Эмеран Майер

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

Переводчик В. Егоров

Научный редактор Е. Хиразова

Редактор В. Потапов

Руководитель проекта Д. Петушкова

Корректоры М. Миловидова, С. Чупахина

Компьютерная верстка А. Фоминов

Дизайн обложки Ю. Буга

© 2016 by Dr. Emeran Mayer

© Издание на русском языке, перевод, оформление. ООО «Альпина нон-фикшн», 2018

Все права защищены. Данная электронная книга предназначена исключительно для частного использования в личных (некоммерческих) целях. Электронная книга, ее части, фрагменты и элементы, включая текст, изображения и иное, не подлежат копированию и любому другому использованию без разрешения правообладателя. В частности, запрещено такое использование, в результате которого электронная книга, ее часть, фрагмент или элемент станут доступными ограниченному или неопределенному кругу лиц, в том числе посредством сети интернет, независимо от того, будет предоставляться доступ за плату или безвозмездно.

Копирование, воспроизведение и иное использование электронной книги, ее частей, фрагментов и элементов, выходящее за пределы частного использования в личных (некоммерческих) целях, без согласия правообладателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.

* * *

Мину и Дилану – настойчиво призывавшим меня прислушиваться к внутренним чувствам.

Моему наставнику Джону Уолшу, пробудившему интерес к коммуникации между мозгом и пищеварительным трактом

Часть I

Наше тело – разумный суперкомпьютер

Глава 1

Разум и тело действительно взаимодействуют друг с другом

Когда в 1970 г. я начинал изучать медицину, врачи относились к человеку как к сложной машине, состоящей из конечного числа независимо работающих узлов. Считалось, что эта машина прослужит примерно 75 лет, если о ней нормально заботиться и заправлять подходящим топливом. Как любой автомобиль высокого класса, она хорошо ездит, если только не попадала в аварии, не получала серьезных повреждений или тем более ее части не ломалась. Все, что нужно делать, чтобы избежать неприятных неожиданностей с машиной нашего организма, – проходить регулярные осмотры. А для устранения таких неотложных проблем, как инфекционные заболевания, случайные травмы или болезни сердца, у медицины в целом и хирургии в частности есть в наличии мощные инструменты.

Однако за последние 40–50 лет с нашим здоровьем стало твориться что-то неладное, причем на глубинном уровне, и поэтому прежняя модель здоровья, по всей видимости, уже не может ни объяснить причин кардинальных сбоев, ни тем более подсказать, как с ними справиться. Происходящее с организмом уже нельзя объяснить только неправильной работой одного органа или гена. Мы начинаем понимать, что на сложные регуляторные механизмы, помогающие нашему телу и мозгу адаптироваться к динамично меняющейся среде, влияют перемены в образе жизни. Эти механизмы не функционируют независимо друг от друга, а работают как части единого целого, образуя систему. Они регулируют потребление нами пищи, обмен веществ и вес, работу иммунной системы, а также развитие и здоровье головного мозга[1]. Только сейчас мы начинаем понимать, что желудочно-кишечный (ЖКТ, пищеварительный) тракт с живущими в нем микроорганизмами и сигнальными молекулами, которые они производят из своих генов, является одним из основных компонентов этих систем.

В этой книге я познакомлю вас с новым, революционным взглядом на то, как мозг, ЖКТ и триллионы обитающих в нем микроорганизмов (микробиота/микробиом[2]) взаимодействуют друг с другом, образуя условную ось. Особое внимание будет уделено роли этого взаимодействия в сохранении здоровья мозга и пищеварительной системы. Также будут показаны негативные последствия для здоровья этих двух органов, возникающие при нарушениях взаимодействия между ними, и предложены способы достижения оптимального здоровья за счет восстановления и оптимизации связей между мозгом и пищеварительным трактом.

Уже на студенческой скамье меня не устраивали доминирующие традиционные подходы к медицине. Изучая системы, органы и механизмы заболеваний, я не переставал удивляться тому, что головной мозг и его возможная роль в возникновении таких распространенных заболеваний, как язва желудка, гипертония или хронические боли, упоминались крайне редко. Во время врачебных обходов в больнице я видел многих пациентов, у кого даже самые тщательные диагностические исследования не помогли выявить причины возникновения симптомов. В основном они проявлялись как хронические боли – в животе, тазовой области и грудной клетке. Поэтому на третьем году обучения я решил, что буду писать дипломную работу по биологии взаимодействия головного мозга с организмом, надеясь, что это поможет мне лучше разобраться в причинах многих распространенных заболеваний. В течение нескольких месяцев я задавал вопросы профессорам, которые специализировались в лечении таких болезней. «Мистер Майер, – сказал мне как-то Карл, профессор кафедры внутренних болезней моего университета, – мы все знаем, насколько важную роль в хроническом заболевании играет психика. Но у нас нет ни одного научного способа, который позволил бы изучить это явление клинически. Поймите, у вас нет шансов написать дипломную работу на эту тему».

Модель болезни, которой следовал профессор Карл и остальные представители традиционной системы медицины, была хорошо приспособлена для описания механизма ряда острых заболеваний. Такие болезни возникали внезапно и/или продолжались недолго, как это случается при инфекциях, сердечных приступах или неотложных состояниях, требующих операций, например при воспалении аппендикса. Благодаря успехам в лечении таких болезней вера представителей современной медицины в традиционную модель только крепла. В тот период едва ли оставалось какое-нибудь инфекционное заболевание, которое нельзя было бы вылечить набирающими мощность антибиотиками. Считалось что новые хирургические методы могут справиться со многими болезнями: пришедшие в негодность части организма можно было удалить или заменить. Оставалось только выяснить оставшиеся, в том числе малейшие, детали общей конструкции машины нашего организма, которые обеспечивали функционирование ее отдельных узлов. Американская система здравоохранения, все больше и больше зависящая от развития новых технологий, активно поддерживала всеобщий оптимизм и веру в то, что в конце концов нам удастся справиться даже со смертельно опасными хроническими заболеваниями, в том числе с таким бичом человечества, как рак.

Когда президент Ричард Никсон в 1971 г. подписал закон о Национальной программе борьбы с раком (National Cancer Act of 1971), западная медицина вышла на очередные рубежи и стала пользоваться новой метафорой – из военной области. Рак стал врагом нации, а организм человека – полем битвы. Чтобы избавить организм от болезни, врачи взяли на вооружение стратегию выжженной земли: теперь они использовали токсичные химические вещества, назначали смертельно опасные дозы радиации и проводили хирургические операции, чтобы наносить по раковым клеткам все более мощные удары. До этого медицина успешно использовала подобную стратегию в борьбе с инфекционными заболеваниями, предлагая широкий спектр антибиотиков, причем таких, которые могли убивать многие виды полезных бактерий, чтобы в конце концов уничтожить болезнетворные. Пока победа в целом была на стороне медиков, сопутствующий ущерб стал считаться приемлемым риском.

В течение многих десятилетий именно эта механистическая и милитаристская модель болезни определяла главное направление медицинских исследований: считалось, что, если можно чинить поврежденные части машины, значит, проблема рано или поздно будет решена. При таком подходе не было никакой необходимости разбираться в первопричине сбоя. Эта философия привела к методам лечения высокого кровяного давления с использованием бета-блокаторов и антагонистов кальция, чтобы блокировать аберрантные (неверные) сигналы, идущие от мозга к сердцу и кровеносным сосудам, и к ингибиторам протонной помпы, которыми лечат язвы желудка и изжогу, подавляя избыточную выработку соляной кислоты в желудке. При этом ни лечащие врачи, ни исследователи никогда не обращали внимания на сбои в функционировании головного мозга, который как раз и является главной причиной всех этих проблем. Иногда подход не срабатывал, и тогда в качестве последнего средства медики прибегали к еще более радикальным воздействиям. Если, например, ингибитор протонного насоса не мог подавить язву, всегда можно было вырезать и весь блуждающий нерв – мощный пучок нервных волокон, который соединяет головной мозг с пищеварительным трактом.

Безусловно, некоторые из этих приемов терапии были очень успешными, поэтому на протяжении многих лет казалось, что ни медицинской системе, ни фармацевтической промышленности не нужно изменять свой подход к лечению. В те годы медицина не предпринимала особых попыток по-новому влиять на пациента, чтобы предупредить возникновение и развитие болезни. Например, сложилось мнение, что не нужно изучать роль головного мозга и сигналов, которые он посылает организму в период стресса или тяжелого душевного состояния. Первоначально использовавшиеся для лечения высокого кровяного давления, болезней сердца и язвы желудка средства постепенно были заменены гораздо более эффективными методами лечения, которые помогали спасать жизнь больных, ослабляли их страдания и к тому же обогащали фармацевтическую отрасль.

Однако в наше время прежние механистические подходы и выражающие их метафоры начинают давать сбои. И это легко объяснить. Транспортные средства сорокалетней давности (автомобили, корабли и самолеты), на аналогии с которыми опиралась традиционная модель болезни, не имели современных компьютеров, которые в наши дни играют ведущую роль в работе машин. Даже у космических кораблей «Аполлон», летавших на Луну, на борту были примитивные вычислительные устройства, в миллионы раз менее мощные, чем у нынешних айфонов. ЭВМ на ракетах тех лет можно сравнить с калькулятором компании Texas Instruments 1980-х годов! Неудивительно, что общепринятые тогда механистические модели болезни не подразумевали серьезного использования вычислительных возможностей – основы интеллекта. Иначе говоря, в этих моделях болезни не принимали во внимание головной мозг.

Однако параллельно с технологическими изменениями стали меняться и модели, которыми мы пользуемся для объяснения работы организма человека. Вычислительная мощность компьютеров росла в геометрической прогрессии. Автомобили фактически превратились в мобильные компьютеры на колесах, контролирующие и регулирующие работу узлов таким образом, чтобы обеспечить их правильное функционирование. В скором времени машины будут ездить вообще без участия человека. Наш прежний повышенный интерес к механике и двигателям уступил место новому увлечению – сбору и обработке информации. Машинная модель действительно послужила медицине в разработке способов лечения некоторых заболеваний. Но, когда дело доходит до понимания сущности хронических заболеваний и работы головного мозга, такая модель больше не может служить нам помощником.

Цена машинной модели

Традиционный взгляд на болезнь как на поломку отдельных частей сложного механического устройства, которую можно устранить с помощью лекарственного или хирургического вмешательства, вел к постоянному и значительному расширению масштабов отрасли здравоохранения. Начиная с 1970 г. в США расходы на здравоохранение в расчете на душу населения возросли более чем на 2000 %. Оплата деятельности этой гигантской сферы эквивалентна 20 % стоимости всех товаров, производимых в экономике США за год.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) в важном докладе, опубликованном в 2000 г., отметила, что американская система здравоохранения является самой затратной. По уровню эффективности она заняла разочаровывающе низкое – 37-е место – в рейтинге ВОЗ, а по общему состоянию здоровья населения – 72-е место среди исследованных 191 стран. Ненамного более высокой оказалась оценка и в последующем докладе Фонда Британского Содружества: по оценке Фонда, система здравоохранения США является самой дорогостоящей в расчете на душу населения среди 11 развитых стран Запада. Она почти вдвое дороже всех вместе взятых систем здравоохранения, исследованных этим Фондом, при этом по общему состоянию здоровья Соединенные Штаты оказались в этом рейтинге на последнем месте. Эти данные свидетельствуют об очень неприятном факте: несмотря на постоянно растущие расходы на здравоохранение, мы добились весьма незначительного прогресса в лечении такого хронического заболевания, связанного с головным мозгом и ЖКТ, как синдром раздраженного кишечника (СРК), или некоторых психических заболеваний – клинической депрессии, тревожно-депрессивного синдрома и нейродегенеративных заболеваний. Не объясняются ли неудачи в этой области тем, что модели, используемые для объяснения работы человеческого организма, устарели? С этим допущением соглашается все больше специалистов интегративной (холистической) медицины, специалистов медицины функциональных расстройств и даже ученых с традиционными взглядами. На горизонте явно обозначились перемены.

Загадочное ухудшение здоровья

Неспособность эффективно справляться со многими хроническими заболеваниями, включая синдром раздраженного кишечника, хронические боли и депрессии, – не единственный недостаток традиционной модели медицины, основанной на лечении отдельных болезней. С 1970-х гг. мы являемся свидетелями появления новых проблем со здоровьем – стремительного увеличения случаев ожирения и связанных с ним расстройств обмена веществ, роста числа таких аутоиммунных заболеваний, как воспалительные заболевания кишечника, астма и аллергии, а также заболеваний развивающегося и стареющего головного мозга – аутизма, болезней Альцгеймера и Паркинсона.

К примеру, уровень ожирения в США поднялся с 13 % (1972 г.) до 35 % населения (2012 г.). В настоящее время 154,7 млн взрослых американцев имеют избыточный вес или страдают ожирением, в том числе 17 % юных американцев в возрасте от 2 до 19 лет (каждый шестой). Каждый год из-за избыточного веса или ожирения в США умирают не менее 2,8 млн человек. Если рассматривать эту проблему в глобальном масштабе, то с избыточным весом и ожирением в мире связаны 44 % случаев диабета, 23 % случаев ишемической болезни сердца и от 7 до 41 % случаев некоторых видов рака. Если эпидемия ожирения продолжится, расходы на лечение людей, страдающих от болезней, связанных с ожирением, возрастут, по прогнозам, до ошеломляющей цифры – $620 млрд в год.

Мы все еще ищем причины внезапного обострения этих проблем со здоровьем, для большинства из них пока нет эффективных решений. Хотя продолжительность жизни в Соединенных Штатах, как и во многих других развитых странах, растет, мы далеко отстаем от государств-лидеров по показателям физического и психического здоровья людей, особенно в последние десятилетия их жизни. За общее увеличение числа прожитых лет мы расплачиваемся снижением качества жизни в пожилом возрасте.

Эти острые вызовы показали, что пришло время обновить доминирующую модель работы человеческого организма, чтобы понять, как он на самом деле функционирует, как обеспечить его оптимальную работу и как безопасно и эффективно устранять возникающие сбои и неполадки. Мы больше не можем соглашаться с такой высокой ценой и долгосрочным ущербом, который приносит следование устаревшей модели лечения болезней.

До сих пор мы в основном игнорировали критическую роль двух самых сложных и важных, если говорить о поддержании общего состояния здоровья, систем нашего организма: желудочно-кишечной (пищеварительной) и центральной нервной (головного мозга). Связь между работой мозга и тела – совсем не миф, это биологический факт и важное звено, необходимое для понимания того, как поддерживать здоровье организма в целом.

Пищеварительная система как суперкомпьютер

На протяжении десятилетий наше понимание механизма работы пищеварительной системы было основано на механистической модели: весь организм считали чем-то вроде машины, а кишечник в основном рассматривали как старомодное устройство, которое работало по принципам парового двигателя XIX в. В соответствии с этой моделью мы ели – жевали и глотали пищу, затем в желудке она дробилась на части при помощи механического измельчителя, которому помогала соляная кислота в составе желудочного сока. После этого гомогенизированная пища поступала в тонкую кишку, в которой из нее извлекались калории и питательные вещества, а непереваренная часть отправлялась в толстую кишку, которая распоряжалась тем, что оставалось. В конце концов остатки выводились из организма. Эта понятная всем метафора промышленного века влияла на представления о медицине многих поколений врачей, включая современных гастроэнтерологов и хирургов. Считалось, что неправильно функционирующие части пищеварительного тракта можно легко обойти или удалить, а некоторые даже поменять местами (перекомпоновать), что приведет к снижению веса. Мы стали искусными мастерами в выполнении таких операций, теперь их уже делают через эндоскоп, не прибегая к традиционным хирургическим приемам.

Как теперь выясняется, это слишком упрощенная модель: медики по-прежнему считают пищеварительную систему частью организма, которая в значительной степени не зависит от головного мозга. Однако стало известно, что эти два органа неразрывно связаны друг с другом. Такое понимание нашло отражение в концепции оси, соединяющей желудочно-кишечный тракт с головным мозгом. Если исходить из этой концепции, наша пищеварительная система – гораздо более тонкий, сложный и мощный механизм, чем мы полагали прежде. Новейшие исследования позволяют предположить, что благодаря тесному взаимодействию микроорганизмов желудочно-кишечный тракт может влиять на наши эмоции, восприятие боли, социальные контакты и на многие наши решения, не ограничиваясь вопросами пищевых предпочтений и размерами поглощаемой порции. Верность бытовых выражений вроде «нутром чуять» подтверждается нейробиологическими данными. Сложные связи между ЖКТ и головным мозгом, как выяснилось, играют важную роль в принятии и других, в том числе важнейших, жизненных решений.

Связь между пищеварительной системой и мозгом должна быть предметом изучения не только психологов, поскольку она проявляется не только «в головах» людей. Ось взаимодействия образуют анатомические соединения, к тому же биологические сигналы передаются через кровоток. Однако прежде чем углубиться в эти материи, давайте сделаем шаг назад и внимательно приглядимся к нашей пищеварительной системе (она же ЖКТ), которая устроена гораздо сложнее, чем просто машины для переработки пищи.

Желудочно-кишечный тракт обладает возможностями, превосходящими показатели работы всех других органов нашего тела, он может даже соперничать с головным мозгом. В ЖКТ есть собственная нервная система (энтеральная, ЭНС), которую в популярных статьях нередко называют «вторым мозгом». Она состоит из 50–100 млн нервных клеток, что примерно равно числу клеток спинного мозга.

Находящиеся в ЖКТ иммунные клетки – это значительная часть иммунной системы человека. Для сравнения: в стенке пищеварительного тракта их больше, чем в крови или в костном мозге. Есть весомая причина, объясняющая такое скопление иммунных клеток в этом месте: желудочно-кишечный тракт первым подвергается воздействию потенциально смертельных микроорганизмов, содержащихся в продуктах, которые мы едим. Иммунная система, сосредоточенная в ЖКТ, способна обнаруживать и уничтожать отдельные виды опасных бактерий, попадающих в пищеварительную систему с загрязненной пищей или водой. Интересно, что этот редут обороны защищает нас, выявляя небольшое количество потенциально смертоносных бактерий из невероятного множества – триллиона – полезных микроорганизмов, которые живут в ЖКТ и образуют его микробиоту. Постоянное выполнение этой сложной функции иммунными клетками гарантирует нам жизнь в полной гармонии с микробиотой ЖКТ.

Оболочка пищеварительного тракта выстлана огромным числом специализированных эндокринных клеток. Они содержат до 20 различных типов гормонов, которые при необходимости могут быть выпущены в кровоток. Если собрать эти клетки вместе, их вес превысил бы вес всех остальных эндокринных органов – половых желез, щитовидной железы, гипофиза и надпочечников – вместе взятых.

Желудочно-кишечный тракт также является крупнейшим хранилищем серотонина: в нем сосредоточено 95 % этого важного гормона, имеющегося в организме.

Серотонин – сигнальная молекула, играющая важную роль во взаимодействии мозга и ЖКТ. Серотонин нужен не только для нормальной работы ЖКТ, например для его скоординированных сокращений, продвигающих пищу по пищеварительному тракту, но и для осуществления таких жизненно важных функций, как сон, аппетит, болевая чувствительность и даже настроение и общее самочувствие. Эта активно участвующая в регулировании нескольких систем головного мозга сигнальная молекула является основной мишенью для большого класса антидепрессантов – ингибиторов обратного захвата серотонина.

Но если единственная функция ЖКТ состоит в управлении пищеварением, тогда зачем в составе его тканей имеется уникальная совокупность специализированных клеток и сигнальных систем? Один из вариантов ответа на этот вопрос может подсказать не слишком пока известная функция ЖКТ – он представляет собой огромный сенсорный орган, имеющий самую большую из всех органов тела поверхность. Если развернуть пищеварительный тракт, он будет размером с баскетбольную площадку, и эта поверхность усеяна тысячами датчиков, которые обрабатывают огромный объем информации, содержащейся в пище. Они делают это при помощи сигнальных молекул, распознающих свойства пищи – сладкая она или горькая, горячая или холодная, острая или нейтральная на вкус.

Пищеварительная система соединена с головным мозгом толстыми пучками нервов, по которым информация может передаваться в обоих направлениях, а также каналами связи через кровоток: гормоны и воспалительные сигнальные молекулы, создаваемые в ЖКТ, доводят сигналы до мозга, а гормоны, вырабатываемые мозгом, передают сигналы различным клеткам ЖКТ – гладким мышцам, нервам и иммунным клеткам, меняя характер их функционирования. Сигналы, поступающие из пищеварительного тракта в головной мозг, не только создают в нем разные ощущения, вроде насыщения после плотной еды, тошноты, дискомфорта и чувства удовлетворения, но и вызывают ответные реакции головного мозга – сигналы, которые мозг отправляет обратно в ЖКТ, чтобы тот отреагировал определенным образом. При этом сам мозг эти ощущения не забывает. В его обширных базах данных хранятся внутренние висцеральные ощущения, к которым впоследствии при принятии решений может быть обеспечен доступ. В конечном счете то, что ощущает наш желудочно-кишечный тракт, влияет не только на принимаемые решения: что нам есть, пить и с кем проводить время, но и на то, как мы оцениваем важную информацию, выступая в роли работников, членов жюри и руководителей.

В китайской философии есть концепция инь и ян, согласно которой противодействующие или противоположные силы можно рассматривать как дополняющие и взаимосвязанные, из взаимодействия которых появляется единое целое. Изучая связи мозга с пищеварительным трактом, можно рассматривать внутренние ощущения как инь, а внутренние реакции – как ян. Связь мозга с ЖКТ подобна связи между инь и ян – они являются двумя взаимодополняющими сторонами одной сущности. И внутренние ощущения, и внутренние реакции – различные аспекты одной и той же действующей в обоих направлениях сети, которую составляют головной мозг и пищеварительный тракт. Она чрезвычайно важна для нашего самочувствия, эмоций и способности принимать интуитивные решения.

Открытие кишечного микробиома

На протяжении нескольких десятилетий мало кто следил за изучением взаимодействия между мозгом и ЖКТ, однако в последние годы такие исследования заняли центральное место. Это смещение акцентов во многом можно объяснить экспоненциальным увеличением объема знаний и данных о бактериях, архебактериях (археях), то есть о сообществе древних микроорганизмов, грибов и вирусов, которые обитают внутри пищеварительного тракта и в совокупности называются кишечной микробиотой. Численность этих невидимых микроорганизмов огромна: в ЖКТ обитает в 100 000 раз больше микроорганизмов, чем людей на Земле. Мы узнали об их существовании около 300 лет назад, когда голландский ученый Антони ван Левенгук усовершенствовал устройство микроскопа. Взглянув в окуляр на соскобы, взятые с зубов, он увидел живые микроорганизмы. Левенгук назвал их микроскопическими организмами (парамециями, animalcules).

С тех пор прогресс принес огромные технологические изменения, позволяющие нам точнее выявлять и описывать такие микроорганизмы, и большая часть этих достижений выпала на последнее десятилетие. Главную роль в столь бурном прогрессе сыграл проект «Микробиом человека» (The Human Microbiome Project), выполнение которого началось в октябре 2007 г. по инициативе Национального института здравоохранения США (U. S. National Institute of Health) с целью определения и описания микроорганизмов, сосуществующих с людьми. Этот проект был призван выяснить состав микробных компонентов нашего генетического и метаболического ландшафта и понять, как они способствуют поддержанию нормального состояния нашего организма и формированию предрасположенности к заболеваниям.

В последнее десятилетие микробиота ЖКТ стала объектом изучения почти во всех областях медицины, включая далекие друг от друга психиатрию и хирургию. В нашем мире невидимые сообщества микроорганизмов обитают повсюду – в растениях, животных, почве, жерлах глубоководных вулканов и верхних слоях атмосферы, поэтому ими увлеклись ученые, которые изучают микроорганизмы, живущие в океанах, почвах и лесах. Ажиотаж охватил даже Белый дом, который в 2015 г. собрал ученых со всего мира, чтобы они совместно изучили влияние микроорганизмов на климат, обеспечение продовольствием и здоровье человека. На момент написания этих строк президент США Барак Обама планировал 13 мая 2016 г. объявить о начале реализации национального проекта «Микробиомная инициатива» (Microbiome Initiative) – аналога запущенной в 2014 г. инициативы BRAIN[3], в рамках которой были выделены миллиарды долларов на исследования головного мозга человека.

Польза, которую кишечная микробиота приносит человеку, многообразна. Больше всего исследовано и подтверждено ее участие в переваривании компонентов пищи, с которыми кишечник не может справиться самостоятельно; в регулировании обмена веществ во внутренних органах, переработке и обезвреживании опасных веществ, попадающих в организм с пищей; в тренировке иммунной системы и регулировании ее деятельности; предотвращении вторжения и развития опасных биологических патогенов. С другой стороны, нарушения и изменения в кишечном микробиоме (микробиоте ЖКТ в совокупности с ее генами и геномами) оборачиваются широким спектром болезней (воспалительные заболевания кишечника, вызванная приемом антибиотиков диарея, астма). Такие сбои даже могут повлиять на возникновение расстройств аутистического типа и таких нейродегенеративных заболеваний головного мозга, как болезнь Паркинсона.

С помощью новых технологий мы обнаруживаем и описываем различные популяции микроорганизмов, живущих на коже, лице, в ноздрях, полости рта, на губах, веках и даже между зубами. Однако местом обитания самых крупных популяций микроорганизмов является желудочно-кишечный тракт, в частности толстая кишка. В почти лишенном кислорода пищеварительном тракте человека обитают более 100 трлн микроорганизмов – примерно столько же, сколько имеется всех клеток в организме человека, включая эритроциты. Это означает, что в нашем организме только 10 % клеток являются собственно человеческими. (Если включить в эту категорию красные кровяные тельца, эритроциты, доля может оказаться выше – около 50 %.) Если собрать вместе все кишечные микроорганизмы человека и представить их в виде одного органа тела, его вес составит 900–2700 г, что вполне сопоставимо с весом головного мозга (около 1200 г). Понятно, почему кишечный микробиом иногда называют «забытым органом». В его состав входят 1000 видов бактерий, имеющих более 7 млн генов – до 360 генов бактерий на каждый человеческий ген. Из этого следует, что к человеческим по своему происхождению относится менее 1 % всех человеческих и микробных генов (так называемый хологеном, hologenome).

Все эти гены дают микроорганизмам не только огромный потенциал для производства молекул, посредством которых микробиом может взаимодействовать с нами, но и предоставляют впечатляющие возможности вариаций. Кишечная микробиота каждого человека уникальна, состав штаммов и видов составляющих микроорганизмов широко варьирует. То, какие микроорганизмы обитают в каждом конкретном пищеварительном тракте, зависит от многих факторов, в том числе от ваших генов, от микробиоты матери, которую человек в какой-то степени заимствует при рождении, от микроорганизмов, имеющихся у других членов семьи, входящих в контакт с ребенком, от диеты, от работы головного мозга и состояния сознания конкретного человека.

Чтобы в полной мере осознать важнейшую роль, которую микроорганизмы играют в наших телах, следует помнить, откуда они пришли и как связаны с нами, людьми. Об истории этой эволюции в своей книге «Пропавшие микроорганизмы» (Missing Microbes) прекрасно рассказывает Мартин Блейзер.

На протяжении примерно трех миллиардов лет единственными живыми обитателями на Земле были бактерии. Они заполняли собой каждый клочок земли, каплю воздуха и воды и способствовали осуществлению химических реакций, результаты которых создавали условия для эволюции многоклеточной жизни. Медленно, путем проб и ошибок в течение необъятного по продолжительности времени они изобрели сложные и надежные системы обратной связи, в том числе и наиболее эффективный язык, который до сих пор опосредует всю жизнь на Земле.

Все, что мы уже знаем о микробиоте кишечника, ставит под сомнение ряд традиционных научных воззрений. Это одна из причин того интереса и споров, которые эта тема породила в академической среде и в средствах массовой информации. Эти сомнения и дискуссии в свою очередь стали причиной того, почему некоторые люди задают в настоящее время более серьезные, философские вопросы о влиянии микробиома на жизнь человека. Не является ли наш организм всего лишь транспортным средством для живущих в нем микроорганизмов? Не манипулируют ли они нашим мозгом, заставляя нас искать и потреблять продукты, которые лучше всего подходят для них? Может ли тот факт, что численность нечеловеческих клеток превосходит число живущих на Земле людей, изменить нашу концепцию человеческой личности?

На кого-то подобные философские рассуждения, безусловно, производят впечатление, но современная наука их не поддерживает. Что, однако, не делает менее серьезными последствия открытий, которые сделали ученые, занимающиеся человеческим микробиомом, за последнее десятилетие. Хотя мы находимся в самом начале пути, открывающегося в результате этих исследований, мы больше не можем считать себя единственным интеллектуальным продуктом эволюции, отличающимся от всех других живых существ на планете. Подобно тому как революция Коперника в XVI в. коренным образом изменила понимание нашего положения в солнечной системе, а революционная теория эволюции Дарвина в XIX в. навсегда изменила место людей в животном царстве, наука о микробиоме человека заставляет нас переосмыслить нашу позицию на планете. Согласно новой науке о микробиоме, мы, люди, фактически являемся суперорганизмами, состоящими из неотделимо связанных между собой человеческих и микробных компонентов, чье выживание напрямую зависит один от другого. Может быть, больше всего в этом открытии нас беспокоит тот факт, что микробные составляющие вносят гораздо более весомый вклад в функционирование этого суперорганизма, чем собственно человеческие. Поскольку наша микробная составляющая через общую биологическую систему тесно связана с различными микробиомами почвы, воздуха, океанов, а микроорганизмы живут в симбиозе почти со всеми другими живыми существами, мы оказываемся прочно и неразрывно вплетены в общую паутину жизни на Земле. Новая концепция микробного суперорганизма уже серьезно повлияла на понимание нашей роли на земле и многих аспектов здоровья и болезни.

Когда связь между ЖКТ, микробиотой и мозгом выходит из равновесия

Здоровье любой экосистемы можно выразить через уровень ее устойчивости и гибкости (способности к самовосстановлению) при воздействии поражающих факторов и возникновении отклонений. Основными факторами, от которых зависит сохранение здоровья экосистемы, являются разнообразие и обилие составляющих ее организмов. То же самое верно в отношении экосистемы кишечной микробиоты. Появляется все больше доказательств того, что развиваются расстройства сообщества кишечных микроорганизмов, которые выводят эту экосистему из здорового стабильного состояния, в результате чего возникают расстройства кишечника (состояние, называемое дисбиозом[4]). Так, сообщалось, что одно из самых серьезных и наиболее выраженных состояний дисбиоза наблюдалось у небольшого числа пациентов, которых в больницах лечили антибиотиками. После этого лечения у них начались сильная диарея и воспалительные поражения кишечника. Такие заболевания, как псевдомембранозные колиты, развиваются, когда лечение антибиотиком широкого спектра действия приводит к значительному снижению разнообразия и количества нормальной кишечной микробиоты, что облегчает вторжение в организм патогенной Clostridium difficile – разновидности анаэробных грамположительных бактерий рода C. difficile. Еще одним подтверждением важности разнообразия микроорганизмов для здоровья кишечника является наблюдение, согласно которому воспаление толстой кишки можно быстро вылечить, если восстановить нарушившуюся структуру микробиоты кишечника. Единственным доступным сейчас способом восстановить разнообразие микробиоты у таких пациентов является перенос неповрежденной фекальной микробиоты от здорового донора в кишечник пациента. Это лечение, известное под названием «трансплантация фекальной микробиоты», приводит к почти чудесному восстановлению собственного состава микробиоты. Подробнее об этом новом типе лечения мы расскажем несколько позже.

В то же время гораздо меньше стали понятны степень влияния и истинная роль состояния дисбиоза в возникновении патофизиологии других хронических заболеваний пищеварительного тракта (неспецифический язвенный колит, болезнь Крона, синдром раздраженного кишечника), относящихся к расстройствам связи между головным мозгом и ЖКТ. Здесь еще много неясного. В мире от выраженного СРК, нарушений функций кишечника, болей и дискомфорта в животе страдает около 15 % населения. Ряд исследований показывает, что у части пациентов наблюдаются изменения в сообществах микроорганизмов в ЖКТ, но пока не ясно, какие из доступных методов восстановления баланса кишечной микробиоты (прием антибиотиков, пробиотиков, специальная диета или трансплантация фекальной микробиоты) лучше всего подходят конкретным пациентам.

Растущая роль микроорганизмов

Еще несколько лет назад все рассказанное выше было бы воспринято как научная фантастика. Однако новые открытия ученых подтверждают, что наш мозг, ЖКТ и населяющие его микроорганизмы общаются друг с другом на общем биологическом языке. Но как эти невидимые существа могут что-то нам говорить? Как мы можем их услышать, как вообще возможно такое общение?

Микроорганизмы обитают не только в содержимом нашего кишечника, многие их них располагаются в тончайших слоях слизи и клеток, которые выстилают внутреннюю оболочку ЖКТ. В этой уникальной среде обитания микроорганизмы почти неотделимы от иммунных клеток пищеварительной системы и многочисленных клеточных датчиков, которые декодируют ощущения, возникающие в ЖКТ. Другими словами, эти микроорганизмы живут в тесном контакте с основными системами сбора информации в организме. Такое расположение позволяет им вслушиваться в сигналы головного мозга, которые он посылает пищеварительному тракту: например, о том, насколько глубоко вы переживаете стресс или, наоборот, чувство счастья, испытываете ли вы беспокойство или гнев, причем даже тогда, когда вы сами не в полной мере осознаете свое эмоциональное состояние. Но микроорганизмы не ограничиваются прослушиванием этой информации. Это кажется невероятным, но они занимают позицию, позволяющую влиять на наши эмоции, генерируя и модулируя сигналы из ЖКТ и посылая их обратно в головной мозг. То, что начинается в мозге как эмоции, влияет на ЖКТ и генерируемые его микробиотой сигналы, и эти видоизмененные сигналы вновь направляются в мозг, усиливая, а иногда продлевая какое-то эмоциональное состояние.

Когда около десяти лет назад в научной литературе появились первые публикации на эту тему – в основном связанные с исследованиями на животных, – я был настроен скептически и по поводу их результатов, и по поводу их перспектив. Эти результаты тогда казались мне слишком далекими – они выходили за пределы общепринятой в то время точки зрения. Однако после того как наша исследовательская группа в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе под руководством Кирстен Тиллич завершила собственное исследование здоровых людей, мы смогли подтвердить результаты исследований на животных. После этого я решил глубже изучить вопрос о том, может ли взаимодействие между микробиотой ЖКТ и мозгом влиять на фоновые эмоции, социальные отношения и даже на нашу способность принимать решения. Неужели именно правильный баланс микроорганизмов является условием психического здоровья? Не вызывает ли нарушение связей между мозгом и ЖКТ риск развития хронических заболеваний головного мозга? Эти вопросы волнуют не только исследователей, но и далеких от науки людей, ведь заболевания головного мозга – это человеческие страдания и высокие расходы на здравоохранение, вот почему важно глубже разобраться в связях между ЖКТ и мозгом.

Статистика показывает, что в настоящее время быстро растет число расстройств аутистического спектра (РАС) – с 4,5 случая на 10 000 детей в 1966 г. до 1 на 68 детей в возрасте 8 лет в 2010 г. По данным National Health Interview Survey за 2014 г., диагноз расстройств аутистического спектра в тот или иной период жизни ставят почти 2,2 % детей в США, из этого можно предположить, что частота заболевания уже достигла показателя 1 на 58 детей. В какой-то мере такой рост можно объяснить большей осведомленностью людей о РАС и новыми диагностическими критериями, но имеющиеся данные свидетельствуют также о том, что частота появления расстройств аутистического спектра только за последнее десятилетие возросла по меньшей мере вдвое.

Одновременно с увеличением случаев РАС участились и случаи других заболеваний, связанных с изменением кишечной микробиоты, в частности аутоиммунные и метаболические расстройства. Такой синхронизм заставляет предположить, что в основе всех этих заболеваний лежит общий механизм, связанный с происходящим на протяжении последних 50 лет изменением микробиоты ЖКТ. Возможные причины этого изменения объясняли переменами в образе жизни, диетой и широким применением антибиотиков. Вероятность того, что такие связи действительно существуют, подтвердили недавние исследования на животных. Кроме того, недавно были начаты исследования связей между изменениями микробиоты ЖКТ и отклонениями в поведении.

Одновременно растет число нейродегенеративных расстройств. В промышленно развитых странах от болезни Паркинсона страдает один из ста человек старше 60 лет. В США ей болеют по крайней мере полмиллиона человек, причем каждый год диагностируется еще около 50 000 новых случаев заболевания. По оценкам, к 2030 г. число случаев заболевания болезнью Паркинсона удвоится, однако истинный показатель ее распространения трудно оценить, поскольку болезнь обычно не диагностируется по классическим неврологическим симптомам до тех пор, пока она не заходит слишком далеко. Недавние исследования показали, что в энтеральной нервной системе нервы претерпевают типичную для болезни Паркинсона дегенерацию задолго до появления классических симптомов этого заболевания, а сама болезнь сопровождается изменениями состава микробиоты ЖКТ.

Следует также учесть, что в 2013 г. 5 млн американцев жили с болезнью Альцгеймера, а к 2050 г. их число, по прогнозам, вырастет почти в три раза – до 14 млн человек. Симптомы болезни Альцгеймера впервые появляются после 60 лет, а это типичный возраст возникновения болезни Паркинсона, причем с возрастом риск заболевания возрастает. После 65 лет заболеваемость болезнью Альцгеймера удваивается с увеличением возраста на каждые 5 лет. Экономические издержки, связанные с этим заболеванием, уже сейчас очень велики, а если нынешние тенденции сохранятся, ожидается, что к 2050 г. достигнут $1,1 трлн в год. Могут ли изменения в функционировании микробиоты ЖКТ, происходящие на протяжении всей жизни человека, каким-то образом вызывать возникновение двух этих нейродегенеративных расстройств, наступающих примерно в одном и том же возрасте?

Состояние кишечной микробиоты также связывают с депрессией, которая является второй по важности причиной инвалидности в США. Чаще всего для лечения депрессии назначаются так называемые селективные ингибиторы обратного захвата серотонина – прозак (Prozaс), паксил (Paxil) и селекса (Celexa). Эти препараты повышают активность сигнальной системы серотонина, которая, как долго считали психиатры, обнаруживается исключительно в головном мозге. Однако теперь мы знаем, что на самом деле 95 % серотонина в организме содержатся в специализированных клетках ЖКТ, и на эти содержащие серотонин клетки оказывают влияние еда, которую мы поглощаем, химические вещества, выделяемые некоторыми видами кишечных микроорганизмов, а также сигналы, которые посылает им головной мозг, сообщая о нашем эмоциональном состоянии. Самое замечательное, что эти клетки тесно связаны с центростремительными (афферентными) нервами, по которым сигналы передаются обратно, в центры мозга, регулирующие эмоции, что делает их важными узлами оси головной мозг – ЖКТ. Благодаря своему стратегическому положению кишечные микроорганизмы и их метаболиты, вероятно, играют важную, хотя в целом пока недоказанную роль в развитии депрессии, а также ее тяжести и продолжительности. Ситуация интригующая: если это подтвердят контролируемые клинические исследования, могут открыться возможности для разработки более эффективных методов лечения, в том числе конкретных диетических рекомендаций.

В этой книге мы познакомимся с новыми данными, которые позволяют связать друг с другом некоторые разрушительные заболевания головного мозга и распространенные сбои взаимодействия по оси головной мозг – ЖКТ с нарушениями коммуникации кишечной микробиоты с головным мозгом и с тем, как на нее могут влиять наш образ жизни и диета.

Ты – то, что ты ешь, но только пока подсчитываешь микроорганизмы ЖКТ

«Скажи мне, что ты ешь, и я скажу тебе, кто ты», – писал Жан Антельм Брилья-Саварен, французский юрист, врач и автор книги по физиологии вкуса, оказавшей в XIX в. большое влияние на читателей. Этот знаток высокой кухни, в честь которого названы сыр и торт «Саварен», первым высказал несколько серьезных предположений о взаимосвязи между диетой, ожирением и расстройствами пищеварения. Однако в 1826 г., когда он об этом писал, Саварен еще не мог знать, что в качестве посредников процесса влияния пищи на наше психическое самочувствие и важные функции головного мозга выступают микроорганизмы ЖКТ. Фактически кишечная микробиота, находящаяся на границе раздела между пищеварительной и нервной системами, занимает стратегическую позицию, позволяющую ей связывать наше физическое и психическое самочувствие с тем, что мы едим и пьем, а это в свою очередь связывает наши чувства и эмоции с переработкой пищи.

Каждую миллисекунду желудочно-кишечный тракт собирает информацию о еде и среде. Он занят этим 24 часа в сутки и семь дней в неделю, даже когда вы спите. Большая часть процесса сбора этой информации происходит в желудке и начале тонкой кишки, где обитает лишь небольшое количество микроорганизмов и где их участие в диалоге между ЖКТ и головным мозгом, вероятно, является незначительным. Однако затем триллионы микроорганизмов, живущих в толстой кишке, перерабатывают оставшиеся компоненты пищи, в результате чего появляется огромное количество молекул, которые добавляют этому процессу новое измерение. Как известно из экспериментов на животных, отсутствие микроорганизмов в ЖКТ совместимо с жизнью, включая поддержание процессов пищеварения и усвоения питательных веществ, но только до тех пор, пока вы находитесь в среде, свободной от патогенных микроорганизмов. Как мы теперь уже знаем, серьезно нарушается развитие мозга лишенных микроорганизмов мышей, крыс и даже лошадей и, в частности, областей мозга, участвующих в регулировании эмоций. За существование в стерильной среде приходится расплачиваться отклонениями в развитии головного мозга.

От пищи, которую мы едим, зависит благополучие кишечной микробиоты: составляющие ее микроорганизмы в той или иной степени формируют свои пищевые предпочтения на протяжении нескольких первых лет нашей жизни. Тем не менее независимо от первоначального программирования эти микроорганизмы могут переварить практически все, чем вы их кормите, независимо от того, всеядны вы или, допустим, являетесь вегетарианцем, употребляющим рыбу и морепродукты. Чем бы вы ни кормили микроорганизмы ЖКТ, они используют огромное количество информации, хранящейся в миллионах своих генов, чтобы преобразовать частично переваренную пищу в сотни тысяч метаболитов. И хотя мы только начинаем понимать, как метаболиты влияют на организм, уже доказано, что некоторые из них серьезно воздействуют на желудочно-кишечный тракт, включая его нервы и иммунные клетки. Другие метаболиты попадают в кровь и участвуют в передаче сигналов на бо́льшие расстояния, влияя на все органы тела, включая головной мозг. Особенно важная роль этих молекул, производимых микроорганизмами, состоит в их способности вызывать состояние слабого воспаления в органах, которые служат для них мишенями. Затем эти воспалительные процессы могут проявиться в виде ожирения, болезней сердца, хронических болей и дегенеративных заболеваний головного мозга. Роль воспалительных молекул и их влияние на определенные участки мозга, вполне вероятно, помогут нам лучше понять природу многих заболеваний головного мозга.

В чем важность этих открытий для здоровья?

Уже очевидно, что формирующаяся наука о коммуникациях между ЖКТ и головным мозгом за последние несколько лет стала одной из самых актуальных тем и для ученых, и для средств массовой информации. Кто бы мог еще недавно поверить, что простая пересадка фекальных гранул, содержащих кишечную микробиоту мыши-экстраверта, может заметно изменить поведение робких мышей и те начнут вести себя как мыши – доноры микробиоты? Или что в эксперименте с пересадкой фекальных масс от тучных мышей с избыточным аппетитом их тощие сородичи также быстро обретут избыточный аппетит? Или что потребление здоровыми женщинами в течение месяца йогуртов с повышенным содержанием пробиотика может ослабить реакцию головного мозга на негативные эмоциональные стимулы?

Новые знания об оси микробиом – головной мозг и ее связи с пищей, которую мы едим, показывают, как именно взаимодействуют наш разум, головной мозг и кишечный микробиом. Это взаимодействие может сделать нас уязвимыми, и мы чаще будем болеть, а может помочь достигнуть оптимального здоровья. Можно сделать еще более революционный вывод: мы только начинаем по-новому понимать природу болезней, здоровья и психического благополучия. Это новое понимание основано на экологическом подходе к организму человека и особенно на понимании того, что бессчетные взаимосвязанные участники коммуникации, живущие в головном мозге и ЖКТ, обеспечивают нам стабильное здоровье и устойчивость к болезням.

Это новое понимание задает новые требования к системе здравоохранения. Мы хотим, чтобы она отказалась от устаревших представлений об организме как о механизме, в котором можно выделить отдельные части, и перешла к его восприятию как взаимосвязанной экологической системы, которая обеспечивает стабильность и устойчивость к возмущениям за счет разнообразия ее элементов. Как утверждал один известный ученый, нам нужно прекратить воевать против отдельных клеток или микроорганизмов и начать относиться к микробиоте ЖКТ как к смотрителю заповедника, который помогает сохранять биоразнообразие сложной экосистемы. Эта смена парадигмы имеет большое значение, такой подход помогает сохранять пищеварительную систему, а следовательно, и нас самих в состоянии, способном надежно противостоять болезням. Вероятно, это новое понимание поможет отыскать новые пути лечения и профилактики болезней, от которых страдают миллионы американцев.

Пришло время наделить себя полномочиями, благодаря которым мы станем инженерами собственной внутренней экосистемы, наших организмов, тел и сознания. Однако для этого необходимо понять, как головной мозг общается с ЖКТ, а ЖКТ разговаривает с мозгом и как на их диалог влияет микробиота. С новыми научными данными об этих системах связи вы познакомитесь на следующих страницах. И если мне удастся объяснить, как происходят эти взаимодействия, то к концу книги вы станете иначе смотреть и на себя, и на окружающий мир.

Глава 2

Как головной мозг общается с пищеварительным трактом

Представьте, что вы едете по шоссе и какой-то водитель внезапно обгоняет вас и резко тормозит прямо перед вашей машиной. Вам чудом удается затормозить, чтобы не врезаться в неожиданно появившееся перед вами препятствие, вас выносит на соседнюю полосу, и тут вы видите смеющееся лицо «подрезавшего» вас лихача. Мышцы шеи начинают напрягаться, вы стискиваете зубы, сжимаете губы, на лбу появляется межбровная складка. Сидящая рядом жена видит, что вы охвачены гневом. Для контраста представьте себя в подавленном состоянии. Лицо в это время становится обмякшим, взгляд потухает, и это ваше состояние сразу же также бросается в глаза окружающим.

Способность замечать эмоции на лицах других людей кажется нам совершенно естественной. Это умение помогает преодолевать языковые, расовые, культурные, национальные барьеры и даже видовые – мы ведь можем распознать, злая ли перед нами собака и испугалась ли ее кошка. Природа запрограммировала людей таким образом, чтобы они умели легко распознавать различные эмоции и соответствующим образом – правильно – оценивали различные эмоциональные реакции. Ваши эмоции видны окружающим, потому что мозг отправляет определенный набор сигналов множеству мелких мышц лица. Это означает, что каждой эмоции отвечает свое, характерное и соответствующее ей выражение лица. И окружающие могут мгновенно определить смысл этого выражения. Каждый из нас в этом отношении является настоящей открытой книгой.

Чего мы никогда не видим – это как проявляет эти эмоции наш пищеварительный тракт. Когда вы кипите от негодования, оказавшись на дороге в пробке, головной мозг посылает совокупность сигналов ЖКТ и мышцам лица. Те так же резко реагируют на поступающие сигналы. Когда вы негодуете на водителя, который вас «подрезал», ваш желудок начинает энергично сокращаться, что приводит к увеличению выработки соляной кислоты и замедлению процесса удаления съеденного на завтрак омлета. При этом кишечник сжимается и выделяет слизь и пищеварительные соки. Похожая, хотя и отличающаяся в некоторых деталях картина имеет место, когда вы беспокоитесь или расстроены. А вот когда вы подавлены, ЖКТ вряд ли вообще совершает какие-то движения. По сути, как мы теперь знаем, пищеварительный тракт отражает любые эмоции, которые возникают в головном мозге.

Работа этих нейронных цепочек влияет и на другие органы, результатом чего становится скоординированная реакция организма на переживаемые эмоции. Например, когда вы находитесь в состоянии стресса, учащается пульс и напрягаются мышцы шеи и плеч, если же вы расслаблены, реакции противоположные. Однако с ЖКТ мозг связан больше, чем с любым другим органом: «контактные провода» в этом случае оказываются самыми толстыми и широко разветвленными. Так как люди всегда ощущали отражение своих эмоций в пищеварительной системе, в языке бытует масса выражений, отражающих эту связь. Каждый раз, когда желудок скручивает в узел или в нем летают бабочки, когда вы испытываете непривычные ощущения или раздражены больше обычного, это результат включения генерирующих эмоции нейронных цепей головного мозга. Эмоции, мозг и ЖКТ уникальным образом связаны между собой.

Когда пациент с аномальными реакциями кишечника обращается за помощью к врачам и после эндоскопии у него не обнаруживается ничего серьезного, например воспаления кишечника или опухоли, врачи часто не пытаются анализировать симптомы. Разочарованные тем, что не в состоянии реально облегчить страдания пациента, медики чаще всего назначают лечебные диеты, пробиотики или таблетки, чтобы нормализовать опорожнение кишечника, и не занимаются причиной аномальной реакции ЖКТ.

Если бы и врачи, и пациенты понимали, что пищеварительный тракт на самом деле представляет собой театр, на сцене которого разыгрывается драма эмоций, дело реже оборачивалось бы для пациентов мучительной мелодрамой. Почти 15 % населения США страдает от аберрантных реакций пищеварительного тракта, в том числе синдрома раздраженного кишечника (СРК), хронического запора, расстройства желудка и функциональной изжоги. Все эти недуги попадают в категорию нарушений оси взаимодействия мозг – ЖКТ. Для всех этих недугов характерны одинаковые симптомы: тошнота, урчание в животе, вздутие до невыносимой боли. Это удивительно, но большинство пациентов, страдающих от аномальных реакций ЖКТ, даже не догадываются о том, что эти «проблемы с животом» отражают их эмоциональное состояние.

Еще более удивительно, что в большинстве случаев об этом не догадываются врачи.

Человек с непрерывной рвотой

Из множества пациентов, которых я видел за свою долгую карьеру гастроэнтеролога, больше других мне запомнился Билл. Ему было 25 лет, и, войдя в мой кабинет в сопровождении матери, он выглядел вполне здоровым молодым человеком. Разговор начала мать: «Я очень надеюсь, что вы сможете помочь моему сыну. Вы – наша последняя надежда. Мы в отчаянии».

За восемь предшествующих лет Билл провел бессчетное множество часов в отделениях скорой помощи, страдая от мучительной боли в желудке и непрекращающейся рвоты. Бывало, что он вызывал врачей по нескольку раз в неделю. Обычно врачи скорой помощи назначали ему обезболивающие и успокоительные средства, чтобы устранить у него чувство дискомфорта, но, судя по всему, никто не представлял, что же не так с парнем. Хуже того, некоторые врачи считали, что Билл таким образом добивается инъекции наркотических средств, и для этих подозрений у них были некоторые основания, поскольку никакие диагностические тесты и анализы, которые они проводили, не могли объяснить тяжесть наблюдаемых симптомов.

Билл не раз бывал на приеме у гастроэнтерологов, его тщательно обследовали, но не находили причин, вызывающих столь тяжелые симптомы. Непрекращавшиеся боли и продолжающаяся рвота вынудили Билла бросить учебу в колледже и вернуться к родителям, напуганным состоянием его здоровья.

Его мать, разочарованная тем, что врачи не смогли точно диагностировать болезнь, начала искать ответы на мучившие ее вопросы в интернете. При первой же встрече она сказала мне: «Я думаю, у Билла синдром циклической рвоты».

Как лечащий ее сына врач я хотел убедиться в этом сам.

Как это часто бывает при расстройствах оси мозг – ЖКТ, пытаясь объяснить совокупность симптомов синдрома циклической рвоты, медики выдвинули целый ряд теорий. Однако, исходя из результатов исследований, десятилетиями проводившихся моей командой и другими исследовательскими группами Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, я был уверен, что наиболее вероятным объяснением в данном случае была гипертрофированная реакция ЖКТ, вызванная слишком сильным ответом мозга на стресс.

Как правило, приступы циклической рвоты провоцируются стрессовыми событиями в жизни пациентов. Серьезный дисбаланс в организме могут вызвать, казалось бы, очень далекие друг от друга факторы – физические нагрузки, менструации, пребывание на больших высотах или просто длительный психологический стресс. Восприняв угрозу, мозг (и не обязательно та его часть, которая отвечает за сознательные действия) направляет в гипоталамус, важную область, координирующую все наши жизненные функции, сигнал срочно высвободить вещество, запускающее стрессорную реакцию, – кортиколиберин (КРГ). Он в свою очередь отвечает за высвобождение другого вещества – кортикотропина – и действует как главный переключатель, который переводит мозг (и организм в целом) в состояние стрессорного ответа. Порой у пациентов с синдромом циклической рвоты по нескольку месяцев, а то и лет не наблюдается никаких симптомов болезни, хотя все это время их КРГ находится в активизированном состоянии. Но стоит им испытать дополнительный стресс – симптомы тревоги начинают многократно проявляться.

Когда уровень КРГ достаточно высок, каждый орган и каждая клетка организма, в том числе и желудочно-кишечного тракта, переходит в режим работы в стрессовом состоянии. В опытах на животных моя коллега Иветт Taшe, одна из главных в мире специалистов по стресс-индуцируемым взаимодействиям мозга и ЖКТ, выявила многочисленные изменения в организме, вызываемые КРГ.

Пиковые уровни кортиколиберина в мозге вызывают чувство тревоги, и люди становятся более чувствительными к ряду ощущений, в том числе к сигналам из ЖКТ, которые ощущаются как боли в животе. Стенка кишечника при этом сильно сокращается, его содержимое активно исторгается, возникает диарея. Работа желудка замедляется, меняется даже направление, в котором перемещается пища, и желудок пытается освободиться, выталкивая свое содержимое вверх. Стенки кишечника становятся более проницаемыми, толстая кишка секретирует больше воды и слизи, объем крови, протекающей через слизистую желудка и кишечник, возрастает.

Поставить диагноз Биллу помогли его ответы на несколько ключевых вопросов о симптоматике его недомогания. Я спросил, замечает ли он какие-то симптомы между приступами рвоты, и Билл ответил «нет». После этого я расспросил пациента и его мать о случаях мигрени и головных болей в их семье, то есть о хронических болевых расстройствах, генетически связанных с синдромом циклической рвоты. Как выяснилось, мать и бабушка Билла страдали от мигреней.

«Что вы чувствуете перед приступом?», — спросил я. Билл сказал, что полномасштабному приступу обычно предшествуют около 15 минут сильной тревоги, усиливается потоотделение, холодеют руки, учащается сердцебиение — все это симптомы развития стрессорной реакции в организме. Мало того, эти симптомы будили Билла по утрам — еще одна отличительная черта синдрома циклической рвоты, вероятно, вызываемая суточным повышением активности центральной сети стресса. Иногда горячий душ или таблетка ативана (Ativan) могут предотвратить приступ, но чаще это не помогает. «Как только начинается рвота, я уже не могу ее остановить и должен срочно ехать в отделение неотложной помощи», — пояснил Билл.

