Кишечник и мозг. Как кишечные бактерии исцеляют и защищают ваш мозг

9. Принимаете ли вы антибиотики, по крайней мере каждые два-три года?

10. Принимаете ли вы кислотно-блокирующие препараты (для улучшения пищеварения или борьбы с рефлюксом)?

11. Есть ли у вас непереносимость глютена?

12. Есть ли у вас аллергия на пищевые продукты?

13. Наблюдается ли у вас повышенная чувствительность к химическим элементам, входящим в состав привычных продуктов или повседневных предметов?

14. Было ли у вас диагностировано аутоиммунное заболевание?

15. Есть ли у вас диабет II типа?

16. Превышает ли ваш избыточный вес девять килограммов?

17. Страдаете ли вы от синдрома раздраженного кишечника?

18. Бывает ли у вас диарея или склонность к поносу по крайней мере раз в месяц?

19. Требуется ли вам слабительное средство хотя бы раз в месяц?

20. Испытываете ли вы депрессию?

Готов поспорить, вы уже сгораете от любопытства, что все это означает. Продолжайте читать, и скоро узнаете все, что вам хочется – и нужно – знать, и даже больше.

Часть I

Знакомимся с сотней триллионов своих друзей

У них нет глаз, ушей, носов или зубов. Еще у них отсутствуют конечности, сердце, печень, легкие или мозг. Они не дышат и не едят, как это делаем мы. Их невозможно увидеть невооруженным глазом. Но не стоит их недооценивать. С одной стороны, бактерии до невозможности просты, они состоят из одной-единственной клетки. С другой – эти микроорганизмы невероятно сложны и удивительны. Пусть вас не вводит в заблуждение их бесконечно малый размер. Некоторые из них способы выживать при температуре, от которой ваша кровь закипела бы, а другие сохраняют жизнеспособность при температуре ниже точки замерзания. Некоторые виды бактерий даже способны справиться с радиацией, в тысячи раз превышающей предельный для человека уровень. Эти микроскопические создания могут питаться практически чем угодно – от сахара и крахмала до солнечного света и серы. Бактерии – это основа любой жизни на Земле. Они были самой первой формой жизни на планете и, вероятно, будут последней. Почему? Потому что ничто живое не может существовать без них, в том числе человек.

Скорее всего, вам известно, что определенные бактерии вызывают заболевания и даже могут привести к смерти, но, вероятно, вам менее знакома оборотная сторона медали: каждый удар нашего сердца, каждый вдох и нейронное соединение помогают бактериям поддерживать нашу жизнь. Бактерии не просто сосуществуют с человеком, покрывая его тело снаружи и изнутри, но они помогают организму осуществлять самые разные функции, необходимые для выживания.

Первая часть книги посвящена изучению микрофлоры кишечника – что она собой представляет, как функционирует, – а также невероятной взаимосвязи между микрофлорой кишечника и функциями головного мозга. Вы узнаете, что благодаря бактериям, населяющим кишечник, есть много общего между такими разными состояниями, как аутизм, депрессия, деменция и даже рак. Мы также рассмотрим, какие факторы играют ключевую роль в формировании здоровой микрофлоры кишечника, а какие ведут к ухудшению ее состояния. Вскоре вы поймете, что причина многих заболеваний, ставших настоящими бичами современности – от ожирения до Альцгеймера, – кроется в нездоровой микрофлоре кишечника, не способной нормально функционировать. К концу первой части книги вы взглянете на бактерии кишечника по-новому, к вам вернется ощущение уверенности и контроля над своим здоровьем в будущем.

Глава 1

Добро пожаловать на борт

Ваши друзья-микробы от рождения до смерти

Где-то на одном из прекрасных греческих островов в Эгейском море родился мальчик. Мать родила его в естественных условиях, дома, и до двух лет кормила грудным молоком. Мальчик рос, лишенный большинства удобств, свойственных современной жизни, например в США. Фастфуд, фруктовый сок и газировка были ему незнакомы. Его еда – в основном овощи с домашнего огорода, местная рыба и мясо, домашний йогурт, орехи и семена, а также много оливкового масла. Он учится в маленькой школе и помогает родителям по хозяйству: они выращивают зелень, траву для чая и виноград для вина. Он дышит чистым, ничем не загрязненным воздухом.

