Микробиом человека - совокупность бактерий, архей, грибков и вирусов, смешивающихся в кишечнике и кишечнике, - связан с широким спектром состояний здоровья человека, включая здоровье пищеварительной системы и профилактику аутоиммунных заболеваний. Некоторые исследования даже выявили возможную связь между здоровьем кишечника и функцией мозга. Опираясь на эту работу, исследование, опубликованное вчера в журнале Nature Microbiology, показывает, что количество определенных бактерий в кишечнике может повлиять на клиническую депрессию.
Исследовательская группа во главе с микробиологом Йероеном Раесом из Католического университета Лёвена в Бельгии обнаружила, что почти все кишечные бактерии способны продуцировать нейротрансмиттеры, которые являются такими химическими веществами, как дофамин и серотонин, которые обеспечивают связь между нейронами. Если эти «химические посланники» отправляются на рецепторы в мозге, они могут влиять на настроение и поведение. Исследователи также выявили два штамма бактерий, которые отсутствуют в кишечнике людей, у которых диагностирована депрессия.
Исследование добавляет все больше доказательств того, что существует связь между здоровьем кишечника и мозгом. Тем не менее, он не устанавливает, является ли плохое психическое здоровье причиной истощения бактерий, или же отсутствие бактерий усиливает симптомы, связанные с расстройствами настроения. По словам Марка Лита, профессора микробиологии в Университете штата Айова, который не принимал участия в исследовании, необходимы дополнительные исследования, чтобы окончательно сказать, что кишечные бактерии влияют на психическое здоровье.
«Исследования только начинаются», - говорит Лит. «Мы не до конца понимаем, что делают все гены во всех бактериях, поэтому не делайте вывод, что мы понимаем все о микробиоте с точки зрения их генетической способности создавать [нейротрансмиттеры]. Мы понимаем только часть этого». " Ученые недавно выявили более 100 новых видов бактерий в кишечнике человека, подчеркнув, как много нам еще предстоит узнать о функциях микробиома.
Раес и его команда изучили кишечные бактерии более чем 2000 европейских участников, чтобы изучить возможную связь между микробиомом и психическим здоровьем. В своем исследовании команда проверила геномы 532 штаммов бактерий, чтобы определить, могут ли бактерии создавать нейротрансмиттеры. Более 90 процентов бактерий в исследовании продемонстрировали способность производить один или несколько из этих химических мессенджеров.
Самый длинный нерв тела, блуждающий нерв, проходит от ствола мозга до самой нижней части кишечника. Считается, что нерв - это двусторонняя магистраль, посылая сигналы из мозга в кишечник, чтобы регулировать пищеварение и передавая сигналы из кишечника в мозг. Последняя функция обеспечивает возможный путь для нейротрансмиттеров, вырабатываемых кишечными бактериями, влиять на психическое здоровье, говорит Рейс. Команда обнаружила, что бактерии Coprococcus и Dialister были истощены среди людей с депрессией, даже при контроле эффектов антидепрессантов. Также было обнаружено, что копрококк имеет биологический путь, связанный с дофамином, нейротрансмиттером, который, как известно, влияет на психическое здоровье.
Следующим шагом, говорит Лит, является более полное понимание того, как эти два штамма бактерий функционируют в кишечнике. Ученые тщательно изучили генетические признаки некоторых бактерий, таких как E. Coli, но геномы и признаки бактерий, таких как Coprococcus и Dialister, еще предстоит тщательно изучить. Лит говорит, что ученым нужно будет использовать микробиологию «старой школы», выращивая этих жуков в чашках Петри, чтобы увидеть, как они функционируют. Бактерия, которая ведет себя односторонне на бумаге, может функционировать совершенно по-разному при воздействии разнообразных микробов, похожих на кишечник человека.
«Вы должны вырастить эти ошибки и посмотреть, что они делают [в разных средах], чтобы понять, что они собираются делать, когда находятся в хосте», - говорит Лит.
Кроме того, Раес говорит, что его команда выявила только бактерии, которые могут влиять на психическое здоровье на уровне рода, и что крайне важно идентифицировать конкретные виды бактерий, которые отсутствуют у людей с депрессией, чтобы проверить возможные отношения между кишечником и мозгом. В то время как более низкие уровни Dialister были связаны с депрессией, недавний документ связал более высокие уровни Dialister с артритом. Может случиться так, что распространенность одного вида Dialister увеличивает риск артрита, в то время как распространенность другого вида снижает риск депрессии, говорит Раес, но определение таких особенностей потребует дополнительных исследований.
Способность производить нейротрансмиттеры также может быть уникальной для бактерий, которые развились в кишечнике, поскольку такая способность не была обнаружена у диких бактерий за пределами микробиома. «Это похоже на эволюционную адаптацию к симбиозу бактерий и [людей]», - говорит Раес. «Если вы начнете думать об этом, то ваша голова взорвется. Бактерии живут внутри нас и нашли все эти способы общения с нами и потенциально влияют на наше поведение ».
Эмма Аллен-Верко, профессор микробиологии в Университете Гвельфа в Онтарио, говорит, что она взволнована будущим потенциалом исследования микробиома. Несмотря на то, что потребуется еще много исследований, прежде чем ученые смогут провести лечебное испытание, Аллен-Верко считает, что Копрококк и Диалистер могут быть отличными кандидатами для использования в качестве психобиотиков или пробиотиков, предназначенных для психического здоровья. Найти способ выращивания этих микробов, чтобы их можно было вводить пациентам, было бы «далеко не тривиально», но она надеется, что ученые в конечном итоге смогут внедрить бактерии в кишечник человека и изучить результаты.
«Когда я прочитал эту статью, я был очень взволнован, потому что я действительно думаю, что это новый рубеж в медицине», - говорит Аллен-Верко. «Мыслить нестандартно с точки зрения использования микробов в кишечнике для лечения заболеваний, которые традиционно не были связаны с кишечником, - это очень интересно, потому что мы думаем о вещах совершенно по-другому. Они действительно начали что-то здесь.
