Текст книги "Микробиота. Тайны ваших бактерий"

Фекалии счастья

Эта история произошла в Китае и стала объектом научного исследования, опубликованного исследовательской группой под руководством Фенга Ванга из отделения гастроэнтерологии больницы № 3 в городе Чанша в провинции Хунань.

Женщина в возрасте 79 лет в течение многих месяцев была погружена в глубокую депрессию. Она не покидала своей постели, набрала 25 килограммов лишнего веса и потеряла всякий интерес к жизни. К тому же она страдала от сильного запора. В полном отчаянии ее семья положила ее в психиатрическую клинику, но лечение антидепрессантами не принесло никакого результата.

По прошествии семи месяцев обеспокоенные исследователи клиники предложили неожиданный способ лечения, связанный с объектом их исследований – влиянием микробиоты на поведение. Они предложили отменить все медикаментозное лечение и заменить его трансплантацией фекальной микробиоты. У них был идеальный донор: внучка пациентки, девочка семи лет, веселая и жизнерадостная.

Результат оказался ошеломляющим. Через четыре дня женщина почувствовала себя бодрее, встала с кровати и полакомилась одним из своих любимых блюд. Улучшение продолжилось, и через две недели почти выздоровевшая пациентка уехала домой. Шесть месяцев спустя она вернулась к своему нормальному весу, и депрессия стала для нее всего лишь неприятным воспоминанием.

Специалисты провели подробный анализ микробиоты пациентки на момент депрессии. Они обнаружили, помимо всего прочего, повышенное количество бактерий Firmicutes и пониженное количество бактерий Bacteroidetes. Эти две группы влияют на энергетический обмен и участвуют в регулировании веса. Анализ также показал увеличение количества других семейств бактерий, участвующих в трансформации углеводов в полезные короткоцепочечные жирные кислоты.

После выздоровления микробиота этой пациентки изменилась: исчез дисбактериоз, дисбаланс, оказавшийся очень важной причиной ее болезни.

Конечно, это исследование проведено на основе единичного случая и его необходимо провести повторно, в более широком масштабе. Тем не менее его результаты заслуживают внимания: они подтверждают мнение многих исследователей о важной роли кишечной микробиоты в лечении ожирения и депрессии.

4
Ожирение и депрессия

Мы набираем лишний вес по-разному. Каждому из нас знакомы люди, которые много едят и (почти) не толстеют, и другие, которые, напротив, жалуются на то, что малейшее отступление от диеты отражается на объеме их бедер или талии. Они говорят правду.

Дело в том, что у нас разный метаболизм, разная способность сжигать калории. Ключевую роль в определении уровня метаболизма играет наша наследственность, и в этом заключается причина, по которой однояйцевые близнецы имеют схожее телосложение: если у одного наблюдается лишний вес, то и другой часто тоже страдает этим. Однако мы увидим, что, хотя микробиота и не способна менять наши гены, она может влиять на их экспрессию. Иными словами, она способна контролировать проявления генов в действительности.

Есть еще один фактор, которым нельзя пренебрегать, ведь он может «нейтрализовать» даже удачную наследственность: наш режим питания. Режим питания на основе джанкфуда, полного жиров и сахаров, а по калорийности превышающего физиологические потребности человека даже с идеальным метаболизмом, приводит к набору веса и у людей, и у животных. В наше время даже те, кто не склонен к полноте, затронуты этой эпидемией богатых стран – лишним весом и ожирением. Согласно данным Всемирной организации здравоохранения, более 1,9 миллиарда взрослых в мире (почти каждый третий) имеют лишний вес и 650 миллионов страдают от ожирения – эти показатели увеличились втрое менее чем за 20 лет.

Сам по себе лишний вес не является болезнью, однако серьезно сказывается на нашем здоровье. Он повышает риск сердечно-сосудистых заболеваний, в том числе гипертонии. Он связан с возникновением сахарного диабета второго типа, «диабета взрослых», при котором организм вырабатывает недостаточно инсулина для того, чтобы понизить уровень сахара в крови. Наличие лишнего веса способствует развитию многих онкозаболеваний. Кроме того, лишний вес – враг печени номер один, источник респираторных проблем… Этот список можно продолжать еще долго. На сегодняшний день лишний вес – третья причина преждевременной смертности в странах с высоким уровнем жизни и первая – в США.

