06.11.2017 15:37 Является ли ваш кишечный микробиом ключом к здоровью и счастью?

Исследования показывают, что обширная экосистема организмов, которая живет в наших пищеварительных системах, может быть столь же сложной и влиятельной, как наши гены во всем: от психического здоровья до атлетизма и ожирения. Но действительно ли "каловый допинг" - это путь вперед?

Сначала Джон Криан был обучен как нейроучёный, чтобы сосредачиваться на всем, начиная от шеи и выше. Но восемь лет назад исследование синдрома раздраженного кишечника (irritable bowel syndrome, IBS) привлекло его взгляд к кишечнику. Как и люди с депрессией, люди с IBS часто сообщают о переживании ранней травмы жизни, поэтому в 2009 году Криан и его коллеги приступили к травмированию щенков крыс, отделив их от матерей. Он сказал, что они обнаружили уменьшение разнообразия микробиома этих животных во взрослой жизни.

Микробиом кишечника представляет собой обширную экосистему таких организмов, как бактерии, дрожжи, грибы, вирусы и простейшие, которые живут в наших пищеварительных трубках, которые в совокупности имеют вес до 2 кг (тяжелее среднего мозга). Они все чаще рассматриваются учеными как самостоятельный орган. Каждая кишка содержит около 100 триллионов бактерий, многие из которых жизненно важны, разрушают продукты питания и токсины, производят витамины и тренируют нашу иммунную систему.

Исследование Краяна не привлекло большого внимания, но спустя несколько лет японские ученые разводили безмикробный животных, которых выращивали, чтобы получить повышенную реакцию стресса. Это предупредило Краяна и его коллег, что они могут быть нацелены на микробиомы, чтобы смягчить некоторые симптомы стресса, говорит он.

Надежда состоит в том, что в один прекрасный день можно будет диагностировать некоторые заболевания мозга и проблемы психического здоровья, анализируя бактерии кишечника и лечить их - или, по крайней мере, увеличивать эффекты от лечения лекарствами - конкретными бактериями. Криан и его коллега Тед Динан называют эти называют эти изменяющие настроение микробы «психобиотиками» и совместно написали книгу «Психобиотическая революция» вместе с американским писателем-ученым Скоттом С. Андерсоном

Психобиотиками назвали пробиотики, которые, по мнению некоторых ученых, могут оказать положительное влияние на ум. Пробиотики - это бактерии, связанные со здоровой флорой кишечника - такие как Lactobacillus acidophilus и Bifidobacterium lactis, которые мы видим в «живом» йогурте. Более разнообразные бактериальные коктейли можно также купить в качестве пищевых добавок, но они дороги.

Криан и его команда продолжали работать с безмикробными мышами. «У этих мышей мозг не развивается должным образом», - говорит он. «Их нервные клетки не разговаривают друг с другом должным образом, таким образом, микробиом ассоциируется с различными расстройствами ... Мы также показали изменения в тревожном поведении, страхе, обучении, стрессовом ответе, гематоэнцефалическом барьере. Мы обнаружили дефицит социального поведения, поэтому для социальных взаимодействий у нас есть соответствующий репертуар бактерий в кишечнике».

За последнее десятилетие исследования показали, что микробиом кишечника потенциально может быть столь же сложным и влиятельным, как и наши гены, когда речь идет о нашем здоровье и счастье. Помимо того, что они связаны с проблемами психического здоровья, также считается, что микробиом кишечника может влиять на наш атлетизм, вес, иммунную функцию, воспаление, аллергии, метаболизм и аппетит.

Только в прошлом месяце были проведены исследования, связывающие микробиом кишечника с посттравматическим стрессовым расстройством (люди с ПТСР имели более низкий, чем обычно, уровень трех типов кишечных бактерий); осмыслены его связи с аутоиммунными заболеваниями; обнаружено, что чай изменяет микробиом кишечника в направлении снижения ожирения; показано, что у «абсурдно здоровых» 90-летних есть микробиома кишечника молодых людей; и как настройка флоры кишечника москитов может помочь победить малярию, увеличив количество бактерий, поражающих малярию, в их кишках. И на прошлой неделе два новаторских исследования показали, что биологическое разнообразие кишечника воздействует на то, влияют или нет препараты иммунотерапии на опухоли у больных раком.