Если мальчик заболевает, родители дают ему ложку местного меда, поскольку у них не всегда есть антибиотики. У него никогда не будет аутизма, астмы или СДВГ. Он худощавый и всегда подтянутый, потому что постоянно находится в движении. Его семья не привыкла проводить вечера, сидя на диване: здесь принято встречаться с соседями и танцевать под музыку. Скорее всего, этого мальчика не коснется ни одно серьезное расстройство или заболевание головного мозга, например депрессия или болезнь Альцгеймера. Вероятно, он благополучно доживет до глубокой старости, поскольку на его острове, Икарии, самый высокий в мире процент людей в возрасте 90 лет и старше: каждый третий доживает до этого возраста, сохраняя ясность ума и бодрость тела[16 - Буттнет Д. Остров, на котором люди забывают умирать (The Island Where People Forget to Die), New York Times Magazine, 24 октября 2012 г., http://www.nytimes.com/2012/10/28/magazine/the-island-where-people-forget-to-die.html (http://www.nytimes.com/2012/10/28/magazine/the-island-where-people-forget-to-die.html).]. Население острова также может похвастаться тем, что у них на 20 % меньше случаев заболевания раком, в два раза меньше сердечно-сосудистых заболеваний и практически не встречаются случаи старческого слабоумия, или деменции.

А теперь вернемся в любой город США и представим, что там родилась девочка. Ей помогли появиться на свет с помощью планового кесарева сечения, и она находилась исключительно на искусственном вскармливании. Еще ребенком она перенесла множество инфекционных заболеваний – от хронических ушных инфекций до инфекций горла и носа, – которые лечатся антибиотиками. Ей прописывали антибиотики даже при обычной простуде. Хотя у нее есть возможность получать самое полноценное питание в мире, в ее рационе слишком много полуфабрикатов, рафинированного сахара и нездоровых растительных жиров. К шести годам она уже страдала от избыточного веса, у нее диагностировали предрасположенность к диабету. Она растет опытным пользователем электронных гаджетов и большую часть жизни проводит в серьезной школе. Но теперь она принимает антидепрессанты, страдает от поведенческих расстройств, и учеба дается ей все сложнее в силу неспособности к концентрации внимания. Став взрослой, она попадет в группу высокого риска возникновения серьезных психических расстройств, в том числе аффективных и тревожного расстройства, мигреней и аутоиммунных заболеваний, таких как рассеянный склероз. А в более старшем возрасте у нее повысится риск заболевания болезнью Паркинсона или Альцгеймера. В США основной процент смертности приходится на хронические заболевания, такие как деменция, которая практически не встречается на греческом острове Икария.

В чем же причина? Результаты новых исследований, проводившихся в течение последних нескольких лет, обеспечили более глубокое понимание взаимосвязи между тем, как проходят самые ранние годы жизни человека, и состоянием его здоровья в краткосрочной и долгосрочной перспективе. Ученые, тщательно изучив взаимосвязь между состоянием микрофлоры кишечника и общим здоровьем организма, пришли к выводу, что причина кроется в том, какими были первые годы жизни этих детей. В широком смысле именно это оказало наиболее важное влияние на формирование индивидуальной микрофлоры у каждого из них, то есть на развитие комплекса микроорганизмов, которые с рождения населяют их организм и играют основную роль в поддержании здоровья и функций головного мозга на протяжении всей жизни.

