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

Как именно грудное вскармливание изменяет участки головного мозга, отвечающие за усвоение указанных навыков? Результаты лейпцигского исследования позволяют предположить, что это происходит отчасти благодаря действию окситоцина. Разнообразие сенсорных стимулов, в том числе нежные прикосновения, укачивание ребенка или вызванные питательными веществами ощущения в пищеварительном тракте, высвобождают в головном мозге окситоцин. Этот гормон выделяется и в мозге кормящей матери (где он стимулирует отделение молока), и в мозге ее ребенка. Окситоцин усиливает аффилирование — потребность в симпатии и привязанности окружающих, а это наводит на мысль о том, что его высвобождение во время кормления способствует большему сближению матери и ребенка. Последующие исследования дали основания предположить, что положительный эффект продолжительного грудного вскармливания зависит от состава генов младенцев, так как благоприятное воздействие наблюдалось только у младенцев, которые имели определенную генетическую вариативность в сигнальной системе окситоцина.

Хотя исследования взаимосвязи между грудным вскармливанием и эмоциональной реактивностью сами по себе представляют большой интерес, в них не ставился вопрос о том, какой именно аспект грудного вскармливания отвечает за выброс окситоцина в головном мозге. «Грудное вскармливание — нечто гораздо большее, чем просто питание», — писал руководитель этих исследований Тобиас Гроссманн. Что является причиной — положительный опыт, получаемый младенцем при более продолжительном контакте с матерью, оральная стимуляция (способствующая высвобождению окситоцина у матери) или потребление молочного сахара (что может стимулировать высвобождение опиоидоподобных молекул в мозге младенца)? Или все дело в том, что схожий с валиумом метаболит воздействует на аминокислоту ГАМК, которую кишечная микробиота младенца производит в ответ на регулярное поступление олигосахаридов грудного молока?

В ходе нашего эксперимента в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе проводилась томография головного мозга взрослых женщин-добровольцев, которым на регулярной основе давали обогащенные пробиотиками йогурты. Было установлено, что пробиотики влияют на активность некоторых эмоциональных областей головного мозга. Интересно, что частично эти области совпадают с областями, которые активизировались при грудном вскармливании младенцев, как это было установлено в исследованиях группы Тобиаса Гроссманна. Нам удалось обнаружить, что между объемом определенных областей головного мозга и общим составом кишечной микробиоты существует корреляция. Быть может, эта взаимосвязь между головным мозгом и кишечными микроорганизмами развивается в раннем возрасте, когда формируются и архитектура головного мозга, и состав кишечной микробиоты? Судя по тому, что мы знаем обо всем этом сегодня, решающую роль здесь может играть количество и продолжительность поступления олигосахаридов грудного молока в механизм производства метаболитов в пищеварительном тракте младенца.

Может ли смена диеты нарушить микробиоту ЖКТ?

Изменение диеты может коренным образом поменять условия жизни кишечных микроорганизмов. В пищеварительном тракте их триллионы, и многие могут быстро размножаться. Это означает, по крайней мере в теории, что естественный отбор также может действовать быстро, давая возможность размножиться более приспособленным микроорганизмам, а менее пригодным — затаиться или вообще исчезнуть.

Но это не единственно возможный сценарий. Живущие в пищеварительной системе микроорганизмы тоже могут адаптироваться к новым условиям, меняя экспрессию генов, чтобы активизировать новые базовые функции и отключить те, которые больше не нужны. Чтобы выяснить, по какому сценарию будут развиваться события и как серьезное изменение диеты влияет на состав кишечных микроорганизмов, несколько групп ученых провели исследования того, насколько различия в пищевых привычках людей, живущих в промышленно развитых странах, находят отражение в изменениях их микробиоты и производимых ею метаболитов. Группа Питера Тернбо из Гарвардского университета изучала срочный эффект переключения здоровых людей с привычной для них диеты на диету на растительной основе (богатую зерновыми, бобовыми, фруктами и овощами) или, наоборот, на диету с обилием продуктов животного происхождения и высоким содержанием жиров (мясо, яйца, сыры).