Кишечник и мозг. Как кишечные бактерии исцеляют и защищают ваш мозг

Я покажу, как пищевые пребиотики – источник питания для «полезных» бактерий, населяющих кишечник человека, – играют основополагающую роль в сохранении здоровья организма за счет поддержания баланса и разнообразия микрофлоры кишечника. Улучшить состояние здоровья организма в общем и функций головного мозга в частности могут помочь такие пищевые продукты, как чеснок, земляная груша, хикама[23] и даже зеленые части одуванчиков, а кроме того, ферментированные продукты, такие как квашеная капуста, комбуча (чайный гриб) и кимчхи (капуста по-корейски).

Хотя пробиотики содержатся во многих пищевых продуктах, доступных в ближайшем продуктовом магазине, полезно знать, как ориентироваться во всем этом многообразии, особенно под агрессивным напором рекламы, навязывающей то, что «хорошо для вашего кишечника». Я помогу вам в этом разобраться, дам научные обоснования действия пробиотиков и объясню, как выбрать лучшие из них.

Конечно, одна из переменных этого уравнения – ваши повседневные привычки и образ жизни. Мы не только изучим взаимосвязь между микрофлорой кишечника и головным мозгом, но также познакомимся с новой дисциплиной – эпигенетической медициной. В рамках этого направления изучается, как повседневные привычки, такие как рацион питания, сон, управление стрессом, влияют на экспрессию ДНК и прямо или косвенно отражаются на здоровье головного мозга. Помимо прочего, я остановлюсь на роли митохондрий в болезнях мозга с точки зрения микрофлоры кишечника. Митохондрии представляют собой крошечные клеточные структуры, которые обладают собственной ДНК, независимой от ДНК клеточного ядра. Фактически митохондрии можно считать третьим измерением микрофлоры: у них складываются уникальные отношения с микрофлорой кишечника.

В частях I и II содержится базовая информация, которую вам нужно освоить для прохождения восстанавливающей программы для функций головного мозга, приведенной в части III. Я постарался сделать это введение максимально информативным и надеюсь, мне удалось разжечь ваше любопытство и желание узнать больше об этой новой области медицины и свежем подходе к сохранению здоровья головного мозга. Вас ждет более здоровое, яркое и светлое будущее.

Тогда вперед!

Проверка состояния дел

Какие факторы риска присутствуют у вас?

Хотя на сегодняшний день не существует одного-единственного теста, способного точно определить состояние микрофлоры кишечника, несколько простых вопросов, приведенных далее, помогут вам прояснить ситуацию. Кроме того, эти вопросы позволят проанализировать, какие ваши действия – от рождения до настоящего момента – влияют на здоровье кишечника.

Обратите внимание: хотя на рынке начали появляться инструменты для анализа микрофлоры кишечника, тем не менее, на мой взгляд, еще проведено недостаточно исследований, чтобы с достоверностью интерпретировать результаты этих тестов (является ли микрофлора кишечника здоровой или нездоровой) и утверждать, какие факторы риска присутствуют у конкретного человека. Я абсолютно уверен, что в будущем нам удастся на основании фактов и доказательств вывести параметры и установить корреляцию между конкретными показателями и состоянием микрофлоры. Однако сегодня все не так однозначно: пока еще рано говорить о том, можно ли считать определенное состояние микрофлоры кишечника, которое соотносится с заболеванием Х или расстройством Y, причиной или следствием этого состояния. Учитывая сказанное, тесты для анализа микрофлоры кишечника все же могут быть полезны для диагностики ее общего состояния и определения ее разнообразия. Тем не менее даже при этом нельзя безапелляционно утверждать, что конкретное состояние микрофлоры кишечника сигнализирует о том, что организм «здоров». Поэтому я настоятельно не рекомендую вам пытаться самостоятельно интерпретировать результаты подобных тестов без консультации со специалистом из этой области. Ниже приводится список вопросов, которые помогут вам составить индивидуальную картину и выделить ваши собственные факторы риска.