Конечно, я допустил некоторую вольность в описании этих гипотетических сценариев. На продолжительность жизни каждого конкретного человека и риск возникновения у него различных заболеваний в течение жизни оказывает влияние целая совокупность факторов. Однако давайте на минуту сосредоточимся исключительно на том факте, что первые годы жизни девочки определили совершенно иное качество ее последующей жизни с точки зрения здоровья головного мозга по сравнению с дальнейшим качеством жизни мальчика. И да, этот греческий остров действительно существует. Остров Икария расположен примерно в 50 км от западного побережья Турции. Его еще называют голубой зоной: у населения этого острова гораздо более длинная и здоровая жизнь, чем у большинства жителей в развитых странах Запада. Обычно они ежедневно пьют вино и кофе, продолжают вести активный образ жизни, когда им давно за 80 лет, и сохраняют ясность и остроту ума до самой смерти. Согласно результатам одного из известных исследований, у жителей Икарии вероятность дожить до 90 лет и сохранить при этом хорошее здоровье примерно в четыре раза выше, чем у жителей США[17 - Панагиотакос Д. и др. Социодемографическая статистика и статистика по образу жизни людей старше 80 лет, живущих на острове Икария (Sociodemographic and Lifestyle Statistics of Oldest Old People (> 80 Years) Living in Ikaria Island: The Ikaria Study), Cardiol. Res. Pract. 2011 (24 февраля 2011 г.): Article ID679187. С. 7.]. Это же исследование показало, что сердечно-сосудистые заболевания и рак начинают развиваться у жителей Икарии в возрасте почти на десять лет позже, чем у американцев, к тому же у них существенно ниже уровень депрессии. Количество заболеваний деменцией у жителей Икарии после 85 лет составляет лишь незначительный процент от уровня заболевания деменцией у американцев той же возрастной категории.

Я уверен: когда с помощью науки мы уравняем счет между этими абсолютно разными географическими точками и поймем глубинные причины проблем со здоровьем здесь, в США, тема микрофлоры кишечника выйдет на передний план. Я докажу, что она имеет такое же значение для организма, как кислород или вода. Какое отношение бактерии кишечника имеют к головному мозгу и его заболеваниям?

Гораздо более серьезное, чем вы думаете.

Кто во главе? Ваши кишечные бактерии

Сложно подобрать более подходящее название для микроорганизмов, населяющих кишечник человека и помогающих его пищеварению, чем «супергерои». Хотя, по официальной версии, в кишечнике человека сосуществуют по крайней мере 10 тысяч отдельных видов бактерий, некоторые специалисты утверждают, что их количество превышает 35 тысяч[18 - Взаимосвязь между бактериями и ожирением (Link between Microbes and Obesity), MicrobeWiki, Kenyon College, доступно на сайте: https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Link_Between_Microbes_and_Obesity (https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Link_Between_Microbes_and_Obesity), по состоянию на 12 января 2015 г.].

Сегодня наконец появились новые технологии, с помощью которых ученые могут идентифицировать все виды бактерий, хотя многие из них не поддаются выведению в лабораторных условиях традиционными методами.

Для целей нашего обсуждения мы сосредоточимся именно на бактериях. Это самые многочисленные микроорганизмы, хотя помимо них кишечник человека также населяют дрожжевые грибки, вирусы, простейшие и эукариотические патогенные организмы – все они играют важную роль для здоровья. По большому счету именно бактерии – ключевые игроки, взаимодействующие с физиологией человека, особенно с неврологией. Совокупный вес кишечных бактерий составляет порядка 1,4–1,8 килограмма – примерно как вес головного мозга (почти половина веса каловых масс человека – это «отбракованные» бактерии)[19 - Проект НИЗ Human Microbiome Project определит нормальную бактериальную среду организма (NIH Human Microbiome Project Defines Normal Bacterial Makeup of the Body), Национальная библиотека медицины США, доступно на сайте: http://www.nih.gov/news/health/jun2012/nhgri-13.htm (http://www.nih.gov/news/health/jun2012/nhgri-13.htm), по состоянию на 12 января 2015 г.].