«И что же там происходит?» — спросил я. Билл рассказал, что врачи весьма неохотно давали ему наркотические обезболивающие препараты. Эти препараты вызывали у него сонливость, и он засыпал. Через час Билл просыпался, не испытывая никаких болезненных ощущений. При этом многочисленные исследования, включая эндоскопию и компьютерную томографию брюшной полости, не выявили у него никаких отклонений, а томография головного мозга исключила опухоль.

Диагноз, который поставила мать Билла, оказался правильным: молодой человек страдал от синдрома циклической рвоты. Печальнее всего, что врачи так и не смогли поставить диагноз, в то время как мать Билла, не имея медицинского образования, решила эту задачу при помощи интернета.

С недостатком знаний врачей о нарушениях работы ЖКТ и с отсутствием эффективных методов лечения сталкиваются не только пациенты с синдромом циклической рвоты. Почти трое из каждых 20 человек в США страдают от симптомов или синдромов, вызванных нарушениями взаимодействия головного мозга и ЖКТ; в числе этих заболеваний — синдром раздраженного кишечника, функциональная изжога и функциональная диспепсия. Однако нужно иметь в виду, что нарушения работы пищеварительного тракта вовсе не обязательно сопровождаются подобными неприятными ощущениями.

Синдром циклической рвоты — один из наиболее драматично протекающих примеров парадоксальной аномальной реакции ЖКТ, но далеко не единственный. Нарушения взаимодействия мозга и пищеварительного тракта могут очень серьезно влиять на здоровье.

Маленький мозг в кишечнике

Представьте, что вы отправились в ресторан. Официант приносит хорошо прожаренный стейк, и вы с удовольствием принимаетесь за еду. Вот краткое описание того, что происходит с той минуты, когда вы положили первый кусок стейка в рот, хотя, возможно, это не та тема, которую хочется обсуждать за столом.

Еще до того как вы прожуете и проглотите первый кусок, ваш желудок наполнится соляной кислотой, которая может быть такой же концентрации, как в батарейке. И когда в желудок попадает частично прожеванный кусок стейка, кислота начнет измельчать его до крохотных частиц.

В то же время желчный пузырь и поджелудочная железа готовят тонкую кишку к началу работы, вводя в нее желчь и другие пищеварительные ферменты, помогающие переваривать жиры и сложные углеводы. Когда из желудка мелкие частицы стейка попадают в тонкую кишку, ферменты и желчь перерабатывают их в питательные вещества, часть которых тонкая кишка может поглотить, а затем передать в остальные части пищеварительного тракта.

По мере переваривания пищи мышцы стенок кишечника ритмично сокращаются (этот процесс называется перистальтикой), благодаря чему пища перемещается вниз по желудочно-кишечному тракту. Сила, продолжительность и направление перистальтики зависят от типа съеденной пищи: чтобы усвоить жир и сложные углеводы, требуется больше времени, на переработку сладкого напитка — меньше.

При этом некоторые участки стенок кишечника сокращаются, направляя перевариваемую пищу к слизистой оболочке тонкой кишки, в которой происходит всасывание питательных веществ. В толстой кишке мощные перистальтические волны перемещают пищевую кашицу (химус) вперед и назад, извлекая и поглощая из нее до 90 % воды. Наконец еще одна мощная волна сжатия перемещает содержимое к прямой кишке, как правило, вызывая желание совершить акт дефекации.

Между приемами пищи проходят различные волны сокращения (так называемый мигрирующий моторный комплекс), когда пищеварительный тракт выполняет свои моторные функции. В этот период он наводит порядок, как домохозяйка, удаляя все, что желудок не смог растворить или разделить на достаточно мелкие фрагменты: например, не растворившиеся до конца лекарственные препараты и кусочки арахиса. Каждые 90 минут эта сократительная волна медленно перемещается от пищевода до прямой кишки, создавая давление, достаточное, чтобы расколоть орех и переместить нежелательные микроорганизмы из тонкой кишки в толстую. В отличие от перистальтического рефлекса, волна «домашней уборки» возникает только тогда, когда в желудочно-кишечном тракте уже не осталось пищи, которую надо переварить (например, во время сна). Выключается «режим уборки ЖКТ» в тот момент, когда за завтраком вы отправляете в рот первый кусок еды.

Кишечник может сам координировать эти и многие другие процессы без какой-либо помощи со стороны головного или спинного мозга, но как это делать, решают не мышцы стенки кишечника. Пищеварением в значительной степени управляет энтеральная (внутрикишечная) нервная система (ЭНС) — удивительная сеть из 50 млн нервных клеток, выстилающая весь желудочно-кишечный тракт — от пищевода до прямой кишки. Этот «второй» мозг меньше «первого», то есть головного, вес которого колеблется от 1000 до 2000 г, но со всем, что имеет отношение к пищеварению, он справляется блестяще.

Майкл Гершон, выдающийся анатом и биолог из Медицинского центра при Колумбийском университете, один из первых исследователей роли серотонина в ЖКТ и автор популярной книги «Второй мозг» (The Second Brain), любит показывать студентам видео, демонстрирующее способность энтеральной нервной системы работать автономно. Главную роль в этом клипе «играет» помещенный в емкость с жидкостью фрагмент кишечника морской свинки. Несмотря на то что это всего лишь часть кишечника, видно, как она перегоняет пластиковую гранулу из одного ее конца в другой, и все это без всякой связи с головным мозгом. По всей вероятности, кишечник человека может работать так же независимо.

Примечательно, что все эти сложные пищеварительные функции координируются постоянно действующими генетически запрограммированными нервными цепями, то есть анатомическими связями между миллионами нервных клеток энтеральной нервной системы. И пока все идет хорошо, помощь головного мозга или остальной части центральной нервной системы пищеварительному тракту, в общем, не нужна.

Однако каждую из этих функций, выполняемых, казалось бы, автоматически, может изменить часть головного мозга, которая отвечает за эмоции. Если разговор за обедом пойдет не так, как вы ожидали, и вы вступите в спор с вашим другом, замечательный механизм в желудке, занимающийся переработкой пищи, быстро отключится. Вместо переваривания начнутся спастические сокращения, которые больше не позволят желудку опорожняться правильным образом. Половина съеденного стейка останется в нем без дальнейшего переваривания. Уже после того как вы уйдете из ресторана, в желудке будут продолжаться спазмы, и вы долго не сможете заснуть. Поскольку в желудке все еще остается пища, ЖКТ не переключится на ночные мигрирующие сокращения, и обычного очищения пищеварительного тракта в течение ночи не произойдет. У таких пациентов, как Билл, у которых ось головной мозг — ЖКТ является гиперактивной, триггеры, связанные со стрессом или эмоциями, которые не причинят большого вреда здоровому человеку, будут сильно тормозить перистальтику желудка и даже изменят ее направление, породив спастические сокращения в толстой кишке. Выглядит это так, будто установки системы оповещения в головном мозге сброшены, что приводит к частым ложным срабатываниям и подаче ложных сигналов тревоги с разрушительными последствиями для вашего покоя.

Огнестрельные ранения и реакции пищеварительного тракта

Люди так или иначе всегда ощущали и переживали эмоции с помощью пищеварительной системы, и это вызывало интерес у многих пытливых исследователей. Когда в 1822 г. военному врачу Уильяму Бомонту представился случай узнать больше о взаимодействии ЖКТ с мозгом, он не замедлил им воспользоваться.

В начале лета, когда Бомонт находился в форте на острове Макино в верхней части озера Гурон, произошел несчастный случай. Некто Алексис Сент-Мартин, зарабатывавший на жизнь пушным промыслом, был случайно ранен выстрелом из ружья с расстояния меньше метра. Когда доктор Бомонт осмотрел его через полчаса после происшествия, в верхней левой части живота Сент-Мартина зияла дыра, в которую можно было бы засунуть руку. Заглянув в рану, Бомонт увидел желудок, в котором было отверстие, достаточное, чтобы просунуть в него указательный палец.

Хирургическое мастерство Бомонта спасло раненому жизнь, но зашить рану в желудке не удалось, и в нем образовалась фистула — постоянное отверстие в животе, открывающееся на поверхность тела. Сент-Мартин выздоровел, но больше не мог заниматься пушным промыслом. Бомонт предложил пациенту пожить в его семье, выполняя разные работы по дому, — так появилась необычная команда в составе исследователя и объекта его исследований.

В скором времени Бомонт стал первым человеком в истории, который мог наблюдать процесс пищеварения у человека в режиме реального времени. Он проводил эксперименты: привязывал кусочки вареной говядины, сырой капусты, черствого хлеба и других продуктов к шелковой нитке, опускал их в желудок Сент-Мартина, а потом через разные промежутки времени вынимал и наблюдал, как желудочный сок переваривает разные виды пищи. Эти эксперименты доставляли Сент-Мартину немало неудобств, очень его беспокоили и раздражали. Наблюдая процессы, происходившие в желудке Сент-Мартина, Бомонт пришел к выводу, что гнев замедляет пищеварение. Таким образом, Бомонт стал первым ученым в истории, кто сообщил, что эмоции могут напрямую влиять на работу желудка.

Как оказалось, не только желудка, но и всего желудочно-кишечного тракта. В журнале Weeks в 1946 г. описывался случай с одним солдатом Второй мировой войны. Он получил в бою серьезное ранение в живот, открывшее для обозрения лечащим врачам участки его тонкой и толстой кишки. Медики заметили, что, когда в больничную палату, где лежал несчастный солдат, поступали другие раненые, его страдания усиливались, а перистальтические движения в тонкой и толстой кишке становились более активными.

Потребовалось около 20 лет, чтобы от подобных разрозненных наблюдений перейти к лабораторным исследованиям взаимодействия между мозгом и пищеварительным трактом. В 1960-х гг. известный гастроэнтеролог из Дартмутского медицинского колледжа Томас Олми исследовал в контролируемых условиях большое число пациентов. Проводя весьма эмоциональные собеседования со здоровыми людьми и с пациентами с синдромом раздраженного кишечника, он наблюдал у обследуемых возникающую активность толстой кишки. Когда испытуемый реагировал на вопросы исследователя враждебно и агрессивно, его толстая кишка быстро сокращалась, если же человек испытывал чувство безнадежности, неустроенности или занимался самобичеванием, сокращения замедлялись. Позднее другие ученые подтвердили результаты Олми и обнаружили, что активность толстой кишки возрастает только тогда, когда обсуждаемые темы лично затрагивают испытуемых.

В настоящее время ученые согласны с тем, что наш мозг настроен на связывание эмоций, которые мы испытываем каждый день, с конкретными реакциями организма. И в том случае, когда возникает стресс, такая настройка будет управлять реакциями пищеварительного тракта.

Помогая пациентам понять, как головной мозг, энтеральная нервная система и желудочно-кишечный тракт взаимодействуют друг с другом, я привожу такую аналогию.

Представьте, что приближается ураган. В этом случае правительство не посылает каждому гражданину страны инструкции, как следует действовать в критической ситуации. Вместо этого оно посылает инструкции местным органам управления и службам, которые могут распространять указания и осуществлять план действий, если это потребуется. Если речь не идет о серьезных угрозах, например о стихийном бедствии, местные органы в состоянии самостоятельно справиться практически со всеми проблемами. Но, когда в чрезвычайной ситуации поступает конкретное распоряжение правительства, многие привычные действия, осуществляемые на местном уровне, отступают на второй план, а в первую очередь исполняются распоряжения правительства. Когда угроза миновала, все быстро возвращается к обычному порядку.

Точно так же в обычной обстановке энтеральная нервная система сама справляется с рутинными проблемами, связанными с пищеварением. Но, когда мы чувствуем угрозу или испытываем страх или гнев, центр эмоций головного мозга не отправляет инструкции каждой клетке в желудочно-кишечном тракте. Вместо этого он отправляет сигнал энтеральной нервной системе, отключая ее от повседневных операций. Как только наше эмоциональное состояние приходит в норму, пищеварительная система вновь переключается на режим местного управления.

Головной мозг реализует моторные (двигательные) программы в ЖКТ с помощью различных механизмов. Он вызывает выброс в организм таких гормонов стресса, как кортизол и адреналин (эпинефрин), и отправляет нервные сигналы в энтеральную нервную систему. Головной мозг посылает два вида нервных сигналов: стимулирующие (они передаются по парасимпатическим нервам, включая блуждающий нерв) и тормозящие (передаются по симпатическим нервам) функции пищеварительного тракта. Обычно эти два нервных пути действуют совместно и проделывают замечательную работу — они тонко настраивают и координируют деятельность энтеральной нервной системы таким образом, чтобы активность ЖКТ соответствовала состоянию организма.

Когда эмоции появляются на гастроэнтеральной сцене, в действе принимает участие целый ансамбль специализированных клеток — различные типы клеток кишечника, клетки энтеральной нервной системы и 100 трлн микроорганизмов ЖКТ, чье поведение и химическое взаимодействие меняется в зависимости от эмоциональных обертонов разыгрываемого спектакля. Весь день сменяют друг друга негативные и позитивные повороты сюжета. Вы беспокоитесь за детей; раздражаетесь, когда вас «подрезает» лихач на шоссе; нервничаете, опаздывая на встречу; опасаетесь увольнения и финансовых трудностей. Но в нашей жизни случаются и приятные события: объятия с супругой, добрые слова друга или спокойная семейная трапеза.

Мы уже узнали много нового о реакциях пищеварительного тракта, связанных с такими негативными эмоциями, как гнев, печаль, страх, но практически ничего не знаем о его реакциях на положительные эмоции — любовь, привязанность, счастье. Может быть, в моменты, когда все у нас обстоит хорошо, головной мозг не вмешивается в функционирование энтеральной нервной системы? А может быть, он отправляет набор нервных сигналов, сообщающих о состоянии счастья? Как эти сигналы счастья влияют на кишечную микробиоту, чувствительность ЖКТ и пищеварение? Что происходит в нашем пищеварительном тракте, когда мы садимся за семейный обед, празднуя окончание дочерью колледжа, или когда мы достигаем ощущения просветления во время медитации? Это важные вопросы, на которые науке предстоит отыскать ответы, если мы хотим в полной мере понять, как реакции пищеварительного тракта влияют на наше самочувствие.

У некоторых людей сюжеты, разыгрываемые в ЖКТ, чаще похожи на триллеры и фильмы ужасов, чем на романтические комедии. У испытывающего хроническое раздражение или измотанного заботами человека, который следует усвоенному еще в детстве сценарию, клетки пищеварительного тракта изо дня в день разыгрывают исключительно мрачные сюжеты. Со временем многие клетки привыкают строго следовать наставлениям режиссера, отчего нервные связи энтеральной нервной системы меняются, сенсоры в стенках кишечника становятся более чувствительными, механизм создания серотонина начинает работать на более высокой передаче, и даже кишечные микроорганизмы становятся более агрессивными. В результате, исследуя ЖКТ пациентов с функциональными желудочно-кишечными расстройствами, тревожными неврозами, депрессией или аутизмом, ученые находят изменения в составе и поведении многих «актеров пищеварительной сцены». В научной литературе часто сообщается о таких фактах. Однако методы лечения, призванные восстановить работу ЖКТ, в целом не могут смягчить симптомы таких расстройств. Вероятно, в таких случаях самый перспективный путь — переписать хранящийся в головном мозге текст пьесы в позитивном духе, чтобы изменить реакции ЖКТ. Так мы развернем направление клеточных изменений в ЖКТ в противоположенную сторону. Сейчас активно проводятся исследования, определяющие, связаны ли изменения кишечной микробиоты с такими позитивными вмешательствами в психику, как гипноз и медитация, и ведут ли они к ослаблению симптомов расстройств, подобных синдрому раздраженного кишечника.

Как мозг программирует эмоциональные реакции в пищеварительном тракте

Нам уже многое известно о том, как эмоции влияют на организм, в том числе и на желудочно-кишечный тракт. Чтобы понять, как это происходит, прежде всего необходимо обратиться к лимбической системе — древней части головного мозга, имеющейся у теплокровных животных. Она играет важную роль в возникновении эмоций. Когда человек злится, пугается, испытывает сексуальное влечение или ощущает боль, а также при возникновении чувства голода или жажды, глубоко в сером веществе его головного мозга активируются связанные с эмоциями цепи лимбической системы.

Подобно миниатюрному суперкомпьютеру, эти цепи предназначены для того, чтобы наш организм оптимальным образом реагировал на изменения, происходящие внутри и вне тела, то есть для подстройки к конкретной ситуации. Когда мы сталкиваемся с угрозой жизни, организм может отреагировать очень быстро и оперативно перегруппировать тысячи сообщений, отправляемых отдельным клеткам и органам тела, а те в ответ так же оперативно изменят свое поведение.

С тем, что происходит потом, знакомы мы все. Центр эмоций головного мозга посылает сигналы в желудок и кишечник, чтобы они освободились от содержимого, на переваривание которого может расходоваться энергия, необходимая для требуемых в возникших обстоятельствах действий. Это также объясняет, почему человеку может потребоваться сходить в туалет перед важным выступлением. Наша сердечно-сосудистая система перенаправляет обогащенную кислородом кровь от органов ЖКТ к мышцам, замедляя процессы пищеварения и готовя нас к борьбе (или бегству).

В этом отношении мы не одиноки в животном царстве. На протяжении миллионов лет млекопитающим нужно было уметь устанавливать контакты и вступать в схватки, оценивать потенциальные угрозы, а иногда и убегать. Эволюция даровала людям коллективную мудрость — как наилучшим образом реагировать на подобные ситуации — и «упаковала» эту мудрость в конкретные нервные цепи и программы, которые автоматически реагируют на угрожающие ситуации. Это экономит время и энергию в критические моменты, потому что без таких запрограммированных реакций человеку каждый раз пришлось бы проводить анализ ситуации с нуля. Эти программы, известные как эмоциональные операционные программы, могут активироваться за миллисекунды, мгновенно запуская скоординированный набор поведенческих действий, которые позволяют нам выживать, процветать и размножаться.

Йак Панксепп, невролог из Университета штата Вашингтон, внес важный вклад в аффективную неврологию — нейробиологическую дисциплину, которая изучает эмоции с позиций неврологии. Проводя опыты на животных, он пришел к выводу, что в нашем мозге имеется по крайней мере семь эмоциональных операционных программ, которые управляют реакциями организма, когда мы переживаем страх, гнев, печаль, игривое настроение, вожделение, чувства любви и материнской заботы. Эти программы быстро и автоматически запускают соответствующие реакции организма даже в тех случаях, когда вы еще не осознаете, что у вас возникла какая-то особая эмоция. Именно поэтому ваше лицо краснеет, когда вы испытываете смущение, по коже пробегают мурашки, когда смотрите фильм ужасов, сердце бьется быстрее, когда вы испуганы, и даже желудочно-кишечный тракт становится более чувствительным, когда вы беспокоитесь.

Эмоциональные операционные программы записаны у нас в генах. Это генетическое кодирование отчасти наследуется от родителей, отчасти формируется влиянием раннего опыта. Допустим, вы унаследовали гены, которые настроили ваши программы страха или гнева на слишком острые проявления в стрессовых ситуациях, а после пережитой в детстве эмоциональной травмы ваш организм добавил в память реагирующих на стресс генов дополнительные химические метки. В результате во взрослом возрасте вы, скорее всего, столкнетесь с усиленной реакцией вашего желудочно-кишечного тракта на стресс. Это объясняет хорошо известные ситуации, когда два человека, оказавшись в одной стрессовой ситуации, реагируют на нее по-разному: один не испытывает каких-либо заметных реакций со стороны ЖКТ, другой из-за тошноты, спазмов кишечника и диареи оказывается временно недееспособным. Такое программирование реакций при встрече с проблемами, заложенное в самом начале жизни, может быть полезным для выживания в опасном мире, но, если вы живете в защищенной безопасной среде, оно становятся серьезной обузой.

Когда желудочно-кишечный тракт испытывает стресс

Среди наших эмоциональных операционных программ есть одна, связанная со стрессовыми событиями и изученная лучше других. Когда человек чувствует беспокойство или страх, возникает стрессорный ответ; он позволяет поддерживать гомеостаз (постоянство внутренней среды) в условиях внутренних и внешних угроз.

Говоря о стрессе, мы обычно имеем в виду стрессовые ситуации, возникающие в повседневной жизни, или воздействие более сильных стрессовых факторов, таких как травма или стихийное бедствие. Но наш мозг воспринимает как стрессовые многие воздействия на организм, в том числе инфекции, хирургические вмешательства, несчастные случаи, пищевые отравления, нехватку сна, попытки бросить курить и даже такие естественные проявления, как менструации у женщин.

Давайте уберем занавес, за которым скрывается все, что происходит в организме человека, испытывающего стресс. Но прежде всего мы должны больше узнать о впечатляющих эмоциональных способностях мозга. Ярче всего они проявляются как раз в опасных для жизни ситуациях.

Если мозг решает, что приблизилась угроза, он активизирует имеющуюся у него стрессорную программу, которая выбирает наиболее подходящую реакцию организма на конкретную ситуацию, в том числе реакцию желудочно-кишечного тракта. Каждая эмоциональная операционная программа задействует специфическую сигнальную молекулу и, высвобождая далее определенные вещества в головном мозге, может запустить всю программу реакции на стресс — со всеми последствиями для ЖКТ и организма в целом. В число таких специализированных сигнальных молекул головного мозга входит несколько гормонов, о которых, вероятно, многие уже слышали раньше. Это эндорфины, действующие как болеутоляющее и способствующие возникновению чувства благополучия, дофамин, который вызывает желания и мотивацию, окситоцин, который иногда называют гормоном любви, поскольку он усиливает доверие и вызывает чувство привязанности. В этот ряд также входит уже упоминавшаяся молекула — кортиколиберин, который действует как главный переключатель при стрессе.

Даже если человек совершенно здоров и сейчас отдыхает на пляже, КРГ и в этот момент играет решающую роль в обеспечении благополучия, регулируя количество гормона кортизола, который вырабатывают надпочечники. Варьируя каждый день в пределах нормы, кортизол поддерживает правильный метаболизм жиров, белков и углеводов и помогает контролировать иммунную систему.

Однако, когда активируется программа реагирования на стрессовую ситуацию, происходит резкое увеличение активности этой КРГ-кортизольной системы. Когда человек оказывается в состоянии стресса, первым в головном мозге срабатывает гипоталамус — область мозга, которая контролирует все жизненно важные функции. Гипоталамус — главное место производства КРГ. Сразу после выброса КРГ активизируются надпочечники и начинают выбрасывать кортизол, повышая его уровень в крови и подготавливая организм для ожидаемого увеличения потребностей метаболизма.

Действуя в качестве главного переключателя в стрессовых ситуациях, выделенный гипоталамусом КРГ воздействует на миндалину — область мозга, которая вызывает чувство тревоги или даже страха. Активизация миндалевидного тела отзывается в организме учащенным сердцебиением, вспотевшими ладонями и желанием освободить желудочно-кишечный тракт от содержимого.

Эти спровоцированные стрессом изменения в желудочно-кишечном тракте, как вы понимаете, создают далеко не идеальные условия для наслаждения вкусной трапезой.

Даже если во время еды человек находится в расслабленном состоянии, все равно остается вероятность того, что он может испытать неприятные реакции со стороны ЖКТ на поступающую пищу. После того как эмоциональная программа запущена, она может работать несколько часов, а иногда и много лет. Мысли, воспоминания о прошлых событиях и ожидания будущего могут влиять на деятельность, связанную с взаимодействием между головным мозгом и пищеварительным трактом, и последствия этого порой могут оказаться болезненными.

Например, если вы окажетесь в ресторане, где когда-то за обедом поссорились со своей половинкой, воспоминания об этом могут активизировать операционную программу гнева даже в тот момент, когда вы с кем-то дружески беседуете. Если тот ресторан был итальянским, запустить программу гнева может любой итальянский ресторан и даже просто мысль о ризотто с морепродуктами. Я часто объясняю возможность такого сценария пациентам, которые решительно обвиняют в своих проблемах с ЖКТ какие-то продукты. Я прошу их проанализировать, действительно ли в проблеме виноват злосчастный продукт или она на самом деле связана с воспоминанием о каком-то прошлом событии. Начав обращать внимание на обстоятельства, которые вызывают симптомы, пациенты часто понимают, насколько сильно взаимодействие между головным мозгом и пищеварительным трактом.

Зеркало в вашем пищеварительном тракте

Самая важная информация, которую я могу сообщить такому, как Билл, пациенту с синдромом циклической рвоты или пациентам с другими расстройствами коммуникации головного мозга и ЖКТ, состоит в простом научном объяснении, что является причиной беспокоящих симптомов и как эта информация определяет выбор лечения. Даже это простое объяснение чаще всего позволяет поставить определенный диагноз, что, в свою очередь, помогает успокоить пациента и его близких. Наука закладывает рациональную основу для назначения эффективной терапии.

Еще в клинике я объяснил Биллу, что его головной мозг выделяет слишком много кортиколиберина. Избыток КРГ способствует не только возникновению чувства тревоги, но и связанному с ним учащенному сердцебиению, потным ладоням, слишком сильным сокращениям желудка, из-за которых перистальтическая волна начинает выталкивать содержимое желудка вверх, а слишком сильные сокращения толстой кишки, которые Билл ощущал как болезненные спазмы, направляли содержимое желудка вниз. Когда я объяснил это Биллу и его матери, им стало заметно легче; по-видимому, им впервые научно объяснили причину симптомов, мучивших Билла.

«А почему приступы всегда происходят рано утром?» — поинтересовалась мать Билла. Я объяснил ей, что нормальная секреция КРГ в головном мозге обычно достигает максимума как раз рано утром, а к полудню постепенно снижается. Поэтому у пациентов с синдромом циклической рвоты уровень КРГ в головном мозге обычно достигает избыточно высокого уровня рано утром.

Еще я объяснил им, как кортиколиберин объявляет чрезвычайное положение и переводит организм из мирной ситуации в военное положение. Я рассказал им, что головной мозг и нервная система работают совместно, чтобы управлять функциями пищеварительного тракта. «Это все понятно, — сказал Билл, — но почему у меня приступы случаются без каких-то серьезных стрессов, например во время сна?»

«В этом-то и суть проблемы», — ответил я и объяснил, что в его мозге имеется механизм для работы в чрезвычайных ситуациях, но тормоза в нем вышли из строя, и в ответ на самые безопасные события часто запускается программа страха, что и приводит к большому числу ложных срабатываний.

«Наконец-то мы узнали, что происходит», — воскликнула мать Билла. Однако объяснение происходящего — лишь первая часть решения проблемы. Билл и его мать хотел знать, что они могли сделать, чтобы не допускать больше приступов.

Понимание проблемы могло помочь предотвратить приступы, мешавшие Биллу жить полноценной жизнью. Я назначил ему препараты, ослабляющие действие гиперактивных стрессорных связей и снимающие перевозбуждение, вызываемое избыточным выделением КРГ. Часть этих лекарств должна была уменьшить частоту приступов, другая — остановить приступ, если он все-таки начался. К счастью, при правильном лечении состояние большинства пациентов с синдромом циклической рвоты радикально улучшается: приступы у них случаются реже, и им легче их остановить, если они все-таки начинаются. Со временем такие пациенты перестают бояться повторяющихся приступов, которые так сильно мешали им в прошлом, и это новое состояние зачастую позволяет уменьшить дозы принимаемых лекарств или даже вообще прекратить их прием.

С Биллом именно так все и произошло. Я встретился с ним через три месяца, за этот период у него был всего один приступ, и он остановил его клонопином (Klonopin) — успокаивающим лекарством, которое я ему прописал. После нескольких лет страданий и непрекращающихся унизительных намеков врачей скорой помощи он был теперь настроен позитивно, считал, что сможет вернуться к нормальной жизни. Другим пациентам с синдромом циклической рвоты, которых я лечил, для восстановления нормального состояния потребовались дополнительные процедуры, в том числе когнитивно-поведенческая терапия и гипноз. Биллу это не понадобилось. Он вернулся в колледж и со временем значительно сократил число принимаемых лекарств и их дозы.

На примере таких пациентов, как Билл, мы можем многое понять, и я каждый день делаю подобные открытия в клинике. Нормальные реакции пищеварительного тракта вроде тех, которые проявляются в виде беспокойства по поводу предстоящего собеседования или при временных негативных состояниях из-за пробки на дороге или опоздания на встречу, никогда не приводят к серьезной проблеме. Однако мы должны серьезно относиться к пагубным и многообразно проявляющимся последствиям подобных эмоций для ЖКТ, особенно если мы регулярно испытываем застарелый гнев, печаль или повторяющееся чувство страха. Помните, что сцена, на которой разворачиваются пищеварительные реакции, на самом деле велика, а число актеров — просто огромное. Конечно, если мы испытываем жажду, персонажей в пьесе гораздо меньше, и поправить положение дел можно всего лишь стаканом воды. Возможно, не является большой проблемой и кратковременная, длящаяся несколько минут боль. Беспокоиться приходится, когда мы вспоминаем, что эмоции всегда зеркально отражаются в нашем желудочно-кишечном тракте, и когда мы думаем о пагубных последствиях, которые непреходящий гнев, печаль или страх могут оказать не только на наше пищеварение, но и на здоровье в целом.

Глава 3

Как пищеварительный тракт общается с головным мозгом

Часто ли вы задумываетесь о том, что происходит у вас в животе? Скорее всего, не часто, если вы такой же, как большинство людей, с утра до ночи погруженных в повседневные заботы и хлопоты. И хотя наш пищеварительный тракт обычно тихо, не привлекая к себе внимания, выполняет свою работу, события, происходящие в желудке и кишечнике, исключительно важны. Чтобы получить впечатление о внутренних ощущениях в ЖКТ, так сказать, из первых рук, попробуйте провести следующий эксперимент: выберите день, когда вы не слишком заняты, и с утра до ночи постарайтесь внимательно прислушиваться ко всем ощущениям, которые возникают в вашем пищеварительном тракте на протяжении дня.

На эти внутренние ощущения, проявляющиеся в виде едва заметных чувствований, движений и звуков, а также сопровождающих их фоновых эмоций, мы обычно не обращаем особого внимания. Постарайтесь в ходе этого эксперимента отметить как можно больше таких ощущений и запишите (или надиктуйте на смартфон) все, что вы почувствовали. Можете добавить информацию о том, что вы делали в то время, когда испытывали ощущения, на которые обратили внимание, и что вы тогда ели. Вот пример такого отчета на основе записей Джуди, здоровой 26-летней женщины, добровольного участника исследования, которое мы провели много лет назад. Итак, ее внутренние ощущения на протяжении одного дня.

В воскресенье Джуди проснулась рано, выпила чашку кофе и отправилась на ежедневную пробежку. Пока Джуди не пробежит километров пять, она ничего не ест, потому что знает: полный желудок не дружит с физическими нагрузками. Вернувшись домой, Джуди позвонила матери (обычно она это делает раз в неделю) и другу. Пока она разговаривала по телефону, она ничего не ела, предвкушая свой воскресный завтрак — омлет с грибами и свежий багет со сливочным сыром.

Наконец, приготовив свое любимое блюдо, Джуди позавтракала. Вообще-то она уделяла не слишком много внимания тому, что ест, потому что одновременно читала интересную статью в газете. В какой-то момент она почувствовала, что сыта, и оставила на тарелке половину несъеденного омлета. Она собиралась поехать на велосипеде на пляж со своим молодым человеком, но прежде, чем выйти из дома, ей потребовалось сходить в туалет и опорожнить кишечник. Она отлично провели время на пляже с бойфрендом. Было уже семь вечера, когда она вернулась домой.

После легкого ужина Джуди вспомнила, что она совсем не готова к презентации, которую должна сделать на работе в понедельник утром. Джуди забеспокоилась и отметила легкое чувство тошноты под ложечкой. Однако, пока она готовилась к выступлению, самочувствие стало постепенно улучшаться, и в 10 часов вечера она решила лечь спать, а на следующее утро встать пораньше и довести до ума презентацию. Она поставила будильник на 5:30, но спала плохо. Просыпаясь, она каждый раз отмечала бульканье в животе, иногда звуки были похожи на продолжительные раскаты грома, которые медленно распространялись по всему животу. В конце концов она встала, направилась на кухню и доела омлет, оставшийся со вчерашнего завтрака. Гром в желудке стих, Джуди почувствовала себя лучше и пошла досыпать.

Если вы об этом задумаетесь, то, вероятно, вспомните, что испытываете подобные внутренние ощущения чуть ли ни каждый день, хотя, может быть, не обращаете на них особого внимания. Мы живем с ними всю жизнь, они становятся нашей второй натурой. С точки зрения здоровья и выживания внимание к ощущениям в ЖКТ и их осознанное наблюдение — полезное занятие, но нам и без того хватает забот и информационных перегрузок. Вы можете представить себе, что каждый день внимательно прислушиваетесь к шумам и сокращениям кишечника или каждую ночь просыпаетесь, когда через желудочно-кишечный тракт проходит очередная мощная волна сокращений? Если бы мы постоянно реагировали на эти ощущения, мы просто не могли бы сосредоточиться ни на чем другом. Вы не смогли бы побеседовать за обедом, вздремнуть после еды, почитать воскресный выпуск The New York Times и даже проспать всю ночь.

Как правило, мы осознаем только те внутренние ощущения, которые требуют от нас какого-то действия: ощущение голода, побуждающее что-то съесть, ощущение сытости, когда пора прекращать есть, или ощущение переполненного кишечника, побуждающее искать туалет. Относительно большинства внутренних ощущений мы остаемся в неведении, пока не возникают ощутимые проблемы в пищеварительном тракте: боль в животе, изжога, тошнота, ощущение вздутия живота или, что еще хуже, пищевое отравление или вирусный гастроэнтерит. Порой чувство, что мы объелись, или другие неприятные ощущения могут наступить даже после обычной порции еды. Тогда внезапно появившиеся внутренние ощущения становятся по-настоящему острыми, их, как правило, можно объяснить вполне очевидными причинами. Такие неприятные внутренние ощущения заставляют нас обращаться за помощью и позволяют нам в будущем избегать того, что вызвало расстройство, ведь теперь мы о нем не забудем.

Мозг, который слишком много чувствовал

В то время как большинство людей не осознают ни одного из своих внутренних ощущений, есть и исключения из этого правила. Находятся люди, которые без всяких усилий слышат свое сердцебиение и чувствуют прохождение пищи по кишечнику. Эти избранные натуры хорошо осведомлены обо всех сигналах, поступающих из организма, в том числе из пищеварительного тракта. Нейровизуализация выявляет у них повышенную активность сетей мозга, связанных с вниманием и оценкой салиентности[5].

Другое исключение из этого правила — несчастные 10 % населения, которые воспринимают искаженные сигналы, не соответствующие сенсорной информации, которая идет от ЖКТ в мозг. Из всех пациентов, которых я видел за годы работы, мне больше других запомнился приятный джентльмен, уникальная история которого наглядно иллюстрирует концепцию повышенной осведомленности некоторых людей об ощущениях, возникающих внутри организма.

Фрэнк, 75-летний школьный учитель на пенсии, пришел ко мне на прием с жалобами на симптомы со стороны ЖКТ, которые испытывал на протяжении последних пяти лет. Это были типичные симптомы синдрома раздраженного кишечника (СРК) — вздутие брюшины, дискомфорт в животе, нерегулярное опорожнение кишечника. Однако это было еще не все. Фрэнк испытывал и другие хронические симптомы: ощущение, будто что-то застряло в верхней части пищевода (комок в горле), частую отрыжку, кашель, дискомфорт в области грудины, иногда сопровождавшийся ментоловым привкусом во рту, и ощущение нехватки воздуха при вдохе. Симптомы появились внезапно, когда от тяжелой болезни умерла его жена. Это случилось примерно за пять лет до его визита ко мне.

Чтобы поставить диагноз, мне требовалось собрать больше информации. Фрэнк рассказал, что испытывает легкие симптомы СРК с детства, однако не раз пройденные всесторонние диагностические обследования грудной полости, желудочно-кишечного тракта и сердца ничего не выявили. Можно было бы предположить, что Фрэнк страдает от какого-то функционального расстройства желудочно-кишечного тракта. Его симптомы больше всего совпадали со случаем общей гиперчувствительности к ощущениям, поступающим из различных областей ЖКТ — от верхней части пищевода и до конца толстой кишки. Если в прошлом врачи допускали, что такие симптомы имеют исключительно психологический характер, то теперь мы знаем, что в ЖКТ имеется сложная сенсорная система, в состав которой помимо прочего входят специализированные молекулы (рецепторы), распознающие химические вещества, в том числе ментол. Но что могло вызвать эту гиперчувствительность у Фрэнка пять лет назад?

Одно из возможных объяснений мне подсказала его знакомая. Диета Фрэнка была нездоровой: он уже давно ел пищу с высоким содержанием животных жиров и сахара. Симптомы стали ухудшаться, когда он уже не мог контролировать тягу к шоколадным тортам, пицце, картофелю фри и жирным сырам. Может быть, продукты с высоким содержанием жиров повлияли на повышение чувствительности оси мозг — ЖКТ? Такие пациенты, как Фрэнк, чувствительны не только к нормальным процессам в ЖКТ — к сокращениям, вздутиям или секреции соляной кислоты; они также высокочувствительны к воздействиям на ЖКТ во время обследований: например, к баллонированию тонкой кишки или влиянию кислого раствора на пищевод.

Учитывая сложность сенсорной системы ЖКТ, неудивительно, что эта система уязвима и может сбоить, то есть выдавать избыточно сильные реакции на нормальные компоненты пищи или проявлять сверхчувствительность к пищевым добавкам и продуктам, которые нельзя назвать полезными, но которые в целом хорошо переносит большинство людей. Быть может, люди вроде Фрэнка первыми, как канарейки в шахте,, чувствуют приближающуюся беду?

Более 90 % сенсорной информации, собираемой пищеварительным трактом, не достигает нашего сознания. Большинство из нас просто игнорируют ощущения, ежедневно возникающие в животе, однако энтеральная нервная система (ЭНС) внимательно их отслеживает. Через сложную систему сенсорных механизмов многие ощущения, возникшие в ЖКТ, направляются к маленькому мозгу пищеварительного тракта, снабжая его жизненно важной информацией для того, чтобы система пищеварения бесперебойно работала 24 часа в сутки. Параллельно происходит непрестанный поток обмена огромными объемами сенсорной информацией между ЖКТ и головным мозгом; 90 % сигналов передаются из ЖКТ в мозг через блуждающий нерв, и лишь 10 % идут в обратном направлении — от головного мозга к ЖКТ. Фактически ЖКТ может выполнять большую часть своих функций без всякого вмешательства со стороны головного мозга, а вот головной мозг в значительной степени зависит от жизненно важной информации, поступающей из пищеварительного тракта.

Что же это за важнейшая информация, передаваемая пищеварительной системой? Начнем с того, что ее гораздо больше, чем можно себе представить. Многочисленные сенсоры в ЖКТ информируют энтеральную нервную систему обо всем, что ей нужно знать, чтобы сформировать наиболее подходящий тип сокращений, то есть силу и направленность перистальтики кишечника, ускорить или замедлить продвижение перевариваемой пищи по желудочно-кишечному тракту, а также для выработки нужного количества соляной кислоты и желчи, чтобы обеспечить правильное переваривание. Пищеварительная система собирает информацию о наличии и количестве потребляемой пищи, ее размере и консистенции, химическом составе и даже о составе и уровне активности кишечной микробиоты. При возникновении чрезвычайной ситуации сенсоры обнаруживают присутствие паразитов, вирусов или патогенных бактерий или их токсинов, а также воспалительную ответную реакцию на них в пищеварительном тракте. Острое воспаление в ЖКТ сделает многие сенсоры более чувствительными к обычным стимулам и событиям. Эта информация жизненно важна для правильного функционирования ЖКТ, однако энтеральная нервная система не может вызывать сознательно воспринимаемые ощущения. Публикация книги Гершона «Второй мозг» вызвала много дискуссий о способностях ЭНС. Некоторые специалисты даже задавались вопросом: может быть, «второй» мозг способен не только к восприятию, но еще и является вместилищем эмоций и бессознательного? Однако мы можем почти с полной уверенностью признать эти предположения ошибочными. Сенсорная информация из ЖКТ отправляется также и в головной мозг, и если вы сосредоточите внимание на этих ощущениях, то сможете их почувствовать.

Желудочно-кишечный тракт, энтеральная нервная система и головной мозг 24 часа в сутки и семь дней в неделю находятся в постоянном общении друг с другом. И возможно, эта коммуникационная сеть играет более важную роль для нашего здоровья и благополучия, чем мы это себе представляли прежде.

«Чуять нутром»

Откусите кусочек сочного гамбургера или свежеиспеченного хрустящего багета, попробуйте клэм-чаудер — похлебку с моллюсками, которую готовят в Новой Англии, вдохните изысканный аромат плитки шоколада… Какой вкус вы чувствуете в каждом случае?

Ответить на этот вопрос вам поможет совокупность рецепторов, расположенных на вкусовых сосочках языка. Эти структуры, находящиеся на наружной мембране клеток, распознают конкретные химические вещества в пище, которую вы едите. Они распознают их, как замóк распознает свой ключ. Когда рецептор соотносит себя с химическим веществом, имеющимся в пище, он посылает сообщение в головной мозг, и там на основе сенсорной информации, поступающей от ротовой полости и языка, создается ощущение конкретного вкуса.

Вкусовые рецепторы языка могут обнаружить пять различных вкусов — сладкий, горький, соленый, кислый и умами[6]. Вкус пищи определяется сочетанием этих вкусов. Кроме того, текстура того, что мы едим — хрустящая упругость моркови, обволакивающая однородность йогурта или бархатистая мягкость тыквы, — стимулирует работу других рецепторов, специализирующихся на распознавании механических свойств еды. Сочетание всех этих ощущений и создает то, что воспринимается нами как вкус. Компании — производители еды умело используют эти знания, разрабатывая свои продукты.

Недавние исследования показали, что не все механизмы и молекулы, которые участвуют в создании вкусовых ощущений, расположены во рту, некоторые из них распределены по всему желудочно-кишечному тракту. Достоверно это известно о рецепторах горького и сладкого. Фактически в пищеварительном тракте человека обнаружено около 25 различных вкусовых рецепторов горького. Установлено, что вкусовые рецепторы в ЖКТ очень слабо или вообще никак не влияют на формирование вкусового опыта, но мы мало что знаем о роли этих рецепторов в функционировании оси головной мозг — кишечник. Эти молекулы-рецепторы расположены на чувствительных нервных окончаниях и на гормон-содержащих клетках в стенке пищеварительного тракта (содержащие серотонин клетки, о которых мы рассказывали в предыдущей главе). Это идеальные позиции для участия в диалоге между головным мозгом и ЖКТ.

Некоторые из этих рецепторов активизируют специфические молекулы, имеющиеся в таких травах и специях, как чеснок, острый перец, горчица и васаби, в то время как другие реагируют на ментол, камфору, перечную мяту, хладагенты и даже на гашиш. Только в кишечнике мыши найдено 28 так называемых фитохимических рецепторов, и не приходится сомневаться в том, что в пищеварительном тракте человека мы обнаружим такое же, а то и более широкое разнообразие рецепторов, чувствительных к химическим веществам в растениях.

Многие добавляют в пищу специи и травы, чтобы стимулировать вкусовые рецепторы на языке и улучшить тем самым вкус еды. Появляется все больше людей, которые верят в лечение природными средствами: в лечебных целях они едят травы или принимают экстракты из них, и знатоки трав приведут вам длинный список их целебных свойств. Во многих частях мира специи являются неотъемлемой частью культуры. Невозможно представить себе блюда индийской и мексиканской кухни без перца чили, персидскую еду — без йогурта со свежей зеленью, а марокканский чай — без мяты.

Вполне вероятно, что региональные и географические различия во вкусовых предпочтениях людей в отношении различных трав и специй эволюционировали таким образом, чтобы стимулировать их потребление, а также обеспечить защиту от наиболее часто встречающихся там заболеваний. Разве острая пища во многих частях развивающегося мира не защищает от желудочно-кишечных инфекций? Разве расстройство желудка не предотвращают травы в блюдах персидской кухни, как и обязательный мятный чай после трапезы в Марокко? Как бы мы ни объясняли использование таких видов еды и напитков во всем мире, вещества растительного происхождения связывают нас и взаимодействие между головным мозгом и пищеварительным трактом с растительным миром. Внутреннюю экосистему человека (кишечную микробиоту) с окружающим миром синхронизирует множество фитохимических веществ, получаемых из пищи, богатой разнообразными растениями, и помогает этому идеально согласованная работа сенсорных механизмов в ЖКТ.

Почему в пищеварительном тракте человека так много сенсоров? Некоторые рецепторы, наподобие тех, которые чувствуют сладкий вкус, играют важную роль в усвоении пищи. Когда рецепторы, отвечающие за сладкий вкус, чувствуют глюкозу (она образуется при переваривании углеводов) или искусственные подсластители, они стимулируют всасывание глюкозы в кровь и способствуют высвобождению инсулина из поджелудочной железы. Эти же рецепторы стимулируют выброс в организм ряда других гормонов, которые посылают сигналы в головной мозг и создают ощущение сытости.

Как именно действуют рецепторы горького вкуса, расположенные в ЖКТ, мы пока не знаем. Моя коллега по университету Катя Стернини, нейробиолог и специалист по энтеральной нервной системе, считает, что некоторые вкусовые рецепторы в ЖКТ могут реагировать на метаболиты, производимые кишечной микробиотой, а изменения в этих рецепторах, вызванные чрезмерным потреблением жиров и их воздействием на микробиоту кишечника, могут играть роль в развитии ожирения. Результаты нашего совместного исследования показали: эта гипотеза причин ожирения имеет под собой веские основания.

Предполагают, что у рецепторов горького вкуса в желудочно-кишечном тракте имеются и другие функции. Например, было установлено, что их стимулирование приводит к выбросу гормона грелина, также известного как гормон голода, который в головном мозге стимулирует аппетит. Я не удивлюсь, если привычка пить горький аперитив в некоторых европейских странах сформировалась потому, что такие напитки стимулируют рецепторы горького вкуса в ЖКТ, вызывают выброс грелина, в результате чего пробуждается аппетит.

Вспомните и об ужасно горьких лекарствах растительного происхождения, применяемых в традиционной китайской медицине. Похоже, что их терапевтический эффект каким-то образом связан с активизацией одного или нескольких из 25 рецепторов горького вкуса в ЖКТ, посылающих целительные сообщения головному мозгу и организму в целом. Еще более интригует недавно открытый факт, что точно такие же обонятельные рецепторы в носу, позволяющие нам наслаждаться запахом роз и прожаренного куска мяса или предупреждающие о том, что молоко скисло, рассеяны по всему желудочно-кишечному тракту. Как и вкусовые рецепторы в ЖКТ, эти обонятельные рецепторы, расположенные в основном на эндокринных клетках, контролируют высвобождение различных гормонов.

Поскольку вкусовые и обонятельные рецепторы расположены не только во рту и в носу, а по всему пищеварительному тракту, их первоначальное разделение на «вкусовые» и «обонятельные» устарело. Теперь ученые понимают, что эти рецепторы являются частью большого семейства химических сенсорных механизмов, расположенных во внутренних органах, и в зависимости от местоположения играют разные роли. Лично я не удивлюсь, если узнаю, что эти химические сенсоры могут принимать сообщения от сообществ микроорганизмов, обитающих в этих органах.

Как нервная система получает свою долю жизненно важной информации, поступающей из столь запутанного источника сигналов, как ЖКТ? Есть же какая-то причина, по которой такая высокопроизводительная система сбора данных встроена в хаотическое смешение частично переваренной пищи и агрессивных химических веществ, перемещающихся по ЖКТ. Однако на самом деле прямого контакта с его содержимым здесь нет, так как сами нейроны находятся внутри слизистой оболочки пищеварительного тракта и напрямую с содержимым кишечника не контактируют, а прибегают к помощи специализированных клеток слизистой оболочки, которые обращены в просвет пищеварительного тракта и собирают информацию обо всем происходящем там. Эти клетки подают сигналы клеткам-посредникам в стенках ЖКТ, в частности эндокринным клеткам, а те, в свою очередь, сигнализируют сенсорным нейронам, в том числе нейронам блуждающего нерва. Уже выявлено и опознано большое число различных сенсорных нейронов, каждый из которых специализируется на определенном виде чувствительности в ЖКТ и реагирует на определенную молекулу, которую выбрасывают эндокринные клетки пищеварительного тракта. Такие нейроны посылают сигналы в энтеральную нервную систему или в головной мозг.

Эндокринные клетки ЖКТ, передающие сигналы нервной системе, играют важнейшую роль в поддержании здоровья и благополучия организма. Если бы мы могли объединить все гормон-содержащие клетки ЖКТ, получился бы самый большой эндокринный орган в организме человека. Эндокринные клетки в стенках пищеварительного тракта — от желудка до конца толстой кишки — могут распознавать широкий спектр химических веществ, содержащихся в еде, и тех веществ, которые создает микробиота. Например, когда желудок пустой, специализированные клетки его стенок производят грелин, который разносится кровью или передает через блуждающий нерв сигналы в головной мозг, где эти сигналы формируют чувство голода. Но, когда человек сыт и тонкая кишка занята перевариванием пищи, расположенные в ней клетки вырабатывают гормоны сытости, которые сообщают головному мозгу, что есть больше не надо, пора прекратить поступление еды.

В дополнение к каналу взаимодействия между головным мозгом и ЖКТ с привлечением эндокринных клеток действует еще одна система нашего организма. Ее образуют иммунная система пищеварительного тракта и производимые ее клетками молекулы воспаления, так называемые цитокины. Иммунные клетки, обитающие в ЖКТ, преимущественно сгруппированы в тонкой кишке. Они известны как пейеровы бляшки; кроме того, иммунные клетки имеются в аппендиксе и в стенках тонкой и толстой кишки. Иммунные клетки ЖКТ отделены тончайшим слоем клеток от пространства внутри кишечника, а некоторые из них, так называемые дендритные клетки, даже проходят через оболочку кишечника и могут взаимодействовать с кишечными микроорганизмами и потенциальными патогенами. Самое важное, что цитокины, высвобождаемые из этих клеток, могут проникнуть сквозь слизистую оболочку кишечника, попасть в большой круг кровообращения и с кровотоком достичь головного мозга. В альтернативном варианте сигнальные молекулы, высвобождаемые гормон-содержащими клетками пищеварительного тракта, посылают сигналы в головной мозг по блуждающему нерву.

Такое количество механизмов, участвующих в информировании нервной системы о свойствах съеденной еды, свидетельствует: наш желудочно-кишечный тракт спроектирован для выполнения куда большей работы, чем простое усвоение питательных веществ. Сложные сенсорные системы ЖКТ выступают в качестве «службы безопасности» организма, собирая информацию из всех областей ЖКТ, в том числе из пищевода, желудка и кишечника, игнорируя массу получаемых сигналов, но поднимая тревогу, когда что-то выглядит подозрительно или какой-то процесс происходит неправильно. Пищеварительный тракт — один из самых сложных сенсорных органов человека.

Полная информированность пищеварительного тракта

Всякий раз, когда мы что-то едим или пьем, пищеварительная система сбора данных передает массу важной информации маленькому мозгу в кишечнике (энтеральной нервной системе) и головному мозгу. Оба мозга заинтересованы в получении этой информации, но их интересуют разные ее составляющие.

Маленькому мозгу информация нужна, чтобы генерировать оптимальные пищеварительные реакции и при необходимости вывести из организма токсины, удалив содержимое пищеварительного тракта через оба его конца — в виде рвоты или диареи (поноса). В обрабатываемых им отчетах сообщается об объеме и составе пищи, попадающей в ЖКТ (в том числе информация о химических веществах, удельных долях жира, белка и углеводов, о концентрации, консистенции и размерах частиц). Эти сообщения также содержат результаты анализа, выявляющего признаки враждебных вторжений в ЖКТ бактерий, вирусов или других токсинов из зараженной пищи. Если маленький мозг получит информацию о высоком содержании жира в попавшем в желудок десерте, он замедлит скорость опорожнения желудка и перемещения содержимого по кишечному тракту. Если поступит информация о низкой калорийности пищи, маленький мозг ускорит освобождение желудка, чтобы поглотить достаточное количество калорий. А получив информацию о потенциально опасных нарушителях, маленький мозг стимулирует секрецию воды и меняет характер перистальтики, освобождая желудок и ускоряя перемещение содержимого по всей длине тонкой и толстой кишки, чтобы быстрее удалить из организма провоцирующее вещество.

Головной мозг больше озабочен общим состоянием здоровья и благополучия организма. Он контролирует сигналы, поступающие из ЖКТ, и объединяет их с сигналами из других частей организма и с информацией о среде, в которой обитает человек. Головной мозг отслеживает все, что происходит в энтеральной нервной системе, а кроме этого, его очень интересуют реакции ЖКТ, ведь состояние пищеварительного тракта отражает наше эмоциональное состояние. Например, когда мы сердимся, в желудке и толстой кишке происходят болезненные сокращения, а когда находимся в состоянии депрессии, активность желудочно-кишечного тракта будет нулевой. Образно говоря, головной мозг внимательно следит и за театром, и за пьесой, которая разыгрывается на сцене ЖКТ. Головной мозг почти наверняка также получает информацию, создаваемую триллионами микроорганизмов, обитающих в пищеварительной системе. Вопрос о сигналах, поступающих из ЖКТ в головной мозг, привлек внимание исследователей всего несколько лет назад. Хотя мозг ведет постоянный мониторинг всей сенсорной информации, поступающей из ЖКТ, свои повседневные обязанности он делегирует другим органам, в данном случае — энтеральной нервной системе. Непосредственно в процесс головной мозг вмешивается, только когда требуется совершить какое-то действие или когда ситуация несет серьезную угрозу и необходима ответная реакция головного мозга.

Неважно, бодрствует человек или спит — на протяжении всего дня пищеварительный тракт с помощью различных сенсорных механизмов каждую миллисекунду сообщает головному мозгу обо всем, что происходит внутри организма. Однако ЖКТ — не единственная часть организма, обеспечивающая постоянной обратной связью центральную нервную систему. Головной мозг постоянно получает сенсорную информацию от каждой клетки и каждого органа. Легкие и диафрагма передают механические сигналы в головной мозг каждый раз при вдохе и выдохе, сердце производит механические сигналы с каждым ударом, стенки артерий посылают сигналы о давлении крови, а мышцы передают информацию об уровне их тонуса.

Ученые называют эти текущие отчеты о состоянии организма интероцептивной информацией — информацией, которую головной мозг затем использует для поддержания баланса систем организма и их бесперебойного функционирования. Хотя интероцептивная информация поступает от каждой клетки организма, сообщения, направляемые в головной мозг пищеварительным трактом и его сенсорными системами, уникальны по огромному числу, разнообразию и сложности. Чтобы это понять, начните хотя бы с того факта, что сенсорная сеть ЖКТ распространена по всей поверхности его оболочки, а она в 200 раз больше поверхности кожи и сопоставима с площадью баскетбольной площадки. Теперь представьте баскетбольную площадку с миллионами крошечных механических датчиков, которые собирают информацию о движениях игроков, их весе, ускорениях и торможениях, о каждом прыжке и последующих приземлениях в ходе игры. А поскольку сигналы пищеварительного тракта также включают данные о химических, пищевых и других параметрах, наша метафора в первом приближении дает представление об огромном объеме информации, закодированной во внутренних ощущениях.

