Биохакинг
Шрифт:
В кишечнике живет около 500–1000 различных видов бактерий. Самый распространенный вид бактерий в кишечнике – это бактероиды (Bacteroides), клостридии (Clostridium), фузобактерии (Fusobacterium), бифидобактерии (Bifidobacterium) и аккермании (Akkermansia muciniphila). Другие известные штаммы – эшерихия (Escherichia) и лактобактерии (Lactobacillus) [109] . Бифидобактерии и лактобактерии наиболее широко изучены [110] и часто присутствуют в пробиотиках, но сейчас все большее значение уделяется балансу всей совокупности микробиома и поддержанию его разнообразия.
109
Guarner, F. & Malagelada, J. (2003). Gut flora in health and disease. The Lancet 361 (9356): 512–519. Review.
110
Sonomoto, K. & Yokota, A. (2011). Lactic Acid Bacteria and Bifidobacteria. Current Progress in Advanced Research. Norfolk: Caister Academic Press.
Функции бактерий в кишечнике – расщепление
Именно поэтому состояние кишечника также существенно влияет на выделение энергии. Бактериальная микрофлора кишечника способствует всасыванию витаминов группы К, B и определенных минералов (магний, кальций и железо), синтезу желчных кислот, а также помогает работе иммунной системы. Кроме того, она действует как защитный барьер против различных патогенов [112] .
111
Wong, J. & de Souza, R. & Kendall, C. & Emam, A. & Jenkins, D. (2006). Colonic health: fermentation and short chain fatty acids. Journal of Clinical Gastroenterology 40 (3): 235–243. Review.
112
Guarner, F. & Malagelada, J. (2003). Gut flora in health and disease. The Lancet 361 (9356): 512–519. Review.
Один курс приема антибиотиков может поразить 30 % бактериальной микрофлоры кишечника и нарушить бактериальный баланс на период от шести месяцев до двух лет [113] . Но, если в кишечник попадают такие патогенные бактерии, как сальмонелла (Salmonella), шигелла (Shigella), кампилобактер (Campylobacter) или иерсиния (Yersinia), антибиотики необходимы. Наряду с вирусами эти бактерии наиболее частые возбудители «диареи путешественников» и кишечных инфекций.
113
Jernberg, C. & L"ofmark, S. & Edlund, C. & Jansson, J. (2010). Long-term impacts of antibiotic exposure on the human intestinal microbiota. Microbiology 156 (Pt 11): 3216–3223.
В зависимости от индивидуального баланса микрофлоры бесконтрольный прием антибиотиков может спровоцировать антибиотик-ассоциированную диарею [114] и псевдомембранозный колит, вызванный бактерией Clostridium difficile [115] , а также избыточный рост других вредных бактерий [116] . Более активное применение антибиотиков также привело к развитию антибиотикорезистентных бактерий [117] .
114
Beaugerie, L. & Petit, J. (2004). Microbial-gut interactions in health and disease. Antibiotic-associated diarrhoea. Best Practice and Research Clinical Gastroenterology 18 (2): 337–352. Review.
115
Thomas, C. & Stevenson, M. & Williamson, D. & Riley, T. (2002). Clostridium difficile-associated diarrhea: epidemiological data from Western Australia associated with a modified antibiotic policy. Clinical Infectious Diseases 35 (12): 1457–1462.
116
Dethlefsen, L. & Huse, S. & Sogin, M. & Relman, D. (2008). The pervasive effects of an antibiotic on the human gut microbiota, as revealed by deep 16S rRNA sequencing. PLoS Biology 6 (11): e280.
117
World Health Organization. (2014). WHO’s first global report on antibiotic resistance reveals serious, worldwide threat to public health. Geneva: WHO. [date of reference: 26.8.2014]
Ось кишечник – мозг представляет собой неврологическую и биохимическую связь между энтеральной нервной системой кишечника и центральной нервной системой. Кишечный микробиом (бактериальная микрофлора) влияет на функционирование иммунной системы, нервной системы [118] , поведение [119] , стрессоустойчивость [120] , настроение [121] и такие состояния, как тревожность и депрессия [122] . Именно в последние двадцать лет ученые пришли к пониманию важности кишечника для состояния мозга.
118
Forsythe, P. & Kunze, W. (2013). Voices from within: gut microbes and the CNS. Cellular and Molecular Life Sciences 70 (1): 55–69. Review.
119
Cryan, J. & Dinan, T. (2012). Mind-altering microorganisms: the impact of the gut microbiota on brain and behaviour. Nature Reviews Neuroscience 13 (10): 701–712. Review.
120
Cryan, J & O’Mahony, S. (2011). The microbiome-gut-brain axis: from bowel to behavior. Neurogastroenterology and Motility 23 (3): 187–192.
121
Grenham, S. & Clarke, G. & Cryan, J. & Dinan, T. (2011). Brain-gut-microbe communication in health and disease. Frontiers in Physiology 2: 94.