Если вы были внимательны на уроках биологии, когда проходили строение и функции пищеварительной системы человека, то помните, что пища разлагается на питательные элементы, которые абсорбируются организмом. Вероятно, вы помните также о желудочной кислоте и ферментах, а еще о гормонах, способствующих процессу пищеварения. Вполне возможно, вам приходилось заучивать, что происходит с обычным продуктом, когда он проходит по пищеварительной цепочке от ротовой полости до заднепроходного отверстия. Не исключено, что в своих познаниях вы настолько продвинулись, что поняли, как глюкоза – молекула сахара – попадает в клетки и служит источником энергии. Однако, скорее всего, вы ничего не слышали о настоящей экосистеме, находящейся в вашем пищеварительном тракте, которая фактически управляет всей системой целиком. Вам не проводили тесты на кишечные бактерии, чья ДНК, возможно, оказывает более значительное влияние на ваше здоровье, чем ваша собственная.

Я знаю, что в это практически невозможно поверить, что это звучит как научная фантастика. Но результаты исследований очевидны: микрофлору кишечника человека вполне можно считать самостоятельным органом. И эти бактерии столь же важны, как сердце, легкие, печень и головной мозг. Результаты последних научных исследований свидетельствуют о том, что бактерии, населяющие чувствительные стенки пищеварительного тракта, играют очень важную роль.

• Помогают пищеварению и способствуют всасыванию питательных веществ.

• Создают физический барьер против потенциальных «захватчиков», таких как «плохие» бактерии (патогенная флора), опасные вирусы и вредоносные паразиты. У некоторых видов бактерий есть нитеподобные реснички, помогающие им передвигаться. Недавние исследования показали, что эти жгутики способны останавливать смертельно опасный желудочный ротавирус[20 - Как кишечные бактерии помогают справляться с вирусами (How Bacteria in the Gut Help Fight Off Viruses), Национальное общественное радиовещание (NPR), доступно на сайте: http://www.npr.org/blogs/goatsandsoda/2014/11/14/363375355/how-bacteria-in-the-gut-help-fight-off-viruses (http://www.npr.org/blogs/goatsandsoda/2014/11/14/363375355/how-bacteria-in-the-gut-help-fight-off-viruses), по состоянию на 12 января 2015 г.].

• Действуют как инструмент детоксикации. Кишечные бактерии играют важную роль в предотвращении инфицирования и служат защитным барьером против многих токсинов, проникающих в пищеварительный тракт. Фактически кишечные бактерии нейтрализуют многие токсины, содержащиеся в пищевых продуктах, так что их можно назвать второй печенью. Таким образом, когда количество полезных бактерий в кишечнике уменьшается, нагрузка на печень автоматически увеличивается.

• Серьезным образом влияют на реакцию иммунной системы. Что бы вы ни думали, но кишечник на самом деле – ваш самый крупный иммунный орган. Кроме того, бактерии могут учить и поддерживать иммунную систему, осуществляя контроль над определенными иммунными клетками и предотвращая аутоиммунные заболевания (состояние, в котором организм атакует собственные ткани).

• Производят и освобождают важные ферменты и вещества, необходимые для жизнедеятельности организма, а также химические вещества для головного мозга, включая витамины и нейромедиаторы.

• Помогают управлять стрессом за счет воздействия микрофлоры кишечника на эндокринно-гормональную систему организма.

• Способствуют хорошему ночному сну.

• Помогают контролировать развитие воспалительных процессов в организме, что, в свою очередь, снижает риск практически всех хронических заболеваний.

Полезные бактерии в здоровом кишечнике – это не просто самовольные поселенцы, которые рады бесплатной еде и жилью. Прямо и косвенно воздействуя на разные органы и системы организма, они следят за риском возникновения не только психических расстройств и болезней головного мозга, но и таких заболеваний, как рак, астма, разные виды пищевой аллергии, нарушения процесса обмена веществ, например диабет и излишний вес, а также аутоиммунных заболеваний. Иными словами, они отвечают за здоровье организма.

Некоторые виды бактерий населяют кишечник относительно постоянно, они формируют долгосрочные колонии. Другие можно условно назвать «транзитными пассажирами», но даже они играют важную роль. Такие бактерии «путешествуют» по пищеварительному тракту человека и в зависимости от их типа и уникальных характеристик оказывают влияние на общее состояние здоровья организма. Они не остаются в кишечнике на «постоянное место жительства», а кратковременно образуют небольшие колонии, прежде чем выведутся из организма вместе с каловыми массами или отомрут. Однако даже за это небольшое время они успевают выполнить множество нужных задач: некоторые из производимых ими веществ необходимы для существования и жизнедеятельности полезных бактерий, а следовательно, самого человека.

