Бактерії проти депресії, поганої пам’яті та низької концентрації уваги

Про це докладніше розповідає кандидат медичних наук, доцент кафедри клінічної фармації та клінічної фармакології ВНМУ імені М.І. Пирогова, Лариса ВОЗНЮК.

Кишкова мікробіота – частина нашого організму, чи навпаки, ми є її частиною?

Можливо, так ставити питання й не зовсім коректно, але, за даними британського NICE (The National Institute for Health and Care Excellence), в організмі людини лише 10% клітин є власне людськими, решта – належить мікроорганізмам, що населяють різні біотопи людини [Peter J Turnbaugh et al., 2007; Tojo R.et al., 2014].

Чисельність їх перевищує 100 трлн! До того ж вони переважають власні клітини організму не тільки за кількістю, а й за швидкістю метаболізму.

В умовах нашого сьогодення зберегти гармонію в цьому багатотрильйонному товаристві складно, досить трохи розслабитися – переїсти/недоїсти/перенервувати/вжити ліки, не дружні до мікробіоти, і, вуаля – баланс порушено. Аби такі порушення коригувати, застосовують спеціальні препарати – пре- та пробіотики.

Що більше вчені вивчають мікробіом людини, то прицільнішим і різноманітнішим є їх застосування.

Так, відносно нещодавно з’явився ще один різновид пробіотиків – психобіотики.

По суті, це пробіотики з інноваційним складом – спеціальним способом підібраними мікроорганізмами. Приставка «психо» пояснює їх призначення покращувати:

• розумову діяльність (пам’ять, процеси мислення тощо) та
• психічне здоров’я, знижуючи рівень стресу, тривоги і навіть депресії.

Про вісь «мікробіота — кишечник — мозок» сьогодні чули мабуть усі. Вона об’єднує нервові, ендокринні, метаболічні й імунологічні сигнали між кишечником та головним мозком.

Психобіотичні препарати – це спеціально підібрані штами живих мікроорганізмів, які є компонентом цієї осі/системи звʼязку.

Вони підібрані, виходячи з можливості продукувати нейромедіатори ГАМК (гамма-аміномасляна кислота) – головного гальмівного нейромедіатора, який регулює емоційні процеси (тривогу і депресію) і дофамін, який бере активну участь в процесах мотивації та навчання, а також концентрації уваги.

Ретроспективний погляд

Оскільки йдеться про такий цікавий орган, як мікробіота, не зайвим буде пригадати, що про її існування вчені здогадалася не вчора:

• в 1981 році Антоні ван Левенгук (той самий, який удосконалив мікроскоп і заснував наукову мікроскопію) виявив живі мікроорганізми в фекаліях людини і висунув гіпотезу про існування в травному тракті (ТТ) людини різних видів бактерій;
• у 1888-му Ілля Мечников зробив припущення щодо причини виникнення багатьох захворювань через сукупну дію різноманітних токсинів та інших метаболітів, що продукуються бактеріями в ТТ, на клітини і тканини макроорганізму;
• набагато пізніше, в 1907 році, у своїй роботі «Етюди оптимізму» Ілля Мечников писав: «…численні асоціації мікробіомів, що населяють кишечник людини, значною мірою визначають її духовне та фізичне здоров’я».

Сьогодні відомо, що:

• понад 60% всієї мікрофлори організму людини заселяє різні відділи ТТ;
• мікробіота – це переважно анаеробні сахаролітичні бактерії: біфідобактерії, лактобацили, ешерихії, ентерококи, пептострептококи, бактероїди, фузобактерії тощо;
• üзагальна маса бактерій, асоційованих з ТТ здорової людини, – від 2,5 до 3 кг;
• кількість бактерій к різних відділах ТТ відрізняється і залежить від рівня рН та концентрації кисню;
• найменша кількість бактерій – у шлунку через низький рН у ньому.

Роль мікробіоти кишечника – супероргана людини

Сьогодні завдяки розвитку і застосуванню сучасних молекулярних і мультидисциплінарних підходів усвідомили вирішальне значення стану мікробіому для здоров’я людини, який бере участь у забезпеченні усіх найважливіших функцій організму.

При цьому кожна людина володіє унікальним складом мікробіоти кишечника. Її унікальність часто і справедливо порівнюють з візерунком папілярних ліній людського пальця (відбитками пальців).

Своєю чергою, мікробіота впливає на поведінку людини, спосіб її мислення і реакції, регулює стрес, а також визначає ступінь схильності до низки захворювань мозку.

Адже вісь «мікробіота — кишечник — мозок» – це двобічна система зв’язку між кишечником та мозком людини (як то кажуть, «кишечник – другий мозок»).

Вплив на функції мозку забезпечує комунікація нервовими, гормональними, метаболічними й імунологічними шляхами. Зокрема, nervus vagus (блукаючий нерв) – найдовший черепний нерв, що йде від мозку до черевної порожнини – передає повідомлення від кишечника до мозку. Це і є основний спосіб впливу мікробіоти на мозок.