Скоростная трасса для сообщений между мозгом и ЖКТ

Блуждающий нерв играет особенно важную роль в доведении ощущений из пищеварительного тракта до головного мозга. Именно блуждающий нерв связывает с мозгом подавляющее большинство клеток ЖКТ и рецепторы, которые кодируют его ощущения. Многие сигналы, посылаемые в головной мозг микробиотой ЖКТ, также передаются через этот канал коммуникаций. В исследованиях нарушений кишечной микробиоты и ее влияния на эмоциональное поведение грызунов это влияние больше не наблюдалось после того, как блуждающий нерв был рассечен. При этом блуждающий нерв — не односторонний канал связи, скорее это шестиполосная скоростная трасса, даже в час пик обеспечивающая движение в обоих направлениях (хотя 90 % трафика направлено от ЖКТ к головному мозгу). Блуждающий нерв обеспечивает такой напряженный трафик, поскольку является одним из главных регуляторов работы внутренних органов, связывающим мозг не только с ЖКТ, но и со всеми другими органами.

Особую важность этой системы связи между мозгом и пищеварительным трактом для благополучия организма можно показать на примере еще одного моего пациента. Во время учебы в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе я встретил Джорджа Миллера, который уже давно страдал от симптомов обширной язвы двенадцатиперстной кишки — первой части тонкой кишки. Мало того что при обострении язвы его мучили боли, ему дважды пришлось ложиться в больницу, когда открывалось острое кровотечение. Поскольку Джордж страдал от этих симптомов уже много лет, гастроэнтеролог решил направить его к хирургу, чтобы тот перерезал блуждающий нерв, стимулирующий выработку кислоты в желудке. Рассказы таких пациентов, как Миллер, и изучение развития симптомов, возникающих после рассечения блуждающего нерва, многое объяснили нам в природе внутренних ощущений и в том, что происходит с людьми, которые лишены возможности получать интероцептивную информацию из жизненно важного источника.

В начале 1980-х гг. врачи и особенно хирурги считали, что самый простой и эффективный способ остановить выработку желудком избыточного количества кислоты и вылечить язвенную болезнь — это рассечение блуждающего нерва, трункулярная ваготомия. Эти операции делали, не задумываясь о потоке информации, проходящей через блуждающий нерв в головной мозг, и о возможной важности этой информации для нашего общего самочувствия. К счастью, сейчас врачи редко прибегают к таким радикальным процедурам, как ваготомия, поскольку могут лечить большинство язв при помощи лекарств.

Прооперировали Миллера успешно, если под успехом понимать то, что язва его больше не беспокоила. Однако цена, которую он за это заплатил, была огромной. После операции он стал испытывать множество неприятных ощущений в пищеварительном тракте. Он не только чувствовал, что объелся, даже съев небольшой объем пищи, но еще и испытывал постоянную тошноту. Прибавились и такие симптомы, как рвота, судороги, боли в животе и диарея.

Врачи не могли объяснить причин возникновения этих симптомов, в число которых входили такие симптомы неясной природы, как учащенное сердцебиение, потливость, головокружение и сильная усталость. Врачи предположили, что у Миллера усиление невротизма и «синдром альбатроса». Этот термин используется, когда операция, как в случае Миллера, приводит к успешному излечению язвы желудка, но оставляет неприятные ощущения в ЖКТ: боли в животе, тошноту, рвоту и плохое усвоение пищи. Теперь мы понимаем, что по крайней мере во многих случаях симптомы имеют прочную физиологическую основу.

Сегодня мы знаем о сложном характере внутренних ощущений в ЖКТ и важной роли, которую играет блуждающий нерв в передаче этих сигналов в гипоталамус и лимбическую систему. Эти области мозга в свою очередь влияют на широкий спектр таких жизненно важных функций, как боль, аппетит, настроение и даже на когнитивные показатели. Оглядываясь назад, сейчас уже несложно понять, что закрытие этой жизненно важной информационной скоростной трассы (по значимости сопоставимой, например, с шоссе номер 405 в Лос-Анджелесе) сильно влияет на ощущения человека, которые он испытывает по утрам, когда просыпается, или во время еды.

Вряд ли мы когда-нибудь узнаем до конца, какие именно механизмы вызывали такие мучительные симптомы, как у Миллера, поскольку в настоящее время ваготомию проводят весьма редко. Вновь возник интерес к роли блуждающего нерва при передаче сенсорной информации из ЖКТ в основные центры управления в мозге. Новым способом вызывать ощущения в ЖКТ считается электрическое или фармакологическое стимулирование блуждающего нерва, которое сейчас применяется для лечения ряда мозговых нарушений, в том числе депрессии, эпилепсии, хронической боли, ожирения и даже для таких хронических воспалительных заболеваний, как артрит. Новые данные еще раз подтверждают важность общения между блуждающим нервом, головным мозгом и ЖКТ для здоровья и самочувствия людей.

Роль серотонина

К наиболее мучительным ощущениям в кишечнике относятся те, что связаны с пищевыми отравлениями. Около 40 лет назад я познакомился с ними слишком близко. Я участвовал в четырехнедельном турпоходе в Индии, который на тот момент уже завершался. По пути, который пролегал через пустынные долины и горные перевалы, ведущие из северной Индии в предгорья Гималаев, я видел мирные буддийские монастыри и оазисы со множеством персиковых деревьев. Мой ежедневный рацион составляли суп из чечевицы, рис и чай сума — популярный у тибетцев чай с молоком, маслом яка и солью. Питьевую воду я брал из девственно чистых ручьев. Я редко бывал в таком приподнятом настроении, как в тот раз, когда наконец прибыл на железнодорожную станцию города Манали. Чтобы отпраздновать это событие, я отступил от обычного рациона и решил побаловать себя вкусной острой едой в местном ресторане.

На следующий день рано утром я сел в автобус, чтобы за 24 часа добраться до Нью-Дели. Тот день я буду помнить всю жизнь — это был день ужаснейших проблем. Мои попытки контролировать желудочно-кишечную деятельность были похожи на попытки убедить атакующую стаю гиен лечь на землю и кувыркаться. Все это оставило глубокий след в моей эмоциональной памяти, и я всегда буду помнить о том, насколько мощными могут быть внутренние ощущения (и память о них).

Пищевое отравление происходит, когда вы случайно съедаете или выпиваете что-то, содержащее патогенные вирусы, бактерии или произведенные ими токсины. Например, это может быть токсин инвазивного вида Escherichia coli (кишечная палочка). В пищеварительном тракте он связывается с рецепторами, которые расположены на клетках, содержащих серотонин. Это немедленно переключает желудочно-кишечный тракт на «ужасную рвоту и бурный понос». Подобную реакцию вызывают некоторые противораковые химиотерапевтические препараты, например цисплатин (Cisplatin).

Такая реакция представляет собой встроенный механизм выживания: когда пищеварительный тракт обнаруживает значительное количество токсина или патогена, энтеральная нервная система выдает приказ энергично удалить все содержимое, чтобы избавиться от токсина через оба конца вашего пищеварительного тракта, — полезная, хотя и крайне неприятная реакция.

Эту реакцию вызывают серотонинсодержащие клетки в верхних отделах ЖКТ, которые играют важную роль в формировании ощущений. При секреции в обычных условиях серотонин помогает процессу пищеварения проходить в нормальном режиме. Он освобождается в результате действия слабых механических сил, возникающих, когда перевариваемая пища продвигается по пищеварительному тракту и «трется» о так называемые энтерохромаффинные клетки. Как и другие гормоны, содержащиеся в эндокринных клетках ЖКТ, высвобожденный серотонин активизирует чувствительные нервные окончания блуждающего нерва и энтеральной нервной системы (ЭНС), что, в свою очередь, держит ЭНС в курсе о продвижении по пищеварительному тракту, позволяя ей запускать в действие перистальтический рефлекс. Но при пищевом отравлении или в ответ на цисплатин высвобождается слишком много серотонина, что приводит к рвоте, интенсивному испражнению или к тому и другому одновременно.

Моя исследовательская группа во взаимодействии с группой из Нидерландов обнаружила, что у здоровых людей диета с дефицитом аминокислоты триптофана, необходимой для производства серотонина, снижает уровень серотонина в головном мозге и повышает активность нервных цепей в состоянии возбуждения. Такие изменения в работе центральной нервной системы также связаны с повышенной чувствительностью к механической стимуляции толстой кишки. Диета, приводящая к снижению уровня серотонина, повышает, как было показано выше, вероятность депрессии у людей в опасной ситуации (в том числе тех, в чьей семейной истории часто встречались депрессии).

Серотонин — важнейшая сигнальная молекула для головного мозга и ЖКТ. Клетки, содержащие серотонин, причудливым образом связаны и с маленьким мозгом в ЖКТ, и с головным мозгом. Базирующаяся в пищеварительном тракте серотониновая система сигнализации играет ключевую роль в связывании происходящих в ЖКТ событий с пищей, кишечной микробиотой, некоторыми лекарственными препаратами и активностью пищеварительной системы, а также с нашим самочувствием. Небольшому количеству серотонина, содержащемуся в нейронах пищеварительного тракта и головного мозга, также поручено исполнение очень важных ролей. Нервные окончания в ЖКТ, содержащие серотонин, имеют первостепенное значение для регулирования перистальтики, а скопления нервных клеток в головном мозге посылают сигналы в большинство областей головного мозга, влияя на широкий спектр жизненно важных функций, в том числе на аппетит, болевую чувствительность и настроение.

Майкл Гершон, исследователь-первопроходец системы серотонина в ЖКТ, любит повторять, что о кишечных ощущениях, связанных с серотониновой системой, мы узнаем только тогда, когда она передает нам плохие или очень плохие новости (вроде той кошмарной поездки на автобусе в Нью-Дели, о которой я вспоминал). Но так ли все обстоит на самом деле? Давайте ненадолго оставим в стороне драматические события, которые происходят, когда бактериальная либо вирусная инфекция вызывает массивное высвобождение серотонина или изменения в системе производства серотонина в ЖКТ порождают симптомы CPK или диарею. Огромные запасы серотонина в ЖКТ расположены рядом с вагусными путями, которые ведут непосредственно к центрам эмоций в головном мозге. Вполне вероятно, что в ответ на механическое воздействие перевариваемой пищи на клетки, содержащие серотонин, или на метаболиты кишечной микробиоты постоянный поток слабых сигналов идет из ЖКТ к центрам эмоций головного мозга. Даже если мы не осознаем эти закодированные с помощью серотонина сигналы, высвобождение серотонина в незначительных количествах может повлиять на наши фоновые эмоции и на то, как мы себя чувствуем, создав положительный настрой. Может быть, этим объясняется, почему так много людей испытывают чувство удовлетворения и благополучия, когда едят вкусную еду.

Еда как информация

Все сказанное выше ставит важный вопрос: если люди редко осознают возникающие в ЖКТ ощущения, даже сильное вздутие живота после обильной трапезы, зачем пищеварительному тракту нужен свой специализированный сенсорный аппарат?

Простой (и подтверждаемый научными данными) ответ таков: эти чувствительные механизмы имеют важное значение для нормального функционирования и координации основных функций ЖКТ (опорожнение желудка, перемещение пищи по кишечнику, секреция кислоты и пищеварительных ферментов), и для связанных с приемом пищи функций организма (аппетит, чувство сытости), и, наконец, для основного обмена, включая контроль уровня сахара в крови. Эти функциональные аспекты ощущений в пищеварительном тракте возникли, скорее всего, миллионы лет назад, когда крошечные примитивные морские животные были колонизированы микроорганизмами, которые помогли им усваивать определенные питательные вещества.

Есть и другой, более провокационный ответ на вопрос о том, зачем нужна эта сенсорная система: ей приходится справляться с потоком информации, поступающей из пищеварительного тракта в головной мозг, — информации, которая не связана непосредственно с функциями ЖКТ и метаболическими потребностями и в основном не замечается нами. Огромное количество информации из ЖКТ, направляемой в головной мозг и включающей лавину сообщений от триллионов кишечных микроорганизмов, позволяет оси головной мозг — ЖКТ играть уникальную и весьма неожиданную роль регулятора здоровья и общего состояния, чувств и даже, как будет показано в главе 5, принимаемых нами решений.

Когда мы задумываемся над тем, насколько сложны с научной точки зрения сенсоры пищеварительного тракта и блуждающий нерв, а также над их функцией в процессе пищеварения и рассматриваем их в общем контексте внутренних ощущений, возникает совершенно новая картина наших пищевых привычек. Помимо того, что пищеварительный тракт способен не только поглощать бóльшую часть питательных веществ и калорий из еды (в то время как микробиота занимается остатками того, что ЖКТ переварить не может), сложная система наблюдения, имеющаяся в пищеварительном тракте, может анализировать состав питательных веществ в пище и извлекать информацию, необходимую для ее оптимального усвоения. Другими словами, еда поступает в ЖКТ одновременно с точными указаниями о том, как ее следует переварить, а также с набранными мелким шрифтом длинными дополнительными инструкциями. До недавнего времени ученые вообще о них не знали и лишь теперь пытаются уяснить их смысл. Это важно для всех — для веганов и мясоедов, для фанатиков модных диет и для того несчастного, который подхватил кишечную инфекцию во время поездки в Мексику. Самое удивительное, что сенсорная система пищеварительного тракта начинает извлекать эту информацию, как только пища попадает в рот (вкусовые рецепторы на языке и энтеральные нейроны в пищеводе начинают передачу данных о том, что мы собираемся съесть), и продолжает свою работу до тех пор, пока пища не оказывается в толстой кишке. И все это пищеварительный тракт делает без всякого вмешательства в наши повседневные дела.

Когда мы видим скопления сенсорных рецепторов и обширную область, которую они занимают в слизистой оболочке стенки ЖКТ, становится очевидно, что пищеварительный тракт ежесекундно передает огромные объемы информации в головной мозг. Сам он получает эту информацию и в результате сложных процессов, связанных с пищеварением, и напрямую от 100 трлн обитающих в нем и любящих поболтать друг с другом микроорганизмов. В том, что касается сбора, хранения, анализа и реагирования на огромный объем информации, ось головной мозг — ЖКТ похожа на настоящий суперкомпьютер. Такое сравнение серьезно отличается от наших прежних представлений о пищеварительной системе: в прошлом ее считали чем-то вроде медленно работающего парового двигателя.

Это часть нового, современного понимания механизма работы ЖКТ. Повышенное внимание к макро- и микроэлементам, нюансам обмена веществ и килокалориям сменяется интересом к тому, что ЖКТ с собственной нервной системой и сообществом населяющих его микроорганизмов по сути является удивительным механизмом обработки информации. Он серьезно превосходит головной мозг по числу клеток, участвующих в этом процессе, а по некоторым своим возможностям способен соперничать с «большим собратом». Через продукты питания эта система плотно связывает нас с окружающей средой, собирая жизненно важную информацию о том, как выращивается пища, что мы вносим в почву и какие химические вещества были добавлены в еду, прежде чем она попала на полки супермаркета. В следующей главе мы узнаем, какую роль в связи между тем, что мы едим, и тем, как себя чувствуем, играет кишечная микробиота.

Глава 4

Разговор микроорганизмов — важный компонент общения между головным мозгом и пищеварительным трактом

В 1970–1980-е гг. важнейшие исследования коммуникаций между головным мозгом и желудочно-кишечным трактом проводились в Лос-Анджелесе в Центре исследований язвенных болезней и подготовки специалистов (CURE, Center for Ulcer Research and Education, сейчас входит в состав Министерства по делам ветеранов США). Этот Центр, основанный выдающимся физиологом Мортоном Гроссманом, был Меккой для исследователей и лечащих врачей со всего мира, которые хотели на фундаментальном уровне изучать проблему язвы желудка (серьезную врачебную проблему в то время) и основные механизмы, участвующие в работе пищеварительной системы. Об этом Центре и сделанных в нем научных открытиях, о его харизматичном основателе и об ученике Гроссмана по имени Джон Уолш написаны книги, а рассказы об их работах можно услышать и сегодня.

Когда я приехал в Лос-Анджелес в начале 1980-х гг. и начал работать в Центре, я хотел изучать биологию процессов коммуникации в пищеварительном тракте. В учебной программе медицинского факультета Университета Людвига и Максимилиана в Мюнхене, где я учился, тема взаимодействия головного мозга и ЖКТ почти не затрагивалась. Я только что закончил стажировку по внутренним болезням в Университете Британской Колумбии в Ванкувере и не мог дождаться начала обучения в ординатуре, чтобы продолжить углубленно заниматься интересующей меня темой. Я полагал, что на эти исследования и ординатуру у меня уйдет два года.

В то время Джон Уолш был блестящим молодым исследователем, который уже принял много дальновидных решений и сделал немало открытий, руководствуясь своими внутренними ощущениями, что я понял гораздо позже. Он уже тогда заинтересовался группой таинственных сигнальных молекул — «кишечных гормонов» или «кишечных пептидов», которые были выделены из кожи экзотических лягушек, а затем из ЖКТ и головного мозга млекопитающих. В то время биологи полагали, что эти сигнальные молекулы работают как простые химические переключатели, которые запускают или останавливают выработку желудком соляной кислоты, или секрецию поджелудочной железой пищеварительных гормонов, или сокращения желчного пузыря. Однако в течение следующих нескольких лет, которые я провел в этой колыбели новейших исследований пищеварительного тракта и головного мозга, я видел, как менялось понимание функции сигнальных молекул — от простых двухпозиционных переключателей до основы сложного универсального биологического языка, которым пользуются триллионы микроорганизмов для общения с пищеварительной системой и головным мозгом человека.

Группа итальянских биологов под руководством Витторио Эрспамера обнаружила первые гастроинтестинальные (кишечные) пептиды в коже экзотических лягушек. В тот момент казалось, что роль этих веществ заключалась в отпугивании хищников. Когда неопытная молодая птица проглатывает лягушку, эти молекулы выбрасываются в ее желудочно-кишечный тракт, вызывая такую острую реакцию, что это побуждает птицу отрыгивать лягушку. Неприятный опыт учит птицу не трогать этот вид лягушек в будущем. А так как лягушка вырабатывает пептид, на который реагирует желудок птицы, то получается, что лягушки и птицы имеют общую систему химической связи, что и показали результаты исследований.

Вскоре после того, как итальянцы сообщили о своих находках, Виктор Матт с коллегами из Каролинского института в Швеции начал поиски гастроинтестинальных пептидов в тканях млекопитающих. В конце концов они научились выделять эти молекулы в промышленном масштабе из специально подготовленных свиных кишок и снабдили ими интересующихся этой темой исследователей во всем мире. Драгоценные экстракты были отправлены и в лабораторию Уолша. Мы отнеслись к ним с благоговением, зная, сколько труда и времени потребовалось для их выделения. Позже мы стали сами ездить по утрам на бойню в Лос-Анджелесе и возвращались оттуда с контейнерами свиных кишок, из которых выделяли гастроинтестинальные пептиды. Мы вводили одно из этих веществ — гастрин — и наблюдали, как желудок животного усиливал секрецию соляной кислоты. Инъекция другого пептида — секретина — приводила к секреции пищеварительных соков поджелудочной железой, а инъекция соматостатина, как правило, обе эти функции выключала. Гастроинтестинальные пептиды также называют гастроинтестинальными гормонами, так как, попав в кровь, они могут достигать отдаленных целей в организме, как вырабатываемые щитовидной железой или яичниками гормоны, отправляющие свои сообщения на дальние в масштабах тела расстояния.

Ученым не потребовалось много времени, чтобы обнаружить, что гастроинтестинальные пептиды присутствуют не только в гормон-содержащих клетках пищеварительного тракта, но и в нервных клетках энтеральной нервной системы, которая использует их для тонкой настройки перистальтики, поглощения жидкости и секреции. Далее нейробиологи обнаружили идентичные вещества в головном мозге. Там пептиды играли роль химических переключателей, которые могут включать и выключать различные модели поведения и моторные программы, участвующие в формировании чувства голода, гнева, страха и тревоги.

История приняла неожиданный оборот в начале 1980-х гг., когда группа ученых из Национальных институтов здоровья США (National Institutes of Health) во главе с биологами Джесси Ротом и Дереком леройтом решила выяснить, существуют ли микроорганизмы, способные производить те же сигнальные молекулы, которые Уолш, Матт и Эрспамер выделили у лягушек, свиней, собак и других животных. Они выращивали различные микроорганизмы в питательном бульоне, отделяли их и проверяли на наличие инсулина — гормона, который посылает тканям сигнал выделять энергию из сахара.

И в клетках, и в бульоне были обнаружены молекулы, похожие на человеческий инсулин, — настолько похожие, что они стимулировали выращенные в лаборатории жировые клетки крыс выделять энергию из сахара. Этот впечатляющий результат позволил предположить, что инсулин впервые появился не у животных, как думали биологи, а у примитивных одноклеточных организмов, которые возникли около миллиарда лет назад.

Я узнал об увлекательном исследовании Рота и Леройта, когда они прислали экстракты других микроорганизмов в лабораторию Уолша. Там для идентификации и количественной оценки этих молекул был проведен радиоиммунологический анализ. Он дал удивительные результаты: помимо инсулина мои коллеги обнаружили молекулы, похожие на гастроинтестинальные пептиды других млекопитающих. С тех пор были идентифицированы древние микробные версии многих гастроинтестинальных и других пептидов, гормонов и сигнальных молекул, в том числе норадреналина, эндорфина и серотонина и их рецепторов.

В статье, опубликованной в 1982 г. в журнале New England Journal of Medicine, Рот и Леройт обобщили полученные результаты и написали, что сигнальные молекулы, которые эндокринная система и головной мозг человека используют для коммуникаций, вполне вероятно, возникли у древних микроорганизмов. Несколько лет спустя меня так сильно заинтересовало это формировавшееся направление науки, что я решил написать дискуссионную обзорную статью. К работе над ней я привлек моего друга и блестящего математика Пьера Бальди, работавшего в Калифорнийском технологическом институте. И хотя один известный профессор лингвистики пытался тогда убедить меня, что о языке можно говорить только в контексте общения между людьми, мы назвали нашу работу так: «Не являются ли гастроинтестинальные пептиды словами универсального биологического языка?» (Are Gut Peptides the Words of a Universal Biological Language?). Наша статья была опубликована в American Journal of Physiology в 1991 г.

Когда я показал ее рукопись Уолшу, он шутливо заметил: «Тебе повезло, что этот дискуссионный материал приняли к публикации. Эти идеи лет на тридцать опережают наше время». (И эта оценка, как всегда бывало с предсказаниями Уолша, оказалась точной.) В статье мы высказали предположение, что сигнальные молекулы являются своего рода словами универсального биологического языка, которым пользуются не только пищеварительный тракт, но и нервная система, в том числе маленький и большой мозг, а также иммунная система. Не только люди используют эту систему клеточных коммуникаций: ученые уже показали, что ей также пользуются лягушки, растения и даже микроорганизмы, живущие в пищеварительной системе человека. Применив к биологическим данным математическую теорию, которая называется теорией информации, мы даже оценили объемы информации, которые различные типы сигнальных молекул — от гормонов до нейромедиаторов — могли бы посылать между разными клетками и органами.

К сожалению, научный мир еще не был готов осознать значение тех открытий. Как и предсказывал Уолш, потребовалось почти три десятилетия исследований взаимодействия между головным мозгом и пищеварительным трактом, чтобы кишечная микробиота снова привлекла к себе серьезное внимание.

Оборотная сторона раннего очищения кишечника

Далия вошла в мой кабинет в черной одежде и темных очках, как будто после визита в клинику она собралась на похороны. Меня не удивил ее вид, за годы врачебной практики я повидал много таких пациентов. Темные очки могут означать повышенную чувствительность к свету, она часто встречается при мигренях у людей, страдающих от стресса. А может быть, ее одежда была покровом, за которым сорокапятилетняя женщина пыталась скрыть разочарование.

Далия попросила ее принять, чтобы я помог ей справиться со стойкими запорами, однако ее проблемы со здоровьем не ограничивались только проблемами с кишечником. К другим симптомам относились хронические боли по всему телу, усталость, головные боли и мигрени. Во время беседы с нею мне стало ясно, что Далия также страдает от хронической депрессии, которую она объясняла исключительно проблемами в желудочно-кишечном тракте. Она рассказала мне, что трудности с регулярным опорожнением кишечника начались еще в младенчестве. Мать регулярно ставила ей клизмы — обычная практика, к которой прибегали в те времена, чтобы добиться ежедневной дефекации у детей.

К сожалению, единственным способом, при помощи которого Далия могла гарантированно добиваться дефекации, оставались ежедневные клизмы и глубокие еженедельные орошения (более интенсивные клизмы, когда горячую воду впрыскивают в верхнюю часть толстой кишки). Без этого, по ее словам, она не могла добиться спонтанного испражнения в течение нескольких недель. Далия была уверена, что ее толстая кишка «омертвела» и больше не в состоянии транспортировать содержимое. Она очень боялась, что без ежедневных принудительных процедур ее состояние станет невыносимо дискомфортным, и была убеждена, что никогда не сможет обходиться без клизмы.

Далия уже перепробовала множество терапевтических подходов, и все они оказались неудачными, она лечила депрессию различными лекарственными средствами, которые лишь кратковременно влияли на ее запоры. Казалось, какой-то неизвестный механизм упорно искажал взаимодействие между ее головным мозгом и пищеварительным трактом. Я назначил ей ряд диагностических обследований, но ни одно не выявило причин ее состояния. Самым интересным было то, что обследование транзита толстой кишки показало: время, которое требовалось для прохождения отходов пищеварения по толстой кишке, было абсолютно нормальным.

Далия была также убеждена, что ее симптомы тревоги, депрессии, усталости и хронические боли были вызваны брожением токсичных отходов в кишечнике, а неспособность организма самопроизвольно избавляться от отходов серьезно влияла на ее самочувствие. Часто врачи, встретив пациентов с совокупностью таких симптомов и выслушав их странные истории, прибегают к колоноскопии, выписывают им рецепт на получение нового слабительного и отправляют к психиатру. Однако, как мы теперь знаем, при такой стратегии игнорируются некоторые важные биологические факторы, влияющие на симптомы пациента. Вполне вероятно, что клизмы, которые Далии делали в раннем детстве, в первые годы ее жизни, помешали формированию нормального состава кишечной микробиоты, в итоге это привело к продолжительным изменениям в способе общения между ее микробиотой и нервной системой. Мы до сих пор точно не знаем, в чем заключаются те ранние изменения в составе кишечной микробиоты, которые приводят к появлению таких симптомов, как у Далии. И все же ее история наводит на мысль, что такие изменения могут создавать риск развития у пациентов неврологических симптомов и провоцировать постоянные, продолжающиеся на протяжении всей жизни сбои диалога головного мозга и ЖКТ. Я не сомневаюсь, что в будущем появятся терапевтические стратегии, позволяющие исправить ошибки программирования на ранних стадиях взаимодействия между головным мозгом и ЖКТ. Но пока полезен, скорее, целостный подход к лечению. Он включает комбинацию фармакологических методов и поведенческих коррекций, которые должны помочь справиться с неврологическими симптомами, а также добиться более разнообразного состава кишечной микробиоты, для чего потребуются пробиотики, диета с высоким содержанием растительной клетчатки и прием слабительных средств растительного происхождения, чтобы стимулировать секрецию жидкости в толстой кишке. В случае с Далией этот подход позволил постепенно ослабить не только ее желудочно-кишечные симптомы, но и симптомы тревоги и депрессии.

На протяжении многих лет врачебной практики я видел массу пациентов со сложными и, казалось бы, необъяснимыми симптомами и по результатам этих встреч усвоил один важный урок: нужно обязательно выслушивать их рассказы — непредвзято, независимо от того, насколько странно они звучат и насколько соответствуют современным научным взглядам, считающимся догмой. Студентов-медиков не учат тому, как ставить диагноз таким пациентам, и потому даже опытный гастроэнтеролог вполне мог оставить без внимания странные предположения Далии, сочтя их специфическими психологическими отклонениями. Однако я думаю, что помимо нарушения коммуникации между микробиотой и головным мозгом состояние Далии отчасти было следствием давно укоренившегося убеждения, что отходы, скапливающиеся в толстой кишке, — причина всех проблем, от соматических до психологических, и потому необходимо прибегать к очищению толстой кишки. Страх перед гнилостным разложением остатков пищи в кишечнике и аутоинтоксикацией (самоотравлением организма) такой же древний, как египетские папирусы, и исцелить человека от этой напасти пытались испокон веков во всех частях обитаемого мира.

Кишечник под подозрением

В Древнем Египте и Месопотамии люди считали, что гниющая в кишечном тракте пища образует ядовитые вещества, а кровоток разносит их по всему телу, что приводит к повышению температуры и в конце концов к болезни. Для излечения таких недугов в папирусе Эберса, египетском медицинском тексте, датируемом XIV в. до н.э., предписывается клизма, пригодная, как тогда считалось, для лечения более 20 различных проблем желудка и кишечника путем «удаления экскрементов». Древние египтяне утверждали, что бог мудрости Тот рассказал о самоотравлении и об очистке кишечника, к которой надо прибегать, чтобы избежать болезни. Узнав об этом, фараон назначил специального служителя, который назывался «смотритель за прямой кишкой», он отвечал за постановку клизм фараону, что было одной из первых грязных работенок в истории.

В Древней Месопотамии шумеры, представители первой известной нам цивилизации, также прибегали к клизмам для изгнания болезни. Так же поступали вавилоняне и ассирийцы, на чьих глиняных скрижалях, относящихся к 600 г. до н.э., упоминается использование клизм. Отец индийской хирургии Сушрута в своих рекомендациях, приведенных в санскритских медицинских текстах, детально описал использование шприцев, бужей и ректальных расширителей. Эта традиция продолжилась в медицине аюрведы: самым важным из пяти аюрведических средств детоксикации и очищения организма считались клизмы, использовавшиеся для очистки нижней части пищеварительного тракта. Лекари также широко применяли niruha basti — декоктовые (с отварами) клизмы[7] — дословно «то, что удаляется». Басти — разновидность клизм, применявшихся для лечения различных заболеваний, включая артрит, боли в спине, запоры, синдром раздраженного кишечника, неврологические расстройства и ожирение. Китайских и корейских целителей также беспокоили опасности, создаваемые нечистым кишечником. Они назначали клизмы и орошение кишечника, чтобы избежать «внутренней сырости», которая, по их мнению, могла вызвать множество проблем, в том числе, прибегая к современным терминам, высокий уровень холестерина, синдром хронической усталости, фибромиалгию, аллергии и рак.

У основоположников западной медицины были иные представления о том, как аутоинтоксикация влияет на тело, но они соглашались с тем, что это влияние, безусловно, вредное. Древнегреческий врач Гиппократ, чьим именем названа врачебная клятва, в своих трактатах писал о применении клизмы для лечения лихорадки и других телесных расстройств. Гиппократу также приписывают известное утверждение, что все болезни начинаются в кишечнике. Древние греки приняли идею египтян о том, что гниющая пища внутри нас приводит к образованию токсинов, которые в свою очередь вызывают болезни. В результате такого толкования появилась теория о наличии в организме четырех жизненных соков (жидкостей), соотношение которых для поддержания здоровья должно быть сбалансированным. Эта теория была в ходу на протяжении всего средневековья.

Почему люди в течение столь длительного времени и так упорно интересовались опасностями, таящимися в кишечнике? И сейчас многие пациенты, с которыми я встречаюсь в своей клинике, при всех различиях в происхождении, образовании и социально-экономическом положении твердо верят в эту теорию. Они убеждены, что ответственность за проблемы в пищеварении и другие трудности со здоровьем несут слабо выявленные и по большей части бездоказательные с научной точки зрения процессы, происходящие в ЖКТ. На протяжении многих лет «под подозрением» оставались кандидоз желудочно-кишечного тракта, аллергии и гиперчувствительность ко всем видам пищевых компонентов, непроходимость кишечника, а в последнее время — и дисбаланс микробиоты ЖКТ. Чтобы справиться с подозрительными недугами, люди нередко прибегают к дорогостоящим и обременительным процедурам, включая жесткие ограничения в диете, употребление пищевых добавок и даже антибиотиков. Однако тот факт, что они до сих пор приходят в мою клинику с непрекращающимися пищеварительными проблемами, заставляет меня задаться вопросом, существует ли метод лечения, прибегнув к которому они ощутили реальную пользу, или в лучшем случае все ограничивается лишь ослаблением тревоги у пациентов?

Люди прибегают к самым разным ненаучным объяснениям и ритуалам, чтобы уменьшить свой страх перед болезнями, с которыми они не могут справиться. В этом отношении особенно популярны диетические очистительные процедуры, в том числе диеты, предназначенные для очищения кишечника, — практики, сами по себе являющиеся противоречивыми. Сейчас страхи и беспокойство резко усилились из-за бесконечного потока публикуемых в популярных изданиях историй, в которых рассказывается об опасностях, таящихся в пище, которую мы едим. Исследования ученых показывают, что страхи, связанные с микроорганизмами, живущими в ЖКТ, и веществами, которые они могут продуцировать, в какой-то степени обоснованы. Как в человеческом обществе есть преступники, мошенники и компьютерные хакеры, точно так же имеются микроорганизмы, которые не играют по общим правилам. Некоторые из этих временно появляющихся микроорганизмов, в частности паразиты и вирусы, имеют особое предназначение (как правило, производство потомства), и в стремлении его реализовать они игнорируют здоровье и самочувствие человека или даже вредят ему. Они научились взламывать нашу самую сложную компьютерную систему — головной мозг, чтобы использовать его операционные программы, относящиеся к эмоциям, для достижения собственной эгоистичной выгоды.

Чтобы продемонстрировать, насколько сложными могут быть эти организмы, позвольте мне поделиться с вами захватывающей историей, которую я впервые услышал 15 лет назад на встрече психиатров в Сан-Франциско. Роберт Сапольски, ведущий эксперт по влиянию хронического стресса на головной мозг, выступил с вдохновляющей речью, в которой рассказал о злом и умном микроорганизме под названием Toxoplasma gondii. В ходе выступления он упомянул опубликованную в 2000 г. работу Мануэля Бердоя и его группы из Оксфордского университета. Это исследование показало, что у T. gondii имеется собственная программа выживания и воспроизводства, выполнением которой она занимается удивительно хитрым и эгоистическим способом.

Хотя токсоплазмы могут размножаться только в одном месте — желудочно-кишечном тракте зараженных кошек, — на деле этот паразит может проникнуть в головной мозг любого млекопитающего (включая человека), умело преодолев гематоэнцефалический барьер, который, как экран, защищает головной мозг от нежелательных воздействий. Инфицированные кошки распространяют этот микроорганизм через свои экскременты. По этой причине гинекологи рекомендуют беременным женщинам не держать кошек и их лотки дома, а также воздерживаться от работ в саду в тех местах, где кошки могут закапывать свои фекалии. В нашем, идеальном для токсоплазмы мире кошки освобождаются от паразитов, которых поглощают грызуны. После этого паразиты образуют круглые тканевые цисты в теле грызуна, в частности в его головном мозге. Кошка, в свою очередь, питается зараженными грызунами, цисты формируются в желудочно-кишечном тракте кошки, она с экскрементами выводит наружу новых паразитов, и цикл их жизни продолжается.

В этом месте рассказ делает захватывающий сюжетный поворот, свидетельствующий о замечательной ловкости этого микроорганизма. При нормальных обстоятельствах возбудитель из организма инфицированной крысы вряд ли снова попал бы в организм кошки, поскольку грызуны инстинктивно стараются избегать кошек. Однако крысы, инфицированные токсоплазмой, не только теряют инстинктивный страх перед своими врагами, но даже предпочитают участки, на которых пахнет кошачьей мочой.

Чтобы это произошло, крошечные цисты паразита должны попасть в определенную часть головного мозга крысы — и они попадают точно туда. Их цель — эмоциональная операционная система, отвечающая за срабатывание реакции «испугайся и убегай». Эта эмоционально-моторная программа обычно заставляет крыс убегать при первом колебании воздуха от движения приближающейся кошки. Однако паразит особым образом устраняет у крыс страх перед кошками. При этом инфицированные крысы продолжают проявлять обычное защитное поведение по отношению к другим хищникам, не кошкам, и показывают нормальные показатели при лабораторных испытаниях памяти, эмоций тревоги, страха и поведения по отношению к другим животным. Но, когда дело доходит до кошек, цисты не останавливаются на достигнутом. Они повышают активность центров мозга, контролирующих половое влечение, заставляя инфицированных токсоплазмой крыс, которые чуют запах кошек, испытывать к ним сексуальное влечение. Это ловкое вмешательство в операционную систему мозга крысы — во врожденную реакцию страха, которая подавляется с помощью сексуального влечения, вызываемого кошачьим запахом. Другими словами, у зараженной крысы вырабатывается фатальное влечение к кошкам.

В основе этих стратегий лежит замечательный эволюционный интеллект. Фармацевтические компании потратили миллиарды долларов на разработку лекарств, предназначенных для решения тех задач, с которыми легко справляется токсоплазма. Большая часть этих инвестиций не привела к успеху. Вещества, разработанные для ослабления реакции страха при тревожных расстройствах и блокирования действия молекулы кортиколиберина, принимающей участие в реакции на стресс, как и вещества, созданные для повышения либидо у женщин со сниженным сексуальным влечением, оказались слабыми и вдобавок обладали потенциально опасными побочными эффектами.

Существует много других микроорганизмов, которые разработали поразительно сложные способы манипулирования поведением животного-хозяина. Когда вирус бешенства делает его носителя — собаку, лисицу или летучую мышь — агрессивным, он добивается этого путем проникновения в центр головного мозга, отвечающий за гнев и агрессию. Это повышает вероятность того, что зараженное животное набросится на другое животное (или человека) и покусает его, тем самым передавая дальше вирус, который в составе слюны окажется в ране жертвы. Токсоплазма и вирус бешенства отличаются специализированными знаниями о нервной системе их животных-хозяев, но и многие другие болезнетворные микроорганизмы, в том числе бактерии, простейшие и вирусы, также разработали удивительные способы манипулировать поведением своих хозяев.

Если бы хакеры манипулировали взломанной компьютерной системой так же умело, как токсоплазма и вирус бешенства манипулируют головным мозгом, у нас были бы все основания подозревать, что наш компьютер взломал опытный специалист, хорошо разбирающийся в коде системы. Токсоплазма и вирус бешенства эволюционировали настолько, что знают все о механизмах взаимодействия между головным мозгом и пищеварительным трактом млекопитающих, и так хорошо разобрались в эмоциональных операционных программах млекопитающих, что могут манипулировать ими для достижения своих целей.

Однако паразиты и вирусы — не единственные организмы, способные влиять на головной мозг. За последнее десятилетие исследователи обнаружили, что некоторые микроорганизмы, мирно обитающие в нашем пищеварительном тракте, обладают такими же впечатляющими способностями, хотя они не используют их против нас. Тем не менее на взаимодействие головного мозга и ЖКТ они влияют весьма серьезно.

Являются ли микроорганизмы посредниками в коммуникациях головного мозга и ЖКТ?

Всего несколько лет назад многие исследователи думали, что мы уже установили все компоненты, которые определяют двусторонние коммуникации мозга и ЖКТ.

Мы знали о способах, с помощью которых ЖКТ контролирует пищеварение и окружающую среду — как он чувствует тепло, холод, боль, растяжение, кислотность, наличие питательных веществ в пище и другие характеристики. Мы знали, что поверхность пищеварительного тракта является самой большой и самой сложной сенсорной системой в организме человека. Нам казалось очевидным, что внутренние ощущения с помощью гормонов, молекул иммунных клеток и чувствительных нервов (особенно блуждающего нерва) передаются из ЖКТ в маленький и большой мозг. Это объясняло, почему наша пищеварительная система большую часть времени прекрасно функционирует без участия сознания, почему ЖКТ специфически реагирует на испорченную еду и почему после вкусной трапезы человек чувствует себя хорошо.

Мы также знали, что энтеральная нервная система — маленький мозг в ЖКТ — выступает в качестве «низового» органа, регулирующего пищеварение, а при возникновении чрезвычайных ситуаций действует в тесном контакте с высшим органом — головным мозгом. Мы узнали, что, когда мы испытываем эмоции, специализированные эмоциональные операционные программы в головном мозге создают различные сюжеты, разыгрывающиеся в нашем пищеварительном тракте. Они вызывают особые паттерны (комбинации) сокращений в ЖКТ, изменяют кровоток, а также секрецию жизненно важных пищеварительных жидкостей, характерных для каждой эмоции.

Клиницисты довольны новым знанием о том, что нарушение коммуникаций головного мозга и пищеварительного тракта играет важную роль в возникновении таких функциональных расстройств ЖКТ, как синдром раздраженного кишечника. И вопреки мнению подавляющего большинства психиатров и большинства моих коллег-гастроэнтерологов я уже давно подозревал, что нарушения в этой системе коммуникаций могут проявляться в таких не относящихся напрямую к пищеварению расстройствах, как тревога, депрессия и аутизм.

Однако, как это часто бывает в науке, первоначальная уверенность оказалась преждевременной. Мы многое уяснили в двусторонней связи между пищеварительным трактом и головным мозгом, и тем не менее становилось все более очевидным, что организм на самом деле организует внутренние реакции и ощущения в виде сложной схемы связи между головным мозгом и ЖКТ. В состав этой схемы в качестве основного компонента входит кишечная микробиота. В тогдашних выводах и прогнозах мы не учитывали важнейшую роль, которую она играет.

Как оказалось, реакции пищеварительного тракта, запускаемые под влиянием эмоций, не ограничиваются ощущениями, будто в животе «что-то крутит» и происходят спазмы. Они вызывают массу других сенсорных сигналов в ЖКТ, которые передаются обратно в головной мозг. Там они могут изменяться или создавать определенные ощущения и хранятся в виде эмоциональных воспоминаний о пережитом конкретном опыте. Лишь в последние несколько лет, к удивлению ученых всего мира, стало понятно, сколь важную роль в этом взаимодействии между реакциями и ощущениями в ЖКТ играет микробиота.

Как мы теперь знаем, эта масса невидимых живых организмов может постоянно общаться с головным мозгом с помощью различных сигналов, в том числе подаваемых гормонами, нейротрансмиттерами и несметным числом соединений, называемых метаболитами. Эти метаболиты являются результатом специфических привычек питания микроорганизмов и возникают, когда те питаются остатками перевариваемой пищи, желчными кислотами, секретируемыми печенью в кишечник, или покрывающей его стенки слизью. Фактически микробиота кишечника также участвует в активно происходящем диалоге ЖКТ и головного мозга, используя сложный биохимический язык, который я называю «микробоговорение» (‘microbe-speak’).

Зачем головному мозгу и кишечным микроорганизмам нужна эта сложная коммуникационная система? Как формировался язык, на котором разговаривают микроорганизмы? Чтобы ответить на эти вопросы, нам придется заглянуть в далекое прошлое — в первобытные, богатые микроорганизмами океаны Земли.

Зарождение «микробоговорения» — диалога микроорганизмов

Жизнь появилась на Земле примерно 4 млрд лет назад в виде одноклеточных микроорганизмов — архей. В течение первых трех миллиардов лет существования микроорганизмы были единственными обитателями нашей планеты. Триллионы микроорганизмов (а это больше, чем звезд в нашей Галактике) плавали в океанских водах, давших приют примерно миллиарду видов микроорганизмов разных форм, цветов и типов поведения.

На протяжении этого огромного пласта времени методом проб и ошибок, совершаемых в ходе естественного отбора, постепенно совершенствовалась способность микроорганизмов общаться друг с другом. Для передачи сигналов они создали сигнальные молекулы, а также рецепторные молекулы, действовавшие как механизмы декодирования получаемых сигналов. Сигнальные молекулы, испускаемые одним микроорганизмом, могли быть декодированы другим, например соседним. Такая сигнализация вызывает временное или постоянное изменение в поведении принимающего микроорганизма. Как обнаружили Джесси Рот и Дерек леройт, многие из сигнальных молекул во многом похожи на гормоны и нейротрансмиттеры, которыми пользуется наш пищеварительный тракт для связи с энтеральной нервной системой и головным мозгом. В совокупности эти молекулы можно считать древним и относительно простым языком, чем-то вроде тех биологических сигнальных диалектов, которые в наши дни используют различные системы органов в теле человека.

Около 500 млн лет назад в океане начали развиваться первые примитивные многоклеточные морские организмы, а в их пищеварительных системах поселились морские микроорганизмы. Одну из крошечных древних многоклеточных — гидру — можно и сегодня обнаружить в водоемах с пресной водой. По сути, это плавающий желудочно-кишечный тракт. Гидра представляет собой трубку длиной в несколько миллиметров со ртом на одном конце, пищеварительной системой, заполненной микроорганизмами, и так называемой подошвой на другом конце, с помощью которой гидра прикрепляется к скале или к подводному растению.

Постепенно у животных и микроорганизмов сформировались симбиотические отношения, и микроорганизмы нашли способы передавать своим хозяевам жизненно важную генетическую информацию. Эта информация поступала в виде молекул, которых у самих животных-хозяев не было, микроорганизмы же в течение миллиардов лет методом проб и ошибок научились производить их. Некоторые из этих молекул стали нейромедиаторами, гормонами, гастроинтестинальными пептидами, цитокинами и другими видами сигнальных молекул, которыми организм человека пользуется и сейчас.

Примитивные морские животные за миллионы лет превратились в более сложные существа, они сформировали простые нервные системы в виде нервных цепей, окружающих их примитивные кишечники и мало чем отличавшихся от цепей энтеральной нервной системы. Получив от микроорганизмов генетические инструкции, нервные цепи стали производить сигнальные вещества, позволяющие нейронам передавать сообщения друг другу и инструктировать мышечные клетки, заставляя их сокращаться. Эти вещества были предшественниками нейромедиаторов человека.

Удивительно, но эти простые нервные цепи и сигнальные молекулы позволяли примитивным животным миллионы лет назад реагировать на съеденную пищу таким же образом, как это сегодня делает пищеварительный тракт. Поглощая пищу, эти существа совершали стереотипные движения, подобные движениям желудочно-кишечного тракта человека, — так развивались рефлексы продвижения пищи из пищевода через желудок в верхний отдел кишечника, выталкивая из него нежелательное содержимое. Когда примитивные животные поглощали с пищей токсины, они могли изгнать их через один или оба конца желудочно-кишечного тракта, что эквивалентно рвоте и диарее у человека при пищевом отравлении. Первые морские животные также имели клетки, которые выделяли определенные вещества, запускавшие пищеварительный рефлекс. Возможно, эти секреторные клетки были предками энтероэндокринных клеток — специализированных клеток в пищеварительном тракте человека, которые производят большую часть серотонина и гастроинтестинальных гормонов, заставляющих нас чувствовать себя голодными или сытыми.

Новый симбиоз крошечных морских существ и их микроорганизмов-резидентов дал много преимуществ тем и другим. Животные обрели способность переваривать определенные продукты и получать витамины, которые они не могли синтезировать сами, а также избегать токсинов или удалять их и реагировать на другие опасности в окружающей среде. Микроорганизмы, обитавшие в пищеварительных системах этих животных, получали удобную среду, в которой они могли процветать, и возможность перемещаться из одного места в другое. такую совокупность микроорганизмов можно рассматривать как первую версию микробиоты в пищеварительном тракте человека.

Симбиотические отношения между микроорганизмами ЖКТ и их хозяевами оказались настолько выгодными для обоих партнеров, что они законсервировались практически у каждого многоклеточного животного, обитающего сейчас на Земле, — от муравьев, термитов и пчел до коров, слонов и людей. Тот факт, что основные пищеварительные виды деятельности сохранялись на протяжении сотен миллионов лет, свидетельствует о замечательном эволюционном интеллекте, который был запрограммирован в нашем пищеварительном тракте и энтеральной нервной системе. Теперь становится понятным, почему взаимосвязь между микроорганизмами, ЖКТ и головным мозгом у человека является такой сложной.

По мере того как появлялись все более сложные виды животных, первые примитивные нервные системы превращались во все более сложную сеть нейронов за пределами пищеварительной системы. Эта сеть была отделена от энтеральной нервной системы (хотя и осталась по-прежнему тесно связанной с ней) и сохранила большинство сигнальных механизмов. В конце концов сложная новая нейронная сеть превратилась в центральную нервную систему со штаб-квартирой в черепной коробке.

Постепенно центральная нервная система взяла на себя управление видами поведения, имеющими отношение к внешнему миру, которыми первоначально занималась исключительно энтеральная нервная система, в том числе способностью приближаться к другим животным или избегать их в зависимости от обстоятельств. Эти функции в конечном счете были переданы участкам головного мозга, регулирующим эмоции, в то время как контроль выполнения основных пищеварительных функций остался за энтеральной нервной системой. Такое же разделение обязанностей остается при взаимодействии между головным мозгом и ЖКТ человека.

С тех пор как горстка микроорганизмов впервые вступила в контакт с примитивным кишечником простого морского животного, прошли сотни миллионов лет. Долгий эволюционный путь, который человек с тех пор проделал, помогает объяснить, почему в наши дни ЖКТ, включая его энтеральную нервную систему и микробиоту, продолжает сильно влиять на эмоции и общее самочувствие человека.

Древний договор остается в силе

А теперь задумаемся о чудесных свойствах кишечной микробиоты. Эта совокупность примерно тысячи видов микроорганизмов насчитывает в 1000 раз больше клеток, чем наш головной и спинной мозг вместе взятые, и в 10 раз больше, чем имеется собственно человеческих клеток во всем теле. Кишечная микробиота весит примерно столько же, сколько печень, и больше, чем головной мозг или сердце. Это заставило некоторых специалистов считать микробиоту кишечника новым, недавно обнаруженным органом, по сложности не уступающим головному мозгу.

Подавляющее большинство кишечных микроорганизмов не только безвредны, но и полезны для здоровья и самочувствия. Ученые называют такие микроорганизмы симбионтами или комменсалами. Симбионты получают питательные вещества от своих хозяев, а в обмен помогают поддерживать сбалансированный биохимический фон пищеварительного тракта и защищать от нарушителей, пытающихся в него проникнуть.

Есть в нашем пищеварительном тракте и небольшое количество потенциально вредных микроорганизмов, называемых патобионтами. При определенных условиях эти микроорганизмы могут повернуть свое оружие против нас, им нельзя доверять. У патобионтов имеются молекулярные инструменты, которыми они пользуются, как артиллерией, для атаки на оболочку пищеварительного тракта, вызывая ее воспаление или появление язв. Такое предательское поведение может быть вызвано изменениями в рационе питания, приемом антибиотиков или сильным стрессом, в результате чего происходит аномальное накопление некоторых популяций бактерий или их повышенная вирулентность, из-за чего бывшие симбионты превращаются в патобионтов.

Однако микроорганизмы пищеварительного тракта человека редко прибегают к такой агрессивной тактике. Как правило, они живут в гармонии с нами и решают собственные задачи, к которым относятся пищеварение, рост и размножение. Иммунная система человека также не направляет свое грозное оружие против микробиоты кишечника. Объясняется это просто: расходы на ведение военных действий для обеих сторон значительно перевешивают выгоды от них. Вместо этого стороны предоставляют друг другу услуги. Этот древний договор, имеющий обязательную силу, одновременно становится пактом о ненападении и торговым соглашением, обеспечивая существенные выгоды для участников.

Симбиоз микроорганизмов и их хозяев, сформировавшийся в простейшей форме миллионы лет назад, продолжает осуществляться в организме человека и сегодня. Микроорганизмы оказываются в выигрыше благодаря возможности наслаждаться выгодами жизни в пищеварительном тракте, где они всегда получают пищу, обитают в условиях умеренной температуры и имеют возможность неограниченного передвижения. Они также выигрывают и от бесплатного подключения к трафику нашего «внутреннего интернета» — постоянному потоку информации, передаваемой с помощью гормонов, гастроинтестинальных пептидов, нервных импульсов и других химических сигналов. Эта информация позволяет им следить за эмоциональными состояниями, уровнями стресса, знать, спит человек или бодрствует, а также о том, какие условия окружающей среды воздействуют на него в каждый момент времени. Доступ к этой информации помогает микроорганизмам наладить производство метаболитов не только для обеспечения оптимальных условий жизни для себя, но и для продолжения гармонического сосуществования в пищеварительном тракте.

За эти блага микроорганизмы обеспечивают нас витаминами, участвуют в метаболических процессах обмена сложными перевариваемыми веществами — желчными кислотами, которые вырабатывает печень, и в детоксикации так называемых ксенобиотиков — чужих химических веществ, с которыми организм никогда не сталкивался. Но самое главное — микроорганизмы переваривают пищевые волокна и сложные молекулы сахара, которые пищеварительная система не может сама расщепить или абсорбировать, и тем самым обеспечивают нас дополнительными калориями, которые в противном случае были бы выведены с калом. В доисторические времена люди больше времени уделяли охоте и вообще поиску пищи, они не занимались фитнесом для того, чтобы влезать в узкие джинсы, и дополнительные калории, которые кишечная микробиота извлекала из пищи, помогали людям выжить. Сегодня, когда пищи у нас в избытке, а многие страны захлестывает настоящая эпидемия ожирения, дополнительные калории, которыми обеспечивают нас кишечные микроорганизмы, стали настоящим бременем.

Соблюдение основных условий древнего договора, имеющего обязательную силу, привело к удивительно мирному и взаимовыгодному сосуществованию микроорганизмов с их хозяевами. Оно сохраняется на протяжении миллионов лет, и это удивительное достижение, ведь сами люди в отношениях между собой очень далеки от достижения такой гармонии.

Разговор микроорганизмов и внутренний интернет

Кишечные микроорганизмы находятся в постоянном общении с желудочно-кишечным трактом, иммунной и энтеральной нервной системами и головным мозгом. Как при любом сотрудничестве, большое значение в этом случае имеют надежные коммуникации. Недавние исследования показали, что сбои в этих разговорах на уровне микроорганизмов могут привести к желудочно-кишечным заболеваниям, в том числе к воспалительному заболеванию кишечника, диарее, вызванной антибиотиками, и ожирению со всеми возможными пагубными последствиями. Эти нарушения коммуникации могут стать причиной развития серьезных заболеваний головного мозга, в том числе депрессии, болезни Альцгеймера и аутизма.

Коммуникации с головным мозгом проходят по нескольким параллельным каналам, в которых используются различные способы передачи информации. К их числу относятся молекулы, которые могут взаимодействовать с головным мозгом, передавая сигналы воспаления, переносить с потоком крови гормоны или попадать в головной мозг в виде нервных импульсов. Коммуникации через эти каналы не изолированы друг от друга, как будет показано далее, между ними происходит большое число перекрестных общений. Микроорганизмы, обитающие в пищеварительном тракте, могут слушать разговоры головного мозга и наоборот. Поток же информации, передаваемой по биологическим каналам, которые микробиота ЖКТ использует для общения с головным мозгом, является очень динамичным.

