Новата роля на микробите

Само преди няколко години това щеше да звучи като научна фантастика. Но новите научни открития потвърждават, че нашите мозъци, черва и чревни микроби разговарят помежду си на общ биологичен език. Как тези невидими същества могат да ни говорят? Как можем да ги чуваме и как е възможно те да общуват с нас?

Микробите обитават не само вътрешността на червата ви; много от тях се намират върху тънкия като бръснач слой от слуз и клетки, който покрива вътрешната обвивка на червата. В това уникално местообитание те почти не са отделени от имунните клетки на червата и от многобройните клетъчни сензори, които кодират нашите чревни усещания. С други думи, те са в непосредствен контакт с основните системи за събиране на информация в тялото ни. Това местоположение им дава възможност да дочуват, когато

мозъкът сигнализира на червата колко сте стресирани

или как се чувствате щастливи, тревожни или ядосани дори ако не осъзнавате напълно тези емоционални състояния. Но те правят нещо повече от това само да слушат. Колкото и невероятно да звучи, вашите чревни микроби са в отлична позиция да влияят на емоциите ви, като генерират и модулират сигнали, които червата изпращат обратно към мозъка. По този начин това, което започва като емоция в мозъка, оказва влияние върху червата и сигналите, генерирани от вашите микроби, а тези сигнали на свой ред се връщат обратно в мозъка, като засилват, а понякога дори удължават емоционалното състояние.

Когато преди около десет години в научната литература се появиха първите публикации на тази тема – предимно за проучвания с животни, – бях

скептично настроен към резултатите

и последиците, които изглеждаха твърде далеч от общоприетата гледна точка на медицината. Но след като моята изследователска група в Калифорнийския университет в Лос Анджелес под ръководството на Кирстен Тилиш извърши собствено проучване върху здрави хора и успяхме да потвърдим резултатите от проучванията върху животни, аз взех твърдото решение да продължа да проучвам въпроса дали взаимодействието между чревната микробиота и мозъка може да повлияе на нашите фонови емоции, социални взаимодействия и дори на способността ни да вземаме решения.

Дали правилният баланс на микробите е предпоставка за психично здраве?

И когато тези връзки между ума и червата бъдат променени, могат ли да повишат риска от развитие на хронични заболявания на мозъка? Тези въпроси са интересни не само от научна гледна точка, но и от чисто човешка: ние спешно се нуждаем от едно по-доброто разбиране на връзката между червата и мозъка, предвид отражението на много мозъчни разстройства върху човешкото страдание и разходите за здравеопазване. Наблюдава се драматично и непрекъснато нарастване на регистрираното разпространение на разстройствата от аутистичния спектър – от 4,5 на 10 000 деца през 1966 г. до 1 на 68 деца на възраст 8 години през 2010 г. Най-новите данни от проучването „Национално здравно интервю“ от 2014 г. разкриват, че до 2,2% от децата в САЩ са получили диагноза

„разстройство от аутистичния спектър“

в определен момент от живота си, което предполага, че понастоящем разпространението е 1 на 58 деца в САЩ. Известна част от това нарастване вероятно се дължи на по-добрата осведоменост и промените в диагностичните критерии, но данните сочат също така, че случаите на разстройства от аутистичния спектър са станали поне два пъти повече само през последното десетилетие.

С нарастването на случаите на разстройства от аутистичния спектър се увеличиха и случаите на други заболявания, свързани с промяна в чревната микробиота, включително автоимунни и метаболитни нарушения. Сходството във времевия ход на тези нови епидемии предполага, че в основата им лежи общ механизъм, свързан с промяна в чревната микробиота през последните петдесет години. Като възможни причини се посочват

промените в начина ни на живот,

диетата и широкото използване на антибиотици. Последните проучвания върху животни потвърждават тази връзка. С последните клинични изпитвания със специфични пробиотици и с трансплантация на фекални микроби се започна директна проверка на връзката между чревната микробиота и поведенческите аномалии.

Невродегенеративните заболявания също се увеличават. В индустриализираните страни един на всеки 100 души над 60-годишна възраст страда от болестта на Паркинсон, а в Съединените щати заболяването засяга поне половин милион души, като всяка година се диагностицират около 50 000 нови случая. Макар че според оценките броят на случаите на Паркинсон ще се удвои до 2030 г., реалното разпространение на заболяването е трудно да се определи, тъй като то обикновено не се диагностицира по неговите

класически неврологични признаци и симптоми,

докато болестният процес не напредне. Всъщност последните изследвания показват, че ентеричната нервна система претърпява типичната за болестта на Паркинсон нервна дегенерация много преди появата на класическите симптоми на заболяването и че то се съпътства от промени в чревния микробен състав на пациентите.