Нервова система кишечника і пробіотики

В одному з експериментів було виявлено, що миші, які отримували пробіотики роду Lactobacillus, виявляли менше ознак стресу, занепокоєння, депресії. Але, якщо мишам перерізали блукаючий нерв, то переваг від застосування пробіотиків не фіксували.

Тепер також відомо, що нейромедіатори містяться не лише в головному мозку. Кишечник володіє власною нервовою системою, що складається з понад 30 нейромедіаторів (серотонін, ГАМК, дофамін, ацетилхолін тощо), які синтезуються кишковими мікробами. Саме в кишечнику міститься понад 90% загального серотоніну і 50% загального дофаміну.

Крім того, «корисні бактерії» захищають мозок від запалення, контролюючи рівні прозапальних цитокінів. Адже відомо, що високий рівень цитокінів асоціюється з розладами настрою, депресією, тривогою, зниженням пам’яті та здатності мислити.

Отже, було виявлено, що певні штами пробіотиків здатні знижувати рівень запалення, а відтак і зменшувати симптоми тревоги, емоційного виснаження, депресії. А деякі штами Lactobacillus та Bifidobacterium діють як антиоксиданти, захищаючи клітини мозку від ушкодження вільними радикалами, запобігаючи зниженню когніції.

Крім того, корисні бактерії здатні ефективно контролювати продукцію шкідливих бактерій, що створюють побічні токсичні продукти.

«Теорія змови» бактерій реалізується через «дірявий кишечник»

Активно використовується зараз і здатність деяких штамів бактерій знижувати надмірний рівень гормону стресу – кортизолу. Відомо, що високий рівень цього гормону, що не знижується протягом тривалого часу, призводить до хронічного стресу.

Такі негативні зміни супроводжуються клінічними проявами розладів настрою і психічної діяльності.

Щодо психоемоційної сфери, зокрема розладів настрою, існує декілька теорій їх походження.

Одна з них, класична – «моноамінова теорія» полягає в тому, що такий стан можна пов’язати з дефіцитом біогенних моноамінів – нейромедіаторів серотоніну, норадреналіну і дофаміну.

Інша, сучасна – «теорія негерметичного кишечника». Власне, йдеться про порушення кишкового бар’єра і якісних та кількісних змін мікробіоти, що змінюють регулювання рівня кортизолу.

За теорією негерметичного кишечника хронічний стресовий процес сприймається організмом як загроза активації ГГНС, що призводить до вивільнення великої кількості кортизолу, який послаблює контакти між епітеліальними клітинами слизової оболонки кишечника, порушуючи кишковий бар’єр, відкриваючи шлях бактеріям-метаболітам. Потрапивши під слизову оболонку кишечника, ці бактерії активують місцеву імунну систему: опасисті клітини, лімфоцити вивільняють запальні фактори – цитокіни, хемокіни і протеази. Так розвивається запалення, яке, своєю чергою, змінює перистальтику і секрецію кишечника, знижує вивільнення муцину, що змінює життєве середовище мікробіоти – виникає дисбіоз.

Все це призводить до зниження кількості бактерій, які синтезують нейромедіатори, що й позначається на настрої людини, погіршує пам’ять і знижує увагу.

Чим можуть зарадити психобіотики

Психобіотики – це живі мікроорганізми, які при прийомі всередину в адекватних кількостях викликають покращення психічного стану людини.

Уперше цей термін був введений у 2012 році мікробіологами Ірландського національного університету.

Оскільки стрес, депресія, інші види психічних розладів, особливо, на тлі пандемії коронавірусної хвороби, стають все більш поширеним явищем в світі і у нашій країні, зокрема, пошук безпечних ефективних препаратів для підтримки і відновлення психічного здоров’я людей, зараз активно проводиться в усьому світі. Тож, здатність кишкових бактерій до регуляції діяльності нервової системи людини досліджувалася у багатьох експериментах і була доведена. Так було виявлено психобіотики – новий тип пробіотиків, які здатні продукувати ГАМК, що є головним гальмівним нейромедіатором-регулятором багатьох фізіологічних процесів: від імуномодуляції, ожиріння та енергетичного балансу до тонусу м’язів та емоційних реакцій.

Тому впровадження в медичну практику психобіотиків наразі набуває стрімкого поширення. У світі також поки небагато представників цієї групи, що пояснюється досить жорсткими вимогами до їх виробництва.

Так, згідно зі стандартами ВООЗ, нові штами пробіотиків:

• мають бути чітко ідентифіковані для застосування у якості біологічно активних добавок чи препаратів,
• повинні бути здатними до виживання у ТТ (тобто бути стійкими до впливу рН, ферментів, холевих кислот тощо),
• мають бути здатними до адгезії,
• мають проявляти антагоністичні властивості,
• повинні бути генетично стабільними,
• мати генетичний паспорт.