Количество информации, которой разрешено проходить через эту систему, в значительной степени зависит от толщины и целостности тонкого слоя слизи, выстилающей поверхность пищеварительного тракта, от проницаемости (проходимости) его стенок и от уровня гематоэнцефалического барьера. Как правило, эти барьеры достаточно надежны, и поэтому поток информации от микроорганизмов ЖКТ в головной мозг остается ограниченным. Однако стресс, воспаление, продукты с высоким содержанием жиров и некоторые пищевые добавки могут сделать эти естественные барьеры более проницаемыми.

Чтобы в полной мере понять, чем именно занимаются микроорганизмы внутри нашего тела, на какое-то — очень короткое — время будем условно считать различные каналы коммуникаций микроорганизмов единым проводником информации, похожим на оптиковолоконную линию или кабель, через которую население получает дома услуги интернета. Количество информации, проходящей через этот проводник, может быть разным. Иногда микроорганизмы загружают в него относительно небольшие текстовые документы, и в этом случае объем передаваемой информации будет небольшим, но бывают ситуации, когда они загружают столько данных, сколько содержится в плотно «набитых» информацией видеоклипах.

Однако эта коммуникационная система не всегда работает, как домашний широкополосный интернет. В договоре, который вы заключаете с интернет-провайдером, ограничивается объем информации, которую пользователь может загрузить или скачать за секунду. Ширина полосы пропуска сигнала зависит от того, какой план предоставления услуг вы выбрали — экономичный или более дорогой. Между микроорганизмами ЖКТ и мозгом устанавливается интернет-соединение принципиально другого рода — оно гибкое и не фиксированное, поэтому в стрессовой для организма ситуации скорость передачи данных может резко возрасти, как если бы вы резко переключились с экономичного плана на более дорогой.

Итак, мы добрались до каналов коммуникации между микроорганизмами. Начнем с анализа роли иммунной системы в передаче сигналов между микроорганизмами ЖКТ и головным мозгом. Есть несколько способов, с помощью которых может происходить общение между микроорганизмами, иммунной системой и головным мозгом. В последнее время последствия нарушения взаимодействия между кишечной микробиотой и иммунной системой привлекли к себе внимание специалистов, так как возникающие при этом сбои коммуникации приводят к появлению многих заболеваний головного мозга.

В состав одного средства коммуникации входят специализированные иммунные клетки, известные как дендритные: они располагаются во внутренней оболочке пищеварительного тракта. Дендритные клетки имеют щупальца, направленные вглубь ЖКТ, где они могут контактировать с группой кишечных микроорганизмов, обитающих вблизи стенки пищеварительного тракта. сенсоры иммунных клеток — это первая линия слежения. В нормальных условиях рецепторы на этих частях клеток (рецепторы распознавания паттернов, они же толл-подобные) различают сигналы, поступающие от безопасных микроорганизмов, сообщая иммунной системе, что все в порядке и от нее не требуется защитной реакции. Иммунные клетки научены правильно интерпретировать эти мирные сигналы, получаемые от взаимодействий с кишечными микроорганизмами. И наоборот, когда иммунные клетки обнаруживают вредные или потенциально опасные бактерии, они обращаются к иммунной системе, которая отвечает каскадом воспалительных реакций в стенках ЖКТ, чтобы держать под контролем патогенные микроорганизмы.

Недавние исследования показали, что слизь, которая вырабатывается специальными клетками стенок ЖКТ и защищает их поверхность, имеет два слоя: тонкий внутренний, который прочно прилипает к клеткам стенки, и внешний толстый свободный слой. Эти два прозрачных слоя почти невидимы невооруженным глазом, их толщина всего 150 микрон, в полтора раза толще человеческого волоса. Внутренний плотный слой слизи не позволяет бактериям проникать в стенки ЖКТ, сохраняя поверхность эпителиальных клеток свободной. Наружный слой — место обитания большинства микроорганизмов ЖКТ и сложных молекул, содержащих сахара. Эти молекулы называются муцинами, они служат важным источником питательных веществ для микроорганизмов, особенно когда человек голодает или в его рационе не хватает клетчатки. Когда микроорганизмы проникают в защитный слой слизи, которую формирует слизистая оболочка ЖКТ, молекулы стенок их клеток активизируют иммунные клетки, находящиеся под оболочкой, и те выбирают вариант иммунного ответа в зависимости от опасности вторгшегося чужака. В этом диалоге между микроорганизмами и иммунной системой особое значение имеют липополисахариды. Эти молекулы, компоненты клеточной стенки микроорганизмов, называемых грамотрицательными бактериями, могут повышать проницаемость стенок ЖКТ, облегчая проникновение микроорганизмов в иммунную систему.

Вопреки распространенному мнению, для того чтобы вызвать такую реакцию иммунной системы, совсем не обязательно, чтобы ужасные бактерии или вирусы проникли в ЖКТ извне — у людей, которые едят пищу с высоким содержанием животных жиров, повышенное содержание грамотрицательных бактерий (Firmicutes и протеобактерий) в ЖКТ. Весьма вероятно, что в организме таких людей иммунный механизм активизации запускается регулярно. Когда воспаление, стресс или избыток жира в пище ослабляют защитные свойства двух естественных барьеров, которые отделяют человека от триллионов микроорганизмов, обитающих внутри пищеварительного тракта, микроорганизмы или их сигнальные молекулы могут в большем количестве проникать через стенку ЖКТ. В результате часть иммунной системы, находящаяся в пищеварительном тракте, еще больше активизируется, и воспалительный процесс может распространиться по организму. Процесс проникновения этих микроорганизмов и их молекул называется метаболическим токсикозом.

Но каким бы образом иммунная система ЖКТ ни обнаруживала микроорганизмы, она всегда отвечает на их появление, производя ряд молекул, называемых цитокинами. При определенных условиях цитокины могут вызвать локальное воспаление (воспалительные заболевания кишечника, острый гастроэнтерит). Сигналы об образовании в ЖКТ цитокинов также могут быть направлены в головной мозг. Цитокины могут связываться с рецепторами на сенсорных окончаниях блуждающего нерва, воспаляя эту информационную трассу, соединяющую головной мозг и ЖКТ, и отправлять сообщения в жизненно важные участки мозга. Это может привести к упадку сил, нарастанию чувства усталости, снижению порога болевой чувствительности и даже к возникновению навязанного чувства подавленности. При менее остром воспалении блуждающего нерва снижается чувствительность его нервных окончаний к сигналам насыщения. Это мешает работе механизма, который побуждает нас прекращать прием пищи после достижения состояния сытости. У пациентов, потребляющих большое количество жиров, вмешательство в работу этого механизма часто создает проблемы со здоровьем.

Есть и другой способ действий цитокинов: они могут оказаться в кровотоке, достичь головного мозга, преодолеть гематоэнцефалический барьер и активизировать так называемые микроглиальные иммунные клетки в мозге. Большинство клеток в головном мозге являются микроглиальными, они реагируют на цитокины, делая наш мозг восприимчивым к сигналам, проходящим между пищеварительным трактом, микроорганизмами и иммунной системой. Отправляемые из ЖКТ в головной мозг иммунологические сигналы замешаны в развитии таких нейродегенеративных заболеваний, как болезнь Альцгеймера.

Все это сложные способы общения микробиоты ЖКТ с иммунной системой человека. Кроме того, для общения с головным мозгом микроорганизмы используют свои метаболиты. Микроорганизмы ЖКТ разнообразны и многочисленны (на каждый ген человека приходится 360 генов микроорганизмов), они могут переваривать вещества, с которыми человек справиться не в состоянии. Попутно производится несколько сотен тысяч различных метаболитов, многие из которых пищеварительная система человека сама не производит. Большое количество произведенных микроорганизмами метаболитов попадают в кровь, где они составляют почти 40 % всех циркулирующих молекул. Многие из них считаются нейроактивными, то есть могут взаимодействовать с нервной системой. Толстая кишка поглощает некоторые метаболиты, перенося их в кровь, еще большее их число попадает в кровь, если у человека повышенная проницаемость стенок кишечника. С кровотоком метаболиты могут добираться до многих важных органов, в том числе и до головного мозга, как это делают гормоны.

Другой важный путь, по которому эти метаболиты подают сигналы головному мозгу, — через содержащие серотонин энтерохромаффинные клетки в стенке пищеварительного тракта. Эти клетки усеяны рецепторами, которые обнаруживают созданные микроорганизмами метаболиты, в том числе метаболиты желчных кислот, и такие короткие цепочки жирных кислот, как бутират, которые поступают из цельного зерна, спаржи или других овощей. Некоторые метаболиты могут увеличить выработку серотонина в энтерохромаффинных клетках, благодаря чему появляется больше молекул для передачи сигналов в головной мозг через блуждающий нерв. Кроме того, они могут влиять на характер сна, порог болевой чувствительности и общее самочувствие. Эксперименты на животных показали, что эти метаболиты влияют на развитие тревожности и на социальное поведение. Они могут отчасти влиять и на то, что мы хорошо себя чувствуем после здоровой пищи, богатой фруктами, цельными зернами и овощами и, наоборот, плохо — после горки жирных картофельных чипсов и порции сильно прожаренной курицы.

Миллионы разговоров внутри организма

Интригующей и важной роль кишечной микробиоты делает тот факт, что масса этих микроорганизмов обитает прямо на границе, которая отделяет внутренние реакции от внутренних ощущений в ЖКТ. В зависимости от пищи, которую только что съел человек, или от того, что его пищеварительный тракт абсолютно пуст, энтеральная нервная система изменяет среду в ЖКТ и управляет пищеварением, контролируя кислотность, вязкость и секрецию пищеварительных жидкостей, а также механические сокращения желудочно-кишечного тракта. Из этого следует, что микроорганизмы в ЖКТ постоянно адаптируются к изменениям кислотности, секреции пищеварительных жидкостей, имеющимся питательным веществам и учитывают время, которое есть у них в распоряжении, чтобы переварить эти вещества до состояния, в котором они будут выведены из организма. События развиваются схожим образом и тогда, когда стресс или сильное беспокойство заставляют операционные программы головного мозга, отвечающие за эмоции, создавать драматические сюжеты в пьесах, которые разыгрываются в ЖКТ. При этом стенки пищеварительного тракта сокращаются, а скорость движения содержимого из желудка в кишечник и скорость кровотока меняются. Все вместе это может в значительной степени изменить условия жизни микроорганизмов в тонкой и толстой кишке и является, вероятно, одной из причин того, почему во время стресса изменяется состав кишечной микробиоты. Для сравнения: когда человек чувствует себя подавленным и процессы в пищеварительном тракте замедляются, микроорганизмы ощущают эти изменения и активизируют гены, которые помогают им адаптироваться к этим меняющимся условиям.

В то же время ткани пищеварительной, иммунной и нервной систем занимаются общением друг с другом, используя для этого сигнальные молекулы — кишечные гастроинтестинальные пептиды, цитокины и нейротрансмиттеры. Следует специально отметить, что все эти вещества являются элементами биохимических языков, которые благодаря долгой эволюционной истории человека фактически представляют собой далекие диалекты речи микроорганизмов.

После того как ученые справились с первым удивлением, узнав о ключевой роли кишечной микробиоты во взаимодействии между головным мозгом и пищеварительным трактом, они углубились в исследование этих отношений. Выяснилось, что головной мозг, ЖКТ и кишечная микробиота постоянно и тесно общаются друг с другом. С учетом этого факта ученые стали рассматривать головной мозг, пищеварительный тракт и микробиом как части единой интегрированной системы, имеющей множество перекрестных коммуникаций и обратных связей одних частей с другими. В этой книге я называю эти связи осью взаимодействия между головным мозгом, ЖКТ и микробиомом.

На протяжении всего XX в. ученые не видели наших микроорганизмов-партнеров, потому что большинство из них в лаборатории вырастить нельзя. До появления автоматизированных приемов секвенирования (определения порядка) генов, используемых для идентификации классов микроорганизмов, и суперкомпьютеров для обработки массивных объемов данных не было возможности проводить обширные исследования и определять, какие микроорганизмы имеются в ЖКТ, какими генами они в совокупности обладают и какие метаболиты вырабатывают. Более того, у исследователей были крайне ограниченные представления о том, как участники взаимодействия между головным мозгом, ЖКТ и микробиомом общаются друг с другом.

Теперь стало ясно, что микроорганизмы пищеварительного тракта играют не просто привилегированную роль в организме человека. Согласно утверждениям видного специалиста в области кишечной микробиоты Дэвида Релмана из Стэнфордского университета, «микробиота человека является фундаментальным компонентом того, что вообще понимается под человеком». Помимо незаменимой роли в переваривании части пищи выясняется, что микробиота кишечника масштабно и совершенно неожиданным образом влияет на системы контроля аппетита и операционные системы в головном мозге, которые отвечают за эмоции, а также за поведение и даже за мышление. Эти невидимые микроскопические существа, обитающие в пищеварительной системе человека, вносят свой вклад в то, как он себя чувствует, как принимает интуитивные решения и как развивается и стареет его головной мозг.

Часть II

Интуиция и внутренние чувства

Глава 5

Негативные воспоминания: влияние раннего жизненного опыта на диалог между головным мозгом и пищеварительным трактом

Интуитивно понятно, что детство, проведенное в гармоничной, защищенной семейной среде, положительно влияет на развитие человека. Поэтому родители во всем мире стремятся обеспечить именно такие, оптимальные условия для своих детей. Однако после появления психоанализа мы узнали, что некоторые события детства, связанные с запретами (и особенно неблагоприятные события), могут привести к психологическим проблемам, которые проявятся в более позднем возрасте. Чаще всего такие детские переживания остаются вне контроля родителей. В бестселлере «Драма одаренного ребенка и поиск собственного “Я”» (The Drama of the Gifted Child)[8] психолог Алис Миллер почти 40 лет назад утверждала, что корни всех психических заболеваний выросли из неразрешенной подсознательной детской травмы, природа которой может быть как физической, так и психологической. Я был очень увлечен книгой Миллер во время учебы в начале 1980-х гг., и все же мне потребовалось более 20 лет, чтобы понять, что связь между ранними неблагоприятными жизненными событиями и их последствиями для здоровья сказывается не только в появлении таких поведенческих и психологических проблем, как депрессия, тревога и наркомания. Эта связь может иметь отношение и к медицинским проблемам моих пациентов, в частности тех, которые страдают от хронических желудочно-кишечных расстройств.

Изучение первых 18 лет жизни пациента стало для меня неотъемлемой частью изучения истории болезни. В этом нет ничего сложного; для этого не нужно специально изучать психоанализ, и само такое исследование не занимает много времени. Часто важные подсказки о болезнях пациентов я получаю, изучая их ранний жизненный опыт, а не расспрашивая их о симптомах. Я всегда задаю своим пациентам простой вопрос: «Как вы сейчас думаете, было ли ваше детство счастливым?» И, как правило, получаю честный отчет о том, что мои пациенты с травматическими переживаниями помнят о своих первых 18 годах жизни. Чаще всего пациенты никак не связывают вопросы своего здоровья с негативным опытом детских лет, но их ответы содержат много информации о происхождении и желудочно-кишечных проблем, с которыми они столкнулись, став взрослыми.

Более половины пациентов рассказывают мне о семейных невзгодах, случившихся в их детстве. О том, как кто-то из родителей болел, или как они тяжело разводились, а потом вели долгую тяжбу за право видеться с детьми, или как кто-то в семье страдал от алкоголизма или наркомании. Некоторые доверительно рассказывали мне, что в детстве испытали психологическое, физическое или сексуальное насилие со стороны родителей или незнакомых людей.

Несколько лет назад ко мне пришла 35-летняя женщина по имени Дженнифер и сказала: «Всю жизнь я мучаюсь из-за болей в животе. В прошлом году они резко усилились». Она рассказала, что бывают дни, когда ей все время приходится бегать в туалет, а в иногда она мучается от запоров несколько дней подряд. Боли в животе усиливались в те дни, когда была диарея, освобождение кишечника их на время ослабляло. В ходе беседы стало ясно, что помимо физических болей Дженнифер страдает эмоционально. С раннего подросткового возраста ее беспокоили тревоги, переходившие в панику, к тому же периодически у нее бывали приступы депрессии.

Дженнифер уже обращалась к специалистам, в том числе к двум гастроэнтерологам и психиатру, и прошла группу обычных диагностических обследований, включая эндоскопию верхней и нижней части пищеварительного тракта и компьютерную томографию брюшной полости. Ни одно из этих исследований не выявило никакой патологии. «Последние два врача, к которым я обратилась, сказали, что ничего серьезного у меня нет, и высказали предположение, что все мои болезни связаны с головой», — сообщила мне она.

Врачи прописывали Дженнифер типичный коктейль из лекарств, который обычно назначают при таких необъяснимых симптомах со стороны головного мозга и пищеварительного тракта: антидепрессант селекса (Celexa, также известный под названиями ципрамил и циталопрам) и угнетающее секрецию желудочной кислоты средство прилосек (Prilosec, он же омепразол). При этом врачи говорили Дженнифер, что ей придется научиться жить со своими симптомами, поскольку они ничего больше для нее сделать не могут. «Я почти совсем потеряла веру в докторов», — сказала мне Дженнифер.

Обычно врачи тратят гораздо больше времени на выяснение у пациентов деталей работы пищеварительного тракта, на измерение давления и уровня холестерина в крови, чем на изучение факторов риска, связанных с ранним жизненным опытом. Между тем недавнее обследование 54 000 случайным образом выбранных американцев показало высокую вероятность того, что дети и подростки, пережившие жизненные невзгоды, во взрослом возрасте столкнутся с такими проблемами со здоровьем, как инфаркт, инсульт, астма и сахарный диабет. Риск негативных последствий для здоровья возрастает с числом неблагоприятных переживаний, перенесенных до 18 лет. Похожие данные, в том числе о 4–12-кратном повышении риска развития алкоголизма, депрессии и токсикомании и 2–4-кратном снижении самооценки здоровья, были получены в исследованиях ACE (Adverse Childhood Experiences). Эта организация занимается поддержанием здоровья детей, получивших в детстве травмирующий опыт. В вопроснике, применявшемся в обоих обследованиях (вопросник ACE), участников спрашивали о травмирующих событиях, которые они переживали в детстве (сексуальное, физическое и эмоциональное насилие), и об общих психологических проблемах в их семьях, связанных с родителями. Большая часть этих вопросов относилась к ситуациям, когда стабильность в семье оказывалась нарушенной и взаимоотношения между основным опекуном и ребенком ухудшались. Другие исследования показали на хорошо уже известную связь между бедностью семьи и негативными последствиями для будущего здоровья: у ребенка развивается хронический стресс, источником которого является низкий социально-экономический статус.

Хотя связь между широким спектром травмирующего или нестабильного воспитания и негативными последствиями для здоровья понятна на интуитивном уровне, только в последние 30 лет наука разгадала ее биологические механизмы и открыла возможности для обращения вспять негативных последствий такого раннего программирования жизни. Эти данные удивительны и очень важны: они говорят, что такие негативные последствия являются для нашего здоровья очень долгосрочными. Если бы об этой связи знало больше врачей и если бы они находили время расспросить пациентов об их детстве, они могли бы обнаружить важные факторы риска и, возможно, разработали бы более эффективные планы лечения.

Во время консультации я спросил Дженнифер, почему ей несколько лет назад выписали антидепрессант. «Это не имеет ничего общего с болью в животе», — настаивала она. Я не пытался изменить ее мнение по столь деликатному вопросу, а продолжал методично анализировать факторы, которые, как я подозревал, могли лежать в основе ее хронических соматических и психологических симптомов.

«Как вы думаете, у вас было счастливое детство?» — спросил я ее. И произошло чудо — этот вопрос вызвал поток рассказов о стрессовых ситуациях в детстве. Когда Дженнифер была еще в утробе матери, ее бабушке по материнской линии был поставлен диагноз «рак молочной железы», что потрясло ее беременную мать. В детстве Дженнифер заставала споры и даже драки между родителями, а когда ей было восемь лет, отец и мать развелись, и это было тяжело. Симптомы депрессии и проблемы с ЖКТ были в семье не только у Дженнифер. Ее мать и бабушка на протяжении всей жизни в большей или меньшей степени страдали от депрессии и тревог и жаловались на проблемы с желудком. История Дженнифер подсказала мне, какими могут быть возможные корни ее симптомов, связанных с головным мозгом и желудочно-кишечным трактом. Ее рассказ придал мне уверенности: я смогу ей помочь.

Как и многие другие пациенты, Дженнифер не верила, что ее физические и эмоциональные симптомы связаны друг с другом и уходят корнями в стрессовые ситуации, с которыми она столкнулась в первые годы жизни, или что негативные переживания запрограммировали взаимодействие между головным мозгом, ЖКТ и кишечной микробиотой на нездоровье. Все большее число ученых полагают, что пришло время интегрировать эту идею в современную медицинскую практику.

Запрограммированные на стресс

Весной 2002 г. на небольшой научной конференции в Седоне в штате Аризона два обладающих широким кругозором врача выдвинули свои объяснения причин расстройств, связанных со стрессом. Мы с Чарльзом Немероффом, ныне известным психиатром в Университете Эмори, организовали эту конференцию, чтобы исследовать роль травм, полученных в первые годы жизни, в развитии ряда хронических заболеваний и психических болезней. Уединенность Седоны с ее скалистыми пейзажами и потрясающе красивой природой помогли привлечь на конференцию ведущих исследователей и практиков Северной Америки.

На второй день конференции на трибуну поднялся известный канадский психоаналитик и абдоминальный хирург Крислен Деврод. Он специализировался на лечении пациентов, переживших сексуальное насилие в детском возрасте, и для выявления их подавленной боли и стыда использовал психоанализ. Без такого лечения, по его мнению, вытесненные эмоции уходят вглубь организма, порождая физические симптомы. Затем он рассказал, как лечил пациентов с болями в области таза и такими расстройствами ЖКТ, как хронический запор. Симптомы исчезли после того, как пациенты прошли курс психоанализа, в ходе которого сумели взглянуть на свое сложное прошлое.

Однако Немерофф, построивший свою научную репутацию на изучении биологической основы психических расстройств, не согласился с таким подходом. Поэтому он бросил вызов Девроду, заявив: «Мы теперь знаем, что психоанализ является не очень эффективным методом лечения психических и физических последствий травм, полученных в первые годы жизни». Атмосфера в зале стала накаляться. «Никакой психоанализ, как бы активно его ни использовали, не сможет радикально изменить психологические установки пациента, появившиеся в результате ненадлежащего обращения, которое он пережил в раннем детстве», — заявил Немерофф. Большинство участников, которых мы пригласили на эту конференцию, были с этим согласны. Нам больше не надо было размышлять о мутных фрейдистских представлениях о ранней сексуальности и неврозах, чтобы помочь пациентам излечиться.

Однако наука раздвинула границы наших представлений. Теперь у нас есть веские доказательства того, что стрессовые переживания в раннем возрасте, в том числе ненормальные взаимоотношения с опекающим взрослым, могут оставить глубокий след в психике ребенка. Опросы больших групп испытуемых показывают, что эти травмы могут стимулировать развитие таких расстройств, связанных со стрессом, как депрессия и тревога, и сыграть роль в возникновении синдрома раздраженного кишечника. Однако сами по себе данные анкетирования и психологические теории не могут помочь людям, страдающим этими заболеваниями. Чтобы разработать новые методы лечения, отменяющие раннее психологическое программирование, нужно знать, как полученный в раннем детстве опыт изменяет специфические нервные цепи мозга, связанные с реакцией на стрессовые ситуации. Эти знания могут быть получены только после проведения обширных исследований — и сначала на животных, которые выросли в неблагоприятных условиях.

Прорыв в понимании этого вопроса начался в 1980-х гг., когда исследователи поняли, что на организм животных — крыс, мышей и обезьян — стресс оказывает такое же биологическое воздействие, как и на организм человека. Одним из основных направлений экспериментов на животных было изучение роли взаимодействия матери и потомства. Такие взаимодействия проще смоделировать в лабораторных условиях, чем однозначно человеческие модели поведения (вербальное и эмоциональное насилие, неурядицы в семье).

Например, грызуны, как и люди, могут быть обладателями робкого или активного темперамента, отважными исследователями или лежебоками, которые держатся поближе к дому. Некоторые крысы-матери лучше других, даже генетически идентичных животных, занимаются воспитанием потомства. Такая крыса-мать балует своих крысят. Кормя их, она приподнимается над ними, изогнув тело и широко расставив лапы, позволяя им менять соски, и потом долго вылизывает и холит своих детенышей. Менее заботливые крысы-матери разваливаются рядом с детенышами, а то и на них, из-за чего крысятам трудно добираться до их сосков. Такие малыши не меняют доставшихся им сосков и не вертятся во время еды, что полезно для их развития.

В известных экспериментах, начатых в конце 1980-х гг., нейробиолог Майкл Мини из Университета Макгилла в Монреале изучал, как взаимодействие между крысами-матерями и крысятами проявляется в дальнейшей жизни потомства. Его сотрудники вели видеосъемку генетически идентичных крыс-матерей и анализировали их поведение по отношению к потомству. Наблюдая за жизнью крысят, ученые убедились, что детеныши заботливых крыс-матерей лучше успевают в жизни, чем потомство подверженных стрессу родительниц.

Крысята, которых в детстве баловали, выросли во взрослых особей, которые вели себя более непринужденно, слабее реагировали на стрессовые ситуации и были менее склонны к таким пагубным привычкам, как стремление получить порцию алкоголя или кокаина. Кроме того, они были более общительными с другими крысами, более смелыми и готовыми исследовать новые места. Детеныши подверженных стрессу и потому нерадивых крыс-матерей выросли в одиночек, склонных испытывать чувства, похожие на тревогу и депрессию, и демонстрировали пристрастие к пагубным привычкам. К аналогичным результатам привели исследования обезьян и их потомства: детеныши макак, матери которых вели себя непоследовательно, а то и пренебрегали родительскими обязанностями, часто испытывали состояние стресса и вырастали робкими, покорными, боязливыми, склонными к «крысиному эквиваленту» депрессии и менее общительными, чем их знавшие материнскую заботу сверстники. Результаты этих исследований привели к изменению всей парадигмы взглядов на то, как опыт, полученный в детстве, может влиять на наше здоровье и на взаимодействие пищеварительной системы и головного мозга.

В другом исследовании Пол Плоцки и Майкл Мини изучали крысят, чьи матери заботились о них, и крысят, которыми матери пренебрегали. Когда детеныши выросли, ученые подвергали их стрессу, удерживая в течение нескольких минут в крошечных и тесных отсеках. У крыс, знавших материнскую заботу, уровень кортикостерона (гормона стресса, эквивалентного кортизолу у человека) был ниже. Кроме того, зафиксированные в крови и головном мозге гормональные изменения удерживали таких животных от бегства как реакции на стресс. Было установлено, что в организме крысят, которых матери в детстве часто вылизывали и согревали, вырабатывается ряд гормонов, в том числе гормон роста, необходимый для развития головного мозга.

В конце 1980-х гг. было накоплено много экспериментальных доказательств тесной связи между уровнем стресса, испытываемого матерью, и тем, как нервная система ребенка будет реагировать на стресс в последующей жизни. Вызывая в ходе экспериментов на животных стресс у матери и тем самым влияя на ее заботливое отношение к потомству, исследователи обнаружили, что изменения в поведении матери программируют мозг детенышей: став взрослыми, те сильнее реагируют на стрессовые ситуации и испытывают более сильную тревогу. Независимо от того, что представляет собой первоначальный стрессор и какой вид животных подвергается стрессу, эффект всегда одинаков. Чем более сильный стресс переживала мать, тем хуже становилось ее поведение по отношению к ее потомству, отчего даже заботливая в прошлом мать могла стать нерадивой родительницей. Подверженные стрессу матери топтали своих детенышей, кормили их недостаточно долго, реже их вылизывали и прикасались к ним. Некоторые в тяжелом стрессовом состоянии убивали и даже съедали своих детенышей!

Был получен и более важный результат, чем факт отрицательного влияния материнского стресса на поведение потомства — исследователям удалось понять суть биологических механизмов, лежащих в основе таких поведенческих изменений. Изучение головного мозга мышей, переживших стресс, показало значительные структурные и молекулярные изменения. В зависимости от поведения матери в мозге детенышей по-разному формировались нервные цепи и их соединения. Изменения наблюдались и в нейромедиаторных системах. У «нелюбимых» животных вырабатывается больше молекул стресса КРГ (кортиколиберина), при этом системы, которые могут регулировать реакцию на стресс (в том числе схема передачи сигналов с участием нейротрансмиттера гамма-аминомасляной кислоты и ее рецепторов), действуют менее эффективно. Даже столь сильные успокоительные, как валиум, почти не ослабляли стресс у таких животных.

Опросы пациентов, рассказывавших о неблагоприятных событиях раннего этапа их жизни, позволяют мне предположить, что такое прошлое характерно примерно для 40 % здоровых людей и 60 % пациентов с синдромом раздраженного кишечника. На протяжении последних 20 лет своих исследований я в основном пытался разобраться в связи между эмоциональными невзгодами раннего периода жизни и нарушениями взаимодействия головного мозга и ЖКТ.

Стресс раннего периода жизни и гиперчувствительность кишечника

Вскоре после публикации результатов первых исследований того, как материнский уход может программировать головной мозг молодых крыс, я получил приглашение на конференцию Американской коллегии нейропсихофармакологии (American College of Neuropsychopharmacology). Там я впервые встретился с Полом Плоцки, нейробиологом из Университета Эмори. Плоцки представил доклад о том, как стресс у крыс-матерей изменяет биологию и поведение их потомства, и я тут же начал размышлять, как можно использовать эти данные для лечения моих пациентов с хроническими желудочно-кишечными расстройствами.

Вскоре после конференции я прилетел к Полу Плоцки в Атланту, чтобы обсудить возможные направления нашего сотрудничества. Был дождливый жаркий вечер, и за ужином в ресторане и последующей выпивкой дома у Пола мы с ним пришли к выводу, что его работа важна не только для изучения вызванных стрессом расстройств пищеварительного тракта, но и для психосоматической медицины и психологии в целом. Я рассказывал о расстройствах ЖКТ, болях и психологических симптомах у моих пациентов. «Вылитый я! У меня все эти симптомы имеются», — засмеялся Пол. Я отреагировал предположением: а не могут ли симптомы моих пациентов быть вызваны программированием взаимодействия между головным мозгом и ЖКТ в детстве? И решил задержаться в лаборатории Пола и проверить эту идею экспериментально.

Планируя эти эксперименты, я имел в виду таких пациентов с СРК, как Дженнифер. К тому времени мы уже знали, что неблагоприятные события детства создают предрасположенность к состояниям тревожности, приступам паники и депрессии во взрослом возрасте. Были известны отдельные сообщения, связывающие симптомы СРК с пережитым некогда сексуальным насилием, но в целом никто не знал, приводят ли психологические травмы такого рода к возникновению болей в ЖКТ и нарушению режима его функционирования. У нас не было никакого представления о том, что в этих нарушениях участвует кишечная микробиота.

В ходе экспериментов мы подвергали стрессу крыс-матерей, отсаживая их от потомства на три часа в день в первые недели после рождения детенышей. Позднее у этих крысят проявлялись многие симптомы, характерные для людей, страдающих СКР: у таких пациентов боли в животе, спазмы, судороги и даже видимое вздутие живота могут возникать при нормальной деятельности пищеварительного тракта. Эти симптомы обычно объясняются гиперчувствительностью и острыми реакциями кишечника. У большинства таких пациентов также отмечается повышенный уровень тревожности; многие из них страдают от тревожных расстройств или депрессии. В наших опытах крысы, испытывавшие в детстве недостаток материнской заботы, демонстрировали аналогичные симптомы. Такие животные были более тревожными, их кишечник был более чувствительным, а после стресса они выделяли более мелкие фекальные гранулы, что у крыс соответствует диарее. Любой человек, которому когда-либо приходилось бежать в туалет перед важным выступлением или собеседованием, знаком с подобными ощущениями, однако пациенты с СРК, а также наши крысы страдают от таких вызванных стрессом симптомов всю жизнь.

Примечательно, что химическое вещество, блокирующее действие кортиколиберина (выброс которого, как мы знаем, увеличивается при детских и подростковых стрессах), подавляет эти симптомы: стрессорные виды поведения, повышенную чувствительность кишечника и вызванную стрессом диарею. Возможно, когда-нибудь такие препараты смогут вылечивать СРК и другие вызываемые стрессом расстройства ЖКТ, но пока, к сожалению, усилия по разработке безопасных и эффективных лекарственных препаратов, воздействующих на системы сигнализации КРГ, не увенчались успехом. Многие исследователи, участвующие в этой работе, в том числе и в моей лаборатории, упорно стараются понять причины этой неудачи.

Может быть, дело в том, что человек устроен гораздо сложнее, чем мы первоначально предполагали? Разработчики новых лекарственных средств быстро приходят к выводу об их пригодности для терапии, исходя из результатов экспериментов на грызунах. Однако следует учитывать, что мозг человека не только намного больше, чем у грызунов, — в нем также имеются нервные цепи и области, которые в головном мозге мыши недостаточно развиты либо вообще отсутствуют. Таковы, например, префронтальная кора или передняя островковая доля коры нашего головного мозга. Поэтому я быстро пришел к выводу: если мы хотим определить, насколько актуальны наблюдения над животными для понимания симптомов болезни у людей, необходимо изучить головной мозг пациентов, которые пережили травмирующий опыт в начале жизни.

Для этого мы воспользовались возможностями нейровизуализации, позволяющими увидеть головной мозг живого человека. Используя эти технологии, мы изучили головной мозг 100 здоровых взрослых людей, которые в возрасте до 18 лет испытали жизненные невзгоды — недостаток заботы со стороны родителей или опекунов, словесное, эмоциональное или физическое насилие, болезнь или смерть близких родственников, развод родителей и другие серьезные проблемы в жизни семьи. Я был поражен, обнаружив, что даже у здоровых людей, не проявлявших никаких симптомов тревоги, депрессии или кишечной дисфункции, сканирование головного мозга показывало нарушения структуры и активности нейронов в нервных цепях мозга, позволяющих оценивать опасность ситуации или значение конкретного испытанного ощущения. Эта так называемая система выделения важного (salience system) также играет решающую роль в прогнозировании положительных или отрицательных исходов ситуаций и является неотъемлемой частью решений, принимаемых на основе интуиции (из категории «нутром чую»). Результаты оказались замечательными во многих отношениях. Мы впервые убедились, что в ответ на неблагоприятный опыт, полученный в начале жизни, в головном мозге человека происходит, говоря техническим языком, перекоммутация, которая сохраняется на всю жизнь. Открыв эти изменения у совершенно здоровых людей, мы узнали, что такие изменения не обязательно сопровождаются конкретными проблемами со здоровьем. Хотя таким людям чаще свойственно беспокоиться, тревожиться и настойчивее других стараться избегать риска, они могут никогда не столкнуться с проблемами, подобными тем, от которых страдает Дженнифер. Может быть, эти изменения в cетях мозга просто переводят нас на более высокий уровень риска развития широкого спектра расстройств, связанных со стрессом, в том числе СРК? Проведенные нами исследования показали, что у пациентов с СРК в нейронных сетях мозга наблюдаются изменения, влияющие на формирование гиперчувствительности к психологическому стрессу и к сигналам, поступающим из ЖКТ в ответ на пищу.

Как последствия стресса могут передаваться следующему поколению

На нашей конференции в Седоне выступала с сообщением нейробиолог Рэйчел Йехуда из Медицинской школы Икана нью-йоркской больницы Маунт-Синай (Icahn School of Medicine at Mount Sinai). Она рассказала о своих потрясающих открытиях: у взрослых потомков людей, переживших холокост, риск развития депрессии, тревожных состояний и посттравматического синдрома был выше обычного, хотя сами наблюдаемые не пережили психологических травм. С тех пор в разных странах было проведено несколько дополнительных исследований, которые показали аналогичные виды «трансгенерационной передачи» стресса и психологической травмы от одного поколения другому. К этой же категории относятся и исследования детей людей, которым пришлось 11 сентября 2001 г. эвакуироваться из Всемирного торгового центра в Нью-Йорке, и тех, кто пережил голодную зиму 1944–1945 гг. в Нидерландах во время Второй мировой войны. Почему дети, выросшие в безопасной и благоприятной среде, но воспитывавшиеся родителями, которые пережили жизненные невзгоды и сильный стресс, были более подвержены риску развития поведенческих изменений, свойственных их психологически травмированным родителям?

Эксперименты Майкла Мини на крысах продемонстрировали, что дочери переживавших стресс нерадивых крыс-матерей сами, став матерями, вели себя не лучше со своими крысятами. Мини показал, что этот эффект может сохраняться в течение нескольких поколений, и высказал предположение, что испытываемый матерью стресс и его влияние на ее поведение по отношению к потомству могут каким-то образом передаваться детям.

Но каким образом это происходит? Чтобы разгадать эту загадку, потребовалось несколько лет тщательных лабораторных исследований, проведенных Майклом Мини и молекулярным биологом Моше Сзуфом из Университета Макгилла. Однако усилия того стоили: их результаты произвели революцию в биологии. Исследователи обнаружили, что специфические аспекты взаимодействия между крысами-матерями и детенышами (например, изгибание тела для удобства кормления или вылизывание) могут химически модифицировать гены новорожденных. А в клетках лишенных материнской заботы крысят ферменты прикрепляют химические метки, называемые метильными группами, к их ДНК. Такой тип наследования называется эпигенетическим (указанные метки располагаются на ДНК, а приставка эпи- означает «на»). Он отличается от обычного генетического способа наследования, поскольку меченый ген несет ту же информацию и производит тот же белок. Когда он помечен, ему это труднее делать.

Есть еще один способ взглянуть на лежащую в основе описываемого явления биологию: если геном человека является совокупностью всех наших генов, своего рода книгой жизни, то клетки мозга, печени и сердца читают в этой книге разные разделы. Эпигенетические метки выступают в этом случае в качестве закладок и цветных меток, которые сообщают клеткам мозга, что нужно прочитать один отрывок из книги, а клеткам печени или сердца — другие.

Недостаток материнской заботы приводит к изменению только отдельных закладок и меток. Однако некоторые меченые гены изменяют сигналы головного мозга, из-за чего взрослые дочери сами становятся плохими матерями. Это приводит к тому, что их детеныши также помечают свои гены и цикл продолжается. Теперь мы знаем, что такое эпигенетическое редактирование наших генов может влиять не только на клетки и механизмы, которые определяют развитие головного мозга, но и на зародышевые клетки, гаметы, которые несут генетическую информацию, передаваемую детям. Открытие эпигенетики привело к прекращению затянувшихся дебатов о том, в какой мере природа и воспитание вызывают заболевания, вызванные стрессом. Эпигенетика перевернула представления современных биологов о наследовании.

Вспомните историю Дженнифер, мать и бабушка которой страдали от симптомов, очень похожих на ее собственные: депрессии, беспокойство и боли в животе. Для большинства врачей все это доказательство того, что гены, ответственные за эти нарушения, в семье Дженнифер передаются от одного поколения к другому. Однако результаты Роны Левай из Университета Сиэтла (штат Вашингтон), обследовавшей почти 12 000 пар близнецов с целью выявить роль наследственности в симптомах СРК, заставили усомниться в таком простом объяснении. Вероятность того, что оба генетически идентичные близнеца будут страдать от симптомов СРК, оказалась выше, чем такая же вероятность для разнояйцевых близнецов. Это открытие подтвердило, что гены играют важную роль в развитии СРК. Однако Рона Левай также обнаружила, что наличие родителей с диагнозом СРК — более точный показатель развития СРК у ребенка, чем наличие близнеца с СРК. Это означает, что решающую роль в передаче диагноза от одного поколения к другому играют не гены, а другие механизмы. Конечно, возможны иные объяснения (например, роль социального обучения), однако весьма вероятно, что важную роль в объяснении семейной истории расстройств, связанных со стрессом (типа СРК), играют эпигенетические механизмы.

Эпигенетика ставит под сомнение не только господствующую догму, согласно которой приобретенный признак не может передаваться генетически, но и еще одну догму в психиатрии. На протяжении столетия специалисты считали, что бессознательное содержит скрытые чувства, которые были вызваны травмой, полученной в раннем возрасте, тайные желания и не доведенную до конца динамику отношений между матерью и ребенком. В соответствии с психоаналитической теорией эти нерешенные проблемы могут во взрослом возрасте вызвать психологические проблемы и заболевания, связанные со стрессом: например, СРК, у таких пациентов, как Дженнифер.

Теперь мы знаем, что многие идеи фрейдизма являются ошибочными. Научные данные надежно подкрепляют мнение о том, что невзгоды, пережитые в начале жизни, в том числе недостаток материнской заботы, могут активизировать в головном мозге повышенную чувствительность к стрессу и такое программирование может передаваться многим поколениям, делая членов данной семьи уязвимыми к различным заболеваниям головного мозга.

Не подвержены ли стрессу мозг и ЖКТ вашего ребенка?

Если ваша дочь-младшеклассница часто испытывает тревогу, а сын-подросток так сильно волнуется перед выпускными экзаменами, что страдает от симптомов СРК, что тому виной? Может быть, это все оттого, что вы недостаточно заботились о них, когда они были маленькими? Будьте уверены: дело не в этом. Поведение женщин, заботящихся о новорожденных детях, — кормящих их грудью, обнимающих их и практикующих другие формы телесного контакта — похоже на поведение крыс-матерей: те занимают удобную позу для кормления, вылизывают и холят потомство, что способствует развитию головного мозга крысят.

Однако мозг человека намного сложнее мозга крысы. Можно привести множество примеров вполне успешных и счастливых людей, воспитанных вымотанной стрессом матерью-одиночкой, которая все силы тратила на то, чтобы заработать на жизнь. Не меньше и тех, кто успешно преодолел самые тяжелые невзгоды, пережитые в детстве. Есть много механизмов, способных защитить нас от последствий детских стрессов, начиная с генетических факторов до буферных эффектов, которые срабатывают в период раннего развития. Способствовать созданию благоприятной, стабильной семейной среды, помогающей детям успешно справляться с последствиями невзгод раннего возраста, могут проводящие много времени дома отцы, бабушки и дедушки, старшие братья и сестры, заботливые няни. Следует иметь в виду, что период, в течение которого на развитие стрессовой системы влияют внешние факторы, у людей длится до 20 лет.

И даже если никаких буферных факторов нет, у нас есть масса инструментов, которые позволяют отчасти повернуть вспять неблагоприятное программирование нашего поведения в будущем. Животные не в состоянии это сделать. Например, мы можем изменить нашу оценку ситуации и внутренние ощущения, работая с собственным сознанием, с помощью когнитивно-поведенческой терапии, гипноза и медитации. И это не только психологическое воздействие, эти методы позволяют усилить контроль коры больших полушарий над эмоциональными и генерирующими стрессорный ответ нервными цепями мозга. Как стало известно, такие методы лечения, укрепляя префронтальную кору, могут изменить структуру и функции сетей мозга, ответственных за внимание, эмоциональное возбуждение и оценку салиентности.

Кишечная микробиота в условиях стресса

Пока мы в основном говорили о том, как опыт первых лет жизни программирует работу цепей головного мозга. Нет сомнений, что нарушение стабильной благоприятной окружающей среды в течение первых двух десятилетий жизни может повлиять на развитие мозга и моделей поведения у неустойчивых к стрессу людей. Эти нарушения развития можно считать ранним программированием нервной системы, отражающим первые негативные взаимодействия с окружающим миром. Вообще говоря, гиперреактивность стрессорного ответа может быть преимуществом, если человек рождается в среде, полной опасностей, но какой смысл всю жизнь страдать из-за симптомов СРК, появившихся как непредусмотренный эволюцией побочный эффект? И как скажется такое программирование оси головной мозг — ЖКТ на нашем взаимодействии с триллионами кишечных микроорганизмов?

Мы уже далеко продвинулись в понимании связи между невзгодами раннего периода жизни, нарушениями взаимодействия головного мозга и ЖКТ и роли кишечной микробиоты в этом взаимодействии. Становится ясно, что стресс, пережитый в начале жизни, воздействует не только на головной мозг и пищеварительный тракт, но и на кишечную микробиоту.

Исследования показали, что, когда подростки макаки-резуса в первый раз уходят от своих матерей, это вызывает у них беспокойство и диарею (что нередко случается и с подростками, уезжающими из дома в колледж). Диарея развивается потому, что стресс заставляет кишечник сильнее сокращаться и быстрее продвигать съеденную пищу по всей его длине. К тому же стресс повышает секрецию различных пищеварительных соков в кишечнике. Эти вызванные стрессом изменения в работе пищеварительного тракта приводят к драматическим последствиям для микроорганизмов ЖКТ. Количество фекальных бактерий значительно снижается, в наибольшей степени это касается лактобацилл — одного из видов защитных бактерий. Такие патогенные микроорганизмы, как шигелла, или кишечная палочка (E. coli), осмелев в изменившихся условиях, открывают дверь для проникновения кишечных инфекций. Повышению активности и стойкости этих оккупантов также способствует гормон стресса норэпинефрин (норадреналин). Впрочем, эти последствия стресса оказывались временными: к концу первой недели молодые обезьяны адаптировались к новообретенной независимости, и уровень лактобацилл кишечника вернулся к нормальному. Насколько значимо такое влияние на микробиоту кишечника, если оно длится недолго? Повлияли ли на головной мозг эти временные изменения микробиоты?

Недавнее исследование, проведенное группой Пржемысла Берчика в канадском Университете Макмастера, подтвердило наши ранние результаты изучения той же модели на животных: недостаток материнской заботы увеличивает реактивность кишечника на стресс, что сопровождается изменениями в нервных цепях мозга, связанных со стрессом. Однако не следует забывать, что животные, не получавшие в достаточной мере материнской заботы, демонстрировали и другие изменения: например, поведение, которое можно назвать тревожным и депрессивным. группа Берчика впервые выявила важную роль кишечной микробиоты в развитии таких поведенческих изменений. Эти «психологические» последствия плохого материнского поведения зависели от изменений в кишечной микробиоте и ее метаболитах, в то время как изменения реактивности ЖКТ были связаны с повышенной реакцией животных на стресс. Если эти удивительные результаты удастся подтвердить в исследованиях на людях, это будет иметь серьезные последствия не только для лучшего понимания роли кишечной микробиоты в вызываемых стрессом психических расстройствах, но и для лечения расстройств ЖКТ у Дженнифер и других больных, переживших тяжелый опыт в начале жизни. Целенаправленное воздействие на микробиоту при помощи диетических рекомендаций, пребиотиков и пробиотиков может повернуть вспять некоторые последствия влияния измененной микробиоты на головной мозг и стать важным методом лечения.

Стресс в утробе матери

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 кишечную микробиоту животных, они также обнаружили значительные изменения вагинального 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.

Какие выводы из результатов этих лабораторных исследований имеют отношение к здоровью беременных женщин и матерей? Многие невротические расстройства головного мозга взрослого человека, в том числе тревога, депрессия, шизофрения, аутизм, а также, вероятно, СРК, сейчас считаются следствием нарушений развития нервной системы. Это означает, что основные изменения в головном мозге начинаются в очень раннем периоде жизни, многие из них происходят уже в утробе матери. Мы узнали, что стресс является основным фактором, влияющим на изменения нервной системы и психических функций при их формировании. Есть по крайней мере два объяснения того, как невзгоды раннего этапа жизни могут повлиять на взаимодействие головного мозга и пищеварительного тракта. Первое — эпигенетическая модификация системы реагирования на стресс и оси головной мозг — ЖКТ. Второе — вызванные стрессом изменения кишечной микробиоты и ее продуктов, которые могут дополнительно повлиять на развитие головного мозга. Значит, если мы действительно хотим всерьез и надолго влиять на развитие и динамику названных выше разрушительных болезней, вмешиваться в них придется очень рано в процессе жизни. Если взрослый пациент приходит в клинику с полномасштабно выраженным синдромом, большинство назначенных ему методов лечения будут в основном симптоматическими, а оказываемый ими эффект — временным и неустойчивым. Добиться долговременного успеха будет очень сложно. Но, как мы увидим, в случае с Дженнифер новое понимание ее проблем, подсказанное результатами современных научных открытий, дало более эффективные варианты лечения, в том числе взрослых пациентов.

Микроорганизмы, необходимые для здорового начала жизни

Много лет назад, только еще начиная свою исследовательскую карьеру, я стал свидетелем поразительного события, которое и сегодня заставляет меня задумываться о микроорганизмах — попутчиках нашей жизни. Однажды во время зимних каникул в университете мне посчастливилось присоединиться к экспедиции кинодокументалистов, которые снимали фильм об индейцах яномамо. Яномамо живут в верхнем течении реки Ориноко, в тропических лесах Бразилии и Венесуэлы. Как-то лунной ночью я не мог заснуть и долго лежал в гамаке возле жилища яномамо, слушая звуки джунглей. Услышав поблизости какой-то шум, я встал из гамака, сделал несколько шагов в сторону окружающего поселок леса и увидал пятнадцатилетнюю местную женщину, которая, сидя на корточках над положенным на землю большим листом банана, почти в полной тишине рожала ребенка. Ребенок появился, и она перерезала пуповину каким-то острым предметом.

Этот младенец появился на свет самым естественным образом, без помощи или вмешательства медиков, и все произошло так тихо, что, казалось, никто во всей деревне этих родов даже не заметил. Условия были далеки от тех, какие создают в современных родильных домах, которые я видел во время медицинской практики: никакой стерильной среды, никаких акушерок и гинекологов, которые первым делом обработали бы влагалище матери антисептическими средствами, очистив его от микроорганизмов. Новый индеец племени яномамо, появляясь на свет, не только подвергся воздействию вагинальной микробиоты матери, но и всех микроорганизмов, обитавших на ее руках (немытых и не обработанных санитарными средствами), на листе банана и на земле, открывавшейся там, где заканчивался этот лист. Тем не менее в течение следующих недель этот ребенок, которого обнимали оба родителя, выглядел абсолютно здоровым.

В западном мире рождение ребенка происходит, конечно, совсем иначе, и корни этого различия уходят далеко в прошлое. В начале XX в. французский педиатр Анри Тиссье высказал предположение, что человеческий плод развивается в стерильной среде и первый контакт с микроорганизмами происходит во время родов, когда младенец контактирует с вагинальной микробиотой. Эта точка зрения не подвергалась сомнению более ста лет, но сегодня у нас есть веские основания в ней сомневаться.

Даже при здоровой беременности кишечные бактерии матери, большинство из которых являются полезными, появляются, как стало недавно известно, в крови пуповины, амниотической жидкости, меконии и на плаценте. По мере приближения родов вагинальная микробиота энергично меняется, и это значительные перемены. Разнообразие видов микроорганизмов уменьшается, возрастает число лактобацилл, которые обычно живут в тонкой кишке. Во время родов ребенок, появившийся естественным образом, подвергается воздействию вагинальной микробиоты матери (в том числе лактобацилл), которая и становится основным источником микроорганизмов, колонизирующих его кишечник. Именно так состав вагинальной микробиоты матери создает основу для совокупности кишечных микроорганизмов, которая сохранится затем на протяжении всей жизни человека. Микробиоты ЖКТ матерей также снабжают новорожденных детей основной частью их метаболического механизма — именно они формируют у ребенка способность переваривать молочные сахара и специальные карбогидраты грудного молока.

Поскольку вагинальная микробиота может с самого начала помочь желудочно-кишечному тракту новорожденного функционировать, как это свойственно здоровому организму, ученые задаются вопросом, не ставит ли кесарево сечение под угрозу будущее здоровье головного мозга новорожденного? Удивительно, что в таких странах, как Бразилия и Италия, доля младенцев, рожденных при помощи кесарева сечения, выше доли тех, кто появляется на свет естественным образом, хотя исследователи пока ничего не знают о долгосрочных последствиях отсутствия вагинально опосредованного программирования кишечной микробиоты младенца для развития его мозга. Пока лишь известно, что кишечник младенцев, появившихся при помощи кесарева сечения, колонизируют не вагинальные микроорганизмы матери, а микроорганизмы, обитающие на коже матери, акушерок, врачей и медсестер, а также других новорожденных, находящихся в родильном отделении. Также известно, что столь важным для здоровья и полезным бактериям, как бифидобактерии, требуется больше времени, чтобы колонизировать кишечник «кесаренка», чем кишечник младенца, рожденного естественным образом. Мы также знаем, что опасный кишечный микроорганизм Clostridium difficile с большей вероятностью разовьется у детей, появившихся при помощи кесарева сечения, чем у детей, родившихся естественным образом. Более того, такие дети с возрастом становятся все более склонными к ожирению. Ученые подозревают, что кесарево сечение также может сделать ребенка с самого рождения более уязвимым к изменениям в пищеварительном тракте и головном мозге, а также к серьезным заболеваниям мозга, в том числе к аутизму. Причины и механизмы всех этих явлений сейчас исследуются. Наконец, из результатов важного исследования на мышах, проведенного группой Блейзера, мы знаем, что временные нарушения кишечной микробиоты в раннем периоде жизни, вызванные даже небольшими дозами антибиотиков, могут иметь долгосрочные последствия во взрослом возрасте, в частности риск ожирения от склонности к еде с высоким содержанием жиров.

Адаптированные для выживания

Выживание вида является одним из догматов эволюции, и природа запрограммировала каждый вид так, чтобы он смог этого добиться. Именно благодаря этому программированию человек и его животные предки выживали на протяжении миллионов лет. В этой главе описывается несколько механизмов, с помощью которых стресс, пережитый на раннем этапе жизни, может повлиять на головной мозг и поведение животных и человека. Особое внимание уделяется растущему пониманию того, как стрессовые ситуации и стрессорное воздействие, которое пережили матери, приводят к долгосрочным изменениям в головном мозге детей. Используя различные биологические пути и механизмы, эти изменения программируют систему реакций человека на стресс, возникающий в опасном окружающем мире. Вступая в контакт с младенцем, мать изменяет сеть салиентности (salience system) в его мозге, а значит, внутренние ощущения и бессознательные реакции младенца так, чтобы в будущем он был готов к встрече с потенциально опасным миром. Изменения микробиоты влагалища матери приводят к изменениям микробиоты пищеварительного тракта младенца. Основные материнские гены, реагирующие на стресс, получают метки в виде особых химических веществ — метильных групп, что приводит к эпигенетическим изменениям, которые могут сохраняться на протяжении нескольких поколений.

Почему эволюция оставила нам механизм, который делает нас нездоровыми и несчастными? Если природа в своей мудрости использовала несколько стратегий, предназначенных для достижения одной и той же цели (а эти стратегии можно найти у многих видов, в том числе и у людей), для этого должна быть какая-то причина.

Все научные данные указывают одно и то же. Когда мать сталкивается с ситуацией, которую она считает опасной, все эти стратегии предназначены для прочного усвоения ее ребенком единственного варианта реагирования — «сражайся или убегай», а также для того, чтобы его поведение было более осторожным, менее агрессивным, а сам ребенок стал менее общительным. Даже не ведая этого, мать готовит своего ребенка к жизни в мире, который она воспринимает как опасный.

