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

Скрытый язык, на котором в мозг отправляются сигналы прекратить есть, когда вы насытились (или что вы вновь испытываете голод, когда желудок опустел), состоит из особых «слов» — гормонов голода или гормонов сытости, стимулирующих или отключающих аппетит. Целью воздействия этих гастроинтестинальных гормонов является область мозга под названием гипоталамус, которая выступает в качестве главного регулятора пищевого поведения. Когда система работает правильно, гипоталамус может, основываясь на уровне физической активности, температуре и других факторах, которые влияют на метаболизм, точно вычислить, сколько калорий необходимо организму в каждый конкретный день. Гипоталамус имеет очень большое число связей, что объясняет его способность собирать огромное количество важной информации и влиять на другие области головного мозга. Значительная доля этой информации поступает из пищеварительного тракта, откуда она отправляется, в том числе в мозг, в виде различных гастроинтестинальных гормонов и сигналов блуждающего нерва.

Когда вы голодны, энтероэндокринные клетки, рассеянные среди клеток, выстилающих желудок, выбрасывают гормон голода, называемый грелином. Он либо поступает с кровью в головной мозг, либо стимулирует окончания блуждающего нерва в пищеварительном тракте, чтобы тот передал сигнал мозгу. Однако, когда вы уже съели достаточное количество еды, энтероэндокринные клетки в тонкой кишке выбрасывают другую группу гормонов (включая холецистокинин и глюкагоноподобный пептид). Эти гормоны выключают систему и подавляют аппетит.

На протяжении почти всей истории человечества эта система надежно работала, в течение длительного времени сохраняя вес человека на стабильном уровне, несмотря на резкие колебания количества потребляемой еды и физической активности. Это помогало людям выживать при продолжительных засухах и голоде, а также при переходе от доисторических диет сначала к типу питания, типичному для эпохи античности, и далее вплоть до современных диет. Увы, эта система больше не функционирует должным образом, и те изменения в регулировании аппетита, которые произошли в течение последних 50 лет, сыграли важную роль в нынешней эпидемии ожирения.

Что же случилось? Из-за чего система контроля аппетита перестала работать нормально?

Ученые упорно ищут ответы на эти вопросы. Из экспериментов на животных мы узнали, что регулярная диета с высоким содержанием жиров может значительно ослаблять сигналы сытости на уровне пищеварительного тракта и на уровне головного мозга. По этой причине способность ЖКТ сообщать мозгу о том, что вы съели достаточно, ослабевает. Имеются веские доказательства того, что это происходит из-за возникновения вялотекущего воспаления в обоих местах, куда посылаются эти сигналы. В пищеварительном тракте это воспаление снижает чувствительность сенсоров блуждающего нерва к сигналам сытости, которые обычно сообщают гипоталамусу, что человек уже сыт. В гипоталамусе — снижает чувствительность к сигналам сытости, поступающим из пищеварительного тракта.

Каким же образом диета вызывает первичное воспаление? Судя по данным, полученным представителями нового научного направления, важнейшую роль здесь играет кишечная микробиота.

Как кишечные микроорганизмы помогают регулировать аппетит

Когда вы едите пищу с высоким содержанием жира, уровень воспалительных молекул в крови повышается. И это относится, разумеется, ко всему организму. Роль воспалительных молекул исполняют цитокины и вещество под названием липополисахарид (ЛПС), которое входит в состав клеточной стенки грамотрицательных бактерий — части микробиоты ЖКТ. К грамотрицательным бактериям относятся многие болезнетворные микроорганизмы — кишечная палочка, сальмонелла и многие виды из доминирующих групп кишечной микробиоты, включая таксономические группы  и протеобактерий, популяции которых растут при потреблении животных жиров. Когда кишечный микроорганизм приближается к клеткам, выстилающим внутреннюю поверхность кишечно-желудочного тракта, эти клетки распознают липополисахарид на поверхности микроорганизма и с помощью рецептора связывают его. ЛПС стимулирует эти клетки, и они начинают производить другие воспалительные молекулы (цитокины), из-за чего стенки кишечника становятся более проницаемыми и активизируют иммунные клетки пищеварительного тракта.