Лишний вес, переходящий в стадию ожирения, приводит к другому последствию, которое долгое время оставалось неизвестным. Многие исследования подтвердили связь лишнего веса и депрессии. Конечно, не все тучные люди страдают от депрессии. Однако у большинства из них отмечаются симптомы депрессии той или иной степени тяжести: тревожные состояния (они склонны к боязливости, пессимизму, замкнутости), ухудшение памяти, снижение способностей к обучению, хроническая усталость, отсутствие интереса к жизни.

Причины, которые могут вызывать депрессивные состояния – восприятие внешнего вида глазами окружающих, чувство отличия от других, иногда чувство отчуждения, – относятся к чисто психологическим соображениям, и, конечно, эти причины работают. Вместе с тем существует и более весомый фактор: измененная из-за неправильного питания микробиота напрямую воздействует на поведение.

По меньшей мере интересное исследование было проведено в 2017 году в Мельбурнском университете в Австралии. Специалисты под руководством доктора Фелис Джака наблюдали 67 подростков, страдающих от депрессии, которая и послужила поводом для обращения за консультацией. Примечательно, что у всех подростков наблюдалось ожирение, связанное с обилием джанкфуда в их рационе.

Подростки прошли серию тестов, направленных на то, чтобы определить их уровень депрессии по шкале Монтгомери – Асберга (MADRS), которая одновременно учитывает и эмоции (грусть, усталость, суицидальные мысли…), и физиологические факторы, такие как качество сна. Потом подростков по случайному принципу разделили на две группы.

Первая группа проходила стандартное лечение депрессии, основанное на психологической поддержке.

Для работы со второй группой специалисты обратились не к психологическим методам лечения, но исключительно к помощи диетологов и нутриционистов. Режим питания, прописанный подросткам, был богат фруктами, овощами и орехами, включал в себя небольшое количество жиров (не считая четырех ложек оливкового масла в день), ограниченное количество красного мяса. Подростки употребляли намного меньше сахара, чем обычно, а переработанные продукты и вовсе были исключены из их рациона. Словом, они получали эквивалент средиземноморского режима питания, преимущества которого широко известны.

Через две недели «лечения» подростки снова прошли те же самые тесты, измеряющие степень их депрессии. И вот сюрприз: психологическое состояние подростков из группы, которую лечили при помощи диеты, значительно улучшилось, средний показатель упал от 26,1 до 15 баллов (тогда как средний показатель в группе, которую вели психологи, упал с 26,1 до 21 балла).

Также подростки, изменившие режим питания, сбросили вес и с большей легкостью, чем пациенты из другой группы, становились на благотворный путь физического и ментального здоровья. Со своей стороны, я бы хотел продолжить эксперимент, включив в него третью группу, для того чтобы оценить результаты более глобального лечения, объединяющего психологическую поддержку и диетотерапию. Я уверен, что однажды исследователи заинтересуются этой темой.

Нейромедиаторы бьют тревогу

Чтобы понять связь между ожирением и депрессией, обратимся к серии исследований, посвященных другой загадке из этой области: почему антидепрессанты часто не действуют в полной мере на пациентов с лишним весом, в том числе и на мышей с ожирением? Было изучено несколько версий, объясняющих этот феномен; вполне возможно, что они все верны и дополняют друг друга, показывая, каким образом лишний вес вызывает плохое самочувствие.

• Первая версия: воспалительный процесс. Практически все заболевания являются следствием воспаления, от простуды до рака, и депрессия – не исключение. Как теперь известно, нездоровая пища может способствовать возникновению воспалительных процессов, которые усугубляются лишним весом. И наоборот, средиземноморский режим питания обладает неопровержимым противовоспалительным эффектом – благодаря тому, что он богат пищевыми волокнами и пребиотиками, которые кормят наших полезных кишечных бактерий. Это объясняет его благотворное влияние на здоровье.

• Вторая версия: проницаемость стенки кишечника. Ее толщина составляет от 3 до 5 миллиметров в тонкой кишке и от 1 до 5 миллиметров – в толстой. Стенку кишечника образуют четыре слоя, призванные обеспечивать герметичность, которая чрезвычайно важна. По сути, кишечная стенка защищает весь организм, включая мозг, от вредного воздействия непереваренных макромолекул, от токсинов, присутствующих в желудочно-кишечном тракте, от метаболитов бактерий, которые не всегда нам полезны. Продвигаясь по нашему организму, эти вещества провоцируют многочисленные воспалительные процессы и отчасти вызывают некоторые аутоиммунные заболевания. Полезные бактерии способствуют поддержанию герметичности стенки кишечника. И напротив, вероятно, что плохие бактерии и нездоровая пища плохо на нее влияют.