Возможно, эта система помогала людям, когда им приходилось убегать от нападавших львов или побеждать соперника в кулачном бою, как это делали наши древние предки. Несмотря на отсутствие научных данных, которые подтверждали бы эту гипотезу, она может сделать миллионы людей более устойчивыми и лучше приспособленными к враждебным условиям жизни. Ведь и в настоящее время людям, к несчастью, приходится драться, сталкиваться с голодом и стихийными бедствиями, жить во враждебной среде.

Однако тем, кто живет в относительно безопасных промышленно развитых обществах, приходится дорого платить за эти древние врожденные биологические программы. Как мы уже знаем, гиперактивность системы «сражайся или убегай» с ее повышенным числом гормонов стресса, циркулирующих по нашему организму, может привести к серьезным психическим заболеванием, в том числе к тревожным расстройствам, паническим состояниям и депрессии. Она также может вызвать неприятный набор связанных со стрессом соматических расстройств, включая ожирение, метаболический синдром, инфаркты и инсульты. Наконец, гиперреактивность оси головной мозг — пищеварительный тракт, вызванная этим программированием, может привести к хроническим расстройствам кишечника — синдрому раздраженной толстой кишки и хроническим болям в животе.

Мы пока не знаем, насколько вредно для беременной женщины беспокойство, когда за несколько дней до ожидаемых родов она застревает в автомобильной пробке или нервничает из-за приближения срока сдачи проекта или финансовых трудностей. Мы не знаем, следует ли ей вообще работать до самых родов. Как не знаем пока и того, в какой мере противомикробная обработка до и во время родов, кесарево сечение или диета и стресс молодой матери изменяют вагинальную микробиоту и угрожают здоровью ребенка. Мы не знаем, объясняется ли стремительный рост числа случаев аутизма, ожирения и других заболеваний за последние полвека радикальными переменами, которые мы внесли в жизнь наших детей. Однако очевидно, что некоторые виды материнского стресса во время беременности и семейные невзгоды в годы взросления детей мешают развитию их головного мозга и несут с собой высокие риски искажения взаимодействия головного мозга и ЖКТ. Я твердо убежден, что любое вмешательство в нормальное программирование кишечной микробиоты — стресс, которого можно было бы избежать, кесарево сечение, необоснованное применение антибиотиков и вредные привычки питания во время пренатального и постнатального периодов — может заложить основу для последующих нарушений работы оси головной мозг — ЖКТ. Причем эти изменения у ребенка долго могут оставаться незамеченными, иногда до тех пор, когда уже слишком поздно пытаться обратить ситуацию вспять. Знание этих связей и сущности основных биологических механизмов — только первый шаг. Гораздо труднее минимизировать нездоровые влияния. И в то же время есть варианты терапии, которые могут с успехом применять большинство матерей. Все достаточно просто: режим здорового питания, простые методы снятия стресса во время беременности и повышенное внимание к приему лекарств, чтобы избежать нежелательного воздействия антибиотиков.

Новые методы лечения нарушений взаимодействия головного мозга и ЖКТ

Теперь мы знаем, что с того момента, когда в утробе женщины появляется плод, стресс, испытываемый будущей матерью, может повысить его восприимчивость к стрессорным воздействиям, кишечным заболеваниям, тревожным расстройствам и депрессии. И это программирование здоровья ребенка на самом раннем этапе жизни не ограничивается поведением матери. Любое воздействие, представляющее серьезную опасность для физического благополучия плода, может сделать его более восприимчивым к перечисленным выше угрозам.

Эти знания помогают лучше понять корни проблем со здоровьем Дженнифер. Напомним, что, когда она еще была в утробе матери, у ее бабушки по материнской линии диагностировали рак молочной железы, что потрясло и сильно встревожило ее беременную мать. Когда Дженнифер была маленькой девочкой и нуждалась в семейной заботе, ее родители сильно ссорились, а когда ей исполнилось восемь лет, они развелись. Очень многие пациенты с СРК рассказывают, что в первые годы своей жизни они сталкивались со стрессом, а на долю Дженнифер стрессовых ситуаций досталось слишком много. Этот стресс, скорее всего, повысил вероятность развития у нее тревожности и депрессии и возникновения симптомов со стороны желудочно-кишечного тракта во взрослом возрасте. Тот факт, что ее мать и бабушка страдали от расстройств, связанных со стрессом и сопровождавшихся похожими симптомами, только дополнительно свидетельствовал о ее уязвимости перед такими недугами, развитию которых предположительно способствовали генетические и/или эпигенетические механизмы.

Теперь, встречая пациентов, у которых, как у Дженнифер, наблюдаются связанные со стрессом хронические симптомы, включая тревожность или СРК, я строю свои рекомендации, исходя из новых данных о взаимодействии между головным мозгом и пищеварительным трактом. «В развитии ваших симптомов почти наверняка сыграли роль ранние детские переживания, — говорю я обычно. — Это касается и ваших проблем с желудочно-кишечным трактом, тревожности и депрессии». Я хочу убедиться, что пациент понимает биологическую природу своих симптомов, то есть знает, что они не просто «в его голове», как могли бы сказать другие врачи. «Но если это все было заложено в первые годы моей жизни и если история моей семьи повышает вероятность, что я буду страдать от этих симптомов, значит, я буду жить с этой болью до конца моих дней?», — спросила меня огорченная Дженнифер. Я сказал, что для нее у меня есть две новости. Плохая заключается в том, что связь между головным мозгом и пищеварительным трактом запрограммирована на всю жизнь, а хорошая — что у нас имеется уникальная область головного мозга — префронтальная кора, которая дает возможность исправить функционирование измененных нервных цепей и усвоить новые модели поведения.

Есть несколько методов терапии, которые помогают изучать эти новые модели поведения. Они действуют по принципу добавления нового кода — «компьютерной заплатки», которая компенсирует недостатки компьютерной программы. Такие методы лечения включают краткий курс когнитивно-поведенческой терапии, гипноза или другого вмешательства в работу сознания для ослабления стрессорного ответа. Эти методы ослабляют такой синдром, как СРК, и часто помогают избавиться от связанных с головным мозгом и ЖКТ симптомов депрессии и тревоги. Еще одна хорошая новость содержится в выводах последних исследований. Перечисленные выше методы действительно могут изменять нервные цепи в головном мозге, тем самым помогая префронтальной коре контролировать гиперактивные цепи, отвечающие за эмоции. Также они могут помочь перезапустить нейросеть салиентности в мозге и заново научить ее оценивать потенциально опасные ситуации. Иногда такие методы воздействия на сознание требуют небольшой поддержки часто критикуемыми психотропными препаратами, в частности антидепрессантами, которые показали положительные результаты на подопытных животных, перенесших стрессорное воздействие в начале жизни. Мой первоначальный план почти всегда включает очень небольшие дозы таких трициклических антидепрессантов, как элавил (амитриптилин), или аналогичных препаратов, которые помогают успокоить лимбическую систему на ранних этапах лечения. Те же препараты помогают уменьшить боль в животе с минимальными побочными эффектами и без каких-либо последствий для настроения или психического состояния. При необходимости беспокойство и депрессию пациента облегчат, а настроение стабилизируют полные дозы современных антидепрессантов, включая селективные ингибиторы обратного захвата серотонина. Эти препараты приносят пользу примерно 30 % пациентов, а при их сочетании с нефармакологическими способами лечения вероятность успеха значительно повышается.

Основываясь на новых научных знаниях о роли кишечной микробиоты в изменении взаимодействий между головным мозгом и пищеварительным трактом, я предложил Дженнифер увеличить потребление пробиотиков. Такие полезные микроорганизмы, как лактобациллы и бифидобактерии, которые организм может получать с ферментированными продуктами, йогуртами или в виде пробиотических капсул, могут повысить разнообразие экосистемы микроорганизмов кишечника. Помимо природных пробиотиков, содержащихся в ферментированных пищевых продуктах, я рекомендую попробовать небольшое количество капсулированных пробиотиков, которые хорошо проявили себя в клинических испытаниях.

В конце концов Дженнифер согласилась на интегральную терапию, которую я ей порекомендовал. Она включала краткий курс когнитивно-поведенческой терапии, в том числе инструкции по саморелаксации и самовнушению. Дженнифер перешла на диету с высоким содержанием ферментированных продуктов, стала принимать пробиотики и добавила к принимаемой ей селексе небольшую дозу антидепрессанта элавила. Я известил Дженнифер, что для улучшения состояния, вероятно, потребуются лекарственные и нелекарственные методы, но, если она будет придерживаться назначенного плана лечения, у нее хорошие шансы уменьшить в течение года количество принимаемых лекарств.

Полностью симптомы у Дженнифер не исчезли. Но спустя несколько месяцев она снова пришла ко мне в клинику и сообщила об улучшении качества своей жизни и самочувствия «на 50 %». По ее словам, теперь ее гораздо реже беспокоили боли в животе, а периоды почти нормального функционирования кишечника стали более продолжительными. К тому же она значительно реже испытывала чувство тревоги. Перед тем как покинуть мой кабинет, она пожала мне руку и со слезами на глазах сказала: «Я хотела бы, чтобы кто-нибудь объяснил мне про все эти связи намного раньше, в частности то, что мои тревоги, депрессия и СРК были связаны с тяжелой жизнью в детстве». Дженнифер не единственный пациент, который при прощании говорил мне это.

В некотором смысле такие люди, как Дженнифер, прекрасно адаптировались к стрессам своей юности, поскольку их мозг, пищеварительный тракт и даже кишечная микробиота многообразно запрограммированы на то, чтобы справляться с опасными ситуациями. Если бы больше врачей знали об этом, они помогли бы пациентам с СРК и многими другими заболеваниями, связанными со стрессом. А если бы об этом заранее знали пациенты, они быстрее получали бы помощь и чувствовали себя увереннее.

Однако программированию на раннем этапе жизни подвергаемся все мы. Наши матери биологически запрограммировали нас на выживание и начали это делать, еще когда мы были в утробе. Потом семья сделала все возможное, чтобы подготовить нас к жизни в сложном мире. Все эти действия оставляют глубокий отпечаток на основных эмоциях и влияют на то, как мы справляемся с трудностями, принимаем решения, а, возможно, на то, какой становится наша личность. Понимая, как работает это естественное программирование, и зная, как починить с помощью «заплаток» любые неадаптированные программы, мы сможем избежать чрезмерных и уже не столь полезных, как в далеком прошлом, реакций со стороны организма.

Глава 6

Новое понимание природы эмоций

Эмоции окрашивают наши мысли и влияют на наши решения с первых дней жизни. Когда возникает опасность, эмоции помогают нам вступить с нею в сражение или убежать. С их помощью человек отыскивает себе пару и общается со своими детьми. Эмоции создают вкусы, влияют на здоровье, способствуют появлению вредных привычек и разжигают огонь страстей. Чувства — главное, что делает нас людьми.

Веками философы, психологи, а позже и нейрофизиологи исследовали эмоции. Они предлагали все более сложные теории, называя источником эмоций сознание, головной мозг или организм в целом. Но в последние несколько лет были получены новые данные, позволяющие предположить, что на эмоции может влиять источник, о котором практически никто не мог и подумать. Эти революционные результаты свидетельствуют о том, что решающую роль в сложных взаимодействиях между сознанием, головным мозгом и пищеварительным трактом играют микроорганизмы пищеварительного тракта. Это захватывающее открытие породило новые идеи, ломающие прежнюю парадигму, — идеи о роли этих невидимых существ во внутренних реакциях и внутренних ощущениях и о том, как они могут влиять на наше настроение, сознание и даже на мысли.

Могут ли микроорганизмы ЖКТ изменить ваш мозг?

Несколько лет назад, впервые встретив на приеме Люси, женщину 66 лет, я не счел ее проблемы со здоровьем сколько-нибудь необычными. Она много лет страдала от легкого запора и дискомфорта в животе, ей был поставлен диагноз — синдром раздраженного кишечника. С врачебной точки зрения историю Люси любопытной делали симптомы тревожности. К тому времени, когда я занялся ее лечением, она в течение двух лет страдала от тяжелых панических атак, случавшихся у нее раз в несколько недель и сопровождавшихся сильным страхом, учащенным сердцебиением, одышкой и чувством обреченности. Эти симптомы появлялись внезапно, обычно ослабевая через 20 минут. В периоды между приступами общий уровень тревожности, как заметила Люси, также возрастал. Многие пациенты, которые приходят ко мне на прием с желудочно-кишечными симптомами, рассказывают о случающихся у них приступах паники, однако обстоятельства появления этих симптомов у Люси были очень необычными.

Около двух лет назад у нее появилась хронически повторяющаяся заложенность носа и головные боли, врачи поставили ей диагноз: инфекция пазух носа. Во время двухнедельного курса ципрофлоксацина (в таких ситуациях назначают антибиотики широкого спектра действия, которые убивают массу различных патогенных микроорганизмов, а также собственные микроорганизмы ЖКТ) она заметила, что ее стул стал более частым и более жидким, хотя во всем остальном самочувствие было хорошим. Чтобы справиться с такими последствиями, Люси несколько недель принимала пробиотики, после чего стала чувствовать себя нормально.

Примерно через шесть месяцев у нее снова начались запоры и головные боли. Врач прописал ей другой антибиотик широкого спектра действия, который она принимала в течение трех недель. И снова возник постоянный дискомфорт в животе. До сих пор ничего особенного в ее истории болезни не было: при приеме антибиотиков у многих пациентов появляются временные изменения в привычном функционировании кишечника, так как эти лекарства на время подавляют кишечную микробиоту, уменьшают ее разнообразие, что необходимо для оптимальной работы кишечника. Из опросов пациентов и результатов клинических исследований известно, что побочные эффекты могут включать длительные ощущения дискомфорта в пищеварительном тракте, а иногда и симптомы, похожие на СРК. У подавляющего большинства пациентов эти проблемы проходят, но пациенты, начинающие жить с менее разнообразной микробиотой, кажется, становятся более восприимчивы к таким побочным эффектам.

Так как Люси больше не принимала антибиотиков, я порекомендовал ей пить больше жидкости и питаться разнообразными ферментированными продуктами, в том числе есть йогурт и квашеную капусту, а дополнительно принимать пробиотические добавки. Цель лечения состояла в том, чтобы повысить разнообразие кишечной микробиоты до такой степени, чтобы восстановить ее первоначальный состав. В то же время я настоятельно рекомендовал Люси использовать различные методы облегчения симптомов тревоги, включая саморелаксацию, глубокое брюшное дыхание и технику безоценочного осознавания. Кроме того, я назначил ей клонопин, похожее на валиум лекарство, растворяемое под языком, которое Люси должна была принимать, если начнется полномасштабный приступ паники. Этот комбинированный режим лечения постепенно нормализовал работу кишечника, и через шесть месяцев ее панические атаки стали случаться реже. Когда я в последний раз видел Люси, у нее был только один приступ, причем в легкой форме, и поэтому ей больше не нужно было принимать клонопин.

Приступы паники и повышенная тревожность возникли у Люси через несколько недель после появления симптомов со стороны желудочно-кишечного тракта, а когда эти симптомы стали проходить, стали более редкими и приступы паники, и состояния тревоги. Я подозревал, что два последовательных курса антибиотиков широкого спектра временно изменили популяцию микробиоты ЖКТ и режим его функционирования. Это привело к появлению желудочно-кишечных симптомов, похожих на СРК, которые исчезли вскоре после прекращения приема лекарства. Не мог ли антибиотик вызвать изменения в составе кишечной микробиоты, что, в свою очередь, способствовало возникновению симптомов тревоги?

Не вырабатывает ли микробиота ЖКТ успокоительное?

Когда в 2011 г. я впервые увидел Люси в своей клинике, научных фактов, которые подтверждали бы связь между микробиотой кишечника и эмоциональным состоянием, было очень мало — всего несколько описаний клинических случаев. Однако чуть позже в том же году группа исследователей из Канады сообщила об интригующих результатах своих экспериментов на животных. Эти данные позволили предположить, что сами кишечные микроорганизмы производят нейромедиаторы, способные изменять эмоциональное поведение.

Пржемысл Берчик и его команда из Университета Макмастера в течение недели поили группу здоровых мышей коктейлем из трех антибиотиков широкого спектра действия. Ученые контролировали состав кишечной микробиоты мышей и их поведение до, во время и после приема антибиотиков. Как и ожидалось, это лечение в значительной степени изменило состав кишечной микробиоты животных, увеличив популяции одних групп микроорганизмов (в частности, нескольких видов лактобацилл) и уменьшив популяции других. Однако Берчика удивило, что у мышей, прошедших лечение антибиотиками, увеличилась исследовательская активность — они начали проводить больше времени на хорошо освещенных открытых участках своих клеток или экспериментальных установок, а не в темных и защищенных местах, которые они предпочитали ранее. Поскольку мыши не могут рассказать нам о своих симптомах тревоги, такое поведение рассматривается как сигнал, свидетельствующий, что животные менее тревожны или, как отмечают исследователи, теперь демонстрируют менее «тревожный тип поведения».

Через две недели после курса антибиотиков поведение мышей и их кишечная микробиота вернулись к нормальному состоянию, из чего можно предположить, что наблюдаемые изменения в эмоциональном поведении животных и вызванные антибиотиками изменения микробиоты кишечника связаны между собой. Но каким образом головной мозг получал информацию об изменениях в кишечнике, вызванных антибиотиками? Очевидным кандидатом на роль механизма передачи сигналов от кишечных микроорганизмов к головному мозгу был блуждающий нерв — основной канал коммуникаций между ЖКТ и головным мозгом. И действительно, мыши, у которых блуждающий нерв был перерезан, после подавления микробиоты антибиотиком больше не проявили снижения тревожности. Эти наблюдения наводят на мысль, что кишечная микробиота здоровых мышей стабильно поставляет вещества, которые способны подавить тревогу, и головной мозг оповещается об этом через блуждающий нерв.

Какие вещества, производимые кишечной микробиотой, могли приводить к такому анксиолитическому эффекту? Предыдущие исследования показали, что некоторые микроорганизмы способны производить нейромедиаторную гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК). Это одна из наиболее распространенных сигнальных молекул в нервной системе, контролирующая отделы головного мозга, отвечающие за эмоции, и лимбическую систему. Многие успокоительные препараты — валиум, ксанакс и клонопин — нацелены на ту же систему сигнализации, имитируя действие ГАМК.

Ранние свидетельства о связи между кишечными микроорганизмами, ГАМК и функциями головного мозга были получены около 30 лет назад у пациентов с прогрессирующим циррозом печени. Со временем психическое состояние таких пациентов ухудшается, а уровень алертности (состояния постоянной внутренней готовности) возрастает. Когда же они получают препарат, который блокирует действие сигнальной системы ГАМК, их когнитивные функции быстро улучшаются, а уровень энергии возрастает. Удивительно, но при получении антибиотиков широкого спектра действия функции головного мозга также улучшались. В то время исследователи еще не могли четко объяснить, как цирроз печени может привести к увеличению активности ГАМК в головном мозге. Сегодня мы знаем, что увеличенный объем ГАМК, производимой в пищеварительном тракте измененной микробиотой, отыскивает путь к специфическим ГАМК-рецепторам в головном мозге, где и подавляет когнитивные процессы и эмоциональные системы головного мозга. Как в экспериментах с мышами Берчика, антибиотики широкого спектра действия уменьшают популяцию бактерий, продуцирующих ГАМК, что приводит к снижению ее уровня в головном мозге и улучшению его работы.

Эти эксперименты четко зафиксировали тот факт, что микроорганизмы, обитающие в нашем пищеварительном тракте, могут производить успокоительные молекулы, а те при определенных обстоятельствах могут влиять на головной мозг. Однако у подавляющего большинства пациентов, получающих антибиотики, не наблюдается никаких побочных эмоциональных эффектов. Возникает вопрос: не могли бы мы воспользоваться этими знаниями для лечения тревожных расстройств с помощью микроорганизмов, продуцирующих ГАМК в виде пробиотиков? Мы знаем, что некоторые штаммы лактобацилл (лактобактерий) и бифидобактерий, двух из наиболее изученных семейств полезных кишечных бактерий, имеют механизмы синтеза, способные производить ГАМК. Так как различные штаммы бактерий этих двух родов являются активными ингредиентами большинства коммерчески доступных пробиотиков и поскольку обе группы также обычно имеются в изобилии в ферментированных пищевых продуктах, то, возможно, диета, обогащенная этими микроорганизмами, сделает нас менее напряженными? Вероятно, такое простое решение, как потребление ферментированных продуктов и пробиотиков, поможет людям, склонным к тревогам, понизить уровень тревожности? Немногочисленные исследования, проведенные на мышах, позволяют выдвинуть предположение, что это на самом деле может подействовать. Так, ученые наблюдали снижение тревожности в поведении здоровых взрослых мышей, когда они кормили их пробиотиками Lactobacillus rhamnosus. В другом исследовании было установлено, что другой вид пробиотиков Lactobacillus longum заметно снижает уровень тревожности у мышей, больных колитом и хроническим воспалением толстой кишки. Имеется ряд клинических свидетельств, что такие «психобиотические» эффекты могут быть достигнуты и у людей.

Единственный надежный способ оценить возможное влияние пробиотиков на мозг человека — провести контролируемое клиническое испытание на людях. В таком испытании волонтеры случайным образом распределяются по двум группам: в одной участники принимают активное вещество (например, пробиотик), в другой, контрольной, принимают плацебо — вещество, которое не отличается от лекарства по внешнему виду, вкусу или запаху, но не производит никаких известных внутренних действий. Для повышения надежности проверки ни участники, ни ученые до конца эксперимента не могут знать, в какой группе оказался тот или иной участник. Именно такое слепое рандомизированное и контролируемое исследование является в медицине золотым стандартом для оценки эффективности всех видов лечения.

В 2013 г. Кирстен Тиллич использовала такой подход в нашем научно-исследовательском центре, случайным образом распределив 36 участниц эксперимента по трем группам. В течение четырех недель участники группы активного лечения дважды в день ели йогурт, обогащенный штаммом пробиотической бактерии Bifidobacterium lactis, а также тремя другими видами бактерий (Streptococcus thermophiles, Lactobacillus bulgaricus и Lactococcus lactis), которые обычно используются для превращения молока в йогурт. Участники второй группы получали неферментированный молочный продукт, в котором не было ни одного пробиотика, но по вкусу, консистенции и внешнему виду он был неотличим от йогурта, обогащенного пробиотиками. Участники третьей группы не ели никаких молочных продуктов.

В начале и в конце четырехнедельного исследования мы опросили каждую женщину об общем самочувствии, настроении, уровне тревожности и функционировании кишечника. Затем Кирстен Тиллич провела МРТ-сканирование головного мозга каждой испытуемой и проверила их способности оценивать эмоции других людей по выражению лица.

Задание заключалось в том, чтобы, посмотрев на лица трех разных людей, которые выглядели рассерженными, напуганными или грустными, быстро определить, какие два из трех лиц передают одинаковые эмоции. Люди во всем мире, независимо от расы, страны или языка, очень верно и быстро — за доли секунды — делают такие оценки, из чего можно предположить, что это очень простой врожденный рефлекторный эмоциональный отклик, который, вероятно, связан с рефлекторным эмоциональным поведением животных. При выполнении такого задания не задействуются сложные нервные цепи в мозге, необходимые для формирования чувства, и потому тестируемые не испытывают ни грусти, ни злости.

При выполнении задания на распознавание эмоций участницы, в течение четырех недель получавшие пробиотическую смесь, показали меньшую связь между рядом областей мозга, чем участницы, получавшие молочные продукты без пробиотиков. Так некоторые удивительные результаты исследований на мышах подтвердились и в отношении людей, а именно: манипулирование кишечной микробиотой может заметно изменить функцию головного мозга человека во время выполнения задания, связанного с эмоциями, по крайней мере на самом базовом уровне эмоционального рефлекса.

Но как пробиотические бактерии из йогурта общаются с головным мозгом испытуемых? Сначала мы думали, что регулярный прием пробиотиков может изменить кишечную микробную композицию, которая, в свою очередь, может повлиять на работу мозга. Однако, проанализировав состав микроорганизмов в фекальной массе участников исследования, мы не обнаружили никаких признаков воздействия пробиотиков на видовой и количественный состав кишечной микробиоты, кроме присутствия самого пробиотического микроорганизма. Из этого следовало, что потребление йогурта не изменило микробиоты участниц экспериментов. Однако из проведенного ранее исследования мы уже знали, что идентичное пробиотическое лечение может изменить метаболиты, вырабатываемые кишечными микроорганизмами. Можно было обоснованно предположить, что некоторые из этих метаболитов, получивших стимулирование со стороны пробиотиков, добираются до головного мозга либо с кровотоком, либо через сигналы блуждающего нерва и меняют его эмоциональную реактивность. В коммуникациях между микробиотой и головным мозгом, возможно, какое-то участие принимают и клетки пищеварительного тракта, содержащие серотонин. Недавно появилось сообщение, что некоторые кишечные микроорганизмы могут стимулировать выработку серотонина в этих клетках, что изменяет уровень этого нейромедиатора в пищеварительном тракте и значительно влияет на силу передаваемого из ЖКТ в мозг сигнала, который модулирует эмоции, болевую чувствительность и самочувствие. Если данная информация подтвердится, это откроет поистине удивительные перспективы в лечении нарушений взаимодействия головного мозга и пищеварительного тракта. Потребляя определенные пробиотики, содержащиеся в ферментированных продуктах или обогащенных ими молочных продуктах и фруктовых соках, и регулируя уровень жизненно важного нейромедиатора серотонина, мы сможем тонко настраивать систему, которая контролирует многие функции мозга — от настроения до болевой чувствительности и сна.

Наши испытуемые были тщательно отобраны, они были здоровы и не имели никаких вызывающих опасение физических или психологических симптомов, поэтому мы можем только догадываться о том, приводили ли изменения, вызванные конкретным пробиотиком, к изменению их уровня тревожности. Но так как испытуемые показали пониженную реактивность эмоциональных цепей мозга, когда обращали внимание на сердитые, грустные и страшные лица, мы узнали, что некоторые пробиотики способны ослабить эмоциональные реакции на отрицательный контекст.

Я был поражен этими выводами. Кто мог представить еще недавно, что регулярное потребление йогурта, который продается в любом супермаркете, может повлиять на работу головного мозга? Для нашей исследовательской группы эти результаты открыли совершенно новый подход к тому, как можно анализировать работу головного мозга в здоровом состоянии и в период болезни и как можно сохранять разум здоровым.

Только в последние несколько лет ученые начали исследовать роль питания для здоровья головного мозга и возможную роль кишечной микробиоты в отношениях между питанием и сознанием. Я убежден, что это быстро развивающееся научное направление коренным образом изменит наши представления о том, какие продукты полезны для нашего эмоционального и психического благополучия. В будущем это может изменить способы лечения тревожных расстройств и депрессии.

Роль микробиоты в развитии депрессии

Если вы когда-нибудь страдали от депрессии, то, вероятно, помните, как вам было грустно и тоскливо, какое чувство безнадежности вы переживали. Об этих симптомах мы обычно рассказываем своим друзьям и близким, описывая депрессию, и это действительно неприятное состояние. Возможно, вы сумеете вспомнить и некоторые другие ее симптомы. Замечали ли вы у себя повышенную нервозность или раздражительность? Были у вас трудности со сном или концентрацией внимания? Такие симптомы развиваются у человека с тревожным расстройством. Почти у половины пациентов с диагнозом «депрессия» отмечаются симптомы тревожности, а у многих страдающих от хронической тревожности — симптомы депрессии. Методы лечения депрессии, особенно при помощи препаратов, известных как селективные ингибиторы обратного захвата серотонина, часто ослабляют и симптомы хронической тревожности. Можно утверждать, что два этих заболевания являются близкими родственниками.

Но если манипуляции с микробиотой кишечника у мышей, в том числе прием пробиотиков, могут ослабить беспокойное поведение этих животных, может быть, пробиотики также могут ослабить у мышей чувства, эквивалентные депрессии? Джон Крайн, ирландский психиатр из Университетского колледжа в Корке, опубликовал несколько статей, подтверждающих эту гипотезу. Для описания свойств кишечных микроорганизмов, способных менять настроение, он предложил хорошо запоминающийся термин — Melancholic microbes (меланхолические микроорганизмы).

В одном из исследований его группа давала лабораторным крысам пробиотические бактерии Bifidobacterium infantis, названные так потому, что это один из первых бактериальных штаммов, который мать во время родов передает своему ребенку. Затем ученые заставили крыс плавать, чего эти животные делать не любят, в результате у них активизировалась стресс-реализующая система. При этом уровень в крови цитокинов — разновидности воспалительных молекул — повышался (такая же реакция происходит в организме человека). Когда крысам давали пробиотик, казалось, что изменения в крови и головном мозге шли на убыль, но на подавленное поведение животных это никак не влияло. В другом исследовании ученые установили, что определенный штамм бифидобактерий снижал у мышей уровень экспериментально вызванной депрессии и тревожного поведения так же эффективно, как это делает популярный антидепрессант лексапро (эсциталопрам).

Можно ли на основе этих результатов предположить, что пробиотики столь же эффективно будут смягчать депрессию у людей? Предварительные данные свидетельствуют, что в отношении некоторых депрессивных пациентов это вполне возможно. В ходе рандомизированного слепого исследования французские ученые каждый день в течение месяца давали 55 здоровым мужчинам и женщинам пробиотический коктейль из лактобацилл и бифидобактерий. В группе, получавшей пробиотики, наблюдалось небольшое смягчение психологического стресса и снижение тревожности по сравнению с контрольной группой, пробиотики не получавшей. Британские исследователи в своем эксперименте давали 124 здоровым людям другой вид лактобактерий. У испытуемых, которые в начале этого исследования были более подавленными, такое лечение привело к значительному улучшению настроения.

Эти исследования являются хорошим началом, но нужны более масштабные и более тонко продуманные клинические испытания, чтобы наверняка установить, могут ли пробиотические микроорганизмы подбодрить человека, если он находится в депрессии, успокоить, когда он тревожится, или положительно повлиять на психическое состояние. В то же время можно утверждать, что человек сам может положительно повлиять на диалог между головным мозгом, пищеварительным трактом и микробиотой, если будет больше внимания обращать на то, чем он кормит своих кишечных микроорганизмов. Как будет подробно рассказано в последующих главах, наша еда серьезно влияет на здоровье ЖКТ. И этот вывод предоставляет нам легкий, приятный и недорогой способ изменения и улучшения взаимодействий между головным мозгом и пищеварительным трактом.

Роль стресса

У большинства пациентов с тревожными расстройствами, депрессией, СРК или другими заболеваниями головного мозга и сбоями взаимодействия между головным мозгом и пищеварительным трактом развивается повышенная чувствительность к стрессовым событиям, а в состоянии стресса часто происходит резкое усиление желудочно-кишечных симптомов. Теперь нам известно, что кишечная микробиота играет важную роль в развитии реакций стрессорных центров головного мозга. Мы также знаем, что серьезно изменить поведение кишечных микроорганизмов, сделав их более агрессивными и опасными, могут такие посредники стрессорной системы, как гормон стресса норадреналин (норэпинефрин).

Одной из первых подсказок о возможном влиянии микробиоты ЖКТ на эмоции стали результаты экспериментов на так называемых стерильных (свободных от микроорганизмов) мышах. Именно на таких животных проводилось большинство исследований связей между кишечной микробиотой и головным мозгом. В отличие от животных, выращенных в нормальных условиях и подвергающихся воздействию микроорганизмов из пищи и воздуха, от ухаживающих за ними людей, а также из их собственных фекалий, стерильные животные рождаются и разводятся в полностью асептической среде, где нет микроорганизмов. Ученые разводят и получают таких стерильных от рождения мышей при помощи кесарева сечения и сразу же переносят их в изолированные помещения, где стерилизуется все — поступающий воздух, пища и вода. Ученые изучают поведение и биологию выросших в таком стерильном мире животных и сравнивают эти данные с генетически идентичными животными, выращенными в нормальных условиях. Можно считать, что выявленные при этом отличия в поведении или биохимии мозга определяются нормальной кишечной микробиотой.

Спустя незначительное время после выращивания первых стерильных мышей исследователи отметили, что во взрослом возрасте они сильнее реагируют на стрессовые раздражители и вырабатывают больше кортикостерона — гормона стресса (выше уже отмечалось, что у мышей и крыс это эквивалент кортизола, гормона стресса человека). Если исследователи переносили полезную микробиоту в кишечник этих животных в раннем возрасте, им удавалось затормозить повышенную реакцию на стресс. На взрослых животных это не оказывало эффекта. Эти эксперименты показали, что в раннем возрасте кишечные микроорганизмы могут влиять на развитие реакций головного мозга на стресс.

Если выводок мышей разделить при рождении на две группы и одну из них вырастить свободной от микроорганизмов, то у участников этих групп, которые являются братьями и сестрами, будет на удивление много различий, которые можно выразить в цифровом виде. Стерильные мыши менее чувствительны к боли и меньше хотят общаться со сверстниками. Кроме того, у них по сравнению с обычными мышами изменены биохимические и молекулярные механизмы в головном мозге и в пищеварительном тракте. Например, исследовательская группа Свена Петтерссона из Каролинского института в Швеции установила, что стерильные мыши демонстрируют менее тревожное поведение по сравнению с мышами, выращенными в обычных условиях. Также у них изменилась экспрессия генов, участвующих в передаче сигналов нейронами в участках головного мозга, связанных с контролем моторных функций и тревожным поведением. Но, если стерильным мышам в начале жизни трансплантировали кишечную микробиоту, у них не наблюдалось ни одного из этих биохимических нарушений. Петтерссон пришел к следующему выводу: кишечная микробиота, колонизируя ЖКТ, каким-то образом включает биохимические механизмы передачи сигналов к головному мозгу, которые влияют на эмоциональное поведение.

Мы уже говорили о том, что различные виды стресса могут временно изменить состав кишечной микробиоты, что особенно наглядно проявляется в снижении числа лактобактерий в фекалиях животных, перенесших стрессорное воздействие. Однако поступающие данные наводят на мысль, что влияние стресса выходит за рамки этих временных изменений в популяциях микроорганизмов. Давно известно, что норадреналин, химическое вещество, которое выделяется во время стресса, заставляет сердце биться быстрее, а кровяное давление при этом повышается. Но лишь недавно мы узнали, что этот посредник стрессорного ответа также может быть выпущен в пищеварительный тракт и там напрямую общаться с кишечной микробиотой. Несколько лабораторий показали, что норадреналин может стимулировать рост патогенных бактерий, способных вызвать серьезные кишечные инфекции, язвы желудка и даже сепсис. Помимо ростостимулирующей способности эта молекула стресса может активировать гены патогенов, что делает их более агрессивными и увеличивает шансы на выживание в кишечном тракте. Некоторые кишечные микроорганизмы могут даже изменить норадреналин, который имеется в ЖКТ во время стресса, и перевести его в более мощную форму, усилив действие гормона на другие микроорганизмы. Все вместе это означает, что развитие кишечной инфекции в ситуации сильного стресса может иметь серьезные и неприятные последствия.

Одной из пациенток, у которой наблюдались клинические последствия указанной взаимосвязи между стрессом и кишечными инфекциями, является миссис Стоун, 50-летняя женщина, с которой я познакомился в своей клинике. Перед этим миссис Стоун прошла через длительный бракоразводный процесс, ставший концом ее двадцатипятилетнего брака. Она была топ-менеджером, справлялась с очень высокими требованиями к себе, работала по 80 часов в неделю и совершала много деловых поездок. У нее никогда не было желудочно-кишечных проблем, о которых она могла бы вспомнить, но периодически возникали приступы тревоги. К тому же большую часть жизни она страдала от хронической боли в спине и головных болей. Миссис Стоун жила в состоянии сильнейшего стресса и знала об этом.

Чтобы вырваться из повседневного круга забот, она взяла отпуск и полетела отдохнуть на курорт в Мексике. Первые два дня она провела именно так, как рассчитывала: в расслабленном состоянии наслаждалась спокойной обстановкой и проводила время у бассейна отеля. На третий день она загорала на живописном городском пляже и отведала морепродукты в местном ресторанчике. Остаток недели она чувствовала себя несчастной, почти не выходила из гостиничного номера и пыталась справиться с неослабевающими спазмами желудка, вздутием живота, тошнотой и диареей.

Когда миссис Стоун вернулась домой в Лос-Анджелес, она чувствовала себя лучше, но все же решила посоветоваться с семейным врачом. Он поставил ей диагноз — диарея путешественников, неспецифический гастроэнтерит, который обычно вызывают бактерии, обитающие в местной воде. Ко времени нашего знакомства симптомы уже ослабли, в пробе стула не было обнаружено никаких инфекционных бактерий. Поэтому врач миссис Стоун рекомендовал ей больше не принимать никаких антибиотиков и заверил, что через несколько дней оставшиеся симптомы полностью исчезнут.

К сожалению, этого не произошло. Не избавившись за несколько недель от остаточных симптомов, в том числе от постоянного вздутия живота, нерегулярного стула, а иногда и колик, миссис Стоун записалась ко мне на прием. Повторный анализ на инфекционные микроорганизмы снова оказался отрицательным, а так как у нее ранее никогда не было никаких желудочно-кишечных симптомов, я порекомендовал миссис Стоун сделать колоноскопию. Когда и этот анализ не показал никаких отклонений от нормы, я поставил ей диагноз — постинфекционный синдром раздраженного кишечника (СРК).

Этот синдром встречается приблизительно у 10 % пациентов с подтвержденным бактериальным или вирусным гастроэнтеритом. Чаще всего он бывает у людей, испытавших в прошлом боли и дискомфорт в любой части тела, у тех, чей первый приступ инфекционного гастроэнтерита длится дольше обычного, и у тех, у кого желудочно-кишечная инфекция совпала с хроническим тяжелым стрессом. (Если вы переживали такое, то знаете, что через несколько месяцев симптомы обычно исчезают и этот синдром поддается лечению стандартными методами.)

При наличии таких факторов риска с большей вероятностью развиваются постинфекционные симптомы, похожие на те, которые бывают при СРК вследствие заражения патогенным микроорганизмом, например энтеротоксичной кишечной палочкой E. coli — это наиболее частая причина диареи путешественников. Это предположение особенно верно, потому что хронический стресс стимулирует в кишечнике рост патогенных микроорганизмов, в том числе кишечной палочки E. coli, делая их более агрессивными. Вегетативная нервная система в пищеварительном тракте испускает стрессорные сигналы, которые могут уменьшать толщину слоя слизи и делать стенки кишечника более проницаемыми. Это откроет микроорганизмам широкий доступ к иммунной системе кишечника, появятся обходные пути, которые позволят справиться с различными стратегиями защитных систем ЖКТ. Эта цепь событий приводит к более длительной иммунной активации пищеварительного тракта и длительно сохраняющимся симптомам.

Как мы уже говорили, не все виды стресса плохи для человека. В отличие от хронического или рецидивирующего стресса, острый стресс и связанное с ним эмоциональное возбуждение повышают нашу эффективность при решении таких сложных задач, как сдача экзамена или публичное выступление. Он благоприятен и для здоровья пищеварительного тракта, так как укрепляет оборонительные редуты, защищающие организм от кишечных инфекций. Это обеспечивается несколькими способами. В ответ на сигналы мозга, вызванные острым стрессом, в желудке увеличивается выработка кислоты, что повышает вероятность уничтожения вторгшихся с пищей микроорганизмов до того, как они достигнут кишечника. Сигналы получает и кишечник — в ответ он увеличивает секрецию жидкости и освобождается от содержимого, включая патогенные микроорганизмы. Наконец, увеличивается секреция антимикробных пептидов — дефензинов. Все эти реакции направлены на защиту целостности ЖКТ от потенциально опасных захватчиков и на сокращение продолжительности инфекции.

Однако, несмотря на эти защитные влияния острого стресса на пищеварительный тракт и его микробиоту, слишком многие из них превращают преимущества в поражающие факторы. Хронический стресс повышает риск развития желудочно-кишечных инфекций и, вероятно, продлевает страдания от симптомов и после прекращения инфекции. А если вы страдаете от состояний, вызванных стрессом, как это бывает, например, при СРК или синдроме циклической рвоты, хронический стресс будет одним из основных факторов, утяжеляющих симптомы.

Положительные эмоции

Мы уже много знаем о пагубных воздействиях хронического стресса на взаимодействие между головным мозгом, пищеварительным трактом и микробиотой. Однако возникает вопрос: а влияют ли на микробиоту ЖКТ другие эмоции, в частности эмоции положительные? Иными словами, вызывает ли счастье или чувство психосоматического благополучия какие-нибудь полезные реакции пищеварительного тракта?

Мы видели, как каждая такая эмоция и лежащие в ее основе операционные системы в головном мозге могут быть приведены в действие особыми химическими сигналами: эндорфинами, когда мы счастливы, окситоцином, когда чувствуем близость со своей половиной или детьми, и дофамином, когда испытываем стремление к чему-то. Когда эти химические переключатели вызывают срабатывание соответствующих операционных систем в головном мозге, это приводит к отчетливо выраженным реакциям ЖКТ с характерным набором сокращений, секрецией и кишечным кровотоком.

Я подозреваю, что некоторые из реакций пищеварительного тракта, связанных с положительными эмоциями, также имеют отношение к отправке четких химических сообщений кишечной микробиоте. Мы уже знаем, что серотонин, дофамин и эндорфины выделяются в ЖКТ и что они хорошие кандидаты на роль устройств, передающих положительные сигналы от кишечника микробиоте. Связанная с эмоциями передача сигналов от головного мозга к кишечной микробиоте способна до такой степени изменить поведение микроорганизмов, что они могут стать полезными для нас и будут защищать организм от кишечных инфекций. Сигналы, связанные со счастьем или любовью, приводят, вполне вероятно, к большему разнообразию состава кишечных микроорганизмов, улучшению здоровья пищеварительного тракта и защите от кишечных инфекций и других заболеваний.

Еще о влиянии эмоций на кишечные микроорганизмы

Пока нам известна лишь малая часть этой захватывающей истории. Мы только начинаем понимать, как кишечные микроорганизмы могут перерабатывать информацию, содержащуюся в пище, которую мы едим, в молекулярные сигналы, влияющие на многие органы и ткани нашего организма, в том числе и на головной мозг. Мы уже знаем, что до 40 % из тысяч различных метаболитов крови поступают в нее от микроорганизмов кишечника. Более того, реакции пищеварительного тракта на определенные эмоции — положительные и отрицательные — могут резко изменить состав метаболитов, которые кишечная микробиота производит из пищи. Другими словами, они энергично редактируют молекулярные сигналы, отправляемые кишечной микробиотой остальным частям организма. Думаю, в будущем мы убедимся: триллионы бактерий в нашем ЖКТ, на которые ученые так долго не обращали особого внимания, не только подвержены влиянию эмоций, но и сами сильно влияют и на состояние пищеварительного тракта, и на то, как мы думаем и как себя чувствуем.

Может ли кишечная микробиота менять наше поведение в обществе?

Если микроорганизмы кишечника могут влиять на эмоции, а эмоции и ощущения в пищеварительном тракте сказываться на решениях о том, как себя вести, то из этого логически вытекает, что кишечная микробиота может изменять наше поведение. А если это верно, тогда не может ли ненормальное поведение быть следствием ненормального состава кишечной микробиоты? И нельзя ли заменой кишечных микроорганизмов на здоровые решать не только желудочно-кишечные проблемы, но и поведенческие?

Джонатан и его мать были в этом уверены. Джонатану было 25 лет, когда они пришли в мою клинику. Ему поставили диагноз «расстройство аутистического спектра» (РАС). Этим термином сейчас описывают состояние людей с аутизмом, тех, кто страдает от обсессивно-компульсивного расстройства (синдром навязчивых состояний) и от хронической тревожности. Как и многие люди с РАС, Джонатан страдал от ряда желудочно-кишечных проблем, в его случае это были вздутие живота, боли и запор.

Вздутие живота у Джонатана серьезно усилилось после нескольких курсов антибиотиков широкого спектра действия, из чего можно было заключить, что определенную роль в обострении желудочно-кишечных симптомов сыграла измененная микробиота кишечника. Как и многие другие пациенты с РАС, он уже пробовал несколько диет, в том числе безглютеновую и безмолочную, однако длительного улучшения это ему не принесло. Необычная диета, которой он следовал изо дня в день, также не помогала, что было неудивительно. Джонатан почти не ел фруктов и овощей, ему не нравились их текстура и запах. В основном его еда состояла из рафинированных углеводов: блины, вафли, картофель, макароны, пицца, закуски и белковые батончики, а также немного говядины и мяса курицы.

После целенаправленного поиска в интернете Джонатан уже много знал о проблемах здоровья в целом и о кишечной микробиоте в частности. Он прочитал о влиянии вредных кишечных бактерий и паразитов на желудочно-кишечную систему и был убежден, что его симптомы связаны с наличием паразитов в кишечнике. Чтобы избавиться от этих фобий и навязчивых идей, он начал проходить курс когнитивно-поведенческой терапии и сел на диету из продуктов, которых не любил. Это значительно усилило его напряжение и тревожность, и я опасался, что этот временный стресс может обострить его проблемы с ЖКТ.

Я попросил заказать подробный анализ его фекальной микробиоты в рамках Американского проекта изучения ЖКТ (American Gut Project), исследующего, как диета и образ жизни формируют кишечную микробиоту американцев. Полученные в последние годы данные позволяют предположить, что у пациентов с РАС может изменяться состав кишечной микробиоты. Установлено, что у таких пациентов пропорционально больше бактерий из группы, известной как Firmicutes, и меньше — из группы под названием Bacteroidetes. Аналогичная картина наблюдается у пациентов с синдромом раздраженного кишечника. Анализ микробиоты Джонатана показал у него тот же самый паттерн и то, что бактерий, известных как протеобактерии и актинобактерии, у него меньше, чем у среднего американца. Однако у Джонатана была необычная диета, к тому же он страдал от тревожных состояний и стресса и жаловался на симптомы, похожие на СРК. По этой причине мы не могли определить, что именно привело к изменению состава его микробиоты — наличие у него РАС, СРК или его уникальные пищевые привычки.

Джонатан и его мать хотели знать, следует ли ему подготовиться к трансплантации фекальной микробиоты или ему лучше принимать пробиотики, изменяя свою микробиоту, что в конечном счете поможет справиться с психологическими и желудочно-кишечными симптомами. Они спросили, что я думаю об этом, поскольку данные новых исследований на животных распространились в сообществе, интересовавшемся проблематикой аутизма, со скоростью лесного пожара, породив надежды на экспериментальные методы лечения.

До 40 % пациентов с диагнозом РАС страдают от желудочно-кишечных симптомов. Основные жалобы — на нарушение работы кишечника, боли в животе, дискомфорт. Часто картина совпадает с диагностическими критериями синдрома раздраженного кишечника. Есть и другие отклонения во взаимодействии между головным мозгом, пищеварительным трактом и его микробиотой. У пациентов с РАС обычно повышен уровень содержания в крови серотонина, который передает сигналы между головным мозгом и ЖКТ. Следует напомнить, что более 90 % молекул серотонина хранятся в пищеварительном тракте, содержащие серотонин клетки которого находятся в тесном контакте с блуждающим нервом и головным мозгом. Кроме того, у пациентов с этим расстройством изменен состав кишечной микробиоты, а в крови изменены некоторые метаболиты.

В получившем большую известность исследовании на животных Саркис Мазманян и Элейн Сяо из Калифорнийского технологического института в Пасадене вводили беременным мышам вещество, которое, имитируя вирусную инфекцию, активизирует иммунную систему. У мышей, рожденных от таких матерей, наблюдалось измененное поведение, и в этом они напоминали пациентов с РАС, в том числе демонстрировали тревожное поведение, стереотипно повторяющиеся виды поведения и неадекватные социальные взаимодействия. Так называемая модель материнской иммунной активизации животных используется сейчас при изучении аутизма.

Мазманян и Сяо обнаружили изменения в пищеварительном тракте и кишечной микробиоте молодых мышей: несбалансированный состав кишечных микроорганизмов, более проницаемые стенки кишечника, активизацию кишечной иммунной системы. Исследователи выявили особый метаболит кишечных микроорганизмов, тесно связанный с метаболитом, который до этого был обнаружен в моче детей с РАС. Когда этот метаболит ввели здоровым мышам, рожденным от матерей, чья иммунная система не была активизирована, у тех появились такие же отклонения в поведении. Но самым интересным стал такой факт: после пересадки фекалий мышей с отклонениями в поведении стерильным мышам поведение последних также стало отклоняться от нормы. Это позволяет предположить, что перенесенные фекалии создают метаболит, который достигает головного мозга и изменяет поведение здоровых мышей. Наиболее важным для людей с РАС является тот факт, что введение пострадавшим мышам кишечных бактерий человека (Bacteroides fragilis) приводило к исчезновению некоторых (хотя и не всех) аутических видов поведения.

Это спланированное и проведенное со всей тщательностью исследование Мазмоняна и Сяо привлекло большое внимание, а его результаты вызвали настоящий ажиотаж и не только в научном сообществе, но и среди родителей детей, страдающих аутизмом, и компаний, готовых разрабатывать новые методы лечения для этого разрушающего здоровье расстройства. Джонатан и его мать также были наслышаны об этом исследовании, потому и спросили меня, следует ли Джонатану готовиться к трансплантации фекальной микробиоты или ему лучше принимать пробиотики, чтобы справиться с психологическими и желудочно-кишечными симптомами.

Я объяснил Джонатану, что ответить определенно и окончательно на его вопросы можно будет, скорее всего, через несколько лет, после того как будут закончены еще продолжающиеся исследования на пациентах с РАС. Их результаты станут серьезным научным прорывом даже в том случае, если такие методы лечения окажутся полезными только для части таких пациентов. Пока же я дал Джонатану ряд рекомендаций, чтобы облегчить некоторые симптомы. Важно помнить, что имеется ряд факторов, которые способствуют проявлению у Джонатана желудочно-кишечных симптомов. Во-первых, он выбирает еду, руководствуясь ее консистенцией, а не вкусом, из-за чего его диета стала крайне ограниченной; он избегает многих растительных продуктов. Во-вторых, он потребляет слишком много обработанных продуктов питания. В-третьих, высокий уровень тревожности и повышенная чувствительность к стрессу вызывают сокращения и секрецию в желудочно-кишечном тракте и повышают проницаемость его стенок.

Целями моего плана лечения были головной мозг и пищеварительный тракт. Наш диетолог работал с Джонатаном и постепенно помог ему изменить диету — Джонатан смог перейти к более сбалансированному питанию и начал есть фрукты, овощи и ферментированные продукты (кисломолочные продукты, обогащенные пробиотиками безалкогольные напитки, квашеную капусту и кимчи, сыры), которые содержат различные виды лактобацилл и бифидобактерий. Для лечения запора я предложил ему попробовать слабительные растительного происхождения: например, небольшие дозы корня ревеня или препараты алоэ. Последней (по порядку, но не по важности) частью предложенного мной курса стали обучение Джонатана таким упражнениям саморелаксации, как брюшное дыхание, и настоятельная рекомендация продолжать текущую когнитивно-поведенческую терапию для ослабления фобий и понижения уровня тревожности.

Когда Джонатан через два месяца снова пришел на прием, его желудочно-кишечные симптомы были выражены значительно слабее. Пища, которую он теперь соглашался есть, стала намного более разнообразной, нормализовалась и работа кишечника. Джонатан больше не зацикливался на злых «паразитах», обитающих в его кишечнике, а хотел глубже разобраться в том, как диета может влиять на поведение кишечной микробиоты и как эта связь может облегчить его желудочно-кишечные симптомы.

К новой теории эмоций

Первая комплексная теория эмоций появилась задолго до того, как люди узнали о сложном составе кишечной микробиоты, внутренних ощущениях и их влиянии на головной мозг. Ее выдвинули два выдающихся ученых XIX в. — американский философ, психолог и врач Уильям Джемс и датский врач Карл Ланге. В середине 1880-х гг. они высказали предложение, что эмоции возникают из субъективной когнитивной оценки телесных ощущений, то есть информации, поступающей от внутренних органов о том, как они участвуют в такой интенсивной деятельности, как учащенное сердцебиение, урчание в желудке, спазматические сокращения толстой кишки или учащенное дыхание. Теория эмоций Джемса — Ланге известна всем психологам, хотя, конечно, сегодня мало кто считает, что эмоции возникают исключительно из телесных ощущений.

В 1927 г. выдающийся психофизиолог Уолтер Кеннон, приведя множество эмпирических данных, опроверг теорию Джемса — Ланге и предложил свою теорию. Кеннон считал, что эмоциональный ответ генерируют особые области головного мозга — гипоталамус и миндалина, отвечая на стимулы, приходящие из окружающей среды. Теперь мы достоверно знаем, что эти области мозга действительно важны для формирования эмоций, но у Кеннона еще не было инструментов визуализации деятельности головного мозга, которые имеются у нас сегодня, поэтому он не мог знать о химических и нервных механизмах обратных связей, обеспечивающих головной мозг соответствующей информацией. Он также не имел представления о важной роли пищеварительного тракта и кишечной микробиоты в интероцептивной системе.

Такое положение дел сохранялось до наших дней, пока современные нейрофизиологи, в том числе Антонью Дамазью и Бад Крейг, не выдвинули анатомически обоснованные теории о петлях связи между головным мозгом и организмом, состоящих из двух сенсорных и исполнительных компонентов. Так прежние теории были заменены единой концепцией о том, как формируются и модулируются наши эмоции.

Бад Крейг активно изучал нейроанатомию путей, которые передают информацию от организма к головному мозгу (она же интероцептивная информация). Исходя из результатов своих исследований, он предположил, что у каждой эмоции имеется два тесно связанных компонента: сенсорика (включая внутренние чувства) и действия (в том числе реакции пищеварительного тракта). Сенсорный компонент представляет собой интероцептивный образ тела, который создается в островковой доле коры мозга из множества нейронных сигналов, поступающих от различных частей организма, в том числе от желудочно-кишечного тракта. Этот образ всегда связан с действием — моторной реакцией, которую отправляет обратно в организм другой участок мозга — передняя поясная кора. Так создается круг — петля, объединяющая тело с головным мозгом. Согласно теории Крейга, назначение каждой эмоции заключается в поддержании баланса всего организма.

Португальско-американский невролог Антонью Дамазью[9] сформулировал изящную гипотезу о соматическом маркере. Подробно она изложена в его книге «Ошибка Декарта: эмоции, разум и головной мозг человека» (Descartes’ Error: Emotion, Reason, and the Human Brain). Согласно теории Дамазью, сигналы от головного мозга к организму и обратно циркулируют по так называемым петлям организма. Информация об имевшей место реакции организма на эмоциональное состояние сохраняется в виде неосознаваемых воспоминаний о таких состояниях тела, как мышечное напряжение, учащенное сердцебиение и поверхностное дыхание. Хотя Дамазью мало писал о роли желудочно-кишечного тракта в этом процессе, его новаторские работы коренным образом изменили наше понимание биологии эмоций и эмоциональных переживаний.

