Бактерії управляють свідомістю людей: світи всередині нас

В останні роки вчені всього світу ведуть дослідження в області мікробіома (так називають співтовариство бактерій, які вважають наш організм своїм будинком) - і мало не кожен день роблять дивовижні відкриття. Їх мета - змусити бактерії служити нашому здоров'ю, тобто рятувати нас від безлічі хвороб - від діареї до цукрового діабету. Що нового тут відбувається, дізнався оглядач «МК».

Нашим мозком керують бактерії

Мікрофлора, вона ж мікробіота, - це безліч одноклітинних мікроорганізмів, що живуть як на нас, так і поблизу. Неймовірно, але факт: бактерій, що живуть в нас, в десятки разів більше кількості клітин, з яких складається наш організм! Тобто людина - це не зовсім людина, а всього лише збіговисько живуть своїм життям мікроорганізмів. Але найголовніше - вчені визнали, що колишні уявлення про одноклітинних мікроорганізмів виявилися помилковими. Ця незрима армія впливає на всі сфери нашого життя: можуть зробити нас розумними або дурними, здоровими або хворими, веселими або сумними. І навіть смачними або несмачними для комарів - так-так, за цю індивідуальну особливість також відповідають мікроби, що живуть на шкірі!

У нашому шлунково-кишковому тракті живе 300-400 видів бактерій - це з тих, що ідентифікували вчені. Правда, поки світила науки не знають, що робить більшість з цих тварюк - вивчено буквально кілька десятків особин. Однак сьогодні встановлено, що якщо в середовищі цих маленьких жителів відбувається якийсь дисбаланс, тобто одних стає більше, а інших менше, розвиваються хвороби: алергії, захворювання печінки, підшлункової залози, артрит, аутизм, депресія і навіть рак. Так, міжнародна група вчених з'ясувала, що у більшості пацієнтів з хворобою Альцгеймера серйозний дисбаланс кишкової мікрофлори. Практично аналогічна ситуація у дітей з аутизмом.

Мікробом впливає буквально на всі сторони нашого життя. Шкідливі бактерії ведуть до розвитку хвороб. Корисні захищають нас від патогенних мікробів, знешкоджують токсини, виробляють необхідні вітаміни і гормони, допомагають засвоюватися важливим мікроелементам з їжі.

Від складу мікробіома залежить навіть схильність людини до ожиріння. Та й так званий емоційний інтелект (EQ - здатність людини правильно розуміти власні і чужі емоції і, як наслідок, керувати ними) безпосередньо залежить від царства бактерій, що живуть в кишечнику. «Їх більше, ніж зірок в галактиці, і у кожного є право голосу. Саме мікробіота регулює роботу головного мозку », - каже відомий дитячий лікар, завкафедрою факультетської педіатрії №2 РНІМУ ім. М.І.Пирогова, науковий керівник Московського міського центру імунології та алергології професор Андрій Продеус. Бактерії здатні змінювати поведінку людини і навіть викликати бажання, примушуючи нас грати під їхню дудку. Наприклад, їсти солодке. Це раніше вважалося, що є ласуни від природи, а тепер встановлено: тяга до тістечком-морозиву залежить від того, чи є у вашому кишечнику бактерії під назвою клостридії. Вони харчуються простими цукрами і виманюють їх у нас, змушуючи їсти шоколад і печеньки. Або пам'ятаєте про йогурти, від яких «животик посміхається»? Сьогодні вчені на повному серйозі говорять про те, що містяться в йогуртах бактерії можуть робити нас як умиротворення, так і смутними, адже деякі бактерії пригнічують рівень гормону щастя серотоніна, що встановлено вченими з APC (Alimentary Pharmabiotic Centre). І не тільки нас, а й інших тварин. Недавній експеримент на мишах, проведений в Італії, показав, що норушки, народжені в стерильних умовах (тобто позбавлені природної мікрофлори) виявилися тупими і агресивними, а також відрізнялися дівочої пам'яттю.

Хто в будиночку живе?

У нашому кишечнику мешкають представники царства архей - одноклітинні організми. В основному це метаногени - вони легко обходяться без кисню, допомагають перетравлювати їжу і виділяють газ метан.

