Home / Медицина и здоровье / Как кишечная флора контролирует человека

Как кишечная флора контролирует человека

В последнее время многие ученые приходят к выводу, что бактерии в кишечнике могут влиять на мозг человека. Микробы нашей пищеварительной системы провоцируют неврологические расстройства, повышают риск инсультов и даже влияют на психическое состояние, вызывая тревогу и депрессию.

Кишечная революция

В журнале Microbiome недавно была опубликована статья о корреляции изменений в микрофлоре кишечника с синдромом хронической усталости. Другие работы продемонстрировали зависимость симптомов болезни Паркинсона от видового состава бактерий, обитающих в желудочно-кишечном тракте.

На первый взгляд, такая связь кажется противоречащей здравому смыслу. Как могут микроорганизмы в кишечнике влиять на мозг? На самом деле ученые только начинают постигать природу этого влияния, но уже давно не сомневаются, что микрофлора играет важную роль в обеспечении благополучия всего организма, в том числе центральной нервной системы. Стоит каким-либо образом изменить состав бактерий — и человек окажется подвержен различным заболеваниям.

На каждое живое существо непрерывно воздействует внешняя среда. В наш организм через желудочно-кишечный тракт попадают различные вещества, в том числе ксенобиотики, к которым относятся пестициды, бытовые химикаты и лекарственные препараты. Бактерии, живущие внутри нас, выполняют защитную функцию, разрушая эти соединения. Однако ксенобиотики могут воздействовать на микроорганизмы, изменяя их состав и делая нас более уязвимыми к внешним факторам. Более того, из-за них могут начать размножаться вредные бактерии, которые выделяют вещества, способствующие неврологическим расстройствам.

Кишечная палочка Escherichia coli

В прошлом году исследователи из Калтека (Калифорнийского технологического института) провели интересный эксперимент на мышах: вывели генетически модифицированных грызунов, которые страдали от симптомов, похожих на болезнь Паркинсона. Оказалось, что если мыши росли в стерильных условиях, их состояние в итоге было не таким тяжелым, как у тех, что содержались в обычных клетках. Однако когда им вводили бактерии, выделенные из кишечника людей с болезнью Паркинсона, здоровье животных резко ухудшилось.

Мозговая бомба

В новом исследовании, опубликованном в журнале Nature, американские ученые рисуют еще более пугающую картину. Оказывается, бактерии способны поместить в мозг человека «бомбу замедленного действия». Речь идет о возникновении церебральных кавернозных мальформаций (ЦКМ) — дефектов капиллярных сосудов, которые могут быть причиной разнообразных симптомов: головные боли, судороги, паралич, потеря зрения или слуха. Иногда они приводят к кровоизлияниям и смерти. Если опасную мальформацию нельзя удалить хирургически, единственное, что могут сделать врачи, — обеспечить паллиативный уход за больным. Эффективной терапии этого состояния пока не существует.

Однако если знать причину возникновения мальформаций, можно предупредить их развитие. Предыдущие исследования показали, что склонность к ним может передаваться по наследству. В этом случае главным фактором являются мутации в генах, способствующих росту стенок кровеносных сосудов. При этом, несмотря на наличие одинаковых мутаций, у разных людей ЦКМ проявляются по-разному, что указывает на наличие еще одного фактора.

Появление мальформаций у мутантных мышей

В своих экспериментах биологи из Пенсильванского университета тоже использовали генетически модифицированных мышей, но на этот раз — склонных к развитию сосудистых дефектов в мозге. Ученые позволили им скрещиваться между собой и наблюдали за состоянием нескольких поколений. В конечном итоге были обнаружены резистентные индивиды, у которых не было ни следа мальформаций, хотя мутации не исчезали. Исследователи заметили, что если в кишечнике у таких животных присутствовали патогенные бактерии Bacteroides fragilis, вызывающие нагноения, то мальформации вновь проявлялись. Чтобы проверить, действительно ли микроорганизмы стали причиной ЦКМ, биологи ввели бактерии в брюшную полость 16 резистентных мышей. В результате у девяти животных развились воспаление селезенки и сосудистые дефекты.

Когда иммунная система атакует Bacteroides fragilis, погибшие бактерии выделяют вещество, называемое липополисахаридом. Оно провоцирует чрезмерное усиление воспалительных реакций и может привести к полиорганной недостаточности. Ученые ввели липополисахарид, выделенный из микроорганизмов, в организм генетически модифицированных и обычных мышей. У животных с мутациями вещество вызывало появление сосудистых повреждение в мозге.

Bacteroides fragilis

Чтобы попасть в мозг, соединение должно пройти гемато-энцефалический барьер — физиологический барьер между кровеносной системой и центральной нервной системой. Он предохраняет мозг от попадания в него микроорганизмов и токсинов. Исследователи считают, что липополисахарид оказывает влияние на нервную систему, активируя рецепторы TLR4, расположенные в кровеносных сосудах. TLR4, в свою очередь, способствуют ненормальному росту клеток, что приводит к образованию мальформаций.

Таким образом выяснилось, что можно предотвратить формирование ЦКМ, если избавиться от патогенных бактерий. По наблюдениям биологов, если вводить антибиотики в организм беременной мыши, у ее детенышей риск появления сосудистых дефектов значительно снижается.

Внутренняя власть

Кишечные бактерии могут влиять и на психическое состояние. В 2000 году наводнение в канадском городе Уокертон привело к заражение питьевой воды микроорганизмами. Более двух тысяч человек пострадали от острых желудочно-кишечных инфекций, у многих развился синдром раздраженного кишечника (СРК). Для людей с СРК характерно тревожное и депрессивное состояние.

Конечно, хроническое заболевание само по себе может вызвать депрессию, однако ученые выяснили, что определенные психические состояния могут передаваться со штаммами микроорганизмов. Эксперименты на мышах, в ходе которых специалисты пересаживали кишечную микрофлору от одного животного другому, показали, что таким образом можно «трансплантировать» более смелое или трусливое поведение.

Множество доказательств связи мозга и кишечных бактерий получено с использованием животной модели, однако нельзя отрицать, что эта зависимость имеется и у человека. Ученые считают, что исследование микрофлоры и ее влияния на нервную систему поможет в лечении неврологических заболеваний и даже психических расстройств.

 

Источник

Загрузка...
   
        Загрузка...    
   

Посмотрите так же

Биолог впервые точно измерил силу электрошока угрей

Американский биолог поставил необычный эксперимент на своей собственной руке, измерив силу тока, который вырабатывает электрический угорь, …