• Третья версия: нейромедиаторы. На них влияет не избыток веса, как можно было бы подумать, но в большей степени нездоровая пища. Возьмем, например, серотонин, гормон счастья, нейромедиатор, напрямую ответственный за наше настроение. Вы влюблены, вы счастливы? Это работа гормонов: в ваших нейронных связях при передаче нервных импульсов увеличилось количество серотонина. 5-HT (5-гидрокситриптамин, научное название серотонина) на 90 % производится определенными клетками кишечника, и лишь оставшиеся 10 % производятся в клетках мозга. Так, у мышей, страдающих от ожирения и депрессии, исследователи обнаружили сбой при передаче нервных импульсов, связанных с этим веществом: поскольку оно быстро распадается, время действия серотонина либо его пониженная концентрация оказываются недостаточными для благотворного воздействия на психику. Даже антидепрессанты, действие которых заключается в том, чтобы повышать количество серотонина до уровня, необходимого для передачи нервных импульсов, не выполняли своей роли.

Замечено, что, если кормить мышей пищей, богатой жирами и сахарами, в их микробиоте значительно снижается выработка короткоцепочечных жирных кислот и это вызывает воспаление тканей мозга. Что, в свою очередь, влияет на то, что называют серотонинергическими путями, то есть на механизмы реагирования. Такие мыши очень быстро становятся тревожными. И, когда их микробиоту подсаживали мышам, чей корм не был пресыщен жирами, эти особи также становились тревожными, несмотря на то что не имели лишнего веса.

Не все жиры одинаковы: насыщенные жиры (колбасные изделия, сливочное масло, жирное мясо…) ухудшают память грызунов. А вот ненасыщенные жиры (оливковое масло, масло грецкого ореха, тунец, сардины, лосось…) обладают обратным эффектом: они улучшают память. Таким же образом жиры воздействуют и на людей. Итак, если вам надо готовиться к экзаменам и запоминать информацию, избегайте джанкфуда…

Приведенная выше информация подтверждает, что нездоровая пища влияет на микробиоту, в том числе заставляет бактерий производить меньше короткоцепочечных жирных кислот. В то же время она разрушительно влияет на стенки кишечника, делая их более проницаемыми. Вредные вещества проникают из кишечника в организм и провоцируют воспалительные процессы, приводящие к изменениям в синапсах в нашем мозге, которые проявляются в нарушении способности воспринимать серотонин и реагировать на него.

В то же время, как показал опыт, проведенный с участием подростков в Мельбурне, эти процессы обратимы. Когда наши нейромедиаторы бьют тревогу, надо отвечать на их призыв о помощи!

ДНК бактерий

Еще на студенческой скамье нас учили, что кровь стерильна: попадание в нее бактерий может стать причиной сепсиса и поставить жизнь пациента под угрозу. Это утверждение, ранее принимаемое как должное, сегодня (немного) приходится пересматривать.

Технический прогресс позволяет проводить анализы намного более точные, чем еще несколько лет назад, и теперь внимание исследователей приковано к молекулам, о существовании которых никто не подозревал. В крови был обнаружен генетический материал бактерий, их ДНК. Может, речь идет об отходах или о «спящих» бактериях, которые однажды проснутся: мы этого еще не знаем.

Роль этих частиц сейчас находится на стадии изучения. Сначала их рассматривали как свидетельства разнообразия бактерий желудочно-кишечного тракта или проницаемости стенки кишечника. Теперь предполагают, что они могут быть одним из средств, с помощью которых кишечные бактерии влияют на все системы нашего организма. Средство передвижения…

Моя команда специалистов в INSERM, объединившись с научной группой под руководством психиатра Эммануэль Коррюбль, провела исследование взаимосвязи между наличием ДНК тех или иных бактерий в крови и депрессией.

Мы отобрали 112 человек, половина из которых страдала от тяжелой депрессии, а другая половина чувствовала себя хорошо. Анализы крови показали, что в крови членов разных групп «циркулируют» ДНК различных бактерий. Результаты нас крайне заинтересовали: в крови страдающих от депрессии мы обнаружили ДНК таких бактерий, как Fusobacteria и Saccharibacteria, обладающих способностью вызывать воспаления. Как я уже говорил, депрессия, как и большинство других болезней, является следствием воспалительного процесса.

