Бактерии против депрессии, плохой памяти и низкой концентрации внимания

Подробнее об этом рассказывает кандидат медицинских наук, доцент кафедры клинической фармации и клинической фармакологии ВНМУ имени Н.И. Пирогова Лариса ВОЗНЮК.

Кишечная микробиота – часть нашего организма или, наоборот, мы являемся ее частью?

Возможно, так ставить вопрос и не совсем корректно, но, по данным NICE (The National Institute for Health and Care Excellence, Великобритания), в организме человека только 10% клеток являются собственно человеческими, остальные – принадлежит микроорганизмам, населяющим различные биотопы человека [Peter J Turnbaugh et al., 2007; Tojo R.et al., 2014].

Численность их превышает 100 трлн! К тому же они превосходят собственные клетки организма не только по количеству, но и по скорости метаболизма.

В условиях нашего времени сохранить гармонию в этом многотриллионном сообществе сложно, достаточно немного расслабиться — переесть/недоесть/перенервничать/принять лекарства в случае болезни, не дружественные микробиоте, и, вуаля – баланс нарушен.

Чтобы такие нарушения корректировать, применяют специальные препараты – пре- и пробиотики.

Чем больше ученые изучают микробиом человека, тем более прицельным и разнообразным становится их применение.

Так, относительно недавно появилась еще одна разновидность пробиотиков – психобиотики.

По сути, это пробиотики с инновационным составом – специальным образом подобранными микроорганизмами. Приставка «психо» объясняет их назначение улучшать:

• умственное деятельность (память, процессы мышления и т.д.) и
• психическое здоровье, снижая уровень стресса, тревоги и даже депрессии.

Об оси «микробиота – кишечник – мозг» сегодня слышали, наверное, все. Она объединяет нервные, эндокринные, метаболические и иммунологические сигналы между кишечником и головным мозгом.

Психобиотические препараты – это специально подобранные штаммы живых микроорганизмов, которые являются компонентом этой оси/системы связи.

Они подобраны, исходя из возможности производить нейромедиаторы ГАМК (гамма-аминомасляная кислота) – главного тормозного нейромедиатора, который регулирует эмоциональные процессы (тревогу и депрессию), и дофамин, который активно участвует в процессах мотивации и обучения, а также концентрации внимания.

Ретроспективный взгляд

Поскольку речь идет о таком интересном органе, как микробиота, не лишним будет вспомнить, что о ее существовании ученые догадалась не вчера:

• в 1981 году Антони ван Левенгук (тот самый, который усовершенствовал микроскоп и основал научную микроскопию) обнаружил живые микроорганизмы в фекалиях человека и выдвинул гипотезу о существовании в пищеварительном тракте (ПТ) человека различных видов бактерий
• в 1888 Илья Мечников сделал предположение о причине возникновения многих заболеваний из-за совокупного воздействия различных токсинов и других метаболитов, продуцируемых бактериями в ПТ, на клетки и ткани макроорганизма;
• гораздо позже, в 1907 году, в своей известной работе «Этюды оптимизма» Илья Мечников писал: «…многочисленные ассоциации микробиомы, населяющие кишечник человека, в значительной мере определяют его духовное и физическое здоровье».

Сегодня известно, что:

• более 60% всей микрофлоры организма человека заселяет различные отделы ПТ;
• микробиота – это преимущественно анаэробные сахаролитических бактерии: бифидобактерии, лактобациллы, эшерихии, энтерококки, пептострептококки, бактероиды, фузобактерии и тому подобное;
• суммарная масса бактерий, ассоциированных с ПТ здорового человека, – от 2,5 до 3 кг;
• количество бактерий в различных отделах ПТ отличается и зависит от уровня рН и концентрации кислорода;
• наименьшее количество бактерий находится в желудке из-за низкого рН в нем.

Роль микробиоты кишечника – супероргана человека

Сегодня благодаря развитию и применению современных молекулярных и мультидисциплинарных подходов пришло осознание определяющего значения состояния микробиоты для здоровья человека, участвующей в обеспечении всех важнейших функций организма.

При этом каждый человек обладает уникальным составом микробиоты кишечника. Ее уникальность часто и справедливо сравнивают с узором папиллярных линий человеческого пальца (отпечатками пальцев).

Существует множество факторов, влияющих на микрофлору кишечника, вчастности: возраст, пол, образ жизни, регион проживания (климатические условия и другие особенности), диета, стресс, употребление лекарств (особенно, антибиотиков).

В свою очередь, микробиота влияет на поведение человека, способ его мышления и реакции, регулирует стресс, а также определяет степень склонности к ряду заболеваний мозга.

Ведь ось «микробиота – кишечник – мозг» – это двусторонняя система связи между кишечником и мозгом человека (как говорится, «кишечник – второй мозг»).

Влияние на функции мозга обеспечивается коммуникацией через нервные, гормональные, метаболические и иммунологические пути. В частности, nervus vagus (блуждающий нерв) – самый длинный черепной нерв, идущий от мозга к брюшной полости – передает сообщения от кишечника к мозгу. Это и является основным способом воздействия микробиоты на мозг.