У кишечнику, а також в інтимних зонах живуть еукаріоти (грибки і дріжджі) і бактерії. Одна з найвідоміших бактерій - кишкова паличка (ешерихія коли). Раніше вважалося, що вона веде до порушень стільця, але сьогодні відомо, що є різновиди цієї бактерії, які приносять нам виключно користь. Або взяти хелікобактер пілорі - у великих кількостях вона викликає виразку і рак шлунка, але в невеликих необхідна для травлення.

На шкірі живе велика різноманітність бактерій - вони відповідають за наш запах, за привабливість для комарів. Дивовижний факт: співтовариство бактерій на правій руці кардинально відрізняється від спільноти бактерій на лівій. Пояснення цьому поки немає. Зате вчені вже пропонують вводити мікробні відбитки пальців, які у кожного з нас унікальні.

Популярний мешканець носа - золотистий стафілокок. Поки що відомі тільки його шкідливі властивості, але вчені припускають, що інші носові мікроби в більшості випадків не дають йому розвернутися.

У роті живе стрептокок мутанс - встановлено, що саме він підточує наші зуби і викликає карієс. В цілому ж бактерії з ротової порожнини допомагають регулювати кров'яний тиск - вони виділяють оксид азоту, тим самим розслабляючи артерії.

фото: pixabay.com

Мікробом на службі здоров'ю

Наука про мікробіома розвивається стрімко, відкриття в ній роблять мало не кожен день. Сьогодні в цю область інвестовано майже 1,5 млрд доларів. Адже це раніше мікроби вважалися джерелом захворювань, а тепер ясно, що вони грають важливу роль не тільки в розвитку хвороб, а й у підтримці здоров'я.

Передбачається, що вже незабаром за допомогою мікробіома навчаться лікувати більше 50 різних хвороб, включаючи цукровий діабет, запальні захворювання кишечника, атеросклероз, дерматит, астму, непереносимість лактози, імунодефіцит і колоректальний рак. «Дослідження показують, що медичні рішення, засновані на мікробіома, потенційно можуть справити позитивний вплив на всі аспекти здоров'я людини і допомогти вилікувати людей по всьому світу. Наш інститут веде дослідження з метою пояснити унікальну і дуже важливу роль, яку відіграє мікробіота. Ми натхненні безмежними можливостями, які мікробіом дає для прогнозування, діагностики та лікування безлічі захворювань, в тому числі за рахунок використання природних реакцій організму », - говорить керівник найбільшого Інституту мікробіома людини (JHMI) Дірк Геверс.

Вчені з JHMI вивчають, як мікробіом змінюється під впливом генетичних факторів, факторів середовища, харчування та ін. Це допоможе зрозуміти, як змусити маленьких мешканців нашого організму служити його здоров'ю. Спільно з Науково-дослідним інститутом імені Вейцмана (Ізраїль) американські дослідники з JHMI вивчають, як склад мікробіома впливає на метаболічні розлади і як може допомогти в лікуванні порушень обміну речовин. Передбачається розробити рекомендації по харчуванню, які допоможуть запобігати розвитку метаболічного синдрому, цукрового діабету другого типу та його ускладнень. Дослідники вивчають мікробіоми різних людей, пробують на них нові ліки. «Спільними зусиллями ми виробимо нові ідеї для вирішення проблем обміну речовин за допомогою мікробіологічної діагностики і терапії», - сказав Дірк Геверс.

Дещо вже придумано. Наприклад, розроблені коктейлі з мікроорганізмами і бактеріофагами, що підтримують здоров'я мікробіома. Ліки, здатні збільшувати кількість одних бактерій і пригнічувати інших. Діагностичні тести, що визначають причини хвороб за складом мікрофлори. Вакцини, що виправляють реакцію імунної системи на зміни в мікробіома.

Все це дозволить лікувати хвороби більш прицільно, впливаючи на причини хвороб на генетичному рівні.

Як вилікувати свою мікрофлору

У JHMI відзначають, що склад і різноманітність мікробного співтовариства безпосередньо залежать від харчування, прийому ліків і інших зовнішніх факторів. І навіть такі прості речі, як зміна способу життя, системи харчування або прийом мікробних коктейлів здатні вилікувати або запобігти хворобі.