Микрофлора кишечника – главный регулятор мозга

Хотя для полного понимания взаимосвязи между кишечником и головным мозгом требуются практические знания в области иммунологии, патологии, неврологии и эндокринологии, я постараюсь упростить эту информацию для вас. Вы сможете пополнить свои знания по мере чтения следующих глав.

Вспомните ситуацию, когда у вас крутило живот из-за того, что вы нервничали, беспокоились, испытывали страх или, возможно, были вне себя от радости. Может быть, это происходило накануне бракосочетания или когда вам предстояло сдавать важный экзамен, выступать перед аудиторией. Как выяснили ученые, фактически тесная связь между головным мозгом и кишечником носит двусторонний характер: точно так же как нервные переживания отражаются на работе кишечника, состояние кишечника отражается на работе нервной системы.

Блуждающий нерв (vagus nerve), самый длинный из 12 пар черепных нервов, представляет собой основной информационный канал между сотнями миллионов нервных клеток, расположенных в пищеварительном тракте, и центральной нервной системой. Блуждающий нерв – десятая пара черепно-мозговых нервов. Он выходит из головного мозга и простирается до брюшной полости, управляя в организме многими процессами, которые не подчиняются сознательному контролю человека, в том числе отвечает за поддержание частоты сердечных сокращений и процесс пищеварения. Как показывают исследования, бактерии кишечника напрямую влияют на стимулирование и функции клеток вдоль блуждающего нерва. Некоторые из кишечных бактерий фактически способны, аналогично нейронам, продуцировать переносящие информацию химические вещества, которые «говорят» с головным мозгом на собственном языке через блуждающий нерв.

Когда речь заходит о нервной системе, вероятно, вы представляете себе головной и спинной мозг. Но это только центральная нервная система. Помимо нее существует еще энтерическая нервная система – нейронная сеть, расположенная в стенках желудочно-кишечного тракта. Центральная и энтерическая нервные системы формируются из одинаковой ткани в период эмбрионального развития и связаны между собой посредством блуждающего нерва. Блуждающий нерв получил свое говорящее название, вероятно, потому, что он расходится по пищеварительной системе.

Количество нервных клеток в слизистой оболочке желудка настолько велико, что многие ученые сегодня называют их совокупность «вторым мозгом». Этот «второй мозг» не только регулирует мышечную активность, контролирует иммунные клетки и гормоны, но и производит нечто весьма важное. Популярные антидепрессанты повышают уровень серотонина в мозге, благодаря чему человек «чувствует себя хорошо». Возможно, вы удивитесь, узнав, что примерно 80–90 % всего объема серотонина производится нервными клетками в кишечнике![21 - Хадхейзи А. Подумайте дважды: как «второй мозг» влияет на настроение и состояние здоровья (Think Twice: How the Gut’s ‘Second Brain’ Influences Mood and Well-Being), Scientific American, 12 февраля 2010 г., http://www.scientificamerican.com/article/gut-second-brain/ (http://www.scientificamerican.com/article/gut-second-brain/).] По сути, «второй мозг» производит больше серотонина – молекул счастья, – чем головной мозг. Многие неврологи и психиатры сегодня приходят к выводу, что это может быть одной из причин, почему антидепрессанты нередко оказываются менее эффективными в лечении депрессии, чем изменения в рационе питания пациентов. Фактически результаты последних исследований свидетельствуют о том, что наш «второй мозг», возможно, совсем не «второй»[22 - Доктор Сири Карпентер. Это шестое чувство (That Gut Feeling), Am. Psychol. Assoc. 43, no. 8 (сентябрь 2012): 50, http://www.apa.org/monitor/2012/09/gut-feeling.aspx (http://www.apa.org/monitor/2012/09/gut-feeling.aspx).]. Он может действовать независимо от головного мозга и без его помощи и влияния самостоятельно контролировать многие функции.