122
Foster, J. & McVey Neufeld, K. (2013). Gut-brain axis: how the microbiome influences anxiety and depression. Trends in Neurosciences 36 (5): 305–312. Review.
Исследователи из Алабамского университета, судя по всему, близки к прорыву в области изучения мозга. Согласно предварительному исследованию (2018), они
123
Roberts, R. & Farmer, C. & Walker, C. (2018). The human brain microbiome; there are bacteria in our brains!. Program No. 594.08. Neuroscience Meeting Planner. San Diego, CA: Society for Neuroscience, 2018. Online.
Мозг сообщается с кишечником по двум автономным ветвям нервной системы: ГГНО (гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось) и ось симпатическая нервная система – надпочечники, регулирующая лимфатическую систему кишечника [124] .
Важно понимать постоянную природу сообщения между мозгом и кишечником, а также учитывать механизмы ее двусторонней регуляции. Вот, скажем, показательный пример – сильная эмоциональная реакция вызывает у человека ощущение «бабочек в животе» [125] . И наоборот, кишечник посылает мозгу информацию о съеденной пище и о том, как она влияет на кишечник.
124
Mayer, E. (2011). Gut feelings: the emerging biology of gut-brain communication. Nature Revies Neuroscience 12 (8): 453–466. Review.
125
Welgan, P. & Meshkinpour, H. & Beeler, M. (1988). Effect of anger on colon motor and myoelectric activity in irritable bowel syndrome. Gastroenterology 94 (5 Pt 1): 1150–1156.
Первые признаки нарушенной мозговой функции также могут отразиться на пищеварении: в таких случаях отмечаются нарушенная секреция панкреатических ферментов, слабая активность желчного пузыря и общий функциональный дисбаланс кишечника [126] .
Двусторонняя природа сообщения между мозгом и кишечником способна привести к так называемому порочному кругу (circulus vitiosus).
126
Travagli, R. & Hermann, G. & Browning, K. & Rogers, R. (2006). Brainstem circuits regulating gastric function. Annual Review of Physiology 68: 279–305. Review.
Устойчивое воспалительное состояние или дисбаланс кишечника могут вызвать ухудшение связей между энтероцитами на поверхности кишечника, провоцируя кишечную проницаемость. Функциональные нарушения в работе мозга или вызванная стрессом гиперактивность симпатической нервной системы таким же образом угнетают функцию блуждающего нерва [127] . Это нарушает работу иммунной системы и ухудшает циркуляцию крови в кишечнике, что, в свою очередь, повышает разрастание вредоносных кишечных бактерий и грибков [128] . Они могут повредить поверхностный слой слизистой и усугубить проницаемость кишечника (синдром «дырявого кишечника») [129] , [130] .
127
Mayer, E. (2000). The neurobiology of stress and gastrointestinal disease. Gut 47: 861–869.
128
Hughes, D. & Sperandio, V. (2008). Inter-kingdom signalling: communication between bacteria and their hosts. Nature Reviews Microbiology 6: 111–120.
129
Fasano, A. (2012). Leaky gut and autoimmune diseases. Clinical Reviews in Allergy and Immunology 42 (1): 71–78.
130
Hollander, D. (1999). Intestinal permeability, leaky gut, and intestinal disorders. Current Gastroenterology Reports 1 (5): 410–416. Review.
Устойчивое неспецифическое воспаление в организме также может усугубить проницаемость кишечника [131] , [132] . Это приводит к выбросу цитокинов (медиаторов воспаления) в кишечнике [133] . Из-за проницаемости кишечника вещества-медиаторы могут проникать в кровоток и в мозг через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ). Воспаление делает проницаемым и ГЭБ, что, в свою очередь, активизирует клетки соединительной ткани мозга, также известные как микроглия [134] . Результат – хроническое воспалительное состояние мозга, которое нарушает функцию мозга и может вызывать тревогу и депрессию [135] . Это замыкает порочный круг, и ситуация будет только ухудшаться, если не принять меры по ее исправлению (как, например, предложенные в настоящей книге).
131
Hietbrink, F. (2009). Systemic inflammation increases intestinal permeability during experimental human endotoxemia. Shock 32 (4): 374–378.
132
Frazier, T. & DiBaise, J. & McClain, C. (2011). Gut microbiota, intestinal permeability, obesity-induced inflammation, and liver injury. Journal of Parentereral and Enteral Nutrition 35 (5 Suppl): 14S–20S.
133
Neurath, M. (2014). Cytokines in inflammatory bowel disease. Nature Reviews Immunology 14: 329–342.
134
Aloisi, F. (2001) Immune function of microglia. Glia 36 (2): 165–179. Review.
135
Foster, J. & McVey Neufeld, K. (2013). Gut-brain axis: how the microbiome influences anxiety and depression. Trends in Neuroscience 36 (5): 305–312. Review.