Не паникуйте, если окажется, что вы утвердительно ответили на большинство из них. Чем больше утвердительных ответов у вас получится, тем выше риск наличия у вас дисбактериоза, который, возможно, влияет на ваше психическое здоровье, но это не конец света. Цель этой книги я вижу в том, чтобы вдохновить вас и придать сил заняться здоровьем своего кишечника, а следовательно, и здоровьем головного мозга.

Если вы не знаете ответа на вопрос, пропустите его. Если какой-то из этих вопросов особенно вас обеспокоил или вызвал дополнительные, не переживайте, я подробно остановлюсь на каждом из них в последующих главах. Сейчас просто постарайтесь дать максимальное количество ответов.

Принимала ли ваша мать антибиотики, когда была беременна вами?

• Принимала ли ваша мать стероидные препараты во время беременности?

• Вы родились в результате естественных родов или кесарева сечения?

• Находились ли вы на грудном вскармливании хотя бы в течение первого месяца жизни?

• Часто ли вы болели инфекционными заболеваниями ушей и/или горла в детстве?

• Требовались ли вам трубки для вентиляции среднего уха в детстве?

• Удаляли ли вам гланды?

• Приходилось ли вам когда-нибудь принимать стероидные лекарственные препараты, в том числе назальные и ингаляционные средства, более чем одну неделю?

• Принимаете ли вы антибиотики, по крайней мере каждые два-три года?

• Принимаете ли вы кислотно-блокирующие препараты (для улучшения пищеварения или борьбы с рефлюксом)?

• Есть ли у вас непереносимость глютена?

• Есть ли у вас аллергия на пищевые продукты?

• Наблюдается ли у вас повышенная чувствительность к химическим элементам, входящим в состав привычных продуктов или повседневных предметов?

• Было ли у вас диагностировано аутоиммунное заболевание?

• Есть ли у вас диабет II типа?

• Превышает ли ваш избыточный вес девять килограммов?

• Страдаете ли вы от синдрома раздраженного кишечника?

• Бывает ли у вас диарея или склонность к поносу по крайней мере раз в месяц?

• Требуется ли вам слабительное средство хотя бы раз в месяц?

• Испытываете ли вы депрессию?

Готов поспорить, вы уже сгораете от любопытства, что все это означает. Продолжайте читать, и скоро узнаете все, что вам хочется – и нужно – знать, и даже больше.

Часть I. Знакомимся с сотней триллионов своих друзей

У них нет глаз, ушей, носов или зубов. Еще у них отсутствуют конечности, сердце, печень, легкие или мозг. Они не дышат и не едят, как это делаем мы. Их невозможно увидеть невооруженным глазом. Но не стоит их недооценивать. С одной стороны, бактерии до невозможности просты, они состоят из одной-единственной клетки. С другой – эти микроорганизмы невероятно сложны и удивительны. Пусть вас не вводит в заблуждение их бесконечно малый размер. Некоторые из них способы выживать при температуре, от которой ваша кровь закипела бы, а другие сохраняют жизнеспособность при температуре ниже точки замерзания. Некоторые виды бактерий даже способны справиться с радиацией, в тысячи раз превышающей предельный для человека уровень. Эти микроскопические создания могут питаться практически чем угодно – от сахара и крахмала до солнечного света и серы. Бактерии – это основа любой жизни на Земле. Они были самой первой формой жизни на планете и, вероятно, будут последней. Почему? Потому что ничто живое не может существовать без них, в том числе человек.

Скорее всего, вам известно, что определенные бактерии вызывают заболевания и даже могут привести к смерти, но, вероятно, вам менее знакома оборотная сторона медали: каждый удар нашего сердца, каждый вдох и нейронное соединение помогают бактериям поддерживать нашу жизнь. Бактерии не просто сосуществуют с человеком, покрывая его тело снаружи и изнутри, но они помогают организму осуществлять самые разные функции, необходимые для выживания.