Дослідження вченим в допомогу. Нещодавно ось департамент генетики медичного центру Університету Гронінгена з'ясував, що як мінімум 60 категорій продуктів і різні типи дієт надають той чи інший вплив на кишкову мікрофлору. Виявилося, що мікробіоми людей, які регулярно їдять фрукти, овочі і кисломолочні продукти, більш різноманітні. А ось надмірне споживання м'яса знижує різноманітність організмів у порівнянні з раціоном, в якому переважають фрукти і овочі.

Вчені також спробували дізнатися, які ліки більше, а які менше змінюють склад мікробіоти. З'ясувалося: на «внутрішню екосистему» ​​людини впливають 19 типів ліків. І це далеко не одні тільки всім відомі антибіотики та препарати, що знижують кислотність шлунка. У «чорний список» потрапили антидепресанти, а також інгібітори АПФ (ліки, що приймаються при серцевій недостатності і для зниження артеріального тиску).

Один з головних фахівців в Росії, що займаються дослідженнями мікробіоти, біолог Дмитро Алексєєв говорить, що на сьогодні це дослідження найякісніше і велике: «Можна сказати, що це початок цілого напряму в науці. У Росії зараз проводиться своє, більш скромне популяційні дослідження ohmygut, результати якого було б цікаво порівняти з результатами дослідження колег з Голландії. Але вже зараз ми можемо сказати, що в голландській вибірці кількість організмів зі зміненою прийомом антибіотиків мікробіотою буде значно менше, ніж в Росії: в цій країні застосування антибіотиків строго обмежена лікарями і фармацевтами, а у нас їх можна купити в аптеці без рецепта. Голландці виявили і несподівані фактори впливу на мікробіоту. Наприклад, у використанні ліків очікувано було те, що на першому місці будуть антибіотики, але в голландської вибірці особливо виділяються інгібітори протонних помп (ІПП) - ліки, які використовуються в світі досить часто в гастроентерології та до сих пір вважаються безпечними. Ще один результат: у людей, які їдять більше фруктів, рівень пептиду хромогранина A (CgA), маркера стресу, виявився значно нижчим, ніж у тих, хто віддає перевагу м'ясу. Так що їжте фрукти - і будете менше нервувати! »

Крім того, позитивний вплив на склад мікробіоти надають кисломолочні продукти, особливо збагачені корисними бактеріями.

Не все так райдужно

І все ж наука про мікробіома є хоч і багатообіцяючим, але новим напрямком. І багато експертів ставляться до досягнень в цій області зі здоровою часткою скепсису. Як каже керівник біотехнологічної компанії Олег Парошін, зв'язок між розвитком хвороб і мікробіома - поки лише гіпотеза: «Твердих фактів, які доводять цю зв'язок, поки немає. Досить давно обговорюється питання про вплив мікробіома кишечника на ризик розвитку онкологічних захворювань. Але якщо, наприклад, вже встановлено, що ключовим фактором для розвитку раку шлунка служить helicobacter pylori, то бактерія, яка є збудником раку кишечника, поки не ідентифікована. Є гіпотези щодо прямого впливу продуктів життєдіяльності і ферментів деяких видів кишкових мікроорганізмів, які можуть призводити до онкологічного переродження клітин (особливо товстої кишки). Сподіваюся, що подальші дослідження генома людського мікробіома дозволять виявити конкретних винуватців онкологічного переродження здорових тканин ».

Парошін проте згоден, що здорове харчування дозволяє виростити більш корисні штами мікроорганізмів: «Від їжі, яку ми їмо, залежить видовий склад мікробіома, який надає практично безмежне дію на організм людини. У тому числі він може впливати на розвиток багатьох хвороб. Іншими словами, бактерії, що превалюють в мікробіома, визначаються саме характером прийнятої їжі, а саме вони, можливо, в основному і визначають характер захворювання ».

Загалом, питань у вчених поки дуже багато. Як з'ясувалося, мікробіом має набагато складнішу структуру, ніж навіть людські гени, так що вивчити його грунтовно ще тільки належить. І все ж дослідники сподіваються отримати відповіді на свої питання найближчим часом ...

Найкраще в "МК" - в короткій вечірньої розсилці: підпишіться на наш канал в Telegram