Същевременно през 2013 г. 5 милиона американци живеят с болестта на Алцхаймер, а до 2050 г. се прогнозира броят им да нарасне почти три пъти, до 14 милиона. Подобно на типичната възраст на начало на болестта на Паркинсон, симптомите на болестта на Алцхаймер се появяват за първи път след 60-годишна възраст и рискът се увеличава с напредването на възрастта.

Броят на хората с това заболяване се удвоява

на всеки 5 години след 65-годишна възраст. Икономическата цена на болестта на Алцхаймер е огромна и ако настоящите тенденции се запазят, се очаква тя да нарасне бързо до 1,1 трилиона долара годишно до 2050 г. Възможно ли е промените в чревната микробна функция по време на нашия живот да играят роля и при двете невродегенеративни заболявания, които засягат хората на приблизително една и съща възраст?

Чревната микробиота се свързва също и с депресията, която е втората водеща причина за нетрудоспособност в САЩ. Лекарствата, които се използват най-често за лечение на депресия, са т.нар. инхибитори на обратното захващане на серотонина като „Прозак“, „Паксил“ и „Селекса“. Тези лекарства повишават активността на серотониновата сигнална система, за която психиатрията дълго време е смятала, че се намира изключително в мозъка. Днес обаче знаем, че 95% от серотонина в организма всъщност се съдържа в специализирани клетки в червата и че тези съдържащи серотонин клетки се влияят от това, което ядем, от химикалите, отделяни от някои видове чревни микроби, и от сигналите, които

мозъкът изпраща към тях,

информирайки ги за емоционалното ни състояние. Най-забележителното е, че тези клетки са тясно свързани със сетивните нерви, които подават сигнали директно към центровете за регулиране на емоциите в мозъка, което ги прави важен елемент в рамките на оста черва – мозък. Поради това стратегическо местоположение е вероятно чревните микроби и техните метаболити да играят важна и до голяма степен непризната роля за развитието на депресията, както и за нейната тежест и продължителност – интригуваща вероятност, която, ако бъде потвърдена в контролирани проучвания, би могла да разкрие нови възможности за разработване на по-ефективни лечения, включително специфични диетични интервенции.

В тази книга ще разгледаме нови разкрития, които започват да свързват някои от най-опустошителните мозъчни заболявания и някои от най-често срещаните нарушения на оста мозък – черва с промените в начина, по който чревните микроби общуват с мозъка, и как начинът ни на живот и хранене може да оказва въздействие върху тази връзка.

Вие сте това, което ядете – стига да не забравяте за чревните си микроби

„Кажи ми какво ядеш и аз ще ти кажа кой си“, пише Жан Антелм Брия-Саварен, френски юрист, лекар и автор на влиятелна книга от XIX в. за физиологията на вкуса. Този познавач на висшата кулинария, на когото са кръстени сиренето „Саварен“ и сладкишът „Саварен“, предлага някои дълбоки ранни прозрения за връзката между храненето, затлъстяването и лошото храносмилане. Но през 1826 г., когато е писал тази книга, той не е можел да знае, че чревните микроби са посредници в определянето на начина, по който храната влияе върху психичното състояние и важни мозъчни функции. Всъщност чревната микробиота, която

живее на границата между червата и нервната система,

заема ключова позиция, която ѝ позволява да свързва физическото и психическото ни състояние директно с това, което ядем и пием, и от друга страна, да свързва нашите чувства и емоции с обработването на храната.

Червата ви събират информация за храната и околната среда всяка милисекунда, и то двайсет и четири часа в денонощието, седем дни в седмицата дори докато спите. Голяма част от това събиране на информация се извършва в стомаха и в началото на тънките черва, където живеят само малък брой микроби и където техният принос за диалога между червата и мозъка вероятно е малък. Но трилионите микроби, живеещи в дебелото черво, разграждат останалите съставки на храната, като

произвеждат огромен брой молекули,

които добавят съвсем ново измерение към този процес. Както е известно от експерименти с животни, липсата на чревни микроби е съвместима с живота, включително храносмилането и усвояването на хранителните вещества, по-точно, ако живеете в среда без патогени. Ние обаче вече знаем, че при такива безмикробни животни – мишки, плъхове и дори коне – се наблюдават значителни промени в развитието на мозъка, по-специално на областите на мозъка, свързани с регулирането на емоциите. Израстването в такава безмикробна среда има сериозно отражение върху развитието на мозъка.