Первая часть книги посвящена изучению микрофлоры кишечника – что она собой представляет, как функционирует, – а также невероятной взаимосвязи между микрофлорой кишечника и функциями головного мозга. Вы узнаете, что благодаря бактериям, населяющим кишечник, есть много общего между такими разными состояниями, как аутизм, депрессия, деменция и даже рак. Мы также рассмотрим, какие факторы играют ключевую роль в формировании здоровой микрофлоры кишечника, а какие ведут к ухудшению ее состояния. Вскоре вы поймете, что причина многих заболеваний, ставших настоящими бичами современности – от ожирения до Альцгеймера, – кроется в нездоровой микрофлоре кишечника, не способной нормально функционировать. К концу первой части книги вы взглянете на бактерии кишечника по-новому, к вам вернется ощущение уверенности и контроля над своим здоровьем в будущем.

Глава 1. Добро пожаловать на борт

Ваши друзья-микробы от рождения до смерти

Где-то на одном из прекрасных греческих островов в Эгейском море родился мальчик. Мать родила его в естественных условиях, дома, и до двух лет кормила грудным молоком. Мальчик рос, лишенный большинства удобств, свойственных современной жизни, например в США. Фастфуд, фруктовый сок и газировка были ему незнакомы. Его еда – в основном овощи с домашнего огорода, местная рыба и мясо, домашний йогурт, орехи и семена, а также много оливкового масла. Он учится в маленькой школе и помогает родителям по хозяйству: они выращивают зелень, траву для чая и виноград для вина. Он дышит чистым, ничем не загрязненным воздухом.

Если мальчик заболевает, родители дают ему ложку местного меда, поскольку у них не всегда есть антибиотики. У него никогда не будет аутизма, астмы или СДВГ. Он худощавый и всегда подтянутый, потому что постоянно находится в движении. Его семья не привыкла проводить вечера, сидя на диване: здесь принято встречаться с соседями и танцевать под музыку. Скорее всего, этого мальчика не коснется ни одно серьезное расстройство или заболевание головного мозга, например депрессия или болезнь Альцгеймера. Вероятно, он благополучно доживет до глубокой старости, поскольку на его острове, Икарии, самый высокий в мире процент людей в возрасте 90 лет и старше: каждый третий доживает до этого возраста, сохраняя ясность ума и бодрость тела[24]. Население острова также может похвастаться тем, что у них на 20 % меньше случаев заболевания раком, в два раза меньше сердечно-сосудистых заболеваний и практически не встречаются случаи старческого слабоумия, или деменции.

А теперь вернемся в любой город США и представим, что там родилась девочка. Ей помогли появиться на свет с помощью планового кесарева сечения, и она находилась исключительно на искусственном вскармливании. Еще ребенком она перенесла множество инфекционных заболеваний – от хронических ушных инфекций до инфекций горла и носа, – которые лечатся антибиотиками. Ей прописывали антибиотики даже при обычной простуде. Хотя у нее есть возможность получать самое полноценное питание в мире, в ее рационе слишком много полуфабрикатов, рафинированного сахара и нездоровых растительных жиров. К шести годам она уже страдала от избыточного веса, у нее диагностировали предрасположенность к диабету. Она растет опытным пользователем электронных гаджетов и большую часть жизни проводит в серьезной школе. Но теперь она принимает антидепрессанты, страдает от поведенческих расстройств, и учеба дается ей все сложнее в силу неспособности к концентрации внимания. Став взрослой, она попадет в группу высокого риска возникновения серьезных психических расстройств, в том числе аффективных и тревожного расстройства, мигреней и аутоиммунных заболеваний, таких как рассеянный склероз. А в более старшем возрасте у нее повысится риск заболевания болезнью Паркинсона или Альцгеймера. В США основной процент смертности приходится на хронические заболевания, такие как деменция, которая практически не встречается на греческом острове Икария.

В чем же причина? Результаты новых исследований, проводившихся в течение последних нескольких лет, обеспечили более глубокое понимание взаимосвязи между тем, как проходят самые ранние годы жизни человека, и состоянием его здоровья в краткосрочной и долгосрочной перспективе. Ученые, тщательно изучив взаимосвязь между состоянием микрофлоры кишечника и общим здоровьем организма, пришли к выводу, что причина кроется в том, какими были первые годы жизни этих детей. В широком смысле именно это оказало наиболее важное влияние на формирование индивидуальной микрофлоры у каждого из них, то есть на развитие комплекса микроорганизмов, которые с рождения населяют их организм и играют основную роль в поддержании здоровья и функций головного мозга на протяжении всей жизни.