Одна из историй, которая привлекла внимание публики в течение лета, подразумевала, что «каловый допинг» (усиление микробиома a.k.a. через фекальную трансплантацию, что было деликатно названо как «обратная клизма»), может стать новым допингом крови для элитных велосипедистов. Лорен Петерсен, научный сотрудник Лаборатории геномной медицины Джексона в Коннектикуте, посмотрела на образцы кала от 35 велосипедистов, сравнивая их с элитарными и любительскими велосипедистами. Так чтобы быть уверенной, что она узнает о преимуществах от тех бактерий, которые найдены в микробиоме кишечника элитных велосипедистов, она сама допинговала себя фекалиями, которые они пожертвовали. Будучи сам горным байкером, она клянется (но не может доказать с научной точки зрения), что это вывело ее из чувства слабости перед тренировками, чтобы выиграть профессиональные велосипедные гонки. Однако, если учесть, что в одном грамме фекалий обитает больше бактерий, чем на Земле есть люди – и насколько мало мы понимаем о подавляющем большинстве из них, хороших и плохих – это однозначно не рекомендуется.

Понимание важности кишки для нашего благополучия теперь подпитывает глобальный пробиотический рынок, который к 2023 году вырастет до 64 млрд. долларов (48 млрд. фунтов). В этом месяце в Вашингтоне, округ Колумбия, микробиом является предметом обсуждения на крупнейшей в мире международной конференции по нейробиологии, посвященной выявлению его потенциальной роли в диагностике и замедлении развития дегенеративных заболеваний головного мозга, таких как болезнь Паркинсона и Альцгеймера.

Задача состоит в том, чтобы определить причину и влияние конкретных бактерий и перевести результаты в лечение. Это непросто. Джулия Эндерс, которая написала международный бестселлер Gut, говорит: «Мы можем проверить стул на типичные патогены, которые могут вызвать диарею или вирусы, но мы не знаем, что делают все, казалось бы, обычные микроорганизмы. Мы действительно не знаем, какие бактерии делают то, что у кого-то происходит, так что это большой эксперимент».

Это долгий, дорогостоящий процесс тестирования каждого штамма в изоляции, поэтому ученые начали с небольших исследований человека. Криан тестировал Lactobacillus rhamnosus, которые уменьшают стресс у его мышей, на 29 людях и не получал никакой пользы по сравнению с плацебо. Но когда он дал 22 здоровым людям штамм под названием Bifidobacterium longum 1714 в течение четырех недель, испытуемые показали более низкие уровни тревожности и гормона стресса, чем раньше, и сделали от двух до пяти меньше ошибок в тестах памяти. Похоже, что B longum 1714 может быть подходящим психобиотиком, хотя Криан говорит, что необходимы более масштабные исследования на людях человеческого.

Филипп У. Дж. Бернет, адъюнкт-профессор психиатрического отделения Оксфордского университета, получил многообещающие результаты, проверяя влияние пребиотиков на настроение. Пребиотики представляют собой сложные углеводы, которые люди не могут переваривать, но на них пробиотические бактерии процветают. По сути, пребиотики - это пищевые волокна, которые питают бактерии уже в нашем кишке, - говорит он. «Я утверждал, что вместо того, чтобы вызывать рост отдельных видов, как при взятии пробиотика, если вы едите эти волокна, вы выращиваете множество видов хороших бактерий, поэтому вы с большей вероятностью получите хит».

Очень небольшое, короткое испытание - три недели с включением 45 здоровых добровольцев - протестировало коммерчески продаваемый пребиотик по имени Бимуно и предположило, что он может иметь потенциал для снижения тревоги. «Когда вы даете кому-то антидепрессант, - говорит Бернет, - прежде, чем вы увидите изменение в их депрессии или беспокойстве, это изменит некоторые основные психологические механизмы. Вы более внимательны к положительному, например, если вы на антидепрессанте или счастливы».

