Какую роль микробиота играет в деятельности оси кишечник — головной мозг?
Кишечник, называемый «вторым мозгом», участвует в постоянном диалоге с настоящим, то есть головным мозгом. Эта связь известна как «ось кишечник — головной мозг». Плохое функционирование этой оси могут сопровождать многочисленные желудочно-кишечные, метаболические, нейродегенеративные и нервно-психические нарушения, а также ряд кожных заболеваний.
В данной публикации мы расскажем все об оси кишечник — головной мозг, о том, как она была открыта и как в ней участвует микробиота, о нарушениях этой связи и связанных с этим заболеваниях. Мы также расскажем, как можно повлиять на эту ось.
Раздел специалистов здравоохранения
Найдите здесь свое выделенное место
Об этой статье
Содержание
ru_chapters_mobile
Немного анатомии
100 миллионов Считается, что нервная система кишечника содержит более 100 миллионов нейронов
Головной мозг
Головной мозг 1, 2 — сложный орган. Кроме обработки информации от всех частей тела, он отвечает за мышление, память, эмоции, осязание, моторику, зрение, дыхание, поддержание температуры тела, чувство голода и все аспекты, регулирующие функционирование нашего организма. Благодаря сети из 100 миллиардов нейронов головной мозг действует как центр управления телом.
Что представляет собой нервная система?
Нервная система 3 состоит из двух основных частей:
- Центральная нервная система, включающая головной и спинной мозг.
- Периферическая нервная система, состоящая из нервов, идущих от спинного мозга ко всем частям тела.
Нервная система передает информацию между головным мозгом и остальными частями тела, включая внутренние органы.
Нервная система кишечника (НСК) — «второй мозг» внутри нашего желудочно-кишечного тракта 4 , 5
Нервная система кишечника (НСК) — это часть нервной системы, управляющая функционированием желудочно-кишечного тракта. Благодаря сети нейронов, расположенных в стенках желудочно-кишечного тракта, она контролирует сенсорную, моторную, секреторную и иммунную активность пищеварительной системы.
Возникало ли у вас чувство «сосания под ложечкой»? Доверяете ли вы своему «внутреннему» чутью? Или чтение этой статьи вас «пробрало до кишок»? Оказывается, многие популярные образные выражения «намекают» на связь между кишечником и головным мозгом.
Ось кишечник — головной мозг. История открытия
Впервые информация о возможной связи между кишечником и головным мозгом была опубликована в 19 веке. 7
Благодаря похождениям одного торговца пушниной, наука сделала шаг вперед, когда удалось открыть связь между эмоциями и физиологией кишечника. 8,9 Алексис Сент-Мартин, случайно раненный в живот из огнестрельного оружия, находился на лечении у хирурга армии США доктора Уильяма Бомонта. После операции у пациента образовался кишечный (sidenote: фистула Свищ - это аномальное соединение органа желудочно-кишечного тракта с кожей. ) , и доктор Бомонт воспользовался возможностью наблюдать за пищеварением у человека в реальном времени.
Ученый заметил, что на процесс пищеварения больного влияет его эмоциональное состояние, т. е. злится ли он или раздражен. Таким образом, Бомонт открыл ось головной мозг — кишечник. 8 Впоследствии научные исследования показали, что связь между кишечником и головным мозгом — двусторонний процесс, в котором микробиота кишечника играет ключевую роль. 8 ,10 , 11
Что такое ось кишечник — головной мозг?
Ось кишечник — головной мозг можно определить как двунаправленную сеть обмена информацией между кишечником и головным мозгом. Этот обмен происходит по трем различным каналам 8, 12:
- нейрональный (по нейронам): главным образом через блуждающий нерв и нервную систему кишечника
- эндокринный: посредством секреции гормонов, таких как (sidenote: Кортизол Кортизол известен как гормон стресса. Он участвует в реакциях на физический и/или эмоциональный стресс. Кортизол также участвует в поддержании определенных физиологических параметров, таких как кровяное давление, иммунной системы, метаболизма белков, углеводов и жиров, а также оказывает противовоспалительное действие. Katsu Y, Iguchi T, Subchapter 95D - Cortisol. In Ando H, Kazuyoshi U, and Shinji N, eds. Handbook of hormones: comparative endocrinology for basic and clinical research. Pages 533-e95D-2 Academic Press, 2021. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/B9780128010280002312 ) , (sidenote: Адреналин Адреналин, также известный как эпинефрин, представляет собой гормон, секретируемый надпочечниками и высвобождаемый в кровоток при сильном стрессе, опасности или во время сильных эмоций. Он подготавливает организм к борьбе или бегству от опасности. https://my.clevelandclinic.org/health/body/23038-adrenaline ) и серотонин
- через иммунную систему: посредством модуляции цитокинов
Ось кишечник — головной мозг также влияет на наше поведение, когнитивные процессы (память), эмоции, настроение, желания и восприятие.