Конечно, я допустил некоторую вольность в описании этих гипотетических сценариев. На продолжительность жизни каждого конкретного человека и риск возникновения у него различных заболеваний в течение жизни оказывает влияние целая совокупность факторов. Однако давайте на минуту сосредоточимся исключительно на том факте, что первые годы жизни девочки определили совершенно иное качество ее последующей жизни с точки зрения здоровья головного мозга по сравнению с дальнейшим качеством жизни мальчика. И да, этот греческий остров действительно существует. Остров Икария расположен примерно в 50 км от западного побережья Турции. Его еще называют голубой зоной: у населения этого острова гораздо более длинная и здоровая жизнь, чем у большинства жителей в развитых странах Запада. Обычно они ежедневно пьют вино и кофе, продолжают вести активный образ жизни, когда им давно за 80 лет, и сохраняют ясность и остроту ума до самой смерти. Согласно результатам одного из известных исследований, у жителей Икарии вероятность дожить до 90 лет и сохранить при этом хорошее здоровье примерно в четыре раза выше, чем у жителей США[25]. Это же исследование показало, что сердечно-сосудистые заболевания и рак начинают развиваться у жителей Икарии в возрасте почти на десять лет позже, чем у американцев, к тому же у них существенно ниже уровень депрессии. Количество заболеваний деменцией у жителей Икарии после 85 лет составляет лишь незначительный процент от уровня заболевания деменцией у американцев той же возрастной категории.

Я уверен: когда с помощью науки мы уравняем счет между этими абсолютно разными географическими точками и поймем глубинные причины проблем со здоровьем здесь, в США, тема микрофлоры кишечника выйдет на передний план. Я докажу, что она имеет такое же значение для организма, как кислород или вода. Какое отношение бактерии кишечника имеют к головному мозгу и его заболеваниям?

Гораздо более серьезное, чем вы думаете.

Кто во главе? Ваши кишечные бактерии

Сложно подобрать более подходящее название для микроорганизмов, населяющих кишечник человека и помогающих его пищеварению, чем «супергерои». Хотя, по официальной версии, в кишечнике человека сосуществуют по крайней мере 10 тысяч отдельных видов бактерий, некоторые специалисты утверждают, что их количество превышает 35 тысяч[26].

Сегодня наконец появились новые технологии, с помощью которых ученые могут идентифицировать все виды бактерий, хотя многие из них не поддаются выведению в лабораторных условиях традиционными методами.

Для целей нашего обсуждения мы сосредоточимся именно на бактериях. Это самые многочисленные микроорганизмы, хотя помимо них кишечник человека также населяют дрожжевые грибки, вирусы, простейшие и эукариотические патогенные организмы – все они играют важную роль для здоровья. По большому счету именно бактерии – ключевые игроки, взаимодействующие с физиологией человека, особенно с неврологией. Совокупный вес кишечных бактерий составляет порядка 1,4–1,8 килограмма – примерно как вес головного мозга (почти половина веса каловых масс человека – это «отбракованные» бактерии)[27].

Если вы были внимательны на уроках биологии, когда проходили строение и функции пищеварительной системы человека, то помните, что пища разлагается на питательные элементы, которые абсорбируются организмом. Вероятно, вы помните также о желудочной кислоте и ферментах, а еще о гормонах, способствующих процессу пищеварения. Вполне возможно, вам приходилось заучивать, что происходит с обычным продуктом, когда он проходит по пищеварительной цепочке от ротовой полости до заднепроходного отверстия. Не исключено, что в своих познаниях вы настолько продвинулись, что поняли, как глюкоза – молекула сахара – попадает в клетки и служит источником энергии. Однако, скорее всего, вы ничего не слышали о настоящей экосистеме, находящейся в вашем пищеварительном тракте, которая фактически управляет всей системой целиком. Вам не проводили тесты на кишечные бактерии, чья ДНК, возможно, оказывает более значительное влияние на ваше здоровье, чем ваша собственная.