Эту соматическую информацию извлекает часть мозга, известная как его скрытый остров — уже упоминавшаяся островковая доля. (Ее функции подробно обсуждаются в следующей главе.) Наш мозг получает «отредактированные» видеоклипы о том, как мы себя чувствовали в тот момент, когда испытывали яркие эмоции, и какие мотивы вынудили нас так реагировать. Также мозг может извлекать из памяти заархивированные видеоклипы для создания состояний отвращения, счастья и жажды, не обращаясь к длинной петле, связывающей его с пищеварительным трактом. Поэтому, когда во взрослом возрасте мы испытываем эмоции, наш мозг уже не нуждается в ощущениях, описывающих то, что происходит в организме. Он просто реагирует на поступивший сигнал, обращаясь к своей библиотеке эмоциональных видеоматериалов. Видеофайлы для нее могли быть записаны в младенческом или подростковом возрасте и отражали тогда реакции желудочно-кишечного тракта: например, его сокращения, связанные с чувством гнева. В головной мозг они возвращаются уже как внутренние ощущения и хранятся в видеотеке как тошнота, удовлетворение, сытость, голод и прочие желудочно-кишечные реакции. Доступ к этим внутренним ощущениям может быть обеспечен мгновенно и на протяжении всей жизни.

Лишь в последние 10 лет мы стали быстро и динамично, можно сказать, с возрастающей скоростью понимать истинные свойства микробиоты кишечника и ее взаимодействия с ЖКТ и головным мозгом. Это новое понимание заставило нас расширить прежние теории и включить микробиоту кишечника в качестве основного третьего компонента в расширенную теорию эмоций. Она утверждает, что основная эмоциональная цепь в мозге, которая имеется у нас с самого рождения и в основном запрограммирована нашими генами, в раннем возрасте подвергается эпигенетической модификации. Однако для окончательного развития эмоций и реакций пищеварительного тракта необходимо обучение. Процесс обучения растягивается на всю жизнь: человек тренирует и точно настраивает систему взаимодействия между головным мозгом, ЖКТ и микробиотой. На эту дополнительную точную настройку механизма, генерирующего эмоции, влияют особенности развития личности, образ жизни и пищевые привычки. В итоге в головном мозге создается обширная база данных, в которой хранится эта очень личная информация.

Как оказалось, решающую роль в этом процессе играет кишечная микробиота, позволяющая каждому человеку создавать персонализированные образцы эмоций. Она воздействует на эмоции в основном через производимые ею метаболиты. В пищеварительной системе человека около 8 млн генов микроорганизмов, это в 400 раз больше, чем в геноме человека. Известен еще более удивительный факт: люди мало отличаются друг от друга генетически, так как более 90 % генов у всех нас одинаковы, а вот набор генов кишечных микроорганизмов уникален, и у любых двух человек только 5 % генов микроорганизмов совпадают. Таким образом, кишечная микробиота добавляет механизму генерирования эмоций, состоящему из головного мозга и пищеварительного тракта, новое измерение, дополнительные сложности и возможности.

Так как кишечная микробиота, по всей видимости, сильно влияет на то, как мы ощущаем эмоции, все, что изменяет ее метаболическую активность, включая стресс, диету, антибиотики и пробиотики, в принципе может влиять на развитие и уровень отзывчивости нейронных цепочек, генерирующих эмоции. Например, не связаны ли географические различия в уровне эмоциональности, которые мы наблюдаем у людей, живущих в разных частях мира, с географическими различиями в рационе питания и особенностях функционирования кишечных микроорганизмов? Если новая теория эмоций верна, ответ на этот вопрос будет положительным. Хотя для подтверждения таких связей в будущем потребуется провести ряд специальных исследований, уже сейчас можно говорить: если бы основы эмоций зарождались в головном мозге и были полностью изолированы от кишечника и организма, у такого мозга был бы очень ограниченный репертуар эмоциональных переживаний. Я убежден, что именно взаимодействие между пищеварительным трактом и его микробиотой во многом определяет интенсивность, продолжительность и уникальность эмоциональных переживаний каждого человека.

Глава 7

Понимание сущности интуитивно принимаемых решений

Многие принимаемые в жизни решения основаны на логике и являются результатом вдумчивого и тщательного предварительного анализа. Однако случаются ситуации, когда человек делает что-то без предварительного анализа фактов или изучения обстановки. Такой выбор часто делается неосознанно, как это бывает, например, когда вы решаете, что съесть, что надеть или какой фильм смотреть.

В своем бестселлере «Думай медленно… Решай быстро» (Thinking, Fast and Slow)[10] психолог Даниэль Канеман, один из двух лауреатов Нобелевской премии за 2002 г. по экономике, предполагает, что за «многими нашими вариантами выбора и суждениями… на самом деле скрываются» интуитивно принимаемые решения. Мысль, что решения о том, что для нас лучше, мы можем принимать, основываясь на интуиции или инстинктивных чувствах, а не на данных рационального мышления, «надев для этого соответствующую шляпу», действительно является важнейшей для понимания природы человека[11].

И действительно, такой нерациональный способ принятия решений сыграл важную роль в моей жизни. После школы в возрасте 17 лет я работал в принадлежавшем моим родителям кондитерском магазине в Баварских Альпах. Это было идиллическое место, расположенное в сердце главного лыжного и туристического курорта страны, всего в нескольких часах езды от Италии. С тех пор как мой прадед в 1887 г. основал этот магазин, им владела и управляла наша семья. подростком я делал пирожные и торты к знаменательным датам. Особенно мне нравилось придавать им причудливые формы и работать с шоколадом. Я научился ассоциировать ароматы с разными временами года и праздниками, что стало основой (чего я не осознавал) моей будущей карьеры, связанной с изучением сложного диалога, который происходит между едой, пищеварительным трактом и головным мозгом.

Когда пришло время выбирать профессию, я несколько месяцев мучительно решал: стать ли мне кондитером в пятом поколении или изучать науки и медицину. Были весомые причины, чтобы заняться устойчивым и прибыльным семейным бизнесом: я бы продолжал жить в знакомом окружении, рядом с друзьями и родными, проводил свободное время в красивой местности, окружавшей наш городок. На это рассчитывал и мой отец, который всегда видел меня продолжателем почетной семейной традиции. И в то же время я чувствовал, что меня тянет в совершенно другую сторону: мне хотелось отказаться от традиций и рутинной деятельности. Я любил читать книги, особенно по психологии, философии и науке, к тому же меня просто пожирало любопытство: я очень хотел найти научные основы работы нашего разума. Я не мог сделать выбор, подсчитывая плюсы и минусы, и впервые в жизни начал прислушиваться к внутренним ощущениям.

В конце концов, к большому разочарованию отца, я решил оставить семейный бизнес и поехал учиться в Мюнхен. А когда несколько лет спустя я закончил обучение в медицинской школе, еще одно решение, принятое на основе интуиции, увело меня еще дальше от родного дома — к должности профессора немецкого университета. Это случилось, когда я отказался от желанного места в ординатуре в университетской клинике в Мюнхене и отправился в Лос-Анджелес, в Центр исследований язвенных болезней и подготовки специалистов (CURE, Center for Ulcer Research and Education). Этот центр был магнитом для исследователей, которые хотели изучать взаимосвязи между головным мозгом и желудочно-кишечным трактом. После первых нескольких дней в лаборатории мне стало ясно, что мои новые занятия — очистка и тестирование молекул из кишечников свиней, которые мы раздобывали на бойне, — не приносили мне тех удовольствий, которыми я наслаждался на семейной шоколадной фабрике.

И хотя меня очень увлекла новая работа, я начал понимать, что результаты моего исследования не ограничиваются пищеварительным трактом. Оказалось, что сигнальные молекулы, идентичные тем, что мы выделили из кишечника свиней, были обнаружены и в их головном мозге. Ими также пользовался широкий круг растений, животных, экзотических лягушек и даже бактерий для взаимодействия друг с другом. Об этом факте представители науки говорят как о сигналах, передаваемых от одного природного царства другому (interkingdom signaling). Тогда я почти не знал, что эта область взаимодействий между головным мозгом и ЖКТ будет больше всего интересовать меня на протяжении всей моей медицинской карьеры.

Хотя мои интуитивные ощущения серьезно повлияли на мою жизнь, обстоятельства складывались так, что ставки в той игре были тогда для меня не слишком высоки. в те далекие годы я волен был заняться различными направлениями в медицине и, вполне вероятно, мог быть счастлив при любом другом выборе. Однако, вообще говоря, интуитивно принятые решения порой могут быть для людей вопросом жизни и смерти.

26 сентября 1983 г. молодой офицер советской системы ПВО Станислав Петров находился на дежурстве в бункере под Москвой, когда советские спутники ошибочно обнаружили пять баллистических ракет США, «выпущенных» в сторону СССР. Прозвучали сигналы тревоги, на экране вспыхнула команда «пуск», но Петров тут же принял очень важное решение: тревога является ложной и отказался подтвердить необходимость нанести ответный удар. Если бы он действовал на основе рациональных процедур, предусмотренных в такой ситуации (как это могли бы сделать многие его коллеги), за этим ударом последовало бы возмездие США, что в итоге привело бы к смерти многих миллионов человек.

Петров сначала дал рациональные объяснения своего решения: например, он был убежден, что атака СССР пятью ракетами не имеет смысла. Удар со стороны США был бы массовым, с использованием сотен ракет. Кроме того, система обнаружения запуска ракет противника была новой и, по мнению Петрова, еще не вполне заслуживала доверия. Наконец, наземная радиолокационная станция не подтвердила позднее факта такой атаки.

Однако в интервью 2013 г., когда уже можно было без опасений обо всем рассказать и сделать откровенное признание, Петров заявил, что на самом деле он не был до конца уверен, что тревога была ошибочной, и принял решение на основе «необычного чувства, возникшего у меня внутри».

Люди во всем мире точно так же относятся к интуитивно принимаемым решениям. При этом, кажется, не имеет значения, к какой именно области относится решения — политической, личной или профессиональной: на ком жениться, в какой вуз поступить, какой дом купить. Президенты, выслушав советников и тщательно взвесив все имеющиеся в их распоряжении варианты, принимают решения, касающиеся вопросов войны и мира и судеб миллионов людей, тоже в конечном счете интуитивно. Если угодно, люди прислушиваются к своим внутренним чувствам — к «нутру».

«Чувствование нутром» и интуицию можно рассматривать как две стороны одной медали. Под интуицией понимается ваша способность получать быстрые и точные прозрения. Часто человек понимает происходящее мгновенно — без рационального осмысления или логических выводов. Вы ощущаете, когда что-то идет не так, и это вызывает подозрение. Вы можете мгновенно почувствовать, что с незнакомым человеком у вас есть некая личная связь. Вы уверены, что харизматичный политик, вещающий по телевизору, на самом деле лжет и не краснеет. «Чувствование нутром» отражает глубокий и часто очень индивидуальный источник мудрости, к которому у нас есть доступ и которому мы доверяем больше, чем рекомендациям членов семьи, высокооплачиваемым советникам, людям, провозгласившим себя экспертами, или социальным сетям.

Что же на самом деле представляет собой интуитивное ощущение или, как еще иногда говорят, шестое чувство? Какова его биологическая основа? И какую роль играют сигналы, возникающие в ЖКТ, в его появлении? Иными словами, когда такой сигнал становится эмоционально окрашенным, то есть чувством?

Некоторые ответы на эти вопросы можно найти в выдающейся работе нейроанатома Бада Крейга, благодаря которому мы стали намного лучше понимать сетевую структуру, позволяющую головному мозгу прислушиваться к организму, и наоборот. Его идеи, изложенные в книге «Как вы себя чувствуете? Интероцептивный момент с вашим нейробиологическим “Я”» (How Do You Feel? An Interoceptive Moment with Your Neurobiological Self), сыграли важную роль в моем исследовании, в ходе которого я изучал, как головной мозг слушает пищеварительный тракт и обитающие в нем микроорганизмы (и, конечно, наоборот). основой субъективного опыта — того, как мы себя чувствуем, проснувшись, или после вкусного обеда, или длительного голодания — является комплексный нейробиологическая процесс. С его помощью наш мозг из огромного объема информации, непрерывно 24 часа и 7 дней в неделю поступающей в виде ощущений в ЖКТ, создает то самое субъективное шестое чувство. Появляется все больше доказательств того, что решающую роль в формировании влияющих на эмоции ощущений в ЖКТ может играть постоянный поток интероцептивной информации, передаваемой из пищеварительного тракта (включая «болтовню» микробиоты).

Чувства (в том числе внутренние, инстинктивные) являются сенсорными сигналами, которые приводят в действие в головном мозге так называемую сеть салиентности[12] (salience system). Под салиентным объектом в данном случае понимается объект, который может привлечь и удерживать внимание человека, потому что он для него чем-то значим, — нечто заметное, выделяющееся из похожего окружения. Пчела, кружащаяся вокруг головы, когда вы читаете эту страницу, может привлечь больше внимания, чем содержание текста, в частности потому, что это явная угроза: пчела может ужалить, и в этом случае она салиентна. Гроза за окном может так же легко отвлечь внимание от книги, а вот негромкая фоновая музыка или звуки ветерка на улице могут остаться незамеченными. Нейросеть салиентности в головном мозге оценивает сигнал как значимый, выделяет его из потока информации (неважно, идет ли он из организма или из окружающей среды) еще до того момента, когда с этим сигналом начинают работать внимание и сознание.

Особенно выделяющиеся события, связанные с реактивными ощущениями в пищеварительном тракте (тошнота, рвота, диарея), как правило, сопровождаются чувством дискомфорта, а иногда и болью, которая предупреждает нас о том, что в организме происходит что-то важное, требующее внимания и поведенческой реакции. Однако неосознаваемые внутренние чувства также могут быть связаны с такими позитивными ощущениями в ЖКТ, как хорошее самочувствие и сытость, или с приятным ощущением, испытываемым в подложечной области, когда мы полностью расслаблены. Пороговое значение сигнала, который головной мозг оценивает как заслуживающий внимания — салиентный, зависит от многих факторов — от генов, качества и природы жизненного опыта, эмоционального состояния (чем больше вы встревожены, тем ниже будет порог выделения салиентного), объема внимания, направленного на внутренние ощущения, и воспоминаний об эмоциональных моментах, пережитых на протяжении жизни. Но помните: с точки зрения сигналов, формируемых в пищеварительной системе, большую часть времени сеть салиентности воспринимает сигналы ниже уровня сознания. Каждый день из пищеварительного тракта вверх поступают триллионы сенсорных сигналов, они обрабатываются в сети салиентности, при этом большая их часть не привлекает внимания. Они остаются ниже порога значимого, и их содержание просачивается в подсознание.

Каким образом сеть салиентности решает, какой из сигналов должен стать сознательно воспринимаемым ощущением? Центральным узлом сети салиентности является островковая доля в головном мозге. Свое название она получила, поскольку расположена, как скрытый остров, под височной корой. В теории, основанной на концепциях смены парадигм Бада Крейга и множестве накопленных научных данных, считается, что части этого скрытого в головном мозге островка играют определенные роли в фиксировании интероцептивной информации, ее обработке, оценке и реагировании на нее. Вот как это происходит, если исходить из сегодняшнего уровня понимания того, как наш мозг справляется с этой сложнейшей задачей. Представление первичного образа организма сначала кодируется комплексом ядер, расположенных в нижней части головного мозга — так называемом стволе мозга. Оттуда большая масса этой информации достигает задней части островковой доли. Там восприятие этого образа можно сравнить с зернистым черно-белым изображением, которое отражает состояние каждой клетки в организме, однако невооруженным глазом его вряд ли увидишь.

На самом деле головной мозг не интересуют комментарии по поводу этой информации, и необработанное изображение не предназначено для того, чтобы доставлять нам удовольствие от его рассматривания. Содержащаяся в нем информация в основном нужна для повседневно действующей стационарной обратной связи головного мозга с той частью организма, где эта информация возникла, в данном случае с желудочно-кишечным трактом. В принципе, таким же образом обрабатывает данные Агентство национальной безопасности США. Считается, что ни у кого нет доступа к информации, хранящейся в Агентстве, до тех пор пока не будет превышен порог восприятия, позволяющий выделить важное. Если порог превышен, агенты спецслужбы получают приказ и начинают тщательно изучать телефонные звонки, данные, найденные в интернете, и все перемещения подозреваемых.

Затем изображение в островковой доле уточняется, редактируется и представляется в цвете — этот процесс похож на цветокоррекцию портретных планов актера или актрисы после того, как отснята кинопленка. То, что Крейг называет «повторным представлением» интероцептивного образа организма в ходе обработки изображений, можно сравнить с процессом, который используется в фотографии. Подобно фотографу, использующему программу Photoshop для повышения качества и четкости изображения, головной мозг прибегает к аффективным, когнитивным и управляющим вниманием инструментам, а также к хранящимся в памяти базам данных о нашем предыдущем опыте. В редактирование все больше вовлекаются ответственные за внимание сети мозга, побуждая нас глубже воспринимать изображение и его связь с мотивациями, то есть с нашим желанием что-то совершить в ответ на возникающее чувство. Отсюда висцеральные и вкусовые ощущения передаются в головной мозг, позволяя нам почувствовать потребность в пище или посещении туалета, отдыхе или бегстве, сбережении энергии или ее трате. После того как процесс достигает лобовой части островковой доли, у изображения уже имеются все признаки осознанного эмоционального переживания, включающего состояние всего организма и то, как мы себя чувствуем: хорошо ли нам или нас тошнит, голодны мы или сыты, спокойны или плохо себя чувствуем. С точки зрения нейробиологии это и есть подлинные внутренние ощущения. Несмотря на центральную роль островковой доли, нужно помнить, что она решает эту задачу в тесном взаимодействии с другими частями интероцептивной сети, включающей несколько ядер ствола головного мозга и различные области коры больших полушарий.

Что же делает наш мозг с огромным числом внутренних ощущений, которые мы накапливаем за жизнь? Вряд ли эволюция породила такую удивительно сложную систему сбора и обработки данных лишь для того, чтобы в конце концов выбросить собранную информацию за ненадобностью. Библиотека внутренних ощущений состоит из огромного количества информации о каждом из нас — информации, которая собирается каждую секунду каждого из 365 дней в году. Сейчас ученые считают, что эта информация хранится в экспоненциально растущей базе данных, аналогичной системам сбора данных, создаваемых компаниями и государственными учреждениями. Данные о личном опыте, наших мотивах и эмоциональных реакциях на этот опыт мозг собирает и использует с самого нашего рождения, а возможно, еще в утробе матери. И хотя большинство людей уделяют мало внимания этому процессу и мало обдумывают его последствия, он, как будет показано ниже, тесно связан с принятием решений на основе инстинктивных чувств.

Эта информация отражает бесчисленное число положительных и отрицательных эмоциональных состояний, которые мы испытали в течение жизни. Например, некоторые эмоциональные воспоминания могут быть связаны с отрицательными результатами решений, которые мы приняли. В качестве примера могу привести собственные воспоминания об ужасной боли в животе и дискомфорте после обеда в ресторанчике в Индии. В этой базе в заархивированном виде находятся и данные о нервном состоянии перед собеседованием, и комок в горле, возникающий, когда мы сердимся или очень разочарованы. Аналогичные маркеры могут быть связаны с удовольствием от вкусной еды, с интенсивными чувствами в период романтической любви или с ощущением возросших возможностей.

Индивидуальные различия

Представьте, что вы участвуете в эксперименте, который должен выяснить, существует ли зависимость между интероцепцией и эмоциональным интеллектом. Вы лежите в капсуле аппарата, сканирующего головной мозг, на вас — наушники, вы положили левый средний палец на панель, которая контролирует сердцебиение. Правая рука лежит на другой панели с двумя кнопками. По мере того как сканер отслеживает деятельность вашего мозга, вы слышите в наушниках несколько серий из десяти звуковых сигналов. После каждой серии наступает пауза, и вам предлагается сделать выбор: нажать одну кнопку, если вы думаете, что предыдущие сигналы совпадали с ударами сердца, или нажать другую, если вы считаете, что сигналы и удары сердца были рассинхронизированы. Иногда вы слышите серии, которые являются синхронными, иногда — нет. Можете ли вы описать, в чем между ними разница?

Несколько лет назад этот эксперимент был проведен с участием девяти женщин и восьми мужчин. Результаты показали, что четверо испытуемых были полностью уверены в том, что импульсы были синхронными или асинхронными с ударами (ритмами) сердца. Они действительно каждый раз точно определяли это. Двое испытуемых были абсолютно не способны точно прочувствовать ритм своего сердца, ни разу не сумели определить, были ли импульсы синхронизированы с ударами сердца, и давали случайные ответы. Остальные испытуемые оказались в третьей группе — между двумя этими группами.

Сканирование выявило у всех участников значительную активность нескольких областей мозга, особенно правой передней островковой доли. При этом наибольшая активность отмечалась у тех испытуемых, которые лучше отслеживали ритмы сердцебиения. И эти же самые люди набрали больше всего баллов в тесте на уровень эмпатии. Чем лучше человек отслеживает удары сердца, тем полнее он испытывает всю гамму эмоций и внутренних ощущений. Чем лучше человек «чует нутром», тем точнее его эмоциональные настройки. Хотя в этом исследовании основное внимание уделялось ощущениям со стороны сердца, нет никаких оснований сомневаться в том, что все сказанное в равной степени относится и к пониманию сущности внутренних ощущений.

Раннее развитие

Интересно, что у внутренних ощущений и интуитивных моральных оценок имеется общий источник, связанный, как ни странно, с продуктами питания. Голод — ранняя эмоция, связанная с выживанием. Он лежит в основании всех внутренних ощущений, которые вы испытываете позже в жизни, в том числе чувства правильного и неправильного.

Поясню это на примере одной истории. Недавно мы с женой в выходные принимали близких друзей, приехавших к нам со взрослой дочерью и семимесячной внучкой Лайлой. Большую часть времени девочка что-то лепетала и была всем довольна, но, когда она уставала, хотела есть или спать, ее улыбки и хорошее настроение тут же исчезали. Теперь мы знаем, что в возрасте семи месяцев диалог между головным мозгом и пищеварительным трактом только налаживается, особенно если мы имеем в виду полное развитие головного мозга и его структуры, отвечающей за выделение значимого, — сети салиентности. Мало того, кишечные микроорганизмы полностью заселяют среду своего обитания лишь к окончанию третьего года жизни. Тем не менее примитивная сеть салиентности в мозге младенца уже настроена на восприятие ощущений в ЖКТ, связанных с голодом, поэтому девочка начинала громко кричать, чтобы получить молоко. После кормления негативные внутренние ощущения у нее быстро сменялись чувствами комфорта и удовольствия, которые запускали в пищеварительном тракте ощущения, связанные с насыщением.

Вот что здесь важно: внутренние чувства, связанные с голодом, включают в себя самые ранние сигналы о том, что в мире хорошо, а что плохо — сигналы, которые подаются с самого рождения. У новорожденного ребенка первой негативной протоэмоцией может быть внутреннее ощущение — чувство пустого желудка, которое вызывает голод и непреодолимое желание есть. Точно так же ощущение сытости, возникающее после получения грудного молока (а в нем содержится много пребиотиков и пробиотиков), является, вероятно, самым ранним опытом хорошего самочувствия и благополучия. К другим положительным инстинктивным чувствам относятся нежные прикосновения (часть интероцепции) матери, а также тепло и успокаивающие звуки.

Ключевую роль в этих ранних опытах играют сигналы, поступающие из пищеварительного тракта в головной мозг, — они также отражают ощущения ЖКТ и таким образом развивают способность отделять хорошее от плохого. Оказавшись пустым, желудок младенца выбрасывает гормон грелин, который быстро приводит к появлению чувства голода. Это ощущение в сочетании с сильным мотивационным стимулом становится основой для других отрицательных внутренних чувств.

Внутренние чувства могут быть связаны и с такими положительными ощущениями, как тепло и чувство сытости после еды, приятное ощущение под ложечкой или запах шоколада в семейной кондитерской.

Это циклически повторяющееся переживание ребенком чувства сытости или голода, то есть хорошего или плохого, может заложить основу и для моральных суждений о том, что такое хорошо, а что такое плохо, которые позже проявятся как внутренние подсознательные чувства и оценки. Другими словами, пищеварительный тракт зафиксировал, насколько хорошо были удовлетворены или, наоборот, остались неудовлетворенными потребности младенца в пище. Голодный ребенок, который час проплакал в кроватке, воспринимает мир иначе, чем ребенок, которого быстро взяли на руки, покачали и покормили. Таким образом, ранние подсознательные чувства и оценки становятся для нас моделью, сверяясь с которой человек определяет, каков этот мир и что нужно делать, чтобы в нем выжить.

Зигмунд Фрейд, разрабатывая свою теорию мотивации, во многом опирался на интуицию. Этот великий психиатр связал психическое развитие младенца и развитие его характера с «входящим и выходящим» участками пищеварительного тракта. Вспомните о знаменитых «оральной» и «анальной» фазах психического развития. Однако Фрейд не учел важнейшего вклада чувств, создаваемых головным мозгом на основе сенсорной информации, которая поступает из всего пищеварительного тракта и населяющих его микроорганизмов, то есть от тех участников, чей вклад мы только сейчас начинаем по-настоящему ценить.

Каким образом огромные сообщества кишечных микроорганизмов способствуют появлению ранних чувств «хорошего» и «плохого»? Напомним, что в нашем организме живут триллионы микроорганизмов, их значительно больше, чем всех человеческих клеток в организме. Они обитают практически всюду: на коже, между зубами, в слюне, желудке и в месте, имеющем непосредственное отношение к внутренним чувствам, — в желудочно-кишечном тракте. Внутри него живут и на нескольких уровнях общаются с головным мозгом больше тысячи видов микроорганизмов.

С учетом новых знаний о развитии кишечной микробиоты в первые три года жизни мы можем поразмышлять о некоторых интригующих деталях. Если судить по результатам исследований на животных, можно вполне обоснованно считать, что кишечные микроорганизмы влияют на эмоциональное состояние и на развитие младенцев.

Частично это влияние микробиота оказывает через материнское молоко, в котором содержится некое вещество, похожее на валиум. В кишечнике младенцев микроорганизмы адаптируются таким образом, чтобы оптимально усваивать сложные углеводы, имеющиеся в грудном молоке. Лучше всего справляется с этим штамм лактобациллы, производящий метаболит ГАМК — вещество, действующее на те же рецепторы головного мозга, что и препарат валиум, который назначают для снижения тревожности. Производя собственный, эндогенный «валиум», этот микроорганизм помогает успокоить систему, генерирующую эмоции в головном мозге младенца, и прекратить таким образом муки голода.

Грудное молоко женщины также содержит сложные сахара, которые являются важными составляющими не только формирующейся кишечной микробиоты, но и факторами, способными внести свой вклад в появление у младенца чувства удовлетворения в состоянии сытости. Когда новорожденных крысят поят подслащенной водой, рецепторы сладкого вкуса во рту и кишечнике генерируют ощущения, которые затем обрабатываются головным мозгом. Это приводит к высвобождению эндогенных опиоидных молекул, которые ослабляют болевую чувствительность, из-за чего грызуны, по-видимому, чувствуют себя довольно хорошо. То же самое может оказаться верным и в отношении человеческих младенцев.

В чем заключается уникальность головного мозга человека?

В дискуссиях о том, что делает человека таким особенным, можно услышать одни и те же аргументы. Людям свойственно прямохождение. У них большой палец противопоставлен остальным пальцам руки. У человека — огромный головной мозг. Мы общаемся с помощью речи. Человек — высший хищник. Однако у головного мозга человека есть две особенности, которые в нашей дискуссии о внутренних ощущениях и интуитивно принимаемых решениях являются наиболее значимыми.

Речь о размере и сложности передней островковой доли и тесно связанной с ней префронтальной коре головного мозга. Эти участки мозга выступают в качестве своего рода хаба — центральной части нейросети, которая отвечает за способность выделять салиентные объекты и является местом, где создаются, хранятся и откуда извлекаются внутренние ощущения. Именно в этом состоит наиболее существенное отличие человека от всех других видов животных. Ближе всего к людям по относительному размеру передней островковой доли наши человекообразные родственники, в частности некоторые виды горилл, за которыми следуют киты, дельфины и слоны. Все они снискали всеобщую любовь за эмоциональные, социальные и когнитивные возможности головного мозга. Неслучайно так популярен у зрителей телеканал Animal Planet, рассказывающий о животных и их взаимоотношениях с человеком.

Однако у головного мозга человека есть еще одна особенность, о которой вы, вероятно, никогда не слышали. В правой передней островковой доле и связанных с ней структурах скрыт особый класс клеток, которых нет у других видов, кроме человекообразных обезьян, слонов, дельфинов и китов. Это крупные, с большим числом связей нейроны, названные веретенообразными нейронами или нейронами фон Экономо в честь ученого, первым обнаружившего их в 1925 г. Эти нейроны, по-видимому, занимают выгодное положение, позволяющее их обладателям быстро формировать интуитивные суждения.

Человек может очень быстро делать выводы благодаря наличию в его головном мозге веретенообразных нейронов. Для простоты назовем их клетками интуиции. За несколько недель до появления младенца на свет таких клеток в его головном мозге еще очень мало. В момент рождения, если судить по результатам исследований, их число уже достигает порядка 28 000, к четырем годам жизни оно возрастает до 184 000. К тому времени, когда человек достигает зрелого возраста, у него уже 193 000 клеток интуиции. У взрослых человекообразных обезьян их около 7000.

Больше всего клеток интуиции в правом полушарии головного мозга. В правой передней островковой доле их на 30 % больше, чем в левой. По всей видимости, они предназначены для оперативной передачи информации из сети салиентности, отвечающей за выделение значимого, в другие части головного мозга. В них имеются рецепторы химических веществ мозга, участвующих в социальных связях, в ожидании вознаграждения в условиях неопределенности и обнаруживающих опасность, а также таких вырабатываемых в ЖКТ сигнальных молекул, как серотонин, то есть веществ, имеющих отношение интуиции. Когда при игре в карты вы думаете, что удача может вам изменить, ваши клетки интуиции активны.

Джон Оллман, нейробиолог из Калифорнийского технологического института и ведущий специалист по веретенообразным нейронам, считает, что, встретив другого человека, мы строим ментальную модель того, как этот человек думает и что он чувствует. Первоначальное интуитивное представление возникает быстро, основываясь на извлеченных из базы данных внутренних чувствах, стереотипах и подпороговых образах. На протяжении последующих секунд, часов или даже лет мнение о встреченном человеке складывается медленнее и становится более обоснованным. Нейровизуализация показывает: когда человек быстро принимает решения, активизируются передняя островковая доля и передняя поясная кора мозга. Эти области также активизируются, когда мы испытываем боль, страх, тошноту и многие социальные эмоции. Клетки интуиции включаются, когда человеку что-то кажется забавным, возможно, их назначение— уточнять интуитивные суждения в изменившейся ситуации. Юмор помогает устранить неопределенность, снять напряжение, создать доверительные отношения; кроме того, он содействует установлению социальных связей.

Считается, что система быстрой связи с участием веретенообразных нейронов могла сформироваться у млекопитающих, живущих в сложных социальных группах, чтобы дать им возможность быстро адаптироваться к меняющимся ситуациям и реагировать на них, принимая интуитивные решения. С учетом роли, которую веретенообразные нейроны, как предполагается, играют в социальном поведении, интуиции и сопереживании, было высказано предположение, что аномалии, связанные с этими нейронами, могут вносить вклад в патофизиологию расстройств аутистического спектра, в том числе ослабление способности таких пациентов сопереживать другим и участвовать в социальных взаимодействиях. Пока у нас нет прямых научных доказательств правильности этого предположения, но, возможно, развитие системы веретенообразных нейронов в головном мозге связано с нарушением состава и функций кишечной микробиоты в течение нескольких первых лет жизни, в том числе с искажением сигналов, которые она посылает в головной мозг. Уже давно известно, что нарушение коммуникаций между головным мозгом и пищеварительным трактом характерно для некоторых форм аутизма. Эксперименты на животных выявили искажение сигналов, передаваемых от кишечных микроорганизмов головному мозгу. Возможно, это механизм, лежащий в основе похожего на аутизм поведения у таких животных.

Есть ли у животных чувства?

Считается само собой разумеющимся наличие у людей таких социальных эмоций, как смущение, вина, стыд и гордость. Предполагается, что у животных, особенно у тех, которые обитают рядом с человеком, также имеются похожие чувства. Любители собак клянутся, что их четвероногие друзья испытывают такие эмоции, как стыд, ревность, гнев и привязанность, и что проявления их чувств схожи с аналогичными эмоциями человека.

Однако анатомия головного мозга животных не предоставляет им возможности испытывать эти эмоции — их головной мозг просто не имеет подходящих для этого структур. Осознание эмоций человеком, возможное благодаря передней островковой доле и ее взаимодействию с другими областями коры больших полушарий, в частности с префронтальной корой, является уникальным свойством человека. В мозге собак также имеется островок, но его передние части являются рудиментарными. Возникающие внутри, в том числе в ЖКТ, ощущения интегрируются у них в основании головного мозга, в подкорковых эмоциональных центрах, а не в передней части островка. Собаки и другие домашние животные определенно испытывают эмоции, но не обладают самосознанием. Поэтому независимо от того, как люди воспринимают выражения эмоций этими животными, собаки «играют в другой лиге», как бы некоторым их хозяевам ни было трудно это признать.

Создание личного Google

Представьте себе, что наш мозг хранит воспоминания об эмоциональных моментах в виде крошечных видеоклипов вроде тех, что выложены на YouTube. Каждый такой видеоклип содержит не только запись конкретного момента, но и связанных с ним эмоциональных, физических, мотивационных и других компонентов. Мы не всегда помним даты и обстоятельства, при которых происходили события, но на миниатюрных серверах головного мозга хранятся миллиарды таких клипов или соматических маркеров. Отрицательный маркер ассоциируется у нас с неприятным чувством и желанием избежать вызывающей это чувство ситуации, положительный маркер — с чувством благополучия и поведением, направленным на поиск такого состояния.

Женская интуиция

За годы работы у меня сложилось впечатление, что многие женщины внимательнее прислушиваются к своим внутренним чувствам и принимают более точные интуитивные решения, чем мужчины. Растущий интерес к выявлению гендерных различий при обработке эмоций и распространению хронических болевых состояний побудил Национальный институт здравоохранения США профинансировать серию исследований реакций головного мозга женщин и мужчин на болевые и эмоциональные стимулы.

Прежде по ряду политических и некоторых других причин подобные биологические различия между женщинами и мужчинами часто игнорировались. По умолчанию предполагалось, что мозг женщины реагирует на указанные раздражители и лекарственные препараты точно так же, как мозг мужчины. Однако наши собственные исследования и исследования наших коллег показывают, что женщины, как правило, более чувствительны к салиентным сигналам (значимым сигналам, бессознательно выделяемым специальной нейросетью), а их системы эмоциональной активации лучше приспосабливаются к физическим ощущениям (например, болям в животе) и осознаваемым эмоциональным состояниям (например, печали или страха). Возможно, эти различия объясняются тем, что у женщин сохраняются воспоминания о таких физиологически болезненных или дискомфортных состояниях, как менструации, беременность и роды. Поэтому при ожидании потенциально болезненного опыта мозг женщины обращается к более обширной библиотеке соматических маркеров, и сеть салиентности получает больше информации, чем аналогичная сеть в мозге мужчины.

Когда человек принимает решение, руководствуясь внутренними ощущениями, мозг обращается к этой видеотеке эмоциональных моментов. Поиск происходит так же, как аналогичный процесс в поисковике Google. Нам не нужно проходить весь процесс, занимающий много времени и требующий анализа всех возможных позитивных и негативных последствий решения, которое мы можем принять. Когда пора действовать, наш мозг «просматривает» окрашенные эмоциями воспоминания о том, что вы чувствовали, решая подобные ситуации прежде, и на этой основе прогнозирует, как вы будете чувствовать себя, поступив тем или иным образом. Этот вероятностный процесс «отсеивает» варианты действий, после которых человек будет чувствовать себя, скорее всего, плохо (испытывая тревогу, боль, приступ тошноты, грусть и другие подобные состояния), и направляет к тем вариантам реакции, которые связаны с воспоминаниями о чувстве комфорта, счастья, заботы и так далее. Помимо того, что такой механизм помогает быстро принимать решения, он еще позволяет воспользоваться прошлым опытом без психологического бремени в виде повторного переживания тягостных чувств. Если бы человеку приходилось каждый раз возвращаться к болезненным и неприятным переживаниям и вновь их испытывать, он просто сошел бы с ума.

Всегда ли верны решения на основе внутренних ощущений?

Если наши представления о внутренних ощущениях правильны, тогда разве не лучше всего принимать решения на их основе?

И да и нет. Внутренние ощущения больше, чем считалось прежде, связаны с личным опытом и усвоенными знаниями, и в то же время они очень подвержены внешним воздействиям — от болезненных воспоминаний и перемен настроения до влияния рекламы.

К примеру, телеканалы переполнены рекламными роликами, апеллирующими к вашим внутренним чувствам. Вам предлагают съесть гамбургер, сесть на диету или принять лекарство. Расчетливо сконструированные сюжеты привлекают ваше внимание образами, неявно обещающими некую награду. И эти образы плавно и без особых усилий оказываются в нашей библиотеке внутренних ощущений и переживаний.

Возьмем, например, рекламный слоган марки арахисового масла, который сообщает: «Разборчивые мамы выбирают Jif» (Jif — сорт масла). Большинство родителей, безусловно, хочет проявлять разборчивость, когда речь идет о здоровье детей, это их внутреннее чувство, и оно понятно. Однако искушенные рекламодатели и другие заинтересованные лица могут «перехватывать» ваши внутренние чувства, а люди нередко объединяют и упрощают получаемую информацию. Неосознанное желание «тщательно выбирать питание для своих детей» вкупе с застрявшим в голове слоганом «Разборчивые мамы выбирают Jif» бессознательно превращается в императив «выбери Jif», который ошибочно воспринимается как внутреннее ощущение. Вопрос не в том, можно ли доверять своим внутренним ощущениям, а в том, как научиться определять, какие из них являются истинными. Наш мозг достаточно эволюционировал, чтобы мгновенно принимать интуитивные решения и ориентироваться в сложном современном мире, теперь мы должны научиться решать другую сложную задачу — опираться на внутренние ощущения, чтобы понять, что является важным.

Способность человека делать прогнозы и принимать решения на основе внутренних ощущений — побочный продукт эволюции. В мире, полном опасностей, системная установка на высокую вероятность плохих исходов могла обеспечить существенное преимущество в выживании. Однако в наши дни такая установка в большинстве развитых стран уже не адекватна реалиям: ежедневные психологические стрессоры во многом заменили физические угрозы жизни. В результате инстинктивно принимаемые решения, ориентированные в первую очередь на отрицательный исход, часто приводят к несчастьям и негативным последствиям для здоровья.

Наглядным примером может служить история Фрэнка. Чтобы пойти на обед с клиентами, ему приходилось делать над собой усилие. Его сознание строило катастрофические прогнозы насчет того, что произойдет в незнакомом ресторане, и охватывавшие Фрэнка беспокойство и боязнь проявления связанных с этим симптомов со стороны желудочно-кишечного тракта не позволяли ему сосредоточиться на самой встрече. Для обозначения этого синдрома имеется термин — катастрофизация, это означает, что мозг на основе внутренних ощущений делает неправильный прогноз, считая, что наступит наихудший из возможных исходов (в нашем примере — серьезные симптомы со стороны ЖКТ). В тот момент, когда Фрэнк узнавал о новой встрече, он интуитивно (негативно и предвзято) представлял себе развитие будущих событий в ресторане, из-за чего не мог рационально оценить ситуацию. Катастрофизация нередко свойственна пациентам, страдающим от депрессии или хронических болей. Их внимание полностью сфокусировано на отрицательных раздражителях. Порой такие люди утрачивают способность принимать на основе внутренних ощущений решения, которые улучшали бы их состояние.

Как человек принимает решения

Есть три стратегии покупки бутылки вина, и выбор здесь зависит от того, как мы принимаем решения.

Покупатели первого вида мыслят линейно и рационально, основывая выбор на информации, которую они усвоили на специальных курсах (лучшие урожайные годы для этой марки вина, количество сахара, возраст вина и т.д.), или следуя рекомендации экспертов. Покупатели, которые руководствуются внутренними ощущениями, принимают решение, основываясь на врожденной или благоприобретенной способности распознавать вкусы и ароматы (от шоколада до малины и корицы), вдыхая запах вина и дегустируя его. Наконец, есть покупатели, которые полностью полагаются на интуицию. За свою жизнь они накопили обширную библиотеку эмоциональных воспоминаний, связанных с потреблением вина. Эти воспоминания могут включать приятные моменты, испытанные в городке Тосканы или Прованса, или во время веселого дружеского обеда. Эти воспоминания могут включать в себя запах лаванды с близких полей и грозу, которая заставила посетителей перебраться из-за столиков на веранде в помещение ресторана. Внутренние ощущения, возникшие во время этих приятных впечатлений и сохраненные в памяти, включают не только вкус вина (внутренние ощущения), но и контекст (красивые пейзажи) и пережитое чувство (умиротворения, счастья или влюбленности).

Принимая решение, какое купить вино, рациональный человек может рыться в интернете, выискивая и дотошно сопоставляя цену, год урожая и другую важную для оценки вина информацию. Покупатель сенсорного типа направится в дегустационную комнату в магазине и там будет искать уникальное сочетание вкуса и аромата. А покупателя интуитивного типа подхватят и унесут пришедшие внезапно мысли об уголке земли, откуда вино родом, или воспоминания о том, как он пил это вино в компании друзей.

Сон — портал во внутренние ощущения

Если бы нам прокрутили документальный фильм о нашей жизни, снятый на основе внутренних ощущений, мы, вероятно, увидели бы смонтированную из отдельных фрагментов-воспоминаний увлекательную, красочную и очень личную кинобиографию.

А если оставить фантазии в стороне — есть ли реальный способ заглянуть в видеотеку нашего сознания? Когда мы бодрствуем, такие фильмы будут слишком отвлекать нас от взаимодействия с окружающим миром. Гораздо больше для просмотра подошла бы ночь, когда нас не отвлекают ни работа, ни семья, ни друзья и когда наше тело как бы отключено на время и не будет двигаться даже во время самых страшных сцен. Лучшее время для доступа к внутренним ощущениям — когда мы спим, точнее, когда смотрим сны.

Сновидения, как свидетельствует опыт, действительно часто похожи на фильм, и каждый, кто может вспомнить свои сны, согласится: наш мозг — замечательный режиссер. Принято считать, что самые яркие сны возникают в фазе быстрых движений глаз (БДГ). В этой фазе быстрого сна дыхание становится частым, неровным и неглубоким, глазные яблоки совершают быстрые движения в различных направлениях, активность мозга резко повышается. Чаще всего человек видит сны, имеющие для него большое личное значение, — красочные и насыщенные эмоциями.

Томография мозга спящих испытуемых показала, что к областям, активизируемым во время БДГ-фазы сна, относятся части островковой доли, отвечающие за выделение значимых сигналов (сеть салиентности), передняя поясная кора, несколько генерирующих эмоции областей мозга, в том числе миндалина, связанные с функциями памяти гиппокамп, орбитофронтальная кора и, наконец, имеющая важное значение для обработки образов зрительная зона коры больших полушарий. А вот области мозга, занимающиеся когнитивным контролем и осознанным пониманием, в том числе префронтальная и теменная зоны коры, равно как и области, контролирующие сознательно выполняемые движения, в это время выключаются. В этой фазе сна человек как бы парализован. Таким способом мы можем посмотреть полную, не подвергшуюся цензуре версию фильма, не боясь свалиться с кровати, когда почувствуем, что от кого-то убегаем или сами бьем кого-то по физиономии. Человек не видит сновидения только в том случае, если у него редко встречающееся расстройство сна.

Интересно отметить, что, хотя во время сна тело отключено и движений не происходит, взаимодействие между головным мозгом и микробиотой ЖКТ достигает максимума активности. Мощные сокращения и всплески секреции (мигрирующий моторный комплекс, о котором шла речь в главе 2) проходят через ЖКТ, в котором нет пищи, каждые 90 минут. Во время сна эти волны активизируются и резко изменяют окружающую среду для кишечных микроорганизмов (а следовательно, и их метаболическую активность). Исходя из того, что мы знаем сегодня, вполне вероятно, что эти волны сокращений также связаны с выбросом в пищеварительный тракт многочисленных сигнальных молекул и с передачей этой информации в головной мозг через множество каналов, связывающих его с ЖКТ. Хотя опытным путем это пока не подтверждено, я не удивлюсь, если окажется, что всплески интенсивных сигналов от пищеварительного тракта и его микробиоты к головному мозгу с учетом всех нейроактивных веществ, которые при этом высвобождаются, играют роль в аффективном окрашивании снов.

Почему для нас так важны сновидения? Существует теория, что во время БДГ-фазы сновидения помогают интегрировать и консолидировать различные аспекты эмоциональных воспоминаний. Один из способов, позволяющих войти в контакт с инстинктивным чувством и научиться ему доверять, — это анализ сновидений, о чем мы будем говорить далее. (Хотя есть много других гипотез о роли и значении снов. Например, догадка, что одна из функций сна состоит в закреплении накопленных за день эмоциональных воспоминаний в виде подсознательных ощущений, подтверждается большим числом научных данных.) Ряд недавно полученных результатов позволяет предположить, что важную роль в модулировании сна в БДГ-фазе и вообще состояния, в котором человек видит сны, играет коммуникация между головным мозгом и ЖКТ, возможно, включающая и сигналы, отправляемые микробиотой. Поэтому перед тем, как в следующий раз вы решите поужинать на сон грядущий или отправитесь ночью хлопать дверцей холодильника, подумайте о непредвиденном влиянии, которое эта пища может оказать на ночные «киносеансы» и на обновление внутренней базы данных.

Четверть века назад, когда передо мной стояла труднейшая задача — я принимал решения, которые определяли направление моей жизни, — мне посчастливилось в течение нескольких лет испытать на себе юнгианский психоанализ. Карл Густав Юнг был известным психиатром, он работал в психиатрической клинике Бургхельцли в Цюрихе и был современником Зигмунда Фрейда. Он стал основателем аналитической психологии — детально проработанной теории, основанной на ключевых концепциях общего (коллективного) бессознательного, универсальных врожденных паттернов бессознательных образов (архетипов), которые направляют поведение, а также на концепции индивидуализации — психологическом процессе интеграции таких противоположных психологических тенденций, как интроверсия и экстраверсия. Юнг считал анализ сновидений ключом, открывающим доступ к нашему бессознательному. Я думаю, что у этого процесса много общего с умением соотноситься с внутренними чувствами и доверять им.

Меня всегда восхищали работы Юнга об анализе снов, но я не был готов еженедельно отвечать на повторяющиеся вопросы моего психотерапевта о снах, которые мне приснились после нашей последней встречи. Хотя я прибегнул к этой терапии, чтобы получить практическую помощь и принять рациональные решения о своем будущем, психотерапевт постоянно побуждал меня смотреть внутрь себя и находить важные для меня ответы в увиденных сновидениях.

Иногда меня охватывал ужас: приближался день очередного еженедельного визита к психотерапевту, а в моем дневнике не было ни одной записи о сновидениях — мне предстояла встреча, на которой я ничего не смогу рассказать. Однако с каждым месяцем число снов, которые я запоминал, росло. Я стал запоминать больше деталей, а сами сны стали более яркими, и теперь я был поражен красотой и сложностью сюжетных линий «внутренних фильмов», которые смотрел каждую ночь. Наиболее сложные из них, связанные с самыми сильными чувствами, имели очень важное для меня значение. Запись снов и их последующий анализ вместе с моим психотерапевтом или без него постепенно привели меня в состояние, когда я смог подсоединяться к внутренней базе данных своих эмоциональных воспоминаний. Я начал доверять внутренней мудрости, проявляющейся во снах, и все чаще и чаще принимал важные решения, следуя их подсказкам, а не советам друзей и коллег.

Однако анализ сновидений — не единственный способ войти в контакт со своими внутренними ощущениями. Есть и другие варианты, как научить прислушиваться к ним, — менее громоздкие и дорогостоящие, чем юнгианский психоанализ. Одним из таких способов является эриксоновский гипноз. Милтон Эриксон, известный гипнотерапевт, был настоящим мастером своего дела, умевшим вводить пациента в транс, направляя сложные, выявляющиеся в результате гипноза истории либо в сознательное, рациональное (левое) полушарие головного мозга, либо в мудрое, всезнающее бессознательное (правое) полушарие. В ходе гипнотической индукции пациент начинает все больше и больше доверять бессознательной сфере своей психики и перестает пытаться что-либо контролировать с помощью рациональных, линейных механизмов мышления. Гипноз — не только очень эффективный способ быстрого переключения мозга с внимания, сфокусированного на внешнем мире, в интроспективный режим, в результате чего у пациента наступает транс. Повторяющиеся сеансы эриксоновского гипноза меняют способ принятия пациентом важных решений уже не в трансе, а в обычном состоянии. Многие регулярно посещавшие Эриксона пациенты научились больше доверять внутренней мудрости и принимать решения, опираясь именно на нее.

Подведем итоги

Как часто в повседневных разговорах мы используем выражения «внутреннее ощущение», «внутреннее чувство», не понимая, что за этими терминами стоит огромное количество накопленных научных данных. Качество взаимодействия между головным мозгом и пищеварительным трактом, его точность и проявляемые при этом предпочтения у разных людей могут сильно различаться. Некоторые внутренние ощущения с высокой точностью фиксируются и воспроизводятся на подсознательном уровне; и, хотя они редко достигают сознания, вероятно, такие фильмы-сновидения играют важную роль в фоновых эмоциональных состояниях. Кроме того, есть люди, по-видимому, более чуткие и внимательные к сигналам, поступающим из ЖКТ. Они могут считать, что у них всегда был «чувствительный желудок», или, возможно, матери рассказывали им, что в младенческом возрасте у них часто случались колики. Кое-кто приучается жить с такой гиперчувствительностью и считает ее своей индивидуальной чертой. Такие люди говорят, что больше, чем окружающие, чувствительны к продуктам питания и лекарствам, а в тревожных ситуациях их бьет нервная дрожь. У других представителей этой «чувствительной» группы головной мозг, не выдерживая постоянного воздействия потока аномальных внутренних сигналов, вызывает неадекватные реакции пищеварительного тракта, например такие желудочно-кишечные расстройства, как СРК.

Чтобы в полной мере использовать огромный потенциал взаимодействия между головным мозгом, ЖКТ и кишечной микробиотой, нужно прислушиваться к внутренним ощущениям, понимать ту роль, которую играет в принятии интуитивных решений наша личная коллекция воспоминаний, связанных с реакциями ЖКТ, и помнить, что любые действия, которые влияют на деятельность кишечных микроорганизмов, — от соблюдения диеты до приема лекарств — также могут влиять на наши эмоции и предчувствия.

Учитывая исключительную важность принятия решений на основе внутренних ощущений, странно, что люди не разработали никакого формального механизма подготовки и оптимизации этой замечательной способности. Нам ничего не рассказывают об этом в школе, родители не учат своих детей прислушиваться к внутренним сигналам. Вместо этого подчеркивается необходимость все тщательно обдумывать, проверять с позиций логики (разумеется, это ценный навык для импульсивных подростков, и его следует настойчиво практиковать). Современное общество внушает нам, что необходимо принимать рациональные решения. Эта догма, считающаяся одной из важнейших, основана на предположении, что мир является линейным и предсказуемым и, если у вас есть достаточное количество информации о нем, вы в состоянии принимать наилучшие решения. Я же твердо убежден, что, как только мы глубже поймем биологические основы интуитивных решений, мы признаем улучшение навыков таких решений достойной целью, которая полностью оправдывает усилия, затрачиваемые на ее достижение. Появится ряд стратегий, c помощью которых мы сможем усовершенствовать способность принимать решения, исходя из внутренних ощущений, и станем чаще использовать этот подход.

Часть III

Как оптимизировать здоровье головного мозга и пищеварительного тракта

Глава 8

Роль еды: уроки охотников и собирателей

Во всех краях земли еда занимает центральное место в социальном опыте людей. Мы совместно садимся за праздничный стол, разговариваем и смеемся, слушая интересные истории, которые рассказывают родственники. Мы знакомимся с новыми людьми за обедом, и иногда они становятся для нас даже более значимыми фигурами, чем прежние друзья. Мы завтракаем с деловыми партнерами, участвуем в торжественных обедах в честь вручения премий и наград и устраиваем в складчину ужины. В большинстве случаев деятельность человека так или иначе связана с коллективным потреблением еды — с совместным преломлением хлеба, если прибегнуть к высокому слогу.

Однако темп современной жизни ускоряется, и наши пищевые привычки меняются. От домашней еды и семейных трапез мы перешли к гамбургерам из закусочной и замороженным, заранее приготовленным блюдам, доставку которых можно заказать, нажав кнопку на смартфоне. На протяжении последних десятилетий у многих американцев появилось ощущение, что такая важная составляющая жизни, как еда, становится все более ненатуральной. Это чувство порой приводит к желанию вновь найти то, что мы потеряли в ходе модернизации нашего быта, и выяснить, какое питание на самом деле является полезным и естественным. Отсюда неприятие некоторыми людьми современных тенденций питания и интерес к ресторанам натуральной еды, фермерским рынкам и движению «За медленную еду».

Как можно восстановить утраченное? Обратимся к данным науки. На протяжении миллионов лет система пищеварения, микроорганизмы желудочно-кишечного тракта и головной мозг развивались совместно, и параллельно с этим процессом совершенствовалась инстинктивная способность человека отыскивать, собирать и готовить полезную пищу и избегать пищи, опасной для здоровья. Почти все это время человек находил себе пищу, занимаясь охотой и собирательством. Быть может, рацион древних охотников-собирателей направит наши поиски полезной и естественной для человека еды в нужное русло?

Однако нужно помнить, что люди могут хорошо себя чувствовать, следуя разным диетам. Жившие в разных условиях и добывавшие разные виды еды представители традиционных культур благополучно существовали на протяжении многих поколений — это справедливо и по отношению к древним обителям нынешней Танзании, которые собирали плоды и выкапывали корни и клубни, и к инуитам, охотившимся на тюленей, китов и нарвалов. Отличавшиеся от них укладом жизни оседлые племена основывали свой рацион на пшенице, кукурузе, рисе и других зерновых культурах. Они также ели овощи, немного мяса и, возможно, молоко и сыр после приручения животных. Благодаря универсальности нашей пищеварительной системы нам удавалось существовать в разных климатических условиях и средах обитания.

Этим мы отчасти обязаны нашему удивительному желудочно-кишечному тракту и его связи с вычислительными мощностями нервной системы. Миллионы лет эволюции усовершенствовали систему пищеварения человека, в результате чего она могла чувствовать, распознавать и кодировать все, что человек ест и пьет, в виде паттернов гормонов и нервных импульсов, направляемых в регулирующие центры головного мозга. Но, как мы узнали, важную роль в этом информационном процессе играет кишечная микробиота, которая занимается той долей пищи, которая не может быть поглощена в тонкой кишке. Кишечная микробиота человека как вида невероятно разнообразна и демонстрирует удивительные способности к адаптации. На протяжении миллионов лет эволюции она стала незаменимым звеном в процессе пищеварения.