Оказалось, что уровень ДНК этих бактерий в крови испытуемых непостоянен: он снижался под воздействием антидепрессантов. Интересно, что исследование показало индивидуальные реакции пациентов на лечение – темпы снижения уровня ДНК бактерий в их крови различались.

Это и стало объектом нашего изучения на втором этапе исследования. Мы сочли, что генетический профиль бактерий, чьи ДНК циркулируют в крови, имеет огромное значение: он мог бы позволить предсказать эффект от лечения антидепрессантами на начальном этапе. Например, оказалось, что присутствие Firmicutes способствует наилучшим результатам лечения. Похоже, что эти бактерии используют триптофан, который мы получаем с пищей, чтобы производить серотонин, гормон счастья.

Возможно, что в будущем лечить от депрессии будут не только при помощи лекарственных препаратов, но и корректируя режим питания пациентов и тем самым воздействуя на кишечные бактерии и их метаболизм. Наша микробиота, с одной стороны, повысит эффективность лекарств, а с другой стороны, уменьшит их побочные эффекты: сонливость, набор веса, расстройства пищеварения…

Подобные результаты я наблюдал своими глазами: от не слишком серьезных повседневных стрессов я обычно прописываю пациентам пробиотики или пребиотики, предпочитая их порции антидепрессантов.

Кроме того, я принимаю пациентов, страдающих заболеваниями печени, связанными с лишним весом. Мне неизвестны эффективные лекарственные средства: только правильное, то есть сбалансированное, питание поможет им выздороветь – печень наш единственный орган, способный к самовосстановлению.

Я вижу, что, включая в рацион больше овощей, уменьшая количество алкоголя, отказываясь от губительного джанкфуда, эти пациенты чувствуют себя все лучше и лучше, как в физическом, так и в моральном плане. Пребиотики и пробиотики, которые я им прописываю, тоже, безусловно, способствуют хорошему самочувствию пациентов, меняя их микробиоту к лучшему.

В более глобальном масштабе исследования взаимосвязей между микробиотой и депрессией подсказывают стратегию, направленную на повышение уровня здоровья населения, особенно в западных странах, жители которых страдают от чрезмерного употребления антидепрессантов. Их слишком легко назначают и слишком охотно принимают, несмотря на обилие побочных эффектов. Что это – алчный способ спасти наши системы социального обеспечения?

5
Зависимости – вопрос пищеварения

Робер долгое время много выпивал, и это привело его к алкогольной зависимости. Он пробовал разные курсы лечения, но, выпивая рюмку за рюмкой, завязал все глубже. Неудивительно, что он оказался в моем отделении из-за алкогольной болезни печени. Алкоголь и нездоровая пища – злейшие враги печени: они вызывают окислительный стресс, который разрушает клетки, препятствует их восстановлению и ведет к циррозу и даже раку.

В этот раз у Робера не было выбора: от отказа от выпивки зависела его жизнь. Я занялся одновременно лечением печени Робера и избавлением его от алкогольной зависимости. Для меня эти проблемы были взаимосвязаны.

Общеизвестное мнение о том, что любая зависимость имеет психологические причины, не выдерживает проверку реальностью. Согласно этой логике, человек, страдающий зависимостью, вовсе не болен, у него просто недостаточно силы воли. Он сдается, даже не пытаясь бороться с силой крейвинга, непреодолимой тяги к алкоголю, еде или наркотику.

Робер – очень тревожный человек. Во время консультации я его спросил, почему он пьет. После долгой паузы он ответил, что для него это хороший способ избавиться от напряжения. В определенном смысле он был прав: употребление алкоголя действительно уменьшает тревожность и быстро создает ощущение хорошего самочувствия, но проблема в том, что в долгосрочной перспективе спиртное вызывает привыкание и разрушает организм.

Некоторые люди, вернувшись домой после трудного рабочего дня, чтобы успокоиться, набрасываются на печенье, на слишком сладкую, слишком жирную пищу, и таким образом они немедленно получают ощущение комфорта, а в долгосрочной перспективе – зависимость. Они становятся зависимыми от сладкого и жирного, как Робер был зависим от алкоголя. Зависимость от сахара не признана Диагностическим и статистическим руководством по психическим расстройствам (DSM), но этот вопрос обсуждается психиатрами. Между тем я считаю, что она отвечает большинству из 11 критериев, избранных для определения зависимости, и я расцениваю ее именно как зависимость!