Я знаю, что в это практически невозможно поверить, что это звучит как научная фантастика. Но результаты исследований очевидны: микрофлору кишечника человека вполне можно считать самостоятельным органом. И эти бактерии столь же важны, как сердце, легкие, печень и головной мозг. Результаты последних научных исследований свидетельствуют о том, что бактерии, населяющие чувствительные стенки пищеварительного тракта, играют очень важную роль.

• Помогают пищеварению и способствуют всасыванию питательных веществ.

• Создают физический барьер против потенциальных «захватчиков», таких как «плохие» бактерии (патогенная флора), опасные вирусы и вредоносные паразиты. У некоторых видов бактерий есть нитеподобные реснички, помогающие им передвигаться. Недавние исследования показали, что эти жгутики способны останавливать смертельно опасный желудочный ротавирус[28].

• Действуют как инструмент детоксикации. Кишечные бактерии играют важную роль в предотвращении инфицирования и служат защитным барьером против многих токсинов, проникающих в пищеварительный тракт. Фактически кишечные бактерии нейтрализуют многие токсины, содержащиеся в пищевых продуктах, так что их можно назвать второй печенью. Таким образом, когда количество полезных бактерий в кишечнике уменьшается, нагрузка на печень автоматически увеличивается.

• Серьезным образом влияют на реакцию иммунной системы. Что бы вы ни думали, но кишечник на самом деле – ваш самый крупный иммунный орган. Кроме того, бактерии могут учить и поддерживать иммунную систему, осуществляя контроль над определенными иммунными клетками и предотвращая аутоиммунные заболевания (состояние, в котором организм атакует собственные ткани).

• Производят и освобождают важные ферменты и вещества, необходимые для жизнедеятельности организма, а также химические вещества для головного мозга, включая витамины и нейромедиаторы.

• Помогают управлять стрессом за счет воздействия микрофлоры кишечника на эндокринно-гормональную систему организма.

• Способствуют хорошему ночному сну.

• Помогают контролировать развитие воспалительных процессов в организме, что, в свою очередь, снижает риск практически всех хронических заболеваний.

Полезные бактерии в здоровом кишечнике – это не просто самовольные поселенцы, которые рады бесплатной еде и жилью. Прямо и косвенно воздействуя на разные органы и системы организма, они следят за риском возникновения не только психических расстройств и болезней головного мозга, но и таких заболеваний, как рак, астма, разные виды пищевой аллергии, нарушения процесса обмена веществ, например диабет и излишний вес, а также аутоиммунных заболеваний. Иными словами, они отвечают за здоровье организма.

Некоторые виды бактерий населяют кишечник относительно постоянно, они формируют долгосрочные колонии. Другие можно условно назвать «транзитными пассажирами», но даже они играют важную роль. Такие бактерии «путешествуют» по пищеварительному тракту человека и в зависимости от их типа и уникальных характеристик оказывают влияние на общее состояние здоровья организма. Они не остаются в кишечнике на «постоянное место жительства», а кратковременно образуют небольшие колонии, прежде чем выведутся из организма вместе с каловыми массами или отомрут. Однако даже за это небольшое время они успевают выполнить множество нужных задач: некоторые из производимых ими веществ необходимы для существования и жизнедеятельности полезных бактерий, а следовательно, самого человека.

Микрофлора кишечника – главный регулятор мозга

Хотя для полного понимания взаимосвязи между кишечником и головным мозгом требуются практические знания в области иммунологии, патологии, неврологии и эндокринологии, я постараюсь упростить эту информацию для вас. Вы сможете пополнить свои знания по мере чтения следующих глав.

Вспомните ситуацию, когда у вас крутило живот из-за того, что вы нервничали, беспокоились, испытывали страх или, возможно, были вне себя от радости. Может быть, это происходило накануне бракосочетания или когда вам предстояло сдавать важный экзамен, выступать перед аудиторией. Как выяснили ученые, фактически тесная связь между головным мозгом и кишечником носит двусторонний характер: точно так же как нервные переживания отражаются на работе кишечника, состояние кишечника отражается на работе нервной системы.

