Второй мозг: Как микробы в кишечнике управляют нашим настроением, решениями и здоровьем

Концепция устойчивых состояний в рамках экологической системы всегда напоминает мне один из моих любимых маршрутов в Калифорнии. Когда я еду из Санта-Барбары в Монтерей по Калифорнийскому шоссе № 1, я с удовольствием смотрю, как покатые золотистого цвета холмы с дубами и виноградниками при приближении к побережью Тихого океана сменяются высокими горами и долинами. В формировании этого красивого пейзажа участвовало множество факторов — реки, землетрясения, тектоника плит, погодные условия и даже животные, которые жили в этих местах на протяжении тысяч лет. А теперь представьте, что вы с высоты бросаете на этот ландшафт гигантский шар и смотрите, куда он покатится. Легко предвидеть, что в долинах и других низких местах этой местности шар будет останавливаться. Чем глубже впадины, тем больше усилий нужно, чтобы перекатить его через ближайший холм в соседнюю долину. Когда шар в низине, он находится в стабильном состоянии, и чем низина глубже, тем более устойчиво это состояние.

С помощью средств трехмерной графики экосистему микроорганизмов пищеварительного тракта можно представить в виде холмистого ландшафта. Тогда о величине усилия, которое потребуется, чтобы вкатить шар вверх по склону, откуда он попадет в следующую низину, то есть перейдет из одного временно устойчивого состояния в другое, можно судить по расстоянию от первой низины до вершины холма. По мнению микробиолога Дэвида Релмана из Стэнфордского университета, самые стабильные состояния микроорганизмов в пищеварительном тракте — аналоги долин и низин — у людей наблюдаются либо в состоянии оптимального здоровья, либо при хронической болезни.

Как и природные ландшафты, ландшафт микробиома ЖКТ определяется множеством факторов. Среди самых значимых — генетическое строение и то, как эти гены менялись под влиянием раннего жизненного опыта, положительного и отрицательного. Важную роль также играют активность иммунной системы, пищевые привычки, образ жизни, окружающая среда и природа уникальных реакций ЖКТ, которые отражают установки сознания.

Состав микробиома пищеварительного тракта изучался в ходе нескольких долговременных исследований. Судя по их результатам, переходы из одного состояния в другое могут вызываться изменениями диеты, сбоем в иммунной системе, а также применением лекарств, в частности антибиотиков. Эти переходы могут быть временными, когда организм быстро возвращается в обычное здоровое состояние, и постоянными, которые ведут к возникновению хронической болезни. Таким образом, в зависимости от микробного пейзажа в ЖКТ индивид может испытать длительный дискомфорт после кишечной инфекции или всплески уровня сахара в крови после десерта, отражающие временные состояния нездоровья организма. Именно микробный пейзаж определяет, кто больше выиграет от перехода на здоровую диету или от приема пробиотиков, а кто окажется более чувствительным к воздействию антибиотиков.

 Общепринятый критерий здоровья микробиома — обилие и разнообразие видов составляющих его микроорганизмов. Как в природных экосистемах, большое разнообразие микробиома означает устойчивость к возмущающим факторам, а незначительное — уязвимость. Чем меньше число видов микроорганизмов, тем ниже способность противостоять возмущениям — инфекциям (вызываемым патогенными бактериями, вирусами или патобионтами, обитающими в ЖКТ), плохому питанию или нежелательному воздействию лекарств.

Из этого правила есть несколько явных исключений. Например, разнообразие микроорганизмов в кишечной микробиоте новорожденного и во влагалище, по вполне понятным причинам, является незначительным. Микробиота новорожденного должна гибко реагировать на происходящее, чтобы во время раннего периода программирования создать уникальный для каждого человека паттерн сообщества микроорганизмов пищеварительного тракта. А вагинальной микробиоте гибкое реагирование нужно для того, чтобы корректировать ее состояние с учетом уникальных задач зачатия и рождения ребенка. Природа создала умные альтернативные стратегии для обеспечения стабильности этих уникальных мест обитания микроорганизмов и их защиты от инфекций. В обоих этих микробиомах преобладают лактобактерии и бифидобактерии. Эти бактерии вырабатывают много антимикробных веществ и обладают уникальной способностью: они могут производить достаточное количество молочной кислоты для создания кислой среды, враждебной для большинства других микроорганизмов и патогенов.