Чувство комфорта, даже удовлетворения, которое приносит зависимость, не является ни иллюзией, ни плодом самоубеждения. Это результат химических процессов, происходящих в организме, действия нейромедиаторов, которые активизируют наши нервные сети. Пора избавиться от убеждения, что достаточно попросить страдающего алкоголизмом или булимией перестать выпивать или есть, чтобы достичь результата. Если человек слишком много пьет или ест, это связано с уровнем дофамина, серотонина, гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) и других веществ, которые должны в норме производиться самим организмом. Эти же вещества работают и в случаях других зависимостей, более благосклонно воспринимаемых обществом, например в случае занятий спортом. Некоторые спортсмены описывают свою «зависимость», то есть повторяющийся систематический поиск удовольствия от занятий спортом, используя те же самые выражения, что алкоголики и булимики используют для описания своих одержимостей. С той лишь разницей, что у последних на смену удовлетворению (гормональному) приходит чувство вины и обесценивания себя (психологическое и социальное)… и эти чувства сохраняются до следующего приступа.

Не случайно лечение зависимостей часто проходит этап, который называют замещением: бывший алкоголик начинает заниматься экстремальным спортом, находя в нем удовлетворение, схожее с тем, которое он получал, употребляя алкоголь, однако точно так же он рискует найти утешение в избытке сладкого. По этой же причине известны истории успешных спортсменов, которые, закончив спортивную карьеру, погружаются в алкогольную или наркотическую зависимость. Каким бы странным это ни казалось, речь идет о сходных моделях поведения: люди переходят от одной зависимости к другой… в поисках удовлетворения, которое им обеспечивала предыдущая зависимость.

В 2018 году, изучая роль микробиоты в феномене образования зависимостей, Редди и Аурелио Гали, исследователи из Индии, провели в Пенсильванском университете беспрецедентный опыт на мышах, у которых была сформирована зависимость от кокаина. Специалисты изменили путь, который обычно проходит желчь, выделяемая печенью. Вместо того чтобы, попадая в кишечник, насыщаться метаболитами кишечных бактерий и возвращаться в печень для очистки, желчь прооперированных мышей направлялась сразу в нижние отделы пищеварительного тракта, не контактируя с бактериями. Таким образом, желчь возвращалась в печень практически не измененной метаболитами кишечных бактерий.

Кокаин, известный тем, что стимулирует «систему поощрения» и оказывает возбуждающее действие, значительно повышает двигательную активность мышей (животные двигаются больше и быстрее). Прооперированные мыши не становились активнее и вели себя так, как будто не приняли свою дозу кокаина. Наркотик больше не приносил ожидаемого удовлетворения, и прооперированные мыши перестали искать кокаин – они не испытывали к нему больше никакого интереса. Их зависимость исчезла сама собой, без какого-либо иного вмешательства. Мыши были от нее полностью избавлены.

Исследователи обратили внимание на рецепторы желчных кислот в мозге. Мыши, которые не были прооперированы, но при этом были генетически лишены мембранного рецептора желчных кислот TGR 5, демонстрировали меньшую тягу к кокаину, поскольку действие желчи на мозг было замедлено.

Очевидно, и речи быть не может о том, чтобы подвергать зависимых от кокаина подобному хирургическому лечению! Однако это исследование демонстрирует возможность лечения зависимостей, в котором кишечным бактериям и желчи, секретируемой печенью, отведена важная роль. Стало ясно, что привыкание зависит не только от силы или свободы воли: в этом также участвует и печень, которая, перерабатывая желчь, измененную микробиотой, и распространяя ее в организме, чтобы накормить его, воздействует одновременно и на мозг.

Еще несколько лет назад подобный сценарий мог бы показаться дурной научной фантастикой. На основании медицинских исследований мы были уверены, что единственная функция желчи – участие в переваривании жиров. Безусловно, это очень важная функция, но отныне мы знаем, что далеко не единственная.

Действительно ли это открытие? 2500 лет назад эту функцию печени приписывал… Гиппократ. Отец медицины создал карту четырех человеческих темпераментов, которая стала базовой для всех врачей Античности. Помимо сангвиников, флегматиков и меланхоликов, Гиппократ выделил и холериков – тех, чей характер определяет желчь, делая их тревожными, нестабильными, склонными к гневу. Словом, всегда недовольными и неудовлетворенными.