В его исследовании люди, люди без добавое или в группе плацебо, уделяли больше внимания к негативным изображениям, потому что, как он говорит: «Я думаю, что мы естественно болезненны ... Но те, кто на Бимуно, уделяли больше внимания положительному». Он осторожно указывает, однако, когда люди принимают антидепрессанты, эти ранние изменения не обязательно приводят к улучшению симптомов депрессии и тревоги. Он также подчеркивает: «Пребиотики, или даже любые диетические добавки, вряд ли заменят препараты, используемые для лечения психических заболеваний. Но они могут быть полезны в том, чтобы помочь медикаментам лучше работать у людей, которые не очень хорошо на них реагируют».

Должны ли беспокоиться те, кто пьет пребиотики? «Необходимо провести дополнительные исследования, чтобы проверить, являются ли они быстрым решением для мозговых расстройств как таковых», - говорит он. «Но если кто-то плохо себя чувствует или чувствует озноб, потому что бактерии стимулируют иммунную систему, быстрым исправлением будут пребиотики». Люди не слышат этого, говорит он, но добавки не могут заменить здоровую, разнообразную диету. Чечевица, спаржа и иерусалимские артишоки являются примерами природных пребиотических источников. «Но кто хочет съесть миску иерусалимских артишоков, когда вы можете просто нанести какой-нибудь пребиотический порошок на ваши кукурузные хлопья или поверх ваших Макдональдс?»

В этом году журналист-медик Майкл Мосли протестировал эффект пребиотиков, улучшающий сон, в его документальном фильме «Правда о сне», а Бернет наблюдал за пятидневным экспериментом. В начале испытания Мосли проводил 21% своего времени в постели - к концу которого это время сократилось до 8%. Из всех стратегий, которые Мосли тестировал для лечения бессонницы, он нашел пребиотики наиболее эффективными. Бимуно быстро распродали.

«Я все еще спрашиваю, хочу ли я делать полномасштабное исследование и хочу ли быть участником или говорить после попытки Бимуно: «Я никогда не спал лучше за всю свою жизнь», - говорит Бернет. Но, получив одобрение Мосли, компания не нуждается в финансировании исследования. «Немного облома, - говорит Бернет. «Я не знаю, действительно ли это работает, или это массовая истерия».

Были высказаны дальнейшие предложения о том, что микробиома также может быть ключом к атлетическим способностям. Институт APC Microbiome в Корке опубликовал документ в 2014 году, в котором сообщается о его выводах о том, что кишечная флора сборной Ирландии по регби была более разнообразной, чем у здоровой контрольной группы. Так будут ли люди в будущем следовать примеру Петерсона и экспериментировать с фекальными трансплантатами от лучших спортсменов? Это не то, что вы можете делать дома. Кровь и стул донора должны быть скринированы на предмет заболевания, прежде чем быть доставлены в толстую кишку с помощью колоноскопа. Требуется седация. Проблема с фекальными трансплантатами, говорит Орла О'Салливан, один из исследователей APC: «Вы просто не знаете, что вы поедаете. Если у донора есть какая-то недиагностированная проблема психического здоровья, то это то, что вы собираетесь получать в его помете.» Она упоминает компании, которые разрабатывают «искусственный кал», в качестве более безопасного варианта, который, скорее всего, будет одобрен органами здравоохранения, «Определенным вариантом для этого могла бы быть идентификация пробиотиков, количество которых повышается у спортсменов, и это, очевидно, дает им некоторые преимущество, и они помещаются их в продукты, будь то для других спортсменов или широкой общественности».

