вопросы о влиянии микробиома на жизнь человека.
Не является ли наш организм всего лишь транспортным средством для живущих в нем микроорганизмов? Не манипулируют ли они нашим мозгом, заставляя нас искать и потреблять продукты, которые лучше всего подходят для них? Может ли тот факт, что численность нечеловеческих клеток превосходит число живущих на Земле людей, изменить нашу концепцию человеческой личности?
На кого-то подобные философские рассуждения, безусловно, производят впечатление, но современная наука их не поддерживает. Что, однако, не делает менее серьезными последствия открытий, которые сделали ученые, занимающиеся человеческим микробиомом, за последнее десятилетие. Хотя мы находимся в самом начале пути, открывающегося в результате этих исследований, мы больше не можем считать себя единственным интеллектуальным продуктом эволюции, отличающимся от всех других живых существ на планете.
Подобно тому как революция Коперника в XVI в. коренным образом изменила понимание нашего положения в Солнечной системе, а революционная теория эволюции Дарвина в XIX в. навсегда изменила место людей в животном царстве, наука о микробиоме человека заставляет нас переосмыслить нашу позицию на планете. Согласно новой науке о микробиоме, мы, люди, фактически являемся суперорганизмами, состоящими из неотделимо связанных между собой человеческих и микробных компонентов, чье выживание напрямую зависит один от другого.
Может быть, больше всего в этом открытии нас беспокоит тот факт, что микробные составляющие вносят гораздо более весомый вклад в функционирование этого суперорганизма, чем собственно человеческие. Поскольку наша микробная составляющая через общую биологическую систему тесно связана с различными микробиомами почвы, воздуха, океанов, а микроорганизмы живут в симбиозе почти со всеми другими живыми существами, мы оказываемся прочно и неразрывно вплетены в общую паутину жизни на Земле. Новая концепция микробного суперорганизма уже серьезно повлияла на понимание нашей роли на Земле и многих аспектов здоровья и болезни.
Загрузка...