Нервная система кишечника и пробиотики

В одном из экспериментов было обнаружено, что мыши, которые получали пробиотики рода Lactobacillus, проявляли меньше признаков стресса, беспокойства и депрессии. Но, если мышам перерезали блуждающий нерв, то преимуществ от применения пробиотиков не фиксировали.

Теперь также известно, что нейромедиаторы находятся не только в головном мозге. Кишечник обладает собственной нервной системой, состоящей из более 30 нейромедиаторов (серотонин, ГАМК, дофамин, ацетилхолин и т. п.), которые синтезируются кишечными бактериями. К слову, именно в кишечнике содержится более 90% общего серотонина и 50% общего дофамина.

Кроме того, «полезные бактерии» защищают мозг от воспаления, контролируя уровни провоспалительных цитокинов. Ведь известно, что высокий уровень цитокинов ассоциируется с расстройствами настроения, депрессией, тревогой, снижением памяти и мышления.

Итак, было обнаружено, что определенные штаммы пробиотиков способны снижать уровень воспаления, а затем и уменьшать симптомы тревоги, эмоционального истощения, депрессии. А некоторые штаммы Lactobacillus и Bifidobacterium действуют как антиоксиданты, защищая клетки мозга от повреждения свободными радикалами, предотвращая снижение когниции.

Кроме того, полезные бактерии способны эффективно контролировать продукцию «плохишей»/вредных бактерий, которые создают побочные токсичные продукты.

«Теория заговора» бактерий реализуется через «дырявый кишечник»

Активно используется сейчас и способность некоторых штаммов бактерий снижать избыточный уровень гормона стресса – кортизола. Известно, что высокий уровень этого гормона, не снижающийся в течение длительного времени, приводит к хроническому стрессу.

Хронический стресс, в свою очередь, вызывает нарушение взаимосвязей в системе «микробиота – кишечник – мозг». Таким образом образуется порочный круг: активация ГЛПС (гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы) и увеличенный синтез кортизола нарушают кишечный барьер, потом возникает хроническое воспаление, изменение состава микробиоты кишечника и, наконец, дисбаланс нейромедиаторов, формируя поврежденную/непоправимую ось «микробиота – кишечник – мозг».

Такие негативные изменения сопровождаются клиническими проявлениями расстройств настроения и психической деятельности.

Относительно психоэмоциональной сферы, в частности, расстройств настроения, существует несколько теорий их происхождения.

Одна из них, классическая – «моноаминовая теория» – заключается в том, что такое положение можно связать с дефицитом биогенных моноаминов – нейромедиаторов серотонина, норадреналина и дофамина.

Другая, современная – «теория негерметичного кишечника». Собственно, речь идет о нарушении кишечного барьера и качественных и количественных изменениях микробиоты, что нарушает регулирование уровня кортизола.

Согласно теории негерметичного кишечника хроническое стрессовое состояние воспринимается организмом как угроза активации ГЛПС, что приводит к высвобождению большого количества кортизола, который ослабляет контакты между эпителиальными клетками слизистой оболочки кишечника, нарушая кишечный барьер, открывая путь бактериям-метаболитам. Попав под слизистую оболочку кишечника, эти бактерии активируют местную иммунную систему: тучные клетки, лимфоциты, высвобождают воспалительные факторы – цитокины, хемокины и протеазы. Так развивается воспаление, которое, в свою очередь, изменяет перистальтику и секрецию кишечника, снижает высвобождение муцина, что изменяет среду обитания микробиоты – возникает дисбиоз.

Все это приводит к уменьшению количества бактерий, синтезирующих нейромедиаторы, что и сказывается на настроении человека, ухудшает память и снижает внимание.

Чем могут помочь психобиотикы

Психобиотикы – это живые микроорганизмы, которые при приеме внутрь в адекватных количествах вызывают улучшение психического состояния человека.

Впервые этот термин был введен в 2012 году микробиологами Ирландского национального университета.

Поскольку стресс, депрессия, другие виды психических расстройств, особенно, на фоне пандемии коронавирусной болезни, становятся все более распространенным явлением в мире и в нашей стране, то во всем мире активно проводится поиск безопасных эффективных препаратов для поддержания и восстановления психического здоровья человека.

Поэтому способность кишечных бактерий регулировать деятельность нервной системы человека исследовалась во многих экспериментах и была доказана. Так, было обнаружено, что психобиотики – новый тип пробиотиков, которые способны продуцировать ГАМК, главный тормозной нейромедиатор-регулятор многих физиологических процессов: от имуномодуляции, ожирения, энергетического баланса до тонуса мышц и эмоциональных реакций.

Поэтому внедрение в медицинскую практику психобиотикив приобретает стремительного распространения. В мире также пока немного представителей этой группы, что объясняется довольно жесткими требованиями к их производству.

Так, согласно стандартам ВОЗ, новые штаммы пробиотиков:

• должны быть четко идентифицированы для использования в качестве биологически активных добавок или препаратов,
• должны обладать способностью к выживанию в ПТ (то есть быть устойчивыми к воздействию рН, ферментов, холевых кислот и т. п.),
• должны оладать способностью к адгезии,
• обязаны проявлять антагонистические свойства,
• должны быть генетически стабильными,
• иметь генетический паспорт.