Современному американцу трудно избежать ненатуральной пищи с массой подсластителей, эмульгаторов, ароматизаторов и красителей, а также с повышенным содержанием жира, сахара, нативной клейковины (глютена). Не говоря уже о том, что современная еда перегружена калориями. Поскольку пища влияет на активность микробиоты, возникает вопрос: как бы выглядела наша кишечная микробиота, если бы мы ели то, к чему наш организм привык в ходе эволюции? Сможем ли мы когда-нибудь узнать, какой была микробиота предков?

Оказывается, это можно сделать. Более полное знание о типичном рационе далеких предков поможет нам ответить на некоторые вопросы, возникающие в ходе нескончаемых дискуссий о том, какая диета лучше всего подходит для тела и ума. Вариантов здесь немало: это может быть диета, основанная на высоком содержании жира и белка или на низкоуглеводных продуктах, всеядная диета с обилием фруктов и овощей, строгое веганство или вкусный компромисс — средиземноморская диета. Исторические диеты дают нам представление о том времени, когда головной мозг, пищеварительный тракт и кишечные микроорганизмы жили в гармонии друг с другом.

Один из способов это узнать — изучать пищевые привычки племен, которые до сих пор ведут доисторический образ жизни. Их диета не слишком отличается от той, в результате которой организм человека эволюционировал на протяжении десятков тысяч лет. Я говорю о еще остающихся в современном мире примитивных оседлых племенах или охотниках-собирателях, таких как индейцы яномамо.

Уроки диетологии индейцев яномамо

Сорок лет назад мне посчастливилось получить удивительный опыт: я смог своими глазами увидеть жизнь индейцев племени яномамо и познакомиться с их питанием. Ради этого я проделал путешествие в несколько тысяч миль по джунглям Венесуэлы до верховьев Ориноко, в ту часть дождевых лесов Амазонии, где коренные жители сохранили первобытный образ жизни.

Мое давнее знакомство с обитателями дождевого леса неожиданным образом снова пригодилось в 2013 г., когда я участвовал в научной конференции «Наука о микробиоме человека: видение будущего» в Бетесде в штате Мэриленд. Одним из докладчиков на конференции была эколог и микробиолог Мария Глория Домингес-Белло, всемирно известный ученый, автор важнейших работ о том, как способ рождения влияет на микробиоту кишечника новорожденных. Она также входила в группу исследователей, которые опубликовали данные по составу кишечной микробиоты у различных групп, в том числе америндов (группы коренных народов, обнаруженных в Южной Америке) и жителей городов Северной Америки.

Увидев первые фотографии америндов, живущих на реке Ориноко, я не мог поверить своим глазам: образы этих невысоких, красивых людей с характерными чертами и уникальными прическами, чем-то похожими на монашеские, словно вернули меня в 1972 г., когда мне посчастливилось получить предложение поехать на съемки документального фильма о народе яномамо. В экспедицию меня пригласили на должность помощника оператора. Я тогда учился на первом курсе в колледже и недолго раздумывал, следует ли мне принять это приглашение. Я взял академический отпуск на один семестр и шагнул навстречу приключению.

В то время я очень мало знал об антропологии и медицине, не говоря уже о кишечной микробиоте, о назначении которой тогда вообще было не так много известно. Побудительными мотивами моего участия в экспедиции были жажда приключений и желание участвовать в съемках фильма. Однако, готовясь к поездке в Амазонию, я узнал, помимо прочего, об одной уникальной особенности в пищевых привычках яномамо: в их рационе полностью отсутствует соль как пищевая добавка. Кстати, медицинские обследования индейцев яномамо показали фактическое отсутствие у них случаев высокого кровяного давления и его осложнений. Предположительно, это объясняется низким уровнем потребления ими NaCl (или просто соли). Однако теперь, после десятилетий клинической практики и исследований сложного диалога между головным мозгом, ЖКТ и микробиомом, я понял, что в диете яномамо имеются гораздо более интересные, даже интригующие составляющие, которые влияют не только на здоровье, но и, возможно, на сознание и поведение.

Я ссылаюсь на свой личный опыт, потому что яномамо являются одними из немногих людей в мире, которые продолжают следовать доисторическому образу жизни, какой наши предки вели десятки тысяч лет назад. Изучение их пищевых привычек и кишечной микробиоты как бы приоткрывает окно в прошлое — в тот период, когда люди и микроорганизмы впервые начали совместное, симбиотическое существование. Такое исследование может подсказать нам, как развивались микроорганизмы и какое влияние это могло оказать на наше нынешнее состояние и самочувствие.

Два месяца я прожил в деревне яномамо с двумя другими членами нашей съемочной группы. У меня была возможность наблюдать повседневную жизнь индейцев (и испытать ее тяготы на себе), в том числе то, как они собирали, готовили и потребляли пищу. Я не только увидел, но и попробовал то, что люди дождевого леса ели повседневно, и познакомился с уникальным спектром их эмоционального поведения, начиная от ласкового общения отцов с новорожденными детьми до жестоких ритуальных кулачных боев, которые проводились во время главного праздника, совпавшего с подготовкой к войне против другого села.

После продолжительного и шумного ритуала первого знакомства, во время которого все жители деревни дотронулись до наших голов, лиц, груди и рук, каждому из нас был выделен гамак. После этого взрослые жители деревни в основном игнорировали нас. Этого не скажешь о детях, которые постоянно хотели к нам прикоснуться, поиграть с содержимым наших рюкзаков, в том числе с кинокамерами. Это давало нам уникальную возможность наблюдать и запечатлеть на кинопленке их повседневную жизнь и поведение, включая поиск пищи и уборку урожая. Во время поисков пищи яномамо следуют строгому разделению обязанностей: мужчины отправляются охотиться на птиц, обезьян, оленей, диких свиней и тапиров (животных с минимальным содержанием жира в теле), на что у них уходит 60 % времени. Мы часто видели, как ранним утром группы из нескольких человек, вооруженных луками и стрелами, покидали шабоно — коллективное жилище яномамо. В тот же день они возвращались с добычей. Мясо добытых животных обжаривали или запекали, никогда не используя масла или жиры. Затем женщины подвешивали приготовленные таким образом куски мяса, включая головы обезьян, части тела змей, лягушек и птиц, на столбе внутри участка, выделенного для семьи. На этот же столб подвешивали корзины с платано — местной разновидностью банана.

В течение всего дня мы наблюдали, как члены семьи периодически оказывались у запасов еды и съедали по куску. Меня также часто приглашали участвовать в этих легких перекусах. Несмотря на обилие в лесу диких животных, в рационе яномамо лишь небольшую долю составляли продукты животного происхождения. Кроме того, мы узнали, что яномамо никогда не едят своих домашних животных, которых они в основном держали для забавы. Птичьи яйца тоже не были обычной пищей, их использовали для духовных целей и во время церемоний. Женщины занимались садоводством, выращивали сладкий картофель, платано и табак. Мы наблюдали повседневные занятия женщин и вели съемку во время длительных походов в лес, где они собирали личинок, термитов, лягушек, мед и растения. Ловлей рыбы из родниковых вод ближайших рек мужчины и женщины занимались вместе. Чтобы добыть еду, требовались значительные физические усилия, в том числе длительные переходы и бег по тропическому лесу. Угнаться за яномамо в жаркой и влажной атмосфере джунглей было совсем непросто.

Выживание яномамо во многом зависит от поразительного разнообразия, которое обеспечивает лес, а огромное разнообразие среды их обитания проявляется в разнообразии их кишечной микробиоты. Помимо основного рациона из фруктов и овощей индейцы также собирают большое количество растительных продуктов для других целей, в том числе для изготовления различных ядов растительного происхождения — ими смазывают наконечники стрел для рыбалки и охоты. Для диетических, лекарственных и галлюциногенных целей используют сотни различных растений, ягод и семян. Готовя пищу, яномамо часто прибегают к методу ферментации, благодаря чему могут получать микроорганизмы из естественного источника. Мы были свидетелями того, как группа индейцев измельчила груду плодов платано внутри выдолбленного каноэ. Они растирали массу до суспензии, которая начинала естественным образом бродить и позже превращалась в алкогольный напиток. Мужчины потребляли его в больших количествах, что заметно сказывалось на их поведении. Возможно, на протяжении многих столетий путем проб и ошибок яномамо много узнали о том, как соединения пищевых и лекарственных растений запускают специфические сигналы, воздействующие на головной мозг и пищеварительный тракт.

В основном диета яномамо была растительной, но периодически к ней добавлялись куски мяса. В отличие от обработанных (часто с большим количеством жира) продуктов из говядины и свинины, составляющих основную часть нашего мясного рациона, яномамо ели мясо диких, худых и здоровых животных. Эти индейцы жили совсем не так, как рекомендуют нам гуру диет, поучениями которых заполнены полки книжных магазин и многочисленные телешоу. Диета яномамо, богатая овощами и фруктами, допускала рыбу, а иногда и постное мясо, но не включала никаких добавок или консервантов, что соответствует известной рекомендации Майкла Поллана «Ешьте не слишком много и в основном продукты растительного происхождения», которую он дал в книге «Дилемма всеядных» (The Omnivore’s Dilemma).

Я ни в коем случае не утверждаю, что вы должны следовать правилам охотников-собирателей. Я не считаю, что нам всем следует переходить на диету времен палеолита, чтобы добиться оптимального здоровья. Характерная особенность яномамо — медленное развитие (что отражает их адаптацию к жизни охотников-собирателей в лесу), продолжительность их жизни даже не приближается к нашей, у них высокий уровень смертности от войн и бытовых травм. В то же время наблюдение за их образом жизни дает уникальную возможность увидеть, как тесно переплетающиеся роли диеты и кишечной микробиоты способствуют поддержанию здоровья человека.

Годится ли американская диета для микробиоты ЖКТ?

Может ли постная диета с небольшой долей мяса поддерживать микробиоту кишечника в здоровом состоянии? Ухудшила ли современная американская диета кишечную микробиоту человека? Ответы на эти вопросы ученые начали давать лишь в последние годы.

Несколько лет назад Таня Яцуненко, Мария Глория Домингес-Белло и группа выдающихся специалистов по микробиому под руководством Джеффри Гордона из Вашингтонского университета провели сравнительный анализ состава кишечной микробиоты гуахиро (племени, живущего в том же регионе Амазонии, что и яномамо), деревенских жителей африканского государства Малави и горожан Северной Америки. Исследователи использовали современные методы, известные как метагеномика: они выделяли все кишечные микроорганизмы из образцов стула, очищали их генетический материал (ДНК), а затем применяли автоматизированный метод анализа для выявления всех генов бактерий. Было обнаружено, что состав кишечной микробиоты у индейцев Южной Америки и малавийцев был схожим и в то же время он серьезно отличался от микробиоты жителей городов США.

На первый взгляд, эти результаты не кажутся странными, учитывая абсолютно непохожий образ жизни и различия в пищевых привычках жителей городов США, индейцев Южной Америки и африканцев, которые живут в разных географических и культурных условиях. Однако малавийцы и америнды отличаются генетически и живут в непохожих тропических условиях: в тропических лесах Амазонии круглый год сохраняется относительно постоянный климат, в отличие от засушливой саванны Малави с чередованием влажных и сухих сезонов. Такие различия порождают вопрос: чем же тогда объясняется указанное выше сходство микробиот америндов и малавийцев? Оказывается, в двух этих традиционных обществах люди следуют похожей диете на основе разнообразных растительных продуктов, которую время от времени дополняют постным мясом лесных животных.

Фактически у малавийцев и америндов были схожие паттерны кишечных микроорганизмов. Это можно считать своего рода подтверждением того факта, что у людей, придерживающихся диеты с высоким содержанием растительной пищи и низким содержанием продуктов животного происхождения, отмечается пониженное отношение бактериального филума таксономической группы фирм к числу Bacteroidetes, а в группе Bacteroidetes наблюдается повышенное соотношение групп Prevotella и Bacteroides. Эти выводы подтвердили результаты других исследований, в ходе которых сравнивалось состояние здоровья детей из сельских районов западноафриканского государства Буркина-Фасо с состоянием здоровья детей из Флоренции (в другом исследовании сравнивались охотники-собиратели из танзанийского племени хазда и взрослые итальянцы из Болоньи).

Однако различия между тремя указанными выборками не ограничились преобладанием некоторых групп микроорганизмов. Гораздо большее беспокойство вызывает то, что горожане, следующие типичной для Северной Америки диете, утратили до трети видового разнообразия микробиоты по сравнению с людьми, которые ведут доисторический образ жизни. Есть и еще один тревожный факт: очень большое изменение в экосистеме ЖКТ человека напрямую связано с предполагаемой потерей в 1970-х гг. 30 % биоразнообразия нашей планеты. Большая часть этой потери приходится на дождевые леса Амазонии — среду обитания яномамо. К сожалению, снижение биоразнообразия на земле не ограничивается растениями и животными, обитающими в субтропических дождевых лесах. Чтобы охарактеризовать влияние этого процесса на различные экосистемы, экологи разработали математические модели. Снижение биоразнообразия влияет на морскую жизнь в коралловых рифах, а также на медоносных пчел и бабочек вида монарх в Северной Америке. Можем ли мы использовать те же идеи, которые сформулировали экологи, изучая обеднение окружающих нас экосистем, чтобы понять последствия снижения биоразнообразия внутри пищеварительной системы человека? Точно так же, как большее разнообразие в природных системах обеспечивает устойчивость их обитателей к болезням, большее разнообразие и богатство видов микроорганизмов, обитающих в пищеварительной системе их носителя-хозяина, и их метаболитов дает большую устойчивость к инфекциям, меняющим состав питательных веществ антибиотикам, канцерогенам и хроническому стрессу.

Далеко не все жители Северной Америки следуют диете, типичной для этого обширного региона. Подобно членам сообществ, которые придерживаются традиционных аграрных и доисторических диет, вегетарианцы в США потребляют гораздо меньше насыщенных жиров и холестерина и намного больше фруктов, овощей, цельного зерна, орехов, продуктов из сои, а также клетчатки и фитохимических веществ, которые содержатся в составе растений. Получены весомые научные доказательства, свидетельствующие о значительных преимуществах употребления в пищу продуктов именно такого типа, то есть диеты с высоким содержанием растительной пищи и низким содержанием компонентов животного происхождения, особенно жира. Например, многие исследования показали, что у людей, которые придерживаются вегетарианской или веганской диеты, реже встречается ожирение, метаболический синдром, ишемические сосудистые заболевания, гипертония и инсульт; у них также ниже риск развития рака. К сожалению, пока собрано мало доказательств того, что эти диеты полезны для здоровья головного мозга, то есть того, что наблюдаемые преимущества не являются простым отражением общего улучшения физического здоровья.

Столь же впечатляющим, как различия в числе и разнообразии кишечных микроорганизмов, которые были обнаружены у взрослых испытуемых в исследовании Яцуненко, стал установленный факт, что различия в составе кишечной микробиоты южноамериканских индейцев, африканцев и жителей городов США не обязательно зависят от образа жизни взрослых испытуемых. Эти различия проявляются уже на протяжении первых трех лет жизни и затем сохраняются у взрослых. Что может вызвать столь раннее появление различий в составе кишечной микробиоты — еще до того, как дети вырастут и перейдут на разные «взрослые» диеты?

Там, где все это начинается

Еда играет ключевую роль в поддержании здоровья и во взаимодействии двух жизненно важных органов — пищеварительного тракта и головного мозга, и эта тесная связь наблюдается с момента рождения. Все мы во взрослом возрасте хотим оставаться оптимально здоровыми, а результаты исследования Яцуненко показывают: пища оказывает определяющее влияние на кишечный микробиом задолго до того, как мы начинаем самостоятельно решать, что нам есть и какие пробиотики выбрать. Это раннее воздействие на микробиом, связанное с продуктами питания, закладывает основу разнообразия кишечных микроорганизмов и нашей устойчивости к болезням во взрослом возрасте. Ошибки в этом процессе раннего программирования могут повысить риск столкновения с рядом проблем — от ожирения до СРК. Помимо важной роли первоначального формирования кишечного микробиома младенца в процессе родов значительное место в этом формировании занимает кормление ребенка матерью. Влияние ранней диеты на микробиоту кишечника ребенка подтвердили результаты исследования, проведенного микробиологом Рут Лей из Корнеллского университета и ее группой. В ходе этого исследования ученые 60 раз проанализировали состояние здорового мальчика с момента его рождения до двух с половиной лет.

В течение первых четырех с половиной месяцев ребенок был только на грудном вскармливании. Вначале, как обнаружили Лей и ее коллеги, микробиом младенца был богат такими видами микроорганизмов, которые облегчают переваривание углеводов молока, в первую очередь бифидобактериями и некоторыми разновидностями лактобактерий. И это было неудивительно. Но еще до того как младенец стал получать молочные смеси или кусочки твердой пищи, появились такие кишечные микроорганизмы, как Prevotella, которые помогают усваивать сложные углеводы из растительной пищи. Это означало, что кишечная микробиота ребенка была уже подготовлена к переходу на твердую пищу еще до того, как он съел хотя бы небольшой кусочек такой еды.

Мать ребенка продолжала кормить его грудью до девяти месяцев и постепенно добавляла в его рацион такие детские пищевые продукты, как рисовые хлопья и горох, а затем и еду из своего домашнего рациона. После того как ребенок перешел на твердую пищу, его микробиота снова изменилась: в ней появилось много микроорганизмов, которые ферментируют растительные углеводы.

В первые месяцы жизни ребенка в его кишечнике обитало относительно немного видов микроорганизмов, и такие события, как существенное повышение температуры, введение в рацион гороха или назначение антибиотиков при ушной инфекции, приводило к резким колебаниям состава микробиоты. Тем не менее с каждым месяцем ее состав становился все более разнообразным, и к тому времени, когда мальчику исполнилось два с половиной года, его кишечная микробиота стабилизировалась и стала похожа на микробиоту взрослого человека.

Результаты этого и других похожих исследований показывают, что кишечный микробиом человека, который формируется в первые два с половиной — три года жизни, предназначен оставаться таким на протяжении всей жизни. Образно говоря, организм ребенка как бы комплектует состав симфонического оркестра, в котором каждый вид кишечных бактерий играет на одном инструменте. Вначале этих исполнителей проверяют на профессиональную пригодность. По результатам тестирования одних приглашают в оркестр, других в него не берут, но в любом случае многие места поначалу остаются вакантными. Однако к двум с половиной годам оркестр уже полностью укомплектован, и большая часть исполнителей будет играть в нем пожизненно. В зависимости от обстоятельств и потребляемых продуктов этот оркестр может исполнять различные мелодии.

Решающая роль диеты для формирования диалога между головным мозгом и ЖКТ ребенка

Мы все больше узнаем о связях головного мозга, ЖКТ и микробиома, и я время от времени вспоминаю о той молодой женщине из племени яномамо, которая родила ребенка в венесуэльских джунглях. На протяжении нескольких недель я видел, как она обращалась и общалась со своим ребенком. Когда молодая мать присоединялась к другим деревенским женщинам для сбора еды, младенец при помощи специального плечевого ремня был прижат к ее груди и животу и весь день сосал грудь.

Ребенок казался совершенно здоровым, и на основании того, что я видел сам и узнали с тех пор исследователи, его пищеварительный тракт — и кишечная микробиота — с самого начала жизни были здоровыми. Это был хороший старт: микроорганизмов в его ЖКТ было много, и они были разнообразными. С рождения и на протяжении дальнейшей жизни ребенок подвергался воздействию разнообразных микроорганизмов, обитавших не только в окружающей среде, но и в уникальных компонентах пищи, которую он получал от матери.

Сегодня мы знаем, что питание младенца, в частности грудное молоко, помогает населить его ЖКТ первоначальным составом полезных для здоровья микроорганизмов. Состав грудного молока в значительной степени зависит от того, как питается мать. Недавние исследования показали, что состав диеты кормящей матери во многом предопределяет риск позднейшего развития у ребенка болезней, связанных с обменом веществ и ожирением, так как во многом такое развитие событий закладывается в ходе раннего программирования кишечной микробиоты ребенка. Хотя матери всегда знали, что наилучшей пищей для их младенцев является грудное молоко, механизмы, обеспечивающие эту пользу для здоровья, были выявлены лишь недавно, в ходе исследований кишечной микробиоты. Помимо необходимых для развития ребенка питательных веществ грудное молоко содержит пребиотики — сложные вещества, обладающие способностью кормить определенные группы кишечных микроорганизмов. В частности, оно содержит олигосахариды — сложные углеводы. Их образуют от трех до десяти связанных друг с другом молекул сахара, содействующих росту только полезных бактерий и потому важных для формирования кишечной микробиоты ребенка. Эти углеводы, называемые олигосахаридами грудного молока (ОГМ), являются важным компонентом грудного молока. К настоящему времени уже идентифицировано более 150 различных молекул ОГМ.

Самое интересное с ОГМ состоит в том, что, хотя они произведены женским организмом, кишечник человека не может их переварить. Эти молекулы не разрушаются в кислой среде желудка младенца, они не перевариваются ферментами поджелудочной железы и тонкой кишки и достигают толстой кишки (где обитает подавляющее большинство кишечных микроорганизмов) в исходном виде. Там они питают полезную микробиоту, в частности виды бифидобактерий, которые могут частично разбивать их на короткоцепочечные жирные кислоты и другие метаболиты. Продукты этого разделения создают среду, в которой полезные микроорганизмы растут быстрее, чем потенциальные патогены. Это помогает объяснить тот факт, что в стуле детей, которых не кормят грудью, меньше бифидобактерий, чем у детей на грудном вскармливании. Как указывает Дэвид Миллз из Университета Калифорнии, один из ведущих мировых специалистов по компонентам грудного молока, ОГМ являются единственной пищей, которая развивалась только для одной цели — питания микробиоты младенца. Очевидно, что в ходе эволюции эти молекулы появились специально, чтобы помочь спрограммировать кишечную микробиоту ребенка, одновременно обеспечивая защиту от патогенных бактерий. Одним из условий достижения этой цели является преобладание Bifidobacterium infantis, которые активно вытесняют патогенные бактерии, замедляя рост числа потенциально вредных бактерий, конкурирующих с полезными микроорганизмами за ограниченный запас питательных веществ. К тому же ОГМ оказывают прямое противомикробное действие на патогены, что проявляется в снижении микробных инфекций, которые обычно поражают ребенка. Таким образом, ОГМ имеют большое значение для развития у ребенка здорового микробиома и для временной защиты от кишечных инфекций, пока микробиом еще недостаточно разнообразен, чтобы эффективно защищать ребенка от инфекций.

В ходе эволюции появился вариант красивого и плавного перехода из почти свободной от микроорганизмов среды в утробе матери в кишащий микроорганизмами мир: сначала для этого используется уникальная микробная среда влагалища матери, которая заселяет стерильный кишечник новорожденного, а затем при помощи особых молекул, содержащихся в грудном молоке, обеспечивается рост этих микроорганизмов в кишечнике младенца. Эти молекулы действуют достаточно долго, чтобы у растущего ребенка сформировался собственный уникальный состав микроорганизмов.

На протяжении двух месяцев жизни среди индейцев яномамо я видел матерей, которые кормили грудью не только младенцев, но и детей ясельного (в нашем понимании) возраста. Более того, они кормят детей грудью в течение трех полных лет, после первого года добавляя к диете платано, как и во многих других традиционных сообществах охотников и собирателей. В этот период у ребенка формируется не только кишечный микробиом, но и головной мозг. Развитие мозга продолжается и в подростковом возрасте, но особенно важны первые несколько лет жизни. Может ли грудное вскармливание изменить общение между головным мозгом, ЖКТ и микробиотой так, чтобы это пошло на пользу здоровому развитию важнейших цепей и систем головного мозга?

Результаты долговременных исследований грудного вскармливания позволяют ответить на этот вопрос утвердительно. В ходе нескольких таких исследований детей не только наблюдали на протяжении всего периода взросления, но и измеряли их познавательные и интеллектуальные способности. Такие исследования, в ходе которых ученые на протяжении многих лет периодически получали от испытуемых интересующие их показатели, можно считать своего рода кинофильмом, демонстрирующим развитие определенного процесса. И главное состоит здесь в том, что ученые при таком подходе могут выявить причинно-следственные зависимости. Долговременные исследования показали, что чем дольше ребенок находится на грудном вскармливании, тем больше его головной мозг, что, как считают, свидетельствует о лучшем умственном развитии.

Кормление грудью может улучшить эмоциональное и социальное развитие ребенка. Ученые из Института Макса Планка в Лейпциге исследовали способность восьмимесячных младенцев, находившихся на грудном вскармливании, распознавать эмоции, выражаемые языком тела. Для этого им показывали изображения людей, испытывавших состояние счастья или страха. Результаты оказались впечатляющими: младенцы, которых вскармливали грудью в течение более длительного времени, чаще реагировали на телесные проявления счастья, чем младенцы, которых меньше кормили грудью. Умение узнавать такие важные эмоции, как счастье или гнев, по выражению лица и позе предоставляет младенцам очень важный инструмент, имеющий решающее значение для их эмоционального и социального развития.

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).

Кратковременный переход отдельных людей с привычной диеты на растительную или животную приводил к изменению состава их кишечной микробиоты. Эти изменения были схожи с теми, о которых мы говорили, анализируя различия микробиомов травоядных и плотоядных животных и различия микробиомов жителей США и представителей племен с доисторической диетой. Интересно, что по сравнению с диетой на растительной основе животная диета с высоким содержанием жиров сильнее влияет на базовый состав микробиоты и приводит к преобладанию определенных видов микроорганизмов. Можно предположить, что такая диета представляет собой более серьезное отклонение от прежней диеты испытуемых, чем растительные диеты. У испытуемых, которые придерживались диет на животной основе, также наблюдалось увеличение численности микроорганизмов, устойчивых к желчным кислотам (необходимых для всасывания жира в тонкой кишке) и сниженным уровням бактерий, которые усваивают сложные молекулы сахара, содержащиеся в растениях. Когда испытуемых-вегетарианцев перевели на диеты на животной основе, в их ЖКТ сократилось количество микроорганизмов, распространенных в доисторических и аграрных обществах, что подтверждает важность популяций этих микроорганизмов для усвоения растительных углеводов.

Изменяется не только состав микроорганизмов, но и их метаболическая активность. Как и ожидалось, по сравнению с растительной и базовой диета на животной основе привела к значительно более высокой концентрации продуктов ферментации аминокислот и к более низким уровням метаболитов, получаемых при ферментации углеводов (в частности, коротких цепочек жирных кислот).

Как отмечали авторы этого исследования, способность кишечной микробиоты быстро изменять свой состав и функциональные профили может быть важна для выживания человечества, так как она позволяет приспособиться к изменениям климата и сезонным изменениям корзины доступных продуктов. Вероятно, она сыграла адаптивную роль в процессе эволюции человека от самых давних наших предков до современных Homo sapiens. Способность быстро адаптироваться к легкодоступной растительной пище в периоды ограниченного поступления мяса, вероятно, позволила получить альтернативный источник калорий и питательных веществ. Эти результаты объясняют и то, почему люди могут приспособиться к быстро меняющимся лечебным и «модным» диетам (безглютеновой, Аткинса, палеодиете, веганской) без серьезных побочных явлений и, видимо, без резких изменений в настроении, эмоциях и характере реагирования на стрессовые ситуации.

Поскольку кишечная микробиота быстро адаптируется к экстремальным краткосрочным изменениям диеты, можно было бы ожидать явных различий ее состава и производимых метаболитов у жителей современных городов, придерживающихся растительных диет (веганских и вегетарианских), и их всеядных соседей. Удивительно, но исследование Гэри Ву и его группы из Университета Пенсильвании это предположение не подтвердило. Ученые на протяжении не менее шести месяцев проводили детальный анализ кишечной микробиоты и метаболитов в группах «всеядных» и вегетарианцев. В отличие от результатов предыдущих исследований состояния здоровья людей, которые родились и всю жизнь жили в разных географических регионах мира, на этот раз ученые обнаружили очень незначительную разницу в кишечной микробиоте жителей западных стран, выбравших всеядную либо веганскую диету. Различия между кишечными микробными метаболитами у представителей двух групп, измеренными в пробах крови и мочи, наблюдались, однако эти различия в основном отражали более низкое потребление веганами белков и жиров и более высокое потребление ими углеводов. Как и ожидалось, эти различия в метаболических профилях можно было бы объяснить повышенным метаболизмом продуктов растительного происхождения — сложными молекулами сахара, производимыми кишечной микробиотой у членов веганской группы, и повышенным количеством аминокислот животного происхождения и липидов, потребляемых всеядными людьми.

Кратко подведем итоги. Диета изменила у испытуемых производство микробных метаболитов без существенного изменения состава микроорганизмов, производивших эти метаболиты. Исследователи предположили, что если в существенных различиях кишечной микробиоты, которые наблюдались у разных популяций в разных частях мира, виновна диета, то для возникновения таких связанных с питанием различий может потребоваться несколько поколений или воздействие на человека в очень ранний период жизни. В противном случае влияние диеты на кишечную микробиоту не будет длительным.

Теперь нам известно, что существует множество механизмов, с помощью которых на раннем этапе можно влиять на кишечную микробиоту. Это, в частности, диета матери во время беременности и кормления младенца, воздействие микроорганизмов окружающей среды, а также вызванные стрессом коммуникации между головным мозгом и пищеварительным трактом, которые влияют на микробиомы матери и младенца. Географически наблюдаемые различия в составе микробиоты также отчасти могут быть обусловлены особенностями окружающей среды, в которой живут испытуемые: в одних условиях находятся люди, живущие в гармонии с окружающей средой в изолированных частях мира, и совсем в других — жители американских метрополий — больших городов, далеких от прямого воздействия природных сред, где еду получают из супермаркетов или ресторанов.

Несмотря на хорошую в целом адаптивность, кишечная микробиота членов оседлых племен и племен охотников-собирателей обладает способностями, которые городскими жителями уже утрачены. Даже если мы решим перейти на диету, которой придерживаются охотники-собиратели, наш организм никогда не сможет так же хорошо расщеплять растительную пищу и производить столько же полезных метаболитов, как организм этих людей. Так называемая пермиссивная микробиота производит множество короткоцепочечных жирных кислот — богатых энергией полезных молекул, которые могут препятствовать возникновению рака толстой кишки и воспалительных заболеваний и, вполне вероятно, влияют на коммуникации головного мозга и пищеварительного тракта.

А вот у жителей промышленно развитых стран состав кишечной микробиоты, напротив, «ограничивающий», он не так эффективно расщепляет сложные углеводы растительного происхождения на короткие цепочки жирных кислот, даже если рацион богат фруктами и овощами. Логичный вопрос: каким образом возникает такой ограничивающий состав?

Гэри Ву считает, что все дело в отсутствии таких видов микроорганизмов, как бактерии Ruminococcus bromii, играющих важную роль в запуске процесса расщепления трудных для разделения веществ. В экосистеме кишечного микробиома подобные метаболиты могут быть произведены различными микроорганизмами. Однако некоторые виды кишечных микроорганизмов обладают более специализированными навыками и, по всей видимости, играют ключевую роль в расщеплении частиц крахмала, не переваренных в тонкой кишке. Этот так называемый резистентный крахмал содержится в разных пищевых продуктах растительного происхождения, включая бананы, картофель, бобовые и цельнозерновые. У большинства людей резистентный крахмал полностью ферментируется в толстой кишке до короткоцепочечных жирных кислот, но у некоторых горожан кишечная микробиота такой способностью не обладает.

Оказалось, что распад резистентного крахмала обычно инициируют упомянутые выше Ruminococcus bromii, в результате чего частично переваренный субстрат становится доступным для других бактерий, которые затем дальше расщепляют отдельные сахара, используя для этого различные ферменты. Такие микроорганизмы, как R. bromii, экологи называют «ключевыми видами», потому что их деятельность необходима для функционирования в оптимальном режиме всей экосистемы. Например, для Йеллоустонского национального парка ключевым видом являются волки. Там они контролируют численность популяции лося, в результате чего дело не доходит до уничтожения лосями пастбищ, и экосистема поддерживается в сбалансированном состоянии. Исчезновение волков приведет к серьезным последствиям для многих находящихся ниже по трофической цепи видов и таким образом повлияет на функционирование всей экосистемы.

Если число таких ключевых видов бактерий, как R. bromii, уменьшается или они вообще отсутствуют, все другие обитатели кишечной микробиоты начинают хуже выполнять свою работу (например, заниматься метаболизмом сложных углеводов). И наоборот, если исчезают какие-то виды, стоящие ниже в пищевой цепочке, их работу легко могут выполнить другие участники цепочки, также относящиеся к видам, стоящим ниже в трофической цепочке.

Все это означает, что, родившись в условиях западной цивилизации, вы приобретаете западный тип микробиома. Если в данный момент вы придерживаетесь веганской диеты, ваша кишечная микробиота останется такой же, как у типичного всеядного жителя развитой страны, а если вы перейдете на палеодиету и будете придерживаться ее до конца своих дней, ваша микробиота не станет такой же, как у охотников-собирателей. При этом структура микробных метаболитов, которые производит организм, зависит именно от диеты.

Даже если диеты у вас и у вашего соседа очень схожи, в ваших пищеварительных трактах будут обитать разные виды микроорганизмов. Совпадает только небольшая доля видов и штаммов микроорганизмов, даже если гены, которые эти микроорганизмы экспрессируют, и метаболиты, которые они производят, у этих людей оказываются схожими. Роб Найт из Университета Калифорнии в Сан-Диего, настоящий гений аналитики, благодаря которому стали возможными современные исследования кишечной микробиоты, считает, что кишечная микробиота похожа на крупномасштабную экосистему, где группировки различных видов микроорганизмов могут выполнять одинаковые функции.

Однако здесь не все идентично. Два луга на фотографии могут выглядеть одинаковыми, особенно по сравнению с двумя лесами, но на самом деле эти луга могут серьезно отличаться друг от друга и счет может идти на сотни видов растений и живых существ, хотя внешне среда кажется очень похожей.

Отношения между составом кишечной микробиоты и ее функциями можно представить и по-другому. Допустим, вы любитель музыки и у вас есть любимый оркестр, например Лос-Анджелесский или Берлинский филармонический, чьи выступления вы слышали много раз. Когда вы ходите на выступления, музыканты в оркестре по большей части остаются теми же, однако произведения, будь это музыка Бетховена, Малера или Моцарта, исполняются разные — все зависит от того, какие ноты стоят на пюпитре перед музыкантами во время концерта. Поэтому, когда речь идет о здоровье, идентичность видов микроорганизмов важна не так, как работа, которую они выполняют. Все как в оркестре: чтобы вы получили удовольствие, важно музыкальное произведение, а не тот факт, что его исполняют те же самые музыканты.

Как диета изменяет диалог между головным мозгом и пищеварительным трактом

Как свидетельствуют результаты исследования Гэри Ву, микробиота ЖКТ может адаптироваться к резким изменениям источников питания, переходу на другую пищу, чтобы продолжать существовать и производить свои метаболиты. Адаптация — один из элементов огромной мудрости эволюции, которая проявляется в устройстве и функционировании желудочно-кишечного тракта. Мы уже обсудили, как эта мудрость запрограммировала прямое взаимодействие по оси ЖКТ — микробиота — головной мозг и снабдила организм не только прекрасно функционирующей пищеварительной системой, но и расширяющейся библиотекой внутренних ощущений, которые помогают прогнозировать будущее, и инстинктами, помогающими более тонко и своевременно реагировать на опасности окружающего мира. Важно отметить, что, хотя кишечный микробиом и его связи с мозгом программируются в самом начале жизни, он остается гибким и способным к адаптации на протяжении всей жизни.

Я уже не раз сравнивал работу оси головной мозг — ЖКТ — микробиом с работой суперкомпьютера. «Члены» этой оси могут в полной мере приспосабливаться к изменениям во внутренней и внешней средах и поддерживать сложные связи с иммунной системой, метаболизмом, нервной системой и остальными системами организма человека. О высокой адаптивности этой оси наглядно свидетельствует тот факт, что люди относительно недавно успешно перешли от доисторического, тесно связанного с природной средой образа жизни к существованию в мегаполисах и потреблению продуктов, которые часто привозят из отдаленных регионов мира. Кишечный микробиом человека учится усваивать вещества, с которыми он прежде никогда не сталкивался, в том числе новые лекарства, пестициды и химические вещества, попадающие сегодня в нашу пищу.

С учетом этой универсальной способности у нас есть веские основания полагать, что кишечные метаболиты будут различаться в зависимости от типа текущей диеты. Это объясняется тем, что при расщеплении таких сложных углеводов растительного происхождения, как резистентный крахмал, создается принципиально иной набор метаболитов, чем при разложении аминокислот и жиров, главных компонентов мяса и молока, яиц и сыра. Например, в отличие от весьма ограниченного круга метаболитов углеводов, которые в основном состоят всего из нескольких короткоцепочечных жирных кислот, организм переваривает белки и создает 20 различных строительных блоков — молекул, называемых аминокислотами, а микроорганизмы в толстой кишке ферментируют эти аминокислоты и создают гораздо более широкий круг метаболитов, которые уже могут взаимодействовать с нервной системой.

Большинство непереваренных углеводов растительного происхождения метаболизируются (перерабатываются) в толстой кишке в короткоцепочечные жирные кислоты — бутират и ацетат — и в такие газы, как двуокись углерода, метан и сероводород (из-за которого у стула неприятный запах). Бутират — отличный пример многих позитивных эффектов растительной диеты, способствующих улучшению взаимодействия между головным мозгом и пищеварительным трактом. Он не только играет решающую роль в обеспечении пищей клеток, выстилающих толстую кишку, но и создает массу полезных для здоровья импульсов, позитивно влияющих на энтеральную нервную систему. Эта короткоцепочечная жирная кислота — ключевой участник взаимодействия между пищеварительным трактом и головным мозгом, к тому же она обеспечивает защиту последнего от опасных, хотя и слабых проявлений воспалительных эффектов, вызываемых диетами с высоким содержанием жиров или искусственных подсластителей.

Чтобы продемонстрировать огромное влияние, которое изменение диеты может оказать на головной мозг, давайте обратимся к цифрам. По полученным оценкам, кишечный микробиом человека потенциально позволяет производить около 500 000 различных метаболитов, которые известны под общим названием метаболона. Многие из этих метаболитов нейроактивны, то есть могут влиять на нервную систему. Отдельные микроорганизмы производят до 50 различных метаболитов, в том числе гормоны, нейромедиаторы (нейротрансмиттеры) и другие молекулы, непосредственно взаимодействующие с нервной системой. У каждого метаболита может быть до 40 000 вариаций: все зависит от того, как он сочетается с другими метаболитами. Эти метаболиты производят около 7 млн генов — гораздо больше тех 20 000 генов, которые составляют геном человека.

Так как человек ест очень разнообразные продукты, особенно растительного происхождения, в его пищеварительном тракте содержится огромное количество микробных клеток. По некоторым подсчетам, 40 % метаболитов, циркулирующих в организме, произведены не нашими собственными клетками и тканями, а кишечными микроорганизмами. Теперь становится ясно, что ключевую роль в поразительно сложной сигнальной системе, способной влиять на каждую клетку в нашем организме, в том числе и на нейроны головного мозга, играет кишечный микробиом. Потребуются еще годы исследований, чтобы до конца разобраться в сложных взаимодействиях, на которые эти метаболиты влияют сами либо, что более вероятно, в сочетании с другими метаболитами. И все же я не сомневаюсь, что эти воздействия являются глубокими, а их изучение революционным образом изменит понимание роли диеты в развитии и лечении заболеваний головного мозга и взаимодействия между мозгом и пищеварительным трактом. Иными словами, оркестр микроорганизмов в желудочно-кишечном тракте полностью укомплектован опытными исполнителями и с первых лет жизни готов к выступлениям. Диета, которую выбирает человек, определяет не только мелодии, которые будет играть этот оркестр, но и характер этих произведений. А дирижером, руководящим оркестром при исполнении симфоний, в конечном счете является сам человек.

Глава 9

Натиск американской диеты: чего не предусмотрела эволюция

У вас бывают дни, когда все идет наперекосяк? Вы проспали, выскочили из дома, не позавтракав, застряли в пробке и на полчаса опоздали к началу важного совещания. Чтобы наверстать упущенное из-за опоздания на работу, вы остались в офисе на час дольше обычного и не смогли забрать дочь с тренировки, к неудовольствию и дочери, и жены. Когда этот неудачный и полный хлопот рабочий день наконец-то подошел к концу, вы вышли из офиса и по пути домой заехали на заправку пополнить полупустой бак автомобиля. Там вы заодно купили чипсы и шоколадку и съели их в машине. К тому времени, когда вы подъехали к дому, настроение немного улучшилось.

Многие события в жизни порой развиваются по примерно такому же сценарию: в тот день, когда вы особенно напряжены или чем-то обеспокоены, вы тянетесь к еде — пончикам, рогаликам, кексам, конфетам — и, поев, чувствуете себя немного лучше. Наше эмоциональное состояние зависит от потребления жира и сахара, но лишь немногие по-настоящему внимательны к тому, что они едят. В рационе обычного американца более 35 % калорий приходятся на жиры, большей частью животного происхождения. Несмотря на то что в стандартной диете жителей некоторых стран Северной Европы и даже Средиземноморья (например, Греции) общее потребление жиров такое же в США, диета американцев отличается именно потреблением жиров животного происхождения: их доля намного выше, чем в средиземноморской диете. Хорошо известно, что чрезмерное потребление животных жиров наряду с чрезмерным потреблением сахара является фактором, способствующим эпидемии ожирения в Соединенных Штатах. Возможно, не так широко известен другой факт: диета с высоким содержанием животных жиров может способствовать перееданию и даже возникновению пищевой зависимости, причем важную роль в этом могут играть кишечные микроорганизмы. Последние данные массовых обследований позволяют предположить, что диеты с низким содержанием животных жиров положительно сказываются не только на объеме талии и обмене веществ, но и на предрасположенности к сердечно-сосудистым заболеваниям. Кроме того, диеты, подобные средиземноморской, способствуют снижению риска развития некоторых видов рака и серьезных заболеваний головного мозга — депрессии, болезней Альцгеймера и Паркинсона.

Исследования на животных и людях показали, что переходным этапом между повышенным потреблением животных жиров и началом заболевания, в том числе и заболеваний головного мозга, является хроническое вялотекущее воспаление. Оно начинается в пищеварительном тракте, может затем распространиться по всему организму и достичь важнейших областей головного мозга (в том числе тех, что контролируют аппетит). Ключевую роль в этом процессе играют кишечные микроорганизмы. Таким образом, современная американская диета с высоким содержанием животных жиров, низким содержанием продуктов растительного происхождения, насыщенная химикатами и консервантами, приводит к перепрограммированию взаимодействия между головным мозгом и ЖКТ, причем не в лучшую сторону. В совокупности с вызывающими тревогу изменениями методов переработки сельскохозяйственной продукции этот сдвиг в нашем рационе привел к состоянию, которое можно назвать переломным моментом в психологии людей, и это чрезвычайно опасное состояние.

Дивная новая диета

Итак, в ходе эволюции люди смогли легко переключаться с диеты с высоким содержанием животного белка на диеты, богатые растительной пищей, и наоборот — в зависимости от того, какая пища была доступна. За это следует поблагодарить микроорганизмы ЖКТ с огромным множеством их генов и способностью определять химические вещества в пище и превращать их в полезные метаболиты, регулируя тем самым индивидуальный обмен веществ и потребление продуктов в соответствии с изменившейся диетой. Но, как мы уже отмечали в разговоре о пищевых привычках индейцев яномамо, наши предки жили не только в условиях ограничения и затрудненного доступа к пище, но и при почти полном отсутствии продуктов с высоким содержанием жиров и рафинированного сахара. Другими словами, эволюция никогда не предполагала перехода на сегодняшнюю стандартную американскую диету. И поэтому взаимодействие между головным мозгом, пищеварительным трактом и микробиомом плохо подготовлено к тому, чтобы успешно справляться с последствиями этой диеты.

Представим пищеварительную систему в виде газотурбинного двигателя, который может сжигать любой тип горючего материала для получения энергии. Из этого сравнения автоматически следует, что тогда мы должны переваривать и усваивать все что угодно. Метафора двигателя имеет чрезвычайно важное значение для пищевой промышленности. Миллионы потребителей готовы покупать все что угодно, если оно маркировано как пища, и будут делать это до тех пор, пока продукт упакован таким образом, чтобы его форма, вкус и запах оставались привлекательными. Но, если рассматривать систему взаимодействия между головным мозгом, ЖКТ и микробиомом как обрабатывающий информацию суперкомпьютер, который постоянно пытается скорректировать поведение человека и адаптировать его организм к изменениям, происходящим во внутреннем и внешнем мире, нам будет легче понять, что происходит в этой области науки в настоящее время.

В последние десятилетия изменения, внесенные корпорациями, занимающимися производством, переработкой и продажей недорогих, вызывающих привыкание продуктов, полностью перекроили диету людей. Это обстоятельство напрямую влияет на взаимодействие между головным мозгом, пищеварительным трактом и микробиомом. Как ни странно, изменения происходят не только в организме человека, но и в организме скота (и домашних животных).

Мы уже знаем, что кишечный микробиом может быстро и без всяких затруднений переключиться с белковой диеты на растительную. Человек может быть постоянно всеядным, этой диеты наши доисторические предки придерживались на протяжении сотен тысяч лет, а вегетарианская диета выступала в качестве запасной, к ней прибегали, когда продуктов животного происхождения было мало. Однако сегодняшние продукты животного происхождения в корне отличаются от тех, которыми питались наши предки и которые едят их малочисленные прямые потомки, следующие доисторическому укладу. Оставшиеся на Земле первобытные люди добывают мясо многих видов диких животных и птиц, рыб и насекомых, и оно постное, в нем намного меньше жира по сравнению с современными коммерческими мясными продуктами. Дикие животные свободно и без ограничений перемещаются в природе и питаются разными растениями и другими живыми существами. У них здоровая и разнообразная микробиота, благодаря которой они сами здоровы, а их образ жизни обеспечивает устойчивость к болезням.

Понятно, что доступность животного белка дала значительные преимущества человеку, способствовала тому, что в ходе эволюции наш головной мозг стал крупнее, а средний человек стал выше ростом (даже в прошлом столетии).

Однако сегодняшнее белковое питание отличается от белкового питания наших предков: сейчас домашний скот часто проводит жизнь в тесных загонах и получает корм (например, кукурузу), для переработки которого его пищеварительная система не приспособлена. Такой корм нужен в первую очередь для того, чтобы животные максимально эффективно набирали вес. Ради этого им дают антибиотики и другие химические вещества, которые приводят к уменьшению разнообразия микроорганизмов ЖКТ и делают животных более уязвимыми перед серьезными кишечными инфекциями. В результате мясо, молоко и яйца от содержащихся в «современных условиях» животных и птиц, как и продукты их переработки (которые часто уже нельзя признавать едой), входящие в состав современной обработанной пищи, значительно отличаются от того, что люди ели всего 50 лет назад. Наш рацион изменился коренным образом.

К сожалению, у эволюции не было достаточно времени, чтобы ввести защитные механизмы от этих изменений, и потому организм человека не готов выживать на дивной новой диете. Люди стали осознавать эту опасность, хотя принимать меры защиты начали только в последнее время.

Как диета с высоким содержанием животных жиров может нанести вред мозгу

Почему продукты, которые в массовом масштабе производит современная пищевая промышленность, вредны организму и головному мозгу человека?

Уже много лет ученые связывают развитие хронических заболеваний с избыточным весом и ожирением. Постепенно проясняется теоретическая сторона этого вопроса: основным источником воспалительных молекул (цитокинов или адипокинов), которые циркулируют в крови, достигая сердца, печени и головного мозга, являются жировые клетки, в частности запасы жира в области живота (так называемый висцеральный жир). Считалось, что именно эти воспалительные молекулы являются главной причиной возникновения метаболической эндотоксемии — вялотекущего воспаления, которое повышает риск развития сердечно-сосудистых и раковых заболеваний. Однако такие заболевания мозга, как депрессия, болезни Альцгеймера и Паркинсона, редко связывали с этими периферическими метаболическими процессами.

Согласно расхожей теории, пока вес находится в пределах нормы и талия не увеличилась больше определенного размера, можно продолжать баловать себя поджаренным беконом, гамбургерами, хот-догами и чипсами с большим количеством жиров без каких-либо негативных последствий для организма.

Но теперь ясно, что даже одно блюдо в день с высоким содержанием жира может переключить иммунную систему пищеварительного тракта в режим вялотекущего воспаления, а регулярное потребление пищи с высоким содержанием животного жира может вызвать стойкое, хотя и слабо проявляющееся воспаление задолго до того, как у человека возникнет настоящее ожирение. Конечно, разовое временное включение иммунной системы пищеварительного тракта в ответ на съеденный кусочек торта или шоколадного мороженого с фруктами после обеда вряд ли спровоцирует вредные последствия для головного мозга. Однако если потреблять продукты с большим количеством животных жиров регулярно, ситуация становится намного серьезнее.

Содержание животных жиров в любимых всеми нами продуктах значительно возросло, и хотя человек по-прежнему хочет получать удовольствие от всех этих вкусностей, следует знать, что такая еда тайно манипулирует кишечной микробиотой, ее метаболитами и нашим поведением во время еды. Чтобы понять, как происходит эта манипуляция, напомним, как ось головной мозг — пищеварительный тракт регулирует потребление человеком пищи в нормальных условиях.

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 Firmicutes 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.

В нормальных условиях, как было показано в главе 6, организм не допускает изложенной выше последовательности событий, которые инициируют ЛПС и другие микробные сигналы воспаления. Однако по мере повышения уровня ЛПС (то есть при диете с большим содержанием животных жиров) воспалительные молекулы начинают пробивать барьеры защиты и активизируют иммунную систему пищеварительного тракта. Она начинает вырабатывать цитокины, и те достигают отдаленных участков организма, в том числе и головного мозга. Там цитокины получают доступ к иммунной системе мозга — глиальным клеткам, которые также начинают производить воспалительные молекулы, целями для которых служат близлежащие нейроны головного мозга. В гипоталамусе такие воспалительные изменения приводят к тому, что этот регулирующий аппетит центр становится менее чувствительным к сигналам сытости, отправляемым из ЖКТ и всего организма.

Есть и другие доказательства того, что микробиота ЖКТ играет центральную роль в возникновении системного воспаления при диете с высоким содержанием жиров. Несколько лет назад исследователь микробиома Эндрю Гевиртц из Университета штата Джорджия генетически удалил другой класс толл-подобных (сигнальных) рецепторов, участвующих в инициации врожденного иммунного ответа. Животные, не имеющие таких рецепторов, становятся тучными, у них развиваются признаки метаболического синдрома, снижается чувствительность периферических тканей к инсулину, увеличивается уровень сахара в крови и число триглицеридов. Увеличение веса у таких животных связано с неутолимым аппетитом, что указывает на сбои в работе механизмов достижения сытости.

Позже исследователи получили особенно интригующие результаты. Состав кишечной микробиоты жирных генетически модифицированных мышей отличался от микробиоты обычных мышей. Когда команда Гевиртца пересаживала их фекалии стерильным мышам, у худых животных обнаруживались такие же метаболические функции, как у мышей-доноров. Но главное — у них появлялось стремление больше есть, в конце концов приводившее к ожирению. Есть весомые основания считать, что изменение микробиоты и взаимодействия с кишечной иммунной системой привело животных к состоянию метаболического токсикоза — вялотекущему системному воспалению, суть которого обсуждалась выше. После того как сигналы воспаления достигают гипоталамуса, механизм контроля аппетита оказывается разбалансированным.

Диета с высоким содержанием жира не только влияет на функции гипоталамуса по регуляции уровня аппетита, скорее всего, она нарушает регулирование аппетита, изменив некоторые сенсоры в стенке пищеварительного тракта. группа Хелен Рейбоулд из Калифорнийского университета искала ответ на вопрос, может ли диета с высоким содержанием жиров изменять чувствительность сенсорных окончаний блуждающего нерва к стимулирующим и подавляющим аппетит сигналам ЖКТ. И не связаны ли эти изменения с нарушениями пищевого поведения, проявляющимися во время еды? Ранее эти же исследователи доказали, что гормон сытости холецистокинин, выделяемый клетками при наличии жира в кишечнике, может переключить нервные окончания блуждающего нерва с «режима голода» в «режим сытости». Кормление крыс пищей с высоким содержанием жира за восемь недель эксперимента привело их к перееданию и повышению веса. Чрезмерное поедание жирной пищи мышами было связано с увеличением чувствительности рецепторов к сигналам, стимулирующим аппетит, и с развитием устойчивости к лептину, который аппетит снижает.

Искушение едой, вызывающей чувство комфорта

Вялотекущее воспаление может привести к сбоям в работе механизмов аппетита и негативно повлиять на мозг и пищеварительный тракт человека. Почему в состоянии стресса мы испытываем потребность во вредных продуктах с большим содержанием жира? Почему, нервничая в безнадежной дорожной пробке или при приближении важного экзамена, мы мечтаем отнюдь не о морковке и яблоках?

Ответ на вопрос, почему жирная и сладкая еда ослабляет стресс, пытались найти в ходе немногочисленных исследований на здоровых людях и на животных. В нескольких лабораториях крысам, испытывающим хронический стресс, давали еду с высоким содержанием жиров или сладкие напитки. Уровень стресса у этих крыс понижался по сравнению с их сородичами, которых не кормили продуктами, вызывающими чувство комфорта. Похожий эффект отмечался и в эксперименте, когда взрослым крысам, испытавшим сильный стресс в ранний период жизни (их разлучали с матерью вскоре после рождения), давали очень вкусную, с высоким содержанием жиров еду. Такое питание замедляло время их реакции на стресс и одновременно понижало уровень тревожности и депрессии, поведение крыс стало более спокойным. Вдохновленные результатами исследований на грызунах, некоторые ученые попытались выяснить, не оказывает ли «комфортная еда» такой же положительный эффект на людей, находящихся в состоянии стресса или депрессии.

Джанет Томияма и ее группа с факультета психологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе задалась вопросом, связана ли реакция здоровых испытуемых на сильный стрессовый раздражитель с предшествующим повышенным потреблением ими «комфортной» еды после стрессовых событий и не приводит ли это к более высокой степени ожирения. Свою гипотезу Джанет Томияма обосновывала тем, что при регулярном потреблении вкусной пищи у животных в области живота накапливается жир, что приводит к ослаблению реакции на повторяющееся стрессорное воздействие. Чтобы проверить эту теорию, в лаборатории создавали стрессовые условия для 59 здоровых женщин. Ученые измеряли уровень гормона стресса кортизола в крови испытуемых и фиксировали их субъективное восприятие стресса при выполнении порученного задания. В соответствии с гипотезой исследователей (и, кстати, результатами исследований на животных) женщины с самым низким рейтингом стресса и самым низким уровнем кортизола чаще рассказывали о регулярном употреблении ими в стрессовых ситуациях продуктов, вызывающих чувство комфорта. Кроме того, они более других испытуемых были склонны к ожирению. Как объяснить эти результаты? Джанет Томияма полагает, что у женщин, которые в состоянии стресса регулярно едят пищу, вызывающую чувство комфорта, ослабевает физиологическая реакция на стрессорное воздействие. К сожалению, это происходит за счет увеличения веса и других вредных изменений в организме и мозге.