Блуждающий нерв (vagus nerve), самый длинный из 12 пар черепных нервов, представляет собой основной информационный канал между сотнями миллионов нервных клеток, расположенных в пищеварительном тракте, и центральной нервной системой. Блуждающий нерв – десятая пара черепно-мозговых нервов. Он выходит из головного мозга и простирается до брюшной полости, управляя в организме многими процессами, которые не подчиняются сознательному контролю человека, в том числе отвечает за поддержание частоты сердечных сокращений и процесс пищеварения. Как показывают исследования, бактерии кишечника напрямую влияют на стимулирование и функции клеток вдоль блуждающего нерва. Некоторые из кишечных бактерий фактически способны, аналогично нейронам, продуцировать переносящие информацию химические вещества, которые «говорят» с головным мозгом на собственном языке через блуждающий нерв.

Когда речь заходит о нервной системе, вероятно, вы представляете себе головной и спинной мозг. Но это только центральная нервная система. Помимо нее существует еще энтерическая нервная система – нейронная сеть, расположенная в стенках желудочно-кишечного тракта. Центральная и энтерическая нервные системы формируются из одинаковой ткани в период эмбрионального развития и связаны между собой посредством блуждающего нерва. Блуждающий нерв получил свое говорящее название, вероятно, потому, что он расходится по пищеварительной системе.

Количество нервных клеток в слизистой оболочке желудка настолько велико, что многие ученые сегодня называют их совокупность «вторым мозгом». Этот «второй мозг» не только регулирует мышечную активность, контролирует иммунные клетки и гормоны, но и производит нечто весьма важное. Популярные антидепрессанты повышают уровень серотонина в мозге, благодаря чему человек «чувствует себя хорошо». Возможно, вы удивитесь, узнав, что примерно 80–90 % всего объема серотонина производится нервными клетками в кишечнике![29] По сути, «второй мозг» производит больше серотонина – молекул счастья, – чем головной мозг. Многие неврологи и психиатры сегодня приходят к выводу, что это может быть одной из причин, почему антидепрессанты нередко оказываются менее эффективными в лечении депрессии, чем изменения в рационе питания пациентов. Фактически результаты последних исследований свидетельствуют о том, что наш «второй мозг», возможно, совсем не «второй»[30]. Он может действовать независимо от головного мозга и без его помощи и влияния самостоятельно контролировать многие функции.

Я подробнее остановлюсь на биологии «второго мозга» далее. В следующих главах вы познакомитесь с биологическими функциями, включающими участие микрофлоры кишечника. Несмотря на то что многие из этих функций кажутся очень далекими друг от друга (например, то, чем занимаются иммунные клетки организма, и то, сколько инсулина «откачивает» поджелудочная железа), скоро вы поймете, что у них общий знаменатель – микроорганизмы, населяющие кишечник. Во многих отношениях их можно назвать «охранниками» и «управляющими» организма. Они формируют «главный штаб». Это неизвестные герои и партнеры, поддерживающие здоровье человека и управляющие физиологическими процессами в организме, о чем вы, вероятно, даже никогда не задумывались.

Чтобы установить взаимосвязь между кишечником и мозгом, давайте рассмотрим общую реакцию организма на стресс как физический (например, когда вы бежите прочь от вооруженного грабителя, влезшего к вам в дом), так и психоэмоциональный (например, когда избегаете спора с боссом). К сожалению, организм не проводит различия между двумя этими видами стресса, именно поэтому ваше сердцебиение одинаково учащается, когда вы готовы убегать от грабителя и когда стоите на пороге кабинета начальника. Обе ситуации воспринимаются организмом как стрессовые, хотя только одна из них – нападение грабителя – несет реальную угрозу для существования. В обоих случаях в организме происходит мощный выброс естественных стероидов и адреналина, а иммунная система освобождает химические «мессенджеры» под названием «воспалительные цитокины», которые приводят систему в состояние боевой готовности. Эта схема эффективно работает в случаях единичной угрозы, но что происходит, когда организм находится в состоянии хронического стресса (или думает, что находится)?