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

Давно известно, что высокий уровень стресса в период вынашивания плода может поставить под угрозу будущее здоровье ребенка. Дети, рожденные от матерей, которые испытывали высокий уровень стресса, развиваются медленнее, меньше весят при рождении и более восприимчивы к инфекциям. Однако до недавнего времени мы мало что знали о потенциально пагубных последствиях материнского стресса для развития головного мозга и формирования моделей поведения потомства.

Отдельные экспериментальные данные возлагают вину за эти эффекты стрессорного воздействия на микроорганизмы. Во-первых, эксперименты на обезьянах показали, что стресс, испытываемый матерью, изменяет микробиоту кишечника потомства. Нейробиолог Крис Коу из Университета Висконсин в Мэдисоне подвергал беременных самок макак-резусов воздействию беспокоивших шумов, включая и выключая их каждые десять минут на протяжении шести дней. Это вызывало у обезьян примерно такой же стресс, который испытывает из-за городского шума беременная женщина за несколько дней до родов. Удивительно, но в микробиоте новорожденных обезьян, чьи матери подвергались стрессу, было гораздо меньше «хороших» кишечных бактерий (лактобацилл и бифидобактерий), чем у обезьян, чьи матери до родов жили в спокойной обстановке.

Но как материнский стресс может изменить микробиоту новорожденного, в пищеварительном тракте которого в начале жизни практически нет микроорганизмов? Теперь мы знаем, что стресс может изменить микробиоту влагалища матери, что, в свою очередь, серьезно влияет на микробиоту пищеварительного тракта новорожденного. Невролог Трейси Бейл из Университета Пенсильвании и участники ее группы создавали стрессовые условия для беременных мышей, помещая их в различные некомфортные условия, в том числе подвергая длительному воздействию запаха лисы. Бейл и ее коллеги показали, что такое воздействие на матерей привело к серьезным последствиям для детенышей мужского пола: у них изменились цепи головного мозга, отвечающие за эмоции и стрессорный ответ.

Но исследователи из Университета Пенсильвании не только доказали факт опосредованного влияния стресса на микробиоту животных, они также обнаружили значительные изменения  микробиомаих матерей, в частности снижение количества лактобактерий. Давно известно, что сокращение массы вагинальных лактобацилл под влиянием стресса может изменить кислотность среды влагалища и предрасположить женщин к вагинальным инфекциям. Но почему стрессорные воздействия на вагинальный микробиом матери оказались столь важными для развития головного мозга детеныша и его поведения?

Вагинальная микробиота матери сначала заселяет микробиоту кишечника детеныша, и эти мыши родили потомство с меньшим количеством лактобацилл в пищеварительном тракте, так же как и пережившие стрессорное воздействие самки обезьян рожают детей с пониженным количеством лактобактерий в ЖКТ. Такое влияние стресса особенно заметно проявляется в критический момент, когда сложные структуры кишечной микробиоты младенца и нервных цепей его головного мозга программируются на всю последующую жизнь.

К тому же стресс мыши-матери не только влияет на кишечную микробиоту ее потомства, но также сказывается и на его головном мозге! Проанализировав смесь молекул, производимых микробиотой мышей-младенцев, члены команды Трэйси Бейл обнаружили изменения в молекулах, снабжающих животных энергией, которую с жадностью потребляет головной мозг детеныша. Также исследователи зафиксировали поступление в организм детеныша аминокислот, помогающих мозгу быстро развиваться и устанавливать новые связи между некоторыми его областями.