Человек на бактериях. Как получать силу и энергию из своего кишечника

ДЕФЕКТНЫЕ БАКТЕРИИ — ЭТО ДЕФЕКТНАЯ ИЗОЛЯЦИЯ В МОЗГЕ

Нервная система состоит из серого и белого веществ. Серое вещество в основном «обитает» в коре головного мозга. Оно представляет собой тела клеток нейронов. И именно за эти «серые клетки» мы больше всего волнуемся. В свою очередь, белое вещество — это «пучки» (отростки) тел нервных клеток, называемых аксонами. По ним идут импульсы от тел клеток к синапсам, соединяющим между собой нейроны. Для правильной работы нервной системы ключевыми являются качество и скорость этой передачи.

Большая часть аксонов покрыта чем-то вроде изоляции, то есть слоями миелина — вещества, вырабатываемого глиальными клетками. Скорость проводимости нервных импульсов через аксоны зависит, среди прочего, от того, покрыт ли «пучок» миелином — тогда он проводит импульсы быстрее. При таких заболеваниях, как рассеянный склероз, эта миелиновая изоляция разрушается собственными клетками иммунной системы и плохо выполняет свои функции.

Многие годы ученые сосредоточивались на изучении серого вещества, однако появилась новая техника нейровизуализации, называемая визуализацией тензора диффузии, благодаря которой можно исследовать также белое вещество. Используя данный метод, доктор Шумей Ли, радиолог больницы в китайском городе Гуандун, и ее команда исследовали мозг 30 здоровых человек и 23 человек с хронической бессонницей.

Оказалось, что в мозге людей, страдающих хронической бессонницей, для участков в правом полушарии, связанных с обучением, памятью, запахами и эмоциями, была характерна более слабая связь между нейронами, чем у здоровых. Команда также обнаружила, что у людей с хронической бессонницей была хуже связь между нейронами в белом веществе таламуса — отделе головного мозга, который регулирует сознание, бдительность и сон.

По мнению ученых, эти изменения сопряжены с утратой миелиновой оболочки. А согласно исследованию, проведенному в Институте микробиома Ирландского национального университета в Корке, кишечные микроорганизмы могут воздействовать на структуру и функции мозга именно через регуляцию процесса миелинизации.

Джон Крайн и Джерард Кларк решили проанализировать, как именно кишечные микроорганизмы могут влиять на активность генов в определенных участках мозга. Они исследовали, например, экспрессию генов в префронтальной коре головного мозга мышей, которая играет ключевую роль в таких функциях, как планирование и принятие решений.

Ученые сравнили уровень экспрессии генов у лишенных бактериальной флоры мышей с уровнем экспрессии генов у здоровых, немодифицированных животных. Ими было обнаружено около 90 генов, которые подвергаются различной экспрессии у животных, лишенных кишечной микробиоты (экспрессия генов влияет на то, сколько белка вырабатывается на основе того или иного гена — так, например, при «заблокированной» экспрессии он не вырабатывается вовсе).

К удивлению исследователей, оказалось, что некоторые из этих генов участвуют в миелинизации аксонов. Часть из них кодирует белки, которые создают структуральные элементы миелиновой оболочки. Заинтригованные этими результатами, ученые начали более тщательно изучать мозг животных, используя электронный микроскоп для анализа ткани из префронтальной коры. Было отчетливо видно, что различия экспрессии генов отражались на различиях анатомического строения нервных волокон в префронтальной коре.

У животных, лишенных микробов, слои миелина на аксонах в этом отделе мозга были тоньше, чем у «нормальных» животных.

Исследователи описали свое открытие в журнале Translational Psychiatry. Они подчеркивают, что это яркое доказательство тому, что кишечные бактерии способны непосредственно влиять не только на функционирование, но и на анатомическую структуру мозга.

По их предположениям, возможно, однажды демиелинизирующие заболевания (например, рассеянный склероз) можно будет лечить посредством изменения состава микроорганизмов, заселяющих наш кишечник. В своей работе они пишут:

«Микробном необходим для соответствующей и динамичной регуляции генов, связанных с образованием и структурой миелина на аксонах в белом веществе. Следовательно, кишечная микробиота может представлять собой потенциальную терапевтическую цель в лечении психических расстройств, вызванных миелинизацией в префронтальной коре».