„Благосъстоянието“ на чревните микроби зависи от храната,

която приемате, и през първите няколко години от живота те повече или по-малко се програмират по отношение на хранителните си предпочитания. Въпреки това, независимо от първоначалното им програмиране, те могат да преработят практически всичко, с което ги храните, независимо дали сте всеядни, или пескетарианци. Без значение с какво ги храните, те използват огромното количество информация, съхранявана в милионите им гени, за да превърнат частично смляната храна в стотици хиляди метаболити. Въпреки че едва сега започваме да разбираме въздействието на тези метаболити върху организма ни, ние знаем, че някои от тях оказват

силно влияние върху стомашно-чревния тракт,

включително върху нервите и имунните клетки в него. Други попадат в кръвния поток и участват в сигнализацията на далечни разстояния, влияейки на всеки орган, включително на мозъка. Една особено важна роля на такива произвеждани от микроби молекули е способността им да предизвикват състояние на нискостепенно възпаление в целевите органи, което се свързва със затлъстяването, сърдечните заболявания, хроничната болка и дегенеративните заболявания на мозъка. Тези възпалителни молекули и техният ефект върху определени области на мозъка могат да се окажат ключови за разбирането ни на много мозъчни разстройства при хората.

Какво е значението на тези нови научни открития за вашето здраве?

Няма съмнение, че нововъзникващата наука за комуникацията между червата и мозъка е една от най-интересните теми за учените и медиите през последните няколко години. Кой би повярвал, че простото пренасяне на фекална маса, съдържаща чревна микробиота от „екстравертна“ мишка, може да промени поведението на „свенлива“ мишка, като я накара да се държи по-скоро като общителната мишка донор? Или че подобен експеримент, при който се трансплантират изпражнения и микробите в тях от затлъстяла мишка с вълчи апетит, ще превърне слаба мишка в същото преяждащо животно? Или че приемът на обогатен с пробиотици йогурт в продължение на четири седмици при здрави жени може да намали реакцията на мозъка им към

негативни емоционални стимули?

Новите знания за интегрираната система чревна микробиота – мозък и нейната тясна връзка с храната, която приемаме, разкриват как си взаимодействат умът, мозъкът, червата и чревната микробиота. Тези взаимодействия могат да ни направят уязвими към все по-голям брой заболявания или да ни помогнат да си осигурим оптимално здраве. Но още по-революционното е, че сега създаваме едно ново разбиране за болестите, здравето и психичното здраве, което се основава на един екологичен възглед за нашето тяло, който поставя на преден план взаимовръзката на безбройните участници в червата и мозъка, носещи стабилност и устойчивост срещу болести.

Това ново разбиране ще изисква от нас да настояваме за повече от здравната ни система. Ще искаме тя да се отдалечи от доминиращите, но остарели идеи за тялото като

сложна машина с отделни части

и да се обърне към идеята за силно взаимносвързана екологична система, която създава стабилност и устойчивост срещу смущенията чрез своето разнообразие. Както заявява един известен, изследващ микробиома, учен, ще искаме също така да спре да обявява война на отделни клетки или микроби и да започне да гледа на чревния микробиом като на дружелюбния пазач в резервата, който помага за поддържането на биоразнообразието в сложната екосистема. Такава промяна на парадигмата е от съществено значение за поддържане на червата ни – а оттам и на целия ни организъм – здрави и устойчиви на болести. Това ново разбиране вероятно ще разкрие

нови пътища за лечение

и превенция на често срещани заболявания, от които страдат милиони американци.

Дойде време да си подарим правото да бъдем инженери на собствената си вътрешна екосистема, както и на нашите тела и умове. За да се превърнете в инженер на собствената си екосистема, първо трябва да разберете как мозъкът ви общува с червата, как червата общуват с мозъка и как чревните микроби влияят на тези взаимодействия. В следващите страници ще разгледаме най-новите научни открития за тези системи. Ако съм успял, в края на книгата ще гледате на себе си и на света около вас по съвсем нов начин.

Текстът е окъс от книгата на д-р Емеран Майер, изпълнителен директор на Центъра по невробиология на стреса към Калифорнийския университет в Лос Анджелес, „Вторият мозък“. В нея той нагледно доказва, че процесите в червата могат да влияят върху емоциите ни, усещането за болка, социалните ни взаимодействия и дори да направляват много от нашите решения.