90% Клетки кишечника вырабатывают более 90% серотонина в организме.
Какие факторы влияют на коммуникацию между кишечником и головным мозгом?
Микробиоту можно считать третьим ключевым компонентом оси кишечник — головной мозг, которую тогда можно назвать «ось микробиота — кишечник — головной мозг» (МКМ). 17
Мозг, кишечник и кишечная микробиота — три ключевых узла сети микробиота — кишечник — головной мозг. Все они взаимодействуют друг с другом. Микробиота кишечника может «общаться» с головным мозгом напрямую, посредством сигнальных молекул ( (sidenote: нейромедиаторы специфические молекулы, которые обеспечивают связь между нейронами (нервными клетками головного мозга) с бактериями микробиоты. Они вырабатываются клетками организма человека и бактериями микробиоты. Baj A, Moro E, Bistoletti M, Orlandi V, Crema F, Giaroni C. Glutamatergic Signaling Along The Microbiota-Gut-Brain Axis. Int J Mol Sci. 2019;20(6):1482. ) или (sidenote: короткоцепочечных жирных кислот (КЦЖК*) КЦЖК: небольшие молекулы, вырабатываемые бактериями толстой кишки в процессе ферментации непереваренных пищевых волокон. Они взаимодействуют с нашим организмом и оказывают полезное влияние на здоровье. Silva YP, Bernardi A, Frozza RL. The Role of Short-Chain Fatty Acids From Gut Microbiota in Gut-Brain Communication. Front Endocrinol (Lausanne). 2020;11:25. ) ) или косвенно, взаимодействуя с клетками кишечника. В свою очередь, головной мозг способен влиять на микробиоту прямо или косвенно, модулируя физиологию кишечника, что изменяет микробную среду.
Какие факторы влияют на коммуникацию между кишечником и головным мозгом?
Эффективность диалога между кишечником и мозгом зависит от многих факторов:
- Питание, в частности, некоторые пищевые продукты, такие как шоколад, могут влиять на наше настроение. Средиземноморская диета также знаменита своим благотворным влиянием на память и здоровье. Ты есть то, что ты ешь. Ограничьте потребление обработанных продуктов, содержащих различные добавки, которые, как недавно было показано в исследовании на грызунах, способны вызывать психоповеденческие расстройства (беспокойство, снижение коммуникабельности и пр.).
- Регулярная физическая активность полезна для здоровья. Физическая активность также поддерживает мозг в добром здравии. Многочисленные научные исследования показали связь между когнитивными функциями и уровнем физической активности.
- Социальные взаимодействия с членами семьи и теми, с кем мы живем, стимулируют ось кишечник — головной мозг. С другой стороны, дискриминация может пагубно сказаться на правильном функционировании оси кишечник — головной мозг.
- Среда, в которой мы живем, также оказывает серьезное влияние на здоровье и микробиоту. Загрязнение воздуха увеличивает риск респираторных и онкологических заболеваний, а также когнитивных расстройств.
- Некоторые препараты, особенно антибиотики, могут влиять на развитие нервной системы ребенка и способствовать возникновению некоторых заболеваний.
- Научные исследования показали, что первые годы жизни и способ родоразрешения сильно влияют на микробиоту ребенка и, следовательно, на ось кишечник — головной мозг. Результаты нескольких исследований показали связь между операцией кесарева сечения при рождении и повышенным риском возникновения некоторых заболеваний, включая ожирение, бронхиальную астму или аллергию. 8 Пренатальный стресс также может влиять на состав микробиоты и неврологическое развитие ребенка, а также на саму беременность, увеличивая риск преждевременных родов.18
- Стресс и страх также являются поведенческими факторами, которые влияют на микробиоту и ось кишечник — головной мозг.
- Связано ли наше поведение с микробиотой? Как показывают некоторые исследования, здоровая микробиота необходима для хорошего эмоционального здоровья, стимулирует либидо и сексуальное желание, а в некоторых случаях влияет на аддиктивное поведение...
- Независимо от возраста человека, микробиота кишечника также влияет на его сон и циркадные ритмы.
К чему ведет нарушение коммуникации между кишечником и головным мозгом?