Преимущество фекальной трансплантации заключается в том, что вы вставляете готовый микробиом в свою кишку, тогда как оральные добавки не могут быть гарантированы для приживания и обычно содержат только один или несколько штаммов. Однако, чтобы сделать долгосрочные изменения в вашей кишечной флоре, фекальные трансплантаты не могут работать в одиночку. При плохой диете, сидячем образе жизни или дозе антибиотиков, вероятность того, что ваша кишечная флора будет лишена своего разнообразия. Как говорит Джейн А. Фостер, адъюнкт-профессор психиатрии и поведенческой нейронауки Университета МакМастер, Онтарио: «Микробиома частично зависит от нашей собственной генетики, отчасти от факторов окружающей среды - стресса, диеты, возраста, пола. Все это влияет на состав, и она, вероятно, также влияет на функцию бактерий, которые уже есть».

Эндерс думает, что это только вопрос времени, когда добавки из бактерий будут доступны для поддержки потери веса. Бактерии, связанные с худобой и ожирением, уже идентифицированы (если вы даете мышам бактерии от людей с ожирением, мышки тоже будут страдать ожирением, и если вы дадите мышам бактерии из мяса человека, они останутся тощими). И общая концентрация Lactobacillus reuteri увеличивает уровни лептина, гормона, который заставляет вас чувствовать себя полным при снижении гормона голода грелина. Бактерии могут даже контролировать наш аппетит, отправляя аминокислоты в наш мозг, чтобы вызвать поощрение допамином и серотонином, когда мы приносим им удовольствие.

В своей книге Эндерс пишет, что многочисленные исследования «показали, что передача насыщающего сигнала значительно увеличивается, когда мы едим продукты, которые предпочитают наши бактерии». Это не значит, что он предупреждает, что «другие аспекты увеличения веса следует отложить в сторону, но это может стать большой дополнительной помощью».

Интересно, что, несмотря на то, что еще предстоит проделать большую работу, эксперты в области кишечника обращают внимание на текущие гипотезы в своей личной жизни. Кондерс, которая проанализировала стул своей здоровой 97-летней бабушки из научного любопытства, говорит: «Если бы у меня было заболевание, связывающее исследования с одной конкретной бактерией, я бы все равно хотел знать об этом. Например, как связана Prevotella copri с ревматизмом или Acinetobacter baumannii c рассеянным склерозом. Но неясно, поможет ли решение этой проблемы после того, как болезнь уже наступила.».

Фостер, который работает над использованием микробиома кишечника в качестве биомаркера для прогнозирования и диагностики проблем психического здоровья, говорит, что не принимает пробиотические добавки («Я без стресса, эластичен, высокоэнергетичен - мне не нужно», ), хотя «пробиотипирование» является глаголом в ее семье. «У меня есть два подростка, 16-летний и 19-летний. Я порой пробиотирую их обоих. Если человек чувствует себя метеозаивисмым, она проводит трехнедельный пробиотический курс вместе с дополнительными витаминами. У нее уже есть сказочная диета, и если вы почувствуете себя немного подавленным, я бы полностью ее порекомендовал».

Тем не менее, все они стремятся указать путь, что независимо от того, насколько это повторяющийся совет и его трудно достичь на западе, разнообразная диета, богатая свежими овощами и ферментированными продуктами, такими как квашеная капуста, а также упражнения и управление стрессом - это маршрут к устойчивому здоровью кишечника (и вообще).

Официальная линия Краяна заключается в том, что мы уже пять лет взламываем микробиому человеческого кишечника, но, конечно, нет пока способа об этом узнать. Может ли это быть аналогичным случаю с геномом человека - еще одна большая надежда в прогнозировании болезни и персонализированной профилактической медицины, но которая становится все более непроницаемо сложной, чем больше мы узнаем об этом? «Это может быть», признается он. «Единственное отличие состоит в том, что, в отличие от вашего генома, с которым вы не можете справиться, ваш микробиом потенциально может быть изменен».

Эндерс соглашается. «Я думаю, что вера в то, что многие или даже все болезни коренятся только в кишечных бактериях, должна считаться неправильной», - говорит она. «Люди - удивительно сложные животные с множественными связями с умом, едой, жизнью и окружающей средой. Самое приятное в том, что гораздо легче изменить кишку по сравнению с нашими генами».

Amy Fleming

Источник: theguardian.com