Бельгиец Лукас ван Уденхове, психиатр из Университета Левена, оценивал влияние потребления жира на различные субъективные параметры (включая оценку испытуемыми их настроения) и на активность эмоциональных областей мозга. Он изучал отчеты здоровых добровольцев и активность головного мозга с помощью фМРТ (функциональной магнитно-резонансной томографии). Чтобы вызвать у испытуемых чувство печали или нейтральное эмоциональное состояние, им в течение 30 минут проигрывали записи печальной или «нейтральной» музыки. Одновременно им показывали изображения лиц с грустным или нейтральным выражением. Затем в желудок испытуемых через пластиковые трубки подачи питания вливали жир, в то время как испытуемым из контрольной группы таким же образом вливали воду. Результаты показали усиление чувства печали и уровни активности эмоциональных областей мозга в ответ на негативную стимуляцию. Когда же испытуемым в желудок вводили жирные кислоты, чувство печали и связанная с ними активность эмоциональных областей мозга ослабевали, что подтверждало гипотезу о том, что потребление жиров может вызывать эмоциональное утешение. Предположительно, жирные кислоты помогают улучшать настроение, стимулируя отправку с кровотоком из ЖКТ сигнальных молекул в эмоциональные области мозга или усиливая сигналы, проходящие через блуждающий нерв.

К сожалению, пагубные последствия вредных пищевых привычек для мозга и поведения людей не ограничиваются нарушением контроля аппетита и скорости ответа на стресс. Новые экспериментальные данные показывают, что такие привычки приводят к более серьезным последствиям — функциональным изменениям головного мозга.

Зависимость от еды: влияние пищи с высоким содержанием жира на чувство голода

Термин «зависимое (аддиктивное) поведение» обычно используют, описывая зависимость от наркотиков и алкоголя или навязчивое сексуально окрашенное поведение. Однако в последнее время о зависимом поведении стали говорить в связи с едой вообще или с потреблением таких продуктов, как, например, сахар. Выяснилось, что у некоторых уязвимых людей пища может вызывать психофармакологические и поведенческие реакции, аналогичные тем, которые возникают при многократном использовании других стимуляторов.

Количество съедаемой пищи контролируют три взаимодействующие системы головного мозга: система контроля аппетита, регулируемая гипоталамусом, дофаминовая система вознаграждения и исполнительная система контроля в префронтальной коре мозга. При необходимости две последние системы могут подавить остальные системы контроля. В мире охотников-собирателей, где возможности добыть продукты были ограничены, человеку требовалось много энергии, желание есть было обусловлено постоянной экзистенциальной потребностью организма в пище (субъективно испытываемой как инстинктивное чувство голода). Эта базовая система оценивания потребности в калориях получала поддержку со стороны системы вознаграждения, обеспечивавшей стремление и мотивацию искать пищу. Основную награду, которую мы получим после выполнения определенных действий, обещают содержащие дофамин нейроны сети вознаграждения головного мозга. Они играют важную роль в модулировании мотивации и устойчивого поведения — условий, необходимых для получения вознаграждения. В этом случае речь идет о сильном стремлении и мотивации отыскать пищу.

Неудивительно, что между системой вознаграждения в головном мозге и центрами, участвующими в регулировании аппетита, существует тесная связь. Например, на активность в канале дофаминового вознаграждения влияет ряд гастроинтестинальных гормонов и сигнальных молекул: некоторые усиливающие аппетит сигналы повышают активность клеток, содержащих дофамин, а несколько подавляющих аппетит сигналов снижают выброс дофамина. Кроме того, нервные клетки в ключевых областях системы вознаграждения, такие как прилежащее ядро, экспрессируют рецепторы для гастроинтестинальных гормонов, которые участвуют в регулировании аппетита (такие подавляющие аппетит гормоны, как лептин, пептид YY (пептид тирозин-тирозин) и глюкагоноподобный пептид, ослабляют чувствительность системы вознаграждения, в то время как такие стимулирующие аппетит гормоны, как инсулин и грелин, ее усиливают).

За миллионы лет эволюции сложное взаимодействие между вознаграждением и аппетитом оптимизировалось, и человек приспособился к жизни в мире, где запасы еды ограничены и труднодоступны. Такая ситуация сохранялась в течение почти всего существования человечества на планете. Однако в мире, в котором сейчас живет большинство из нас, взаимосвязанная система головного мозга, имеющая отношение к употреблению пищи, утратила большую часть своих адаптивных возможностей. В современном индустриальном обществе с легким доступом к вкусной еде и резким снижением уровня физической активности мощная система вознаграждения может легко подавить систему контроля, которая рассчитывает в калориях ежедневные потребности человека в еде. Часто, чтобы избежать переедания и увеличения веса, нам приходится сознательно контролировать себя. А теперь представьте себе сценарий, когда одна из систем контроля отключена, а возможности компенсирующего контроля со стороны сознания ограничены. Это и есть ситуация, которую я описал выше, объясняя, как регулярное потребление еды с повышенным содержанием жиров может нарушить способность гипоталамуса реагировать на сигналы сытости, поступающие из пищеварительного тракта. Но не каждый человек настолько дисциплинирован, что готов сказать «нет» порции картошки фри или отказаться от десерта в ресторане!

Одним из видов поведения, которое может проявиться в результате модернизации наших механизмов, контролирующих аппетит, является пищевая зависимость. Этот термин придумала Нора Волков (Nora D. Volkow), директор Национального института по изучению злоупотребления наркотиками (National Institute on Drug Abuse), воспользовавшись удивительным нейробиологическим сходством между механизмами головного мозга, которые действуют при хроническом переедании и токсикомании. После анализа анкетных данных была получена оценка, согласно которой по меньшей мере у 20 % людей, страдающих ожирением, имеется пищевая зависимость. Было установлено, что некоторые продукты, особенно высококалорийные, с высоким содержанием жира и сахара, вызывают у животных и людей поведение, характерное для пищевой зависимости. В эксперименте нашей группы в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе у испытуемых с избыточным весом и ожирением (но в остальном полностью здоровых) были выявлены структурные и функциональные изменения в основных участках системы вознаграждения мозга. Эти механизмы не только способствуют перееданию, но и создают усвоенные в результате обучения ассоциации (условные рефлексы), связывающие стимул в виде пищи и сигналы вознаграждения в головном мозге. Демонстрируемые по телевидению рекламные ролики аппетитных (и содержащих много жиров) продуктов у большинства людей стимулируют систему вознаграждения мозга, которая в ходе эволюции запрограммирована на поиск высококалорийной пищи, в частности жиров и рафинированного сахара. Такая реакция сама по себе является для рекламодателей желательным результатом, поскольку вырабатывает положительный условный рефлекс на их продукцию. Однако у людей, страдающих от пищевой зависимости (а также у тех, у кого нормальная система управления аппетитом нарушается из-за вялотекущего воспалительного процесса), просмотр указанных изображений вызывает желание немедленно отправиться на кухню или заказать доставку этих продуктов.

Во времена, когда пищи было мало и приходилось использовать любой шанс, который давал доступ к еде, свойство вкусных продуктов стимулировать их переедание — и кодировать сильные воспоминания, возбуждавшие тягу к этой еде — давало серьезные эволюционные преимущества. Помимо прочего это давало уверенность, что мы до отвала наедимся высококалорийной пищи, когда найдем ее, и запомним это место, чтобы прийти туда снова. Однако, когда еды много и она повсеместно доступна, как во многих частях современного мира, это свойство пищи становится опасным. В нашем обществе вкусные продукты превращаются в могущественный, как наркотики, триггер, который может доводить некоторых людей до неконтролируемого пищевого поведения.

Как мы говорили выше, есть веские доказательства того, что гедонистическое стремление к потреблению пищи может быть вызвано подавлением гипоталамической системы контроля метаболической токсемией. Однако появились свидетельства, что ничем не ограниченная работа системы вознаграждения может еще больше нарушить функции ЖКТ у людей с сильной пищевой зависимостью. Недавнее обследование лиц, страдающих от алкогольной зависимости, установило, что тяга к алкоголю в периоды воздержания положительно коррелирует с повышенной проницаемостью стенок и изменениями кишечной микробиоты. Учитывая влияние стрессорного ответа головного мозга и воздействие стресса на проницаемость стенок ЖКТ, вполне возможно, что эффекты, выявленные в этом исследовании, были связаны с желанием есть (и стрессом), приведшими к снижению плотности стенок кишечника, изменению состава и метаболической активности микроорганизмов.

Предположение о том, что кишечные микроорганизмы могут влиять на нашу систему вознаграждения и на возникновение пищевой зависимости, вызвало много споров об отношениях между человеком и кишечным микробиомом и даже поставило под сомнение идею свободы воли. В провокационной обзорной статье Джо Олкока, профессора Университета Нью-Мексико, было высказано предположение, что микроорганизмы пищеварительного тракта, находясь под сильным селективным давлением, могут манипулировать пищевым поведением человека, чтобы улучшить собственное физическое состояние, причем иногда за счет нашего здоровья. Это не такая надуманная гипотеза, как может показаться на первый взгляд. Стоит напомнить сложные способы, при помощи которых такие микроорганизмы, как паразит Toxoplasma gondii, манипулируют поведением животных. Джо Олкок предположил, что микроорганизмы ЖКТ могут использовать для этого две стратегии. Во-первых, захватив дофаминовую систему вознаграждения, они могут вызывать у человека тягу к продуктам, на потреблении которых они специализируются, что дает им преимущество над конкурирующими видами микроорганизмов. Хороший пример — соперничество между микробными таксонами Bacteroidetes и Firmicutes, а также между Bacterioides и Prevotella. Во-вторых, микроорганизмы могут способствовать появлению негативных состояний (к примеру, чувства подавленности), которые сохраняются до тех пор, пока человек не съест определенные пищевые компоненты, полезные для этих микроорганизмов.

Стремление к так называемой «комфортной» пище и концепция пищевой зависимости — убедительные примеры поведения, которым потенциально могут манипулировать кишечные микроорганизмы, чтобы получать нужные им продукты. Пока эти интригующие идеи относятся к сфере спекулятивной науки, то есть к рассуждениям, основанным на недостаточных научных доказательствах, поэтому в будущем их придется подвергнуть научному анализу.

Если до сих пор вы еще не задумались о своей диете, можно добавить ряд дополнительных аргументов, чтобы заставить вас сделать выбор. Жир — далеко не единственная угроза, которую американская диета несет взаимодействию между вашим головным мозгом, пищеварительным трактом и микробиомом. Как мы увидим далее, важную роль здесь играют кишечные микроорганизмы.

Как промышленные способы ведения сельского хозяйства влияют на мозг и пищеварительный тракт

Я рос в Баварских Альпах, и летом по выходным мы с отцом отправлялись в походы по горам. Одной из обычных картин, которые мы видели во время этих пеших путешествий, были покрытые травой и полевыми цветами альпийские луга и пасущиеся на них коровы. В горах мы покупали парное молоко, надоенное от довольных и здоровых коров. Все молочные продукты, которые мы ели в нашей семье, также получали от этих животных, которые свободно паслись в горах, и все вокруг были полностью уверены, что каждый такой продукт является натуральным, здоровым и вкусным. Тогда я и вообразить не мог, что однажды вновь захочу вернуться к этим впечатлениям, чтобы получить ответы на важные научные вопросы.

Когда я выступал на гастроэнтерологической конференции в Гармише, идиллическом курортном городке, расположенном у подножия самой высокой горы Баварии Цугшпитце, у меня появилась возможность еще раз взглянуть на эту гармоничную связь между сельскохозяйственными животными и окружающей их средой, но на этот раз — совершенно другими глазами. Поезд вез меня к вершине горы, и я, как в детстве, видел коров, пасущихся на нетронутых лугах в окружении групп деревьев. Эта чудесная картина была раскрашена в яркие краски осени. Я не мог не сопоставлять эти образы природной гармонии с существованием коров в загонах для крупного рогатого скота, которые я видел в Северной Калифорнии. Картина, открывавшаяся из окна поезда, делала наглядной всю лживость рекламных материалов, которые распространяют компании-производители, рассказывая о молоке, которое, по их утверждениям, получено от «счастливых коров». Мартин Блейзер в своей книге «Отсутствующие микроорганизмы» (The Missing Microbes) дает совсем иное, более точное описание происходящего в таких загонах для скота:

Коровы стоят рядами, в маленьких металлических стойлах, уткнув морды в заполненные кукурузой желоба. Густой, едкий запах коровьего навоза слышен уже за много миль. Время от времени коров выпускают в огромные загоны, где они бродят по голой земле в окружении корма и постоянно жуют.

Это правда, сейчас сельскохозяйственных животных на протяжении большей части их жизни содержат отдельно от естественной для них среды и пищи (травы). Кормление животных кукурузой приводит к заболеванию пищеварительной системы, из-за чего у коров возникает хроническое вялотекущее воспаление. Нередко оно осложняется острыми желудочно-кишечными инфекциями, что требует постоянного применения антибиотиков.

То, что мы знаем сейчас о влиянии нездорового питания и хронического стресса на кишечные микроорганизмы, иммунную систему и проницаемость стенок кишечника коров, не может не вызывать сомнений в том, что молоко, которое получают от хронически больных животных, будет полезно для нашей микробиоты и здоровья в целом. Когда в следующий раз вы будете покупать молоко, яйца, стейки или свиные отбивные в супермаркете, помните, что они, вероятнее всего, получены от животных, у которых взаимодействие между головным мозгом, пищеварительным трактом и микробиомом серьезно изменено плачевными условиями, в которых выращивали скот. Эти условия — хронический стресс, неподходящая для пищеварительной системы животных пища и бесконечные лекарства. Все вместе это чревато неведомыми рисками для функционирования нашего мозга, кишечной микробиоты и для здоровья в целом.

К сожалению, не намного лучше ситуация с овощами и фруктами. Продукты как животного, так и растительного происхождения в наше время связывает одно общее обстоятельство — масштабное вмешательство аграрных корпораций в экологию сельскохозяйственных животных, растений и микроорганизмов. Промышленное выращивание кукурузы, сои и пшеницы в высокой степени зависит от удобрений и пестицидов, используемых для искусственного поддержания роста и преобладания этих растений над конкурирующими видами (сорняками) и для защиты от грызунов и вредных насекомых. За последнее десятилетие сильно возросло применение системных инсектицидов, которые в итоге становятся частью выращиваемого растения и получаемых из него продуктов.

Но почему для поддержания здоровья и доминирования сельскохозяйственных растений требуется все больше химических веществ? Одна из основных причин в том, что эти монокультуры, выращиваемые на бескрайних, протянувшихся на многие километры полях, часто предназначенных только для генетически модифицированных видов, полностью утратили природное разнообразие — и собственное генетическое, и разнообразие видов, которые растут рядом с ними. Вполне вероятно, что столь же радикально сейчас утрачивается разнообразие обитающих в почве микроорганизмов, микробиомов сокращающихся популяций пчел и бабочек и микроорганизмов, живущих в нашем желудочно-кишечном тракте. Дополнительный ущерб кишечной микробиоте человека наносит растущее число гербицидов (включая пресловутый глифосат, продаваемый под разными торговыми названиями, в том числе и «Раундап»), необходимых для подавления сопротивления сорняков. И в основном эта информация остается неизвестной потребителям.

Еще один важный вопрос: не является ли двойной химический удар по экосистемам окружающей среды (откуда к нам поступает пища) и экосистемам пищеварительного тракта сельскохозяйственных животных и человека (играющим важную роль в поддержании здоровья головного мозга) причиной быстрого роста числа заболеваний головного мозга, отмечаемого в течение последних 50 лет? Имеющиеся научные данные позволяют утвердительно ответить на аналогичный вопрос об эпидемии ожирения, но пока мы можем только догадываться, в какой мере все это относится к расстройствам аутистического спектра и таким нейродегенеративным расстройствам, как болезни Альцгеймера и Паркинсона. Если этот вопрос оставить на усмотрение аграрных корпораций, которые ежедневно извлекают выгоду из таких неустойчивых методов производства пищевых продуктов, мы никогда не получим ответа. Вместо этого и дальше будет раскручиваться спираль увеличения доз антибиотиков, чтобы сельскохозяйственные животные продолжали функционировать предписанным им образом, и увеличения количества химикатов, необходимых для борьбы с сегодняшними суперсорняками, супернасекомыми и супермикробами.

Кишечные микроорганизмы и опасности современной диеты американского типа

На протяжении последних 50 лет американцы потребляют все больше соли, сахара и жира, а также пищевых добавок. Многие из этих добавок никогда не проходили проверок на безопасность в долгосрочной перспективе. А если их и проверяли, это было до того, как мы узнали о значении кишечного микробиома для здоровья и о том, что он может быть посредником между пищевыми добавками и здоровьем мозга. При проверках безопасности добавок, проводимых Управлением по контролю за продуктами питания и лекарственными средствами США (FDA, U. S. Food and Drug Administration), основное внимание уделяется краткосрочным тестам на животных, которые должны определить, не оказывает ли добавка быстродействующий токсический эффект и не повышает ли она риск развития рака. Ни одно из этих краткосрочных исследований не оценивает опасность пищевых добавок для здоровья мозга в долговременной перспективе.

Сегодня мы уже знаем, что некоторые распространенные типы добавок способствуют развитию вялотекущего воспалительного процесса, что наряду с потреблением продуктов с высоким содержанием жиров и сахара опасно для организма и для головного мозга в частности. Давайте познакомимся с этими вредными веществами.

Искусственные подсластители

Один из лучших примеров серьезных изменений, которые привнесли в наш рацион пищевые добавки, — реакция производителей продуктов на наше ненасытное желание сахара. Во-первых, огромное количество сахара попадает в продукты в виде кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы, причем даже в такие продовольственные товары (например, хлеб и крекеры), которые потребитель не связывает со сладостями. Во-вторых, искусственные подсластители добавляются в продукты, покупая которые мы пытаемся совместить тягу к сладкому с минимальным числом калорий. Искусственные подсластители начали выпускать более ста лет назад, чтобы мы могли наслаждаться сладостями, не боясь увеличения веса и опасных всплесков глюкозы в крови. Если бы искусственным подсластителям потребовался слоган, он мог бы звучать так: «Вы можете не только купить это пирожное, но и съесть его». Управление по контролю за продуктами питания разрешает использование шести искусственных подсластителей в США. Эти химические вещества в огромных количествах добавляются в такие популярные продукты, как диетические газированные напитки, крупы и десерты, не содержащие сахара. Мало того, они популярны даже у ученых всезнаек. Когда в нашем университете проходят медицинские конференции, их участники чаще всего запивают свой обед диетическими кока-колой и пепси-колой (не говоря уже о сэндвичах с копченой говядиной и обжаренных во фритюре ломтиках картофеля).

Доказательства пользы подсластителей для здоровья, которые нам приводят, в лучшем случае являются противоречивыми. К тому же стали появляться факты, свидетельствующие об опасности искусственных подсластителей, в том числе их связи с увеличением веса и повышением риска таких метаболических заболеваний, как сахарный диабет II типа. Например, группа Йотама Суэца из Научно-исследовательского института имени Вейцманна (Weizmann Institute of Science) в Иерусалиме недавно показала, что три распространенных подсластителя — сахарин, сукралоза и аспартам — могут вызывать у мышей непереносимость глюкозы и признаки метаболического синдрома. Эти результаты интригуют сами по себе, но еще более интригующим является сделанное той же группой исследователей открытие, что в этих расстройствах здоровья участвует кишечная микробиота. Группа Суэца доказала это, трансплантировав фекальную массу мышей, которые получали искусственные подсластители, стерильным мышам, никогда в прошлом не получавшим таких продуктов. После этого у стерильных мышей возникла непереносимость глюкозы и появились признаки метаболического синдрома. Проанализировав микробиоту животных, ученые заметили, что употребление искусственных подсластителей привело к появлению в пищеварительном тракте животных благоприятных условий для размножения Bacteroides bacteria. (Похожие условия возникают в организме при диете с высоким содержанием жиров.) Это означает, что диетические напитки, которыми запивают жирные блюда фастфуда, не только не помогут похудеть, но и нанесут дополнительный вред: содержащийся в этих кушаньях жир негативно отразится на метаболизме.

В той же серии опытов исследователи установили, что подсластители изменили метаболизм кишечных микроорганизмов, отчего те стали производить больше короткоцепочечных жирных кислот, которые может поглощать толстая кишка, обеспечивая поступление в организм дополнительных калорий. Когда вы потребляете искусственные подсластители, организм как бы поручает кишечной микробиоте собирать в толстой кишке больше калорий, полученных из продуктов метаболизма микроорганизмов, чтобы компенсировать нехватку сахара в тонкой кишке. Исходя из этого, можно предположить, что попытка снизить потребление калорий, используя искусственные подсластители, окажется неудачной: ЖКТ с помощью своей микробиоты будет просто извлекать больше калорий из съедаемой пищи.

Эти результаты верны и в отношении людей. Обследовав несколько сотен испытуемых, группа Суэца установила, что у людей, потребляющих искусственные подсластители, более высокие вес и уровень сахара во взятой натощак крови, а также измененная кишечная микробиота. Очень похоже, что все дело в ней. Во всяком случае, когда исследователи трансплантировали фекальную массу здоровых мышей, которым давали сахарин, стерильным мышам, съеденный последними сахар повышал уровень глюкозы в крови до ненормально высоких уровней.

Все это — убедительные доказательства того, что искусственные подсластители не только не помогают быстро похудеть, а, напротив, могут стать одной из основных причин воспалений вследствие изменений взаимодействия мозга и пищеварительного тракта. Эти воспалительные процессы могут привести к нарушениям работы организма и головного мозга. Поэтому, покупая продукты, следует читать, какие вещества входят в их состав, и, если в списке упоминаются искусственные подсластители, лучше по возможности обойтись без них.

Пищевые эмульгаторы

Эмульгаторы — это молекулы, помогающие смешиваться двум жидкостям (например, маслу и воде), которые в обычных условиях плохо смешиваются друг с другом. Производители регулярно добавляют эмульгаторы в различные продукты (майонезы, соусы, конфеты, ряд хлебобулочных изделий), чтобы добиться однородной консистенции. Эмульгаторы можно распознать по их химическим названиям на этикетках продуктов. Вот несколько распространенных эмульгаторов: сорбитан тристеарат — в шоколаде, полисорбаты — в мороженом, сложные эфиры лимонной кислоты — в переработанном мясе.

Эти похожие на моющие средства молекулы приносят вред: они могут нарушить защитный слой слизи, покрывающий внутреннюю поверхность ЖКТ, в результате чего кишечные микроорганизмы получают более легкий доступ к стенке кишечника. Пищевые эмульгаторы могут влиять и на проницаемость стенок ЖКТ, что позволяет кишечным бактериям проникнуть через неповрежденную слизистую оболочку и добраться до иммунных клеток, способствуя возникновению метаболической токсемии.

Чтобы выяснить, действительно ли кишечные микроорганизмы усугубляют пагубное воздействие эмульгаторов на пищеварительный тракт, группа Эндрю Гевиртца из Университета Эмори недавно провела эксперимент. Ученые добавляли в корм мышей два широко применяемых пищевых эмульгатора — полисорбат 80 и карбоксиметилцеллюлозу. Пища с эмульгаторами вызвала у подопытных животных вялотекущее воспаление кишечника, ожирение и признаки метаболического синдрома. Микробиота плотнее прилипала к слизистой оболочке ЖКТ, состав микроорганизмов изменился, уровни липополисахаридов повысились — все выглядело так же, как при кормлении подопытных животных едой с высоким содержанием жиров.

В то же время эмульгаторы не вызывают указанных метаболических изменений у мышей, которые получали антибиотики. Это заставляет предположить, что ключевую роль в описываемых процессах играет именно кишечная микробиота. Исследователи еще раз подтвердили это, пересадив фекальную массу мышей, получавших эмульгаторы, стерильным мышам, после чего у животных-реципиентов наблюдались такие же метаболические изменения.

Помимо опасностей нарушения обмена веществ применение пищевых добавок заметно влияет на функционирование оси головной мозг — микробиом — ЖКТ и пагубно сказывается на здоровье головного мозга. Из этих экспериментов стало ясно, что, как и животный жир и искусственные подсластители, эмульгаторы могут изменить профиль кишечной микробиоты настолько, что в ЖКТ и других органах, а также в головном мозге начнутся вялотекущие воспаления (включая те области мозга, которые контролируют аппетит). Если таких ингредиентов потребляется слишком много, у человека может появиться склонность к перееданию высококалорийных продуктов, которые еще больше усиливают воспаление, из-за чего ситуация только усугубляется. И на этом проблемы, к сожалению, не заканчиваются — в нашей диете есть и другие составляющие, которые также могут повлиять на здоровье головного мозга.

Глютен (нативная клейковина)

В наши дни на полках многих продовольственных магазинов вы увидите безглютеновый хлеб, безглютеновые макароны, безглютеновые хлопья и даже безглютеновые безалкогольные напитки или вино. В последнее десятилетие стала очень популярной так называемая безглютеновая диета. По данным недавних опросов, практически каждый третий взрослый американец употребляет безглютеновые продукты.

Глютен (клейковина) представляет собой смесь белков, на которые приходится 12–14 % всех белков, содержащихся в пшенице. Как было установлено, глютен, хотя и в меньшем количестве, обнаруживается в ячмене, ржи и в продуктах, изготовленных из этих зерновых. Пшеница — самая распространенная сельскохозяйственная культура в мире, и, конечно, пшеничная мука используется для производства хлеба, макаронных изделий, сдобы, пиццы, хлопьев и многих других популярных продуктов. Поэтому глютен повсеместно встречается в рационе американцев.

Глютен также выделяют из пшеницы для создания пищевой добавки — нативной клейковины[13]. Производители продовольствия добавляют ее в самые разные продукты питания — в хлеб, сухие завтраки и даже в мясные продукты. Нативная клейковина улучшает текстуру продуктов и существенно увеличивает срок их хранения. В переработанном мясе она помогает связывать воду с жирами. Нативную клейковину добавляют даже туда, где имеется природный глютен (хлеб, макароны, пицца, пиво), и туда, где его нет (мясопродукты, соусы и молоко), а также, что удивительно, в непищевые продукты и косметические средства. Среднее потребление американцами глютена с продуктами из муки и зерна за последние полвека увеличилось более чем на 30 % — с 4,1 (в 1970 г.) до 5,4 кг в год (в 2000 г.), в то время как содержание глютеновых добавок в различные продукты возросло по крайней мере в три раза.

Следует ли вам беспокоиться об этом дополнительном глютене?

Если вы входите в 1 % населения с целиакией (глютеновой энтеропатией), которая вызывает избыточную реакцию иммунной системы на глютен и вырабатывает антитела к оболочке кишечника, то, без сомнения, беспокоиться нужно. Эти антитела остаются в организме и вызывают хронические симптомы: боль в животе, диарею, потерю веса, усталость, а в тяжелых случаях и неврологические симптомы. Некоторые симптомы могут сохраняться и после того, как пациент перестает потреблять продукты из пшеницы.

На протяжении последних 60 лет целиакия встречается все чаще, сейчас общее число страдающих от нее людей составляет 1 % населения мира. Никто точно не знает, почему растет число случаев целиакии. Одна из гипотез считает причиной повышенное потребление продуктов, содержащих клейковину, другая — иммунное изменение, возможно, связанное с тем, что иммунная система ЖКТ на раннем этапе жизни взаимодействовала с чужими микроорганизмами. Третья гипотеза объясняет все изменениями в самой пшенице: тем, что она модифицирована и неправильно выращивается.

Следует проявлять осторожность и в том случае, если вы относитесь к маленькой группе людей с аллергией на пшеницу, при которой иммунная система производит антитела, называемые иммуноглобулинами Е. Они и вызывают аллергию на глютен и другие растительные белки пшеницы. Если у вас аллергия на пшеницу, вызывающая крапивницу, заложенность носа, боль в животе и отек слизистой рта и горла, затрудняющее глотание или даже дыхание, потребление в пищу пшеницы может быть опасно для жизни.

Облегчить симптомы в обоих случаях аллергии на пшеницу обычно помогает безглютеновая диета. Широкое распространение безглютеновых продуктов становится настоящим спасением, так как позволяет аллергикам жить без изнурительных симптомов.

А если у человека нет ни одного из перечисленных выше симптомов, надо ли ему беспокоиться о том, как воздействует на его мозг нативная клейковина, содержащаяся в продуктах? Несмотря на недавно распространившиеся утверждения, что клейковина вредна для любого человека, можно констатировать: в настоящее время нет научных доказательств, подтверждающих эту крайнюю точку зрения. Я пока не встречал французов и итальянцев, которые отказались бы от хрустящих багетов, свежеиспеченной чиабатты или пасты ради туманных преимуществ возможного освобождения от распространенных заболеваний, которые существовали задолго до всплеска интереса к нативной клейковине.

Линда Шмидт, женщина средних лет, была убеждена, что испытываемые ей симптомы связаны с чувствительностью к глютену. Линда могла съесть содержащие клейковину зерна, а затем несколько часов или даже дней страдать от симптомов, напоминающих синдром раздраженного кишечника: бульканья, видимого вздутия, боли и дискомфорта в животе, нерегулярного опорожнения кишечника, усталости и спутанности сознания и тумана в голове. Ее гастроэнтеролог, проведя комплексное обследование, исключил у нее глютен-чувствительную целиакию. Тем не менее, прочитав популярные статьи о чувствительности к глютену, Линда перешла на безглютеновую диету самостоятельно. По ее словам, результат был замечательным: симптомы со стороны ЖКТ смягчились, спутанность сознания прошла, впервые за долгое время она почувствовала себя лучше.

Я регулярно встречаю таких пациентов, как Линда. Им никто не ставил диагноз глютенчувствительной целиакии, но, как только такие пациенты переключаются на безглютеновую диету, они сообщают о значительном улучшении симптомов СРК (хотя продолжают приходить ко мне на прием с другими жалобами).

Вполне возможно, что популярные книги и внимание СМИ к чувствительности к глютену, а также обещание чудесного лекарства, излечивающего от беспокоящих желудочно-кишечных симптомов и сопутствующих ощущений усталости, потери энергии и хронической боли, побудили многих людей перейти на безглютеновую диету. Возможно, мы даже становимся свидетелями массовой истерии, которая разворачивается вокруг содержащих клейковину продуктов. Масла в огонь подливают маркетинговые кампании, которые проводят производители безглютеновых продуктов, ведь доходы в этой сфере уже исчисляются миллиардами долларов.

Но нельзя исключить и того, что типичная американская диета действительно влияет на взаимодействие между головным мозгом и ЖКТ, а у Линды Шмидт может оказаться третий тип расстройства, связанного с глютеном, — вторичная (приобретенная) чувствительность к глютену.Создается впечатление, что этот тип чувствительности встречается гораздо чаще, чем глютенчувствительная целиакия, хотя по-прежнему изучен мало. Научные данные об этом расстройстве в лучшем случае являются разрозненными. Немногочисленные исследования показали, что у людей с приобретенной чувствительностью к глютену не наблюдаются аномальные иммунные реакции и стенки их кишечника не истончены, чего можно было бы ожидать согласно концепции глютеновой суперчувствительности. Возможно, увеличение количества нативной клейковины проявляется благодаря микроорганизмам ЖКТ, производящим вредные для нашего самочувствия метаболиты? А может быть, главным виновником сбоев в работе организма нужно считать обработанные пищевые продукты с их многочисленными добавками, большинство из которых также содержит нативную клейковину?

Окончательные ответы на эти вопросы еще не получены, и ученым потребуется какое-то время, чтобы разобраться в вопросе. Однако те, кто уверен, что пищевой глютен — зло, не нуждаются в научных фактах, которые подтвердили бы, что известные расстройства действительно вызваны клейковиной. Избыток жиров и искусственные подсластители, пищевые эмульгаторы и другие факторы, связанные с диетой, могут изменять первоначальную настройку сенсоров в пищеварительном тракте, в том числе рецепторов на нервных окончаниях, энтероэндокринных клетках и клетках иммунной системы. Не забывайте, что пищеварительный тракт является нашим самым сложным сенсорным органом. Изменения настройки рецепторов могут исказить сигналы, которые пищеварительный тракт посылает энтеральной нервной системе и головному мозгу. Может быть, люди с чувствительным, как у Линды Шмидт, кишечником сейчас демонстрируют симптомы пищевой аллергии, которые у них в прошлом просто не могли возникнуть? Таких людей можно сравнить с канарейками, которых в клетках спускали в угольные шахты, чтобы те почувствовали приближение опасности и известили о ней задолго до того, как это станет ясно всем остальным.

Как американская диета может вызывать хронические заболевания мозга

Запор у Обри развивался постепенно, в течение двух лет, и к тому времени, когда он пришел в мою клинику, симптомы были настолько серьезными, что к 55 годам Обри ежедневно нуждался в слабительном: чтобы иметь регулярный стул, ему приходилось сильно стараться. Пока я изучал его историю болезни, Обри рассказал мне, что, если он не принимает никаких мер, стула у него может не быть в течение нескольких дней.

Расспрашивая Обри, я старался отыскать какие-то проявления, которые подсказали бы мне, что может быть причиной появления этих симптомов. Он не принимал лекарств, вызывающих запор в качестве побочного эффекта, как это бывает с пациентами, которым при высоком кровяном давлении прописывают блокаторы кальциевых каналов. И у него не было признаков ранних стадий депрессии, что также может спровоцировать запор. Я расспросил Обри о его пищевых привычках — в них не было ничего необычного. Всю жизнь он придерживался типичной американской диеты, его любимыми продуктами были стейки, хот-доги и гамбургеры. Я не мог понять, что вызывает у него симптомы, пока, случайно взглянув на его руки, не заметил легкую дрожь указательного и большого пальца правой руки.

Тремор подобного рода может быть ранним симптомом болезни Паркинсона, которой больны более 7 млн человек во всем мире, в том числе один миллион американцев. Классические симптомы этой болезни на зрелой стадии: характерное дрожание рук, медленные движения, жесткие или ригидные мышцы, нарушение осанки и ухудшение равновесия. Эти симптомы отражают вырождение, происходящее в нескольких областях головного мозга, в которых имеется дофамин, выступающий в качестве нейромедиатора и участвующий в координации движений. Однако задолго до появления этих классических неврологических симптомов у пациентов часто развиваются желудочно-кишечные симптомы. Эти симптомы, особенно запоры, наблюдаются у 80 % больных болезнью Паркинсона и могут появиться за несколько десятилетий до первых неврологических признаков.

Давно известно, что нервные клетки в пораженных областях головного мозга содержат так называемые тельца Леви — аномальные скопления белка, которые мешают работе нейронов. Быть может, когда в кишечнике появляются первые симптомы запора, там же начинает развиваться и болезнь Паркинсона, которая постепенно доходит до головного мозга? Не является ли это заболевание расстройством коммуникаций по оси головной мозг — ЖКТ? И не может ли одним из виновников быть кишечный микробиом? Если исходить из очень интересных, даже захватывающих новых научных данных, ответ на все эти вопросы может быть положительным.

Оказалось, что белок альфа-синуклеин, который образует тельца Леви, имеется не только в головном мозге пациентов, но и в нервных клетках их пищеварительного тракта. Фактически некоторые нейроны энтеральной нервной системы вырождаются в течение нескольких лет еще до появления других симптомов болезни Паркинсона, что негативно сказывается на сложном функционировании маленького мозга в ЖКТ. Они замедляют перистальтику и задерживают прохождение фекальных масс через толстую кишку. Высказывалось предположение, что причиной может быть некий нейротропный вирус. Попав в организм с пищей или водой, он в первую очередь инфицирует нервные клетки, которые затем будут прокладывать путь через слизистую оболочку кишечника, пока не доберутся до энтеральной нервной системы. Оттуда инфекция без помех может дойти до блуждающего нерва — информационной магистрали, по которой из ЖКТ в головной мозг передаются ощущения. От блуждающего нерва может заразиться стволовая часть головного мозга, и затем инфекция может распространиться на области мозга, контролирующие движение и настроение.

И хотя пока этот вирус не выявлен, в микробиоте ЖКТ обнаружены изменения, которые могут облегчить распространение инфекции или способствовать росту таких вирусов, как правило, обитающих в кишечнике. Как было продемонстрировано в недавнем исследовании Филипа Шеперьянса из Университета Хельсинки, кишечная микробиота пациентов с болезнью Паркинсона претерпевает серьезные изменения. Финские исследователи установили, что в ней меньше бактерий Prevotella, чем в микробиоте здоровых людей. Возможно, совсем неслучайно Prevotella процветают в ЖКТ людей, которые придерживаются растительной диеты, а у людей, которые едят больше мяса и молочных продуктов, их число снижается. Мы пока не знаем, влияют ли изменения состава кишечной микробиоты пациентов с болезнью Паркинсона на развитие этого заболевания или сами эти изменения являются следствием болезни. Влияние этих микроорганизмов может усиливаться только при наличии других факторов, например генетической предрасположенности или воздействия токсинов из окружающей среды. Если представить болезнь Паркинсона в виде головоломки-пазла, то надо признать, что многие его части пока отсутствуют. Однако уже получены аргументированные данные, позволяющие предположить, что болезнь Паркинсона относится к числу заболеваний, вызванных нарушением коммуникаций по оси головной мозг — ЖКТ. Так, например, вегетарианская диета, изменяющая микробиом, снижает риск развития болезни Паркинсона. К тому же мы знаем, что на более поздних этапах жизни снижается разнообразие кишечных микроорганизмов — наступает период, когда кишечный микробиом становится более податливым к возникновению патологических отклонений. Возможно, неслучайно, что болезнь Паркинсона чаще всего возникает после достижения человеком 60 лет.

Если эта гипотеза окажется верной, то диетические меры, принятые достаточно рано для успокоения иммунной системы пищеварительного тракта, могут помочь предотвратить развитие болезни Паркинсона у пациентов с высокой степенью риска или по крайней мере замедлить ее развитие. Отказ от типичного американского рациона поможет многим людям предотвратить начало болезни Паркинсона.

Второе открытие средиземноморской диеты

Два года назад я с удовольствием навестил своего друга Марко Кавальери и его прекрасную жену Антонеллу, виноделов, производящих натуральное или, как его еще называют, органическое вино в Фермо, небольшом итальянском городке на Адриатическом побережье. Это холмистая местность с частыми вкраплениями небольших участков ярко-желтых подсолнухов, виноградников, оливковых рощ и полей пшеницы, которые полого спускаются к синему морю. Группы различных растений и культур часто отделены друг от друга рядами деревьев, кустарников и полей с васильками, в результате перед глазами расстилается никем не планировавшийся шедевр, воплощающий в себе красоту, гармонию и единство. Привлекательный пейзаж этих мест во многом объясняется невероятным разнообразием растений, которые здесь выращивают. Мы с друзьями приехали в половине десятого вечера и рассчитывали разве что на легкий ужин. Однако хозяева встретили нас в ресторане недалеко от площади Пьяцца-дель-Пополо. Полностью в соответствии со своим названием, означающим место для народа, площадь была заполнена группами беседующих друг с другом горожан и детей, играющих в футбол. Нас пригласил войти владелец ресторана, друг семьи Кавальери, и тут же на столе по очереди стали появляться небольшие порции вкусной еды: лазанья из цельного зерна, которая должна разжечь аппетит, гусь, жареные сезонные овощи, цикорий, приготовленный на гриле осьминог, сыр пекорино и оливки. Все блюда были приготовлены на местном оливковом масле, некоторые его сорта были выжаты из оливок, растущих на древних деревьях, которые монахи-бенедиктинцы посадили 800 лет назад! Ни в одном из блюд, которые мы тогда ели, мы не заметили даже следов животного жира. За вечер мы выпили две бутылки виноградного вина, выращенного органически на виноградниках Марко.

Пока мы рассматривали прогуливавшихся по площади горожан, Марко объяснял нам, как люди в этом районе Италии выращивают, собирают и употребляют продукты и вино. Большинство продуктов были выращены, пойманы и произведены не далее 80 км от этих мест — начиная со свежей рыбы, пойманной в Адриатике, до многих сортов региональных сыров, оливок и свежих фруктов, мяса диких кабанов и оленей, на которых здесь охотятся осенью. Из географического ограничения производства продуктов логически следует сезонный характер местных блюд. Любовь к региональным продуктам распространялась и на вина — они все были местными. разные сорта винограда выращивают на почвах с различным химическим составом в областях, которые различаются по степени близости к морю и количеству солнечного света.

Фермо, несомненно, можно считать высокодуховным местом, и не только потому, что здесь родились четыре человека, ставшие папами римскими, статуи которых украшают каждую сторону площади. История здешнего сельского хозяйства началась в 890 г. н.э., когда сюда пришли монахи-бенедиктинцы и основали монастырь Фарфа. За 400 лет монахи сделали регион процветающим, в основном благодаря распространению правил правильного земледелия. Следуя своей концепции Ora et labora (Молись и работай), монахи обрабатывали землю, учились и записывали свои мысли. Многие из их рукописных томов до сих пор можно увидеть в старой библиотеке, примыкающей к площади.

В первой бутылке, к которой мы приступили с лазаньей, было сухое белое вино, изготовленное исключительно из винограда пекорино. Марко объяснил, что это название придумали пастухи, которые пасли в горах овец и делали сыр[14], которым мы наслаждались вместе с вином. Он объяснил нам смысл логотипа его винодельни, на котором изображен монах, нежно, почти ласково снимающий с куста гроздь винограда. Марко подчеркнул, что такая же страсть, внимание и уважение к природе и ее плодам сохраняется и в винодельческом предприятии семьи Кавальери, названном в честь монахов-бенедиктинцев Le Corti Dei Farfensi (Суды Фарфензи).

К тому времени, когда мы приступили ко второй бутылке — выдержанному красному вину, изготовленному из купажа сортов винограда монтепульчано и санджовезе, растущего в южной части области Марке, и завершили нашу образовательную трапезу порцией тирамису, я много узнал об уникальных древних методах, с помощью которых в этой части мира производятся еда и вино. А главное, я пришел к выводу, что под средиземноморской кухней следует понимать не только список основных компонентов пищи и количественные показатели связанных с ними продуктов растительного и животного происхождения. Полученный из первых рук опыт пребывания в этой среде помог нам узнать, что впечатляющим преимуществам средиземноморской диеты для здоровья в значительной степени способствует тесная взаимная связь исторических, духовных, экологических и биологических факторов.

Нам было приятно удалиться на время из мира сменяющихся друг друга модных диет в местечко, по поводу которого у экспертов по питанию царит полный консенсус: средиземноморская и тесно связанные с ней другие диеты очень полезны. Традиционные диеты развивались в Средиземноморье на протяжении более двух тысяч лет, начиная с тех времен, когда в этих местах жили древние греки и римляне. Позже свой вклад в эти диеты внесли жители африканских и арабских стран, граничащих со Средиземным морем. такие влияния привели к удивительно большому разнообразию фруктов и овощей, которые выращиваются, обрабатываются и используются в региональных кухнях стран, имеющих выход к этому морю. Типичная средиземноморская диета состоит по крайней мере из пяти видов овощей, одного-двух видов бобовых и фасоли, трех видов фруктов, трех-пяти видов зерновых, пяти видов растительных жиров (оливковое масло, авокадо, орехи и семена), морепродуктов два-три раза в неделю и красного мяса не более одного раза в неделю. Польза средиземноморской диеты для здоровья впервые систематически изучалась в 1950–1960-х гг. в ходе исследования под названием «Семь стран». Это был научно-исследовательский проект, выполнявшийся под руководством Ансела Кейса из клиники Майо (Mayo Clinic). В качестве испытуемых в нем участвовали жители городка Монтеджорджо, расположенного в том же регионе Марке, где Марко выращивает свой органический виноград и оливки. Хотя особенности диеты меняются в зависимости от страны и региона, со времени этого исследования в пищевых привычках людей произошли значительные изменения. В целом для средиземноморской диеты характерны мононенасыщенные жирные кислоты (в основном из оливкового масла), а также ежедневное потребление фруктов, овощей, хлопьев из цельного зерна, обезжиренных молочных продуктов, умеренного количества красного вина; еженедельное потребление рыбы, птицы, орехов и бобовых растений; незначительное и нечастое потребление красного мяса. В среднем содержание жиров в средиземноморской диете может варьировать от 20 % на Сицилии до 35 % в Греции, но по большей части это растительные жиры, в частности из оливкового масла. Во множестве медицинских исследований документально подтверждается полезный для здоровья эффект средиземноморской диеты: об этом можно судить по низким показателям смертности от метаболического синдрома, сердечно-сосудистых заболеваний, рака, нарушения когнитивных функций и депрессии. Польза средиземноморской диеты для здоровья была в очередной раз подтверждена в недавнем масштабном исследовании, обобщившем всю опубликованную литературу по этой теме и охватившем полмиллиона задокументированных случаев.

Польза средиземноморской диеты для успешной работы головного мозга доказывается не только результатами масштабных эпидемиологических исследований. Недавнее обследование почти 700 пожилых американцев основывалось на томографии головного мозга для выявления возможных корреляций между состоянием мозга и средиземноморской диетой. Обследование показало более крупные объемы многих областей мозга у испытуемых, которые строго придерживаются средиземноморской диеты, по сравнению с теми, кто менее требователен к своему питанию. Следует отметить, что основным фактором, объясняющим эти различия, было меньшее потребление мяса и большее потребление рыбы. В другом исследовании ученые проанализировали привычки питания 146 пожилых людей, а спустя девять лет изучили состояние их головного мозга. У 26 % участников, которые не строго следовали средиземноморской диете, оценка состояния мозга была низкой, у 47 % — средней и у 27 % участников, строже других следовавших этой диете, — высокой. Исследователи обнаружили тесную зависимость между следованием средиземноморской диете и данными визуализации мозга, которые показывали сохранность нервной ткани в пучках, соединяющих разные участки мозга.

Очевидные плюсы средиземноморской диеты для здоровья объясняют действием нескольких механизмов. Помимо высоких уровней защитных антиоксидантов и полифенолов, которые содержатся в оливковом масле и красном вине и благотворно воздействуют на состояние клеток, чаще всего упоминают противовоспалительный эффект средиземноморской диеты на организм в целом. Полифенолы — сложные соединения на растительной основе, которые содержатся в различных продуктах и напитках. Кроме красного винограда и оливок богатыми источниками полифенолов являются многие фрукты и овощи, а также кофе, чай, шоколад и некоторые орехи.

В один из октябрьских дней я вместе с Марко отправился в горы, чтобы посмотреть, как убирают урожай оливок. Когда на деревьях созревает около 30 % плодов, приходится напряженно работать, чтобы собрать оливки и через несколько часов после сбора урожая отправить их под пресс. В тот день работники собрали оливки примерно с 1800 деревьев, которые растут в окрестностях Фермо, причем возраст большинства из них составляет от 500 до 800 лет! Впечатляет не только возраст этих деревьев, но и их размер. Чтобы обхватить искривленный ствол такого дерева, два человека должны взяться за руки. Их корни во всех направлениях уходят на 30 м, всасывая питательные вещества с большой площади плодородной почвы, которая кишит микроорганизмами, производящими эти питательные вещества. Учет возраста деревьев, сбор преимущественно зеленых оливок, быстрая переработка плодов по технологии холодного отжима — при сборе урожая все нацелено на максимальное сохранение содержащихся в оливках полифенолов.

По результатам анализа свежевыжатого оливкового масла, который Марко проводит каждый год, видно, что содержание полифенолов в масле, изготовленном из плодов древних оливковых деревьев, в несколько раз выше, чем в плодах более молодых деревьев, которые дают большую часть коммерчески доступного масла. Я поинтересовался, как связан возраст дерева с содержанием полифенолов в плодах. Может быть, деревья производят собственный коктейль долголетия, состоящий из химических соединений, которые делают их здоровыми, плодоносными и устойчивыми к болезням и погодным колебаниям? Есть ли связь между обилием здоровых и активных людей старше 90 лет, которых мы видели прогуливающимися в этих местах (что подтверждает и ряд обследований), возрастом и здоровьем этих замечательных деревьев и регулярным потреблением оливкового масла?

В средиземноморской диете доля растительных продуктов по сравнению с продуктами животного происхождения так же высока, как в доисторических рационах яномамо и в некоторых нишевых диетах (например, в вегетарианстве, допускающем употребление рыбы и морепродуктов). Помимо высокого содержания сложных углеводов средиземноморская диета богата полифенолами, которые благотворно воздействуют на кишечную микробиоту. Полифенолы поступают в организм не только с оливковым маслом. Эти укрепляющие здоровье сложные соединения также содержатся в орехах, ягодах и красном вине, которые являются важными элементами средиземноморской диеты. Недавнее исследование показало, что потребление красного вина может благоприятно влиять на состав кишечной микробиоты.

Несмотря на все доказательства преимуществ средиземноморской диеты, следует проявлять осторожность и не забывать те аспекты, которые не так легко пока измерить научными средствами. Нельзя эмпирически оценить чувство социальной общности, возникающее во время совместной трапезы, взаимоотношения и мировоззрение тех, кто получает удовольствие от чудесной еды. Но, если посещение Фермо можно считать своего рода исследованием, мы готовы утверждать, что все эти факторы также вносят вклад в здоровье почитателей средиземноморской диеты.

Глава 10

Простой путь к оздоровлению и оптимальному здоровью

Интенсивный обмен информацией между мозгом, пищеварительным трактом и его микробиомом продолжается непрерывно — с момента рождения и до самой смерти человека, 24 часа в сутки независимо от того, спим мы или бодрствуем. Эта коммуникация не только координирует основные пищеварительные функции, но и влияет на наш жизненный опыт, на то, как мы себя чувствуем, принимаем решения, общаемся с окружающими, наконец, на то, сколько пищи мы съедаем. И если внимательно прислушиваться к этому скрытому диалогу, он поможет нам сохранить здоровье.

Мы живем в беспрецедентные времена. Еда и питье во многом стали другими. На человека сегодня воздействует гораздо больше химических веществ и лекарств, чем в прошлом. Мы начинаем понимать, как эти изменения наряду с хроническим, растягивающимся на всю жизнь стрессом могут повлиять не только на кишечные микроорганизмы, но и на их сложный диалог с ЖКТ и мозгом. Это взаимодействие играет важную, уже хорошо известную роль в возникновении общих синдромов заболеваний желудочно-кишечного тракта, в частности СРК, и в возникновении некоторых форм ожирения. Мы начинаем понимать, как нарушение баланса микроорганизмов в пищеварительной системе может влиять на наш мозг. Недавние исследования подтверждают, что сбой взаимодействия между головным мозгом, ЖКТ и микробиомом ведет к развитию таких нарушений в работе мозга, как депрессия, тревога, аутизм, болезнь Паркинсона и даже болезнь Альцгеймера. Но даже те из нас, кто не страдает от этих заболеваний, могут улучшить свое здоровье, если узнают больше о содержании этого жизненно важного разговора органов человеческого тела.

Что такое оптимальное здоровье?

Пару лет назад мой давний друг Мелвин Шапиро с женой и двумя другими парами из Сан-Хуана (Пуэрто-Рико) отправились в путешествие. Они решили отдохнуть на отдаленном острове в Карибском море. Мел и его друзья уже не раз совершали подобные путешествия, однако на этот раз случилась трагедия. Небольшой винтовой самолет, на котором они отправились в полет, по ошибке был заправлен топливом для реактивных двигателей и вскоре после взлета разбился. Мел и его попутчики чудом остались живы, некоторые получили серьезные травмы, требующие госпитализации. У самого Мела были раздроблены несколько ребер и сломан позвонок, в нижней части ноги была глубокая рана. В местном травматическом центре ему сделали небольшую операцию, и через несколько часов после аварии он был доставлен в Лос-Анджелес для лечения. А теперь — самая замечательная часть этой истории: несмотря на серьезные повреждения и эмоциональные травмы, очень скоро Мел начал ходить на костылях и уже через три недели после аварии работал в своем кабинете и готовился к важной для него медицинской конференции, которая должна была состояться через месяц.

В США оптимальным здоровьем, то есть состоянием, которое можно определить как полное физическое, психическое, эмоциональное, духовное и социальное благополучие, считается максимальная жизнеспособность, оптимальные личные показатели и высокая производительность, чем могут похвастаться совсем немногие. У обладателя оптимального здоровья нет беспокоящих его физических симптомов, он считает себя счастливым, излучает оптимизм, у него много друзей, и он любит свою работу. Именно таков мой друг Мел. Время от времени нам доводится читать о таких уникальных личностях. Вот, например, Фауджа Сингх по прозвищу Торнадо в тюрбане, который занялся бегом в 89 лет, а в 101 год пробежал дистанцию Лондонского марафона. «Жизнь без юмора — напрасная трата времени, жить нужно счастливо и смеясь», — говорит Сингх.

Несколько моих коллег, которым уже далеко за 70 и даже за 80 лет, по-прежнему остаются активными, здоровыми и деятельными людьми. Они проводят исследования, обучают студентов, принимают пациентов, руководят международными исследованиями, а также путешествуют по всему миру и выступают с докладами на научных конференциях. Если попробовать выделить объединяющие их свойства, это любопытство и эмоциональное отношение ко всему происходящему, позитивный взгляд на жизнь и нежелание отвлекаться на негативно настроенных людей или мешающие им события. Складывается впечатление, что решения они принимают безотчетно, всегда исходя из положительного предубеждения (positive bias) и не сомневаясь в результате, — такие люди считают, что с ними, несмотря ни на что, все будет в порядке. Нередко они говорят о своей способности справляться с проблемами со здоровьем вроде тех, что были у моего друга после авиакатастрофы, или с такими личными утратами, как смерть супруга. У таких людей, по-видимому, высока способность восстанавливать душевные силы, возвращаться в устоявшееся здоровое состояние, непредвиденные события лишь на время выводят их из равновесия.

Считается, что среди американцев доля абсолютно здоровых людей не превышает 5 %. Оптимальное здоровье является популярной темой в СМИ, но врачей не учат тому, как помогать пациентам достичь такого состояния. Значительная часть системы здравоохранения США (ей больше бы подошло название «система сохранения болезней»), следуя заведенной традиции, в основном занимается лечением симптомов хронических заболеваний, сосредотачивая усилия прежде всего на дорогих видах электронной диагностики и столь же дорогостоящих и длительных фармакологических методах лечения. То же самое верно и в отношении финансируемых из федерального бюджета биомедицинских исследований. Они сосредоточены почти исключительно на разгадке механизмов болезни, а не на выявлении биологических и экологических факторов, которые способствуют достижению состояния оптимального здоровья.

Гораздо чаще, чем абсолютно здоровые люди, встречаются такие личности, как Сэнди. Эта успешная женщина средних лет работает и живет в Лос-Анджелесе. Сэнди разведена и изо всех сил старается выполнять свои непростые профессиональные обязанности и быть хорошей матерью для двух дочерей-подростков. Сколько она себя помнит, у нее всегда был чувствительный желудок, но, как и большинство людей с повышенной чувствительностью, Сэнди считала себя здоровой и никогда не жаловалась врачу на какие-то симптомы. Однако в какой-то момент она