Считается, что нарушение оси кишечник — головной мозг связано с целым рядом заболеваний.
Под нарушением мы подразумеваем плохую связь между головным мозгом и кишечником, когда мозг получает неверные сигналы или неправильно их интерпретирует... Проще говоря, кишечник и мозг перестают понимать друг друга. Исследования улучшают наше понимание оси кишечник — головной мозг и указывают на участие микробиоты кишечника в растущем списке заболеваний. 8, 17
Ниже приведен неполный перечень состояний, в развитии которых, как считается, участвует нарушение оси кишечник — головной мозг.
Давайте поближе познакомимся с некоторыми заболеваниями:
ЗАБОЛЕВАНИЯ ЖЕЛУДОЧНО-КИШЕЧНОГО ТРАКТА
Синдром раздраженного кишечника (СРК), ранее известный как «функциональное расстройство кишечника», представляет собой наиболее часто встречающееся нарушение оси кишечник — головной мозг. Для него характерны периодические боли в животе, вздутие живота, дисфункция кишечника и другие симптомы.
Функциональная диспепсия — это хроническое расстройство пищеварения, для которого характерны боль в животе, чувство переполнения или вздутия живота во время и после еды. Она также связана с нарушением взаимодействия между кишечником и мозгом. 19, 20
Недавние исследования показали участие оси кишечник — головной мозг в развитии воспалительных заболеваний кишечника (ВЗК) 21,22, причем первая потенциально влияет как на развитие заболевания, так и на психическое здоровье пациентов.
МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ РАССТРОЙСТВА
Для СД2 характерен постоянный избыток сахара в крови (гипергликемия), связанный со сбоями в выработке или функционировании инсулина — гормона, регулирующего уровень сахара в крови. Когнитивное снижение является одним из осложнений сахарного диабета 2 типа. 23
Эти заболевания (ожирение, избыточный вес, метаболический синдром) часто сопровождаются психологическими нарушениями, такими как тревожность, депрессия, биполярное расстройство или расстройства поведения. 8
Микробиота также может влиять на выбор блюд, чувство насыщения 24 и пищевые привычки. Недавние исследования показали связь между кишечной микробиотой (и осью кишечник — головной мозг) и расстройствами пищевого поведения (нарушения в еде или связанного с едой поведения)25,26
Нервная анорексия 27,28 — это расстройство пищевого поведения, которым страдает 1% населения, в основном женщины (95%). Считается, что дисбаланс микробиоты кишечника, воздействуя на ось кишечник — головной мозг и обмен веществ, способствует развитию и персистированию расстройств, связанных с болезнью, таких как потеря веса и ухудшение аппетита.
Некоторые бактерии кишечной микробиоты, например Roseburia, отсутствуют у пациентов с нервной анорексией.
Вам интересно, влияет ли микробиота на объем талии?
НЕЙРОПСИХИЧЕСКИЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
Психические заболевания охватывают широкий спектр нарушений, при этом дисбаланс кишечной микробиоты играет определенную роль в развитии некоторых из них.
Тревожные расстройства 29,30,31 определяются ВОЗ как чрезмерный страх и беспокойство, а также связанные с ними нарушения поведения. Симптомы достаточно серьезны, чтобы вызвать значительный дистресс или серьезные функциональные нарушения. Некоторые тревожные расстройства могут быть связаны с активностью микробиоты кишечника в отношении гормонов стресса.
Депрессия, биполярное расстройство и т. д. Расстройства настроения 8,32 представляют собой эмоциональные нарушения в виде длительных периодов чрезмерной грусти (депрессия), чрезмерной жизнерадостности или восторга (мания) или того и другого вместе.
Депрессия и биполярное расстройство связаны с дисбиозом кишечника, где последний иногда коррелирует с тяжестью симптомов.
Другие исследования пошли еще дальше, используя кишечную микробиоту кишечника в качестве диагностического инструмента.
Обсессивно-компульсивное расстройство (ОКР) 33,34,35 представляет собой нервно-психическое заболевание, которым страдает 1,3% населения Земли. Оно характеризуется навязчивыми идеями (повторяющиеся, постоянные, нежелательные и часто беспокоящие идеи или образы), на фоне которых возникают повторяющиеся и отнимающие много времени компульсии и/или поведение избегания, направленные на нейтрализацию беспокойства и страданий, связанных с навязчивыми идеями. Как показали исследования, некоторые бактерии, продуцирующие бутират, менее распространены у пациентов с ОКР.
Шизофрения 8,36,37 поражает примерно 1 из 300 человек. Это психическое заболевание характеризуется бредом и галлюцинациями, социальной изоляцией и психологическими нарушениями. Предполагается, что ее развитие отчасти может быть связано с нарушениями кишечной микробиоты и иммунной системы.
Расстройства аутистического спектра (РАС) 38 представляют собой гетерогенную группу нарушений, связанных с аномалиями развития головного мозга. Симптомы включают нарушения общения, социального взаимодействия и поведения, а также повторяющееся поведение.
Некоторые исследования показали, что измененная кишечная флора (дисбиоз) часто встречается у пациентов с аутизмом, а некоторые кишечные расстройства (диарея, запор и т. д.) часто связаны с этим заболеванием.
Таким образом, дисбиоз кишечника участвует в развитии многих психических заболеваний, таких как шизофрения, депрессия и обсессивно-компульсивное расстройство (ОКР).
Но есть ли у каждой болезни «свой» дисбиоз или существуют общие микробные изменения?
Узнайте больше о роли кишечной микробиоты в возникновении психических расстройств через ось кишечник — головной мозг
НЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНЫЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ
Нейродегенеративные заболевания характеризуются постепенным разрушением определенных нейронов.
Болезнь Альцгеймера 39,40 — наиболее распространенное нейродегенеративное заболевание и главная причина деменции.
В последние годы в ее контексте стали активно изучать кишечную микробиоту. В частности, определенные белки (амилоидные пептиды), продуцируемые «вредными» бактериями, могут запускать воспалительный механизм и нарушать барьерные функции кишечника и мозга, способствуя развитию заболевания.
Болезнь Паркинсона 41 представляет собой нейродегенеративное заболевание, при котором постепенно разрушаются дофаминовые нейроны в головном мозге. Для нее характерны замедленность движений, ригидность мышц и тремор.
Показана связь с нарушениями кишечной микробиоты и оси кишечник — головной мозг.
Рассеянный склероз 42,43 представляет собой воспалительное заболевание центральной нервной системы. Это аутоиммунное заболевание, при котором иммунная система атакует защитную миелиновую оболочку, окружающую нейроны. Воспаление приводит к дегенерации нервных клеток или нейронов и потере связи между мозгом и остальными органами.
Недавние исследования показали особую связь между кишечной микробиотой и риском возникновения, прогрессированием и исходами рассеянного склероза. 44
Ось кишечник — головной мозг — кожа?
Еще в 1930 г. дерматологи Джон Стоукс (John Stokes) и Дональд Пиллсбери 46 (Donald Pillsbury) предположили, что эмоциональные состояния, такие как тревога или депрессия, могут изменять микробиоту кишечника и способствовать развитию местного или системного воспаления в других органах, например, коже. 47 Они рекомендовали ферментированное молоко для восполнения количества полезных микроорганизмов.
В последние годы появляется все больше подтверждений наличия связи между кишечником, головным мозгом и кожей. 48 Если точнее, стресс приводит к секреции гормонов (серотонина, кортизола и т. д.), которые, в свою очередь, увеличивают проницаемость кишечника, вызывая местное воспаление, а также провоцируют системное воспаление через кровоток.11,23 Считается, что это влияет на кожный барьер и вызывает воспаление кожи. 25 Ось кишечник — головной мозг — кожа участвует в развитии некоторых кожных заболеваний, таких как акне, атопический дерматит и псориаз.
Как поддерживать правильную коммуникацию между кишечником и головным мозгом?
К настоящему времени существование оси кишечник — головной мозг не вызывает сомнений. Кожа «вклинивается» в диалог между кишечником и головным мозгом.
Как позаботиться о микробиоте, чтобы не нарушать установившуюся связь?
Авторы многих исследований пытались найти способы избежать нарушений микробного состава и сохранить его оптимальный баланс 49.
Питание:
То, что мы едим, влияет на баланс кишечной микробиоты. 50,51 Разнообразная и качественная пища, несомненно, полезна, а плохо сбалансированная диета может повлиять на состав кишечной микробиоты и привести к развитию некоторых заболеваний. 52 Поэтому важно знать, какие виды пищи положительно влияют на здоровье 53. К ним относятся ферментированные продукты или продукты, богатые пребиотиками и полезными микроорганизмами, отдельные представители которых влияют на психическое здоровье. Эти продукты могут повышать наш моральный дух, воздействуя на мозг через кишечную микробиоту. 54
Хотите узнать больше о продуктах, полезных для здоровья и кишечной микробиоты?
=> Включает интервью с профессором Реми Бурселином, который изучает механизмы, связывающие мозг, кишечник и остальные части тела.
Что такое психобиотик?
Психобиотиками называют пробиотики и пребиотики, которые при попадании внутрь организма благоприятно влияют на психическое здоровье через кишечную микробиоту.
Ученые из Университетского колледжа Корка в Ирландии предложили расширить определение психобиотиков за пределы пробиотиков и пребиотиков, понимая под ними любые вещества, оказывающие психологические эффекты, опосредованные кишечной флорой. 56
Пробиотики:
Пробиотики — это живые микроорганизмы, которые при применении в нужных количествах приносят пользу здоровью человека 57,58.В некоторых доклинических и клинических исследованиях основное внимание уделялось изучению способности пробиотиков облегчать симптомы стресса, тревоги и депрессии, а полученные результаты показали многообещающие полезные эффекты. 8
Пребиотики:
Пребиотики — это особые, неперевариваемые пищевые волокна, которые приносят пользу здоровью. Они избирательно используются полезными микроорганизмами в микробиоте. 59,60 Исследования показали, что некоторые пребиотики оказывают положительные эффекты при стрессовых расстройствах. 8
Трансплантация:
Чтобы восстановить баланс микробной экосистемы кишечника, пациентам могут выполнить трансплантацию фекальной микробиоты (ТФМ) от здорового донора. 61 Сейчас этот метод одобрен только при рецидивирующей инфекции, вызванной Clostridioides difficile 62, но его также изучают при лечении алкоголизма 63 или нарушениях взаимодействия между кишечником и головным мозгом, таких как синдром раздраженного кишечника. 64,65
Психотерапевтические вмешательства
Показано, что (sidenote: Психосоматическая терапия Психосоматическая терапия — это практики, фокусирующиеся на отношениях между телом, мозгом, разумом и поведением и их влиянии на здоровье и болезни Wahbeh H, Elsas SM, Oken BS. Mind-body interventions: applications in neurology. Neurology. 2008;70(24):2321-2328 ) (sidenote: Психосоматическая терапия Психосоматическая терапия — это практики, фокусирующиеся на отношениях между телом, мозгом, разумом и поведением и их влиянии на здоровье и болезни Wahbeh H, Elsas SM, Oken BS. Mind-body interventions: applications in neurology. Neurology. 2008;70(24):2321-2328 ) хорошо влияет на психическое здоровье при лечении стресса и нарушений взаимодействия между кишечником и мозгом, таких как СРК: (sidenote: Когнитивно-поведенческая терапия Разновидность психотерапии, когда врачи помогают пациентам определить влияние собственных патологических (неправильных, негативных) мыслей на поведение и самочувствие. Cuijpers P, Smit F, Bohlmeijer E, et al. Efficacy of cognitive–behavioural therapy and other psychological treatments for adult depression: meta-analytic study of publication bias. The British Journal of Psychiatry. 2010;196(3):173-178 InformedHealth.org [Internet]. Cologne, Germany: Institute for Quality and Efficiency in Health Care (IQWiG); 2006. Cognitive behavioral therapy. 2013 Aug 7 [Updated 2016 Sep 8] ) , гипноз, медитация, релаксация, (sidenote: Биологическая обратная связь Способ научиться контролировать определенные функции организма, такие как частота сердечных сокращений, артериальное давление и мышечное напряжение, с помощью специального устройства. Это может помочь контролировать боль. https://www.cancer.gov/publications/dictionaries/cancer-terms/def/biofeedback ) .66
Pекомендовано нашим сообществом
"Интересное чтиво" -George Lewis (From My health, my microbiota)
"Мне нужно знать об этом больше. Возможно, это то, что происходит." -Mark Chadney (From My health, my microbiota)
1. Central nervous system (CNS) https://www.healthdirect.gov.au/central-nervous-system
2. https://institutducerveau-icm.org/fr/actualite/comprendre-le-cerveau-et-son-fonctionnement/
3. MedlinePlus. (2016). Neurosciences. Retrieved august 16, 2023
15. https://my.clevelandclinic.org/health/articles/22572-serotonin/
17. Mayer EA, Nance K, Chen S. The Gut-Brain Axis. Annu Rev Med. 2022;73:439-453.
19. https://my.clevelandclinic.org/health/diseases/22248-functional-dyspepsia
30. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/mental-disorders
32. https://www.msdmanuals.com/home/mental-health-disorders/mood-disorders/overview-of-mood-disorders
37. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/schizophrenia
42. https://institutducerveau-icm.org/en/multiple-sclerosis/
