Симбиотические кишечные бактерии: новые доказательства влияния на биохимию мозга и поведение

Ученые Университета Мак-Мастера (McMaster University) получили убедительные доказательства того, что заселяющие кишечник симбиотические бактерии оказывают влияние на протекающие в мозге биохимические процессы и поведение. Это открытие, безусловно, является очень важным, так как несколько распространенных желудочно-кишечных заболеваний, включая синдром раздраженного кишечника, часто ассоциируются с тревожностью или депрессией. Кроме того, существует предположение, что некоторые психические заболевания, такие как поздний аутизм, также могут быть связаны с нарушением состава симбиотической микрофлоры кишечника.

«Захватывающие результаты являются стимулом для дальнейших исследований микробного компонента с точки зрения его роли в поведенческих заболеваниях», — считает профессор медицины Стивен Коллинз (Stephen Collins). Профессор Коллинз и Пржемысл Берчик (Premysl Bercik) провели это исследование в Научно-исследовательском институте здоровья пищеварительной системы Семьи Фарнкомб (Farncombe Family Digestive Health Research Institute).

Наш кишечник является домом 1000 триллионов симбиотических бактерий, с которыми организм живет в гармонии. Эти бактерии выполняют ряд жизненно важных для здоровья функций: они преобразуют энергию, получаемую из пищи, защищают от инфекций и обеспечивают питание клеток кишечника. Любое нарушение может привести к опасным для жизни состояниям, таким как индуцированный антибиотиками колит от заражения устойчивыми к антибиотикам бактериями, например, Clostridium difficile.

В экспериментах на здоровых взрослых мышах ученые показали, что нарушение нормального бактериального состава кишечника антибиотиками приводит к изменениям в поведении: мыши становятся менее осторожными или проявляют меньше признаков беспокойства. Это изменение сопровождается повышением уровня вырабатываемого в мозге нейротрофического фактора (brain derived neurotrophic factor, BDNF), связанного с депрессией и состоянием тревоги.

Когда прием антибиотиков был прекращен, симбиотические бактерии вернулись в нормальное состояние. «Это сопровождалось восстановлением нормального поведения и биохимии мозга», — комментирует результаты экспериментов профессор Коллинз.

Чтобы убедиться в том, что бактерии оказывают влияние на поведение, исследователи колонизировали кишечник стерильных мышей бактериями, взятыми от животных с другим паттерном поведения. Они установили, что, когда стерильные мыши с генетическим фоном, ассоциируемым с пассивным поведением, были колонизированы бактериями, взятыми от мышей с более выраженным исследовательским поведением, они стали более активными и смелыми. Соответственно, мыши с нормальной активностью стали более пассивны после засева их кишечника бактериями животных, генетический фон которых ассоциируется с пассивным поведением.

В то время как предыдущие исследования были направлены на изучение роли симбиотических бактерий в развитии головного мозга в раннем возрасте, это последняя работа показывает, что, хотя поведение определяется многими факторы, природа и стабильность бактерий в кишечнике, по всей видимости, влияют на поведение и любое нарушение, вызванное антибиотиками или инфекцией, может привести к изменениям в поведении.

Работа финансировалось Канадским институтом исследований в области здравоохранения (Canadian Institutes of Health Research) и Фондом болезни Крона и колитов Канады (Crohn’s and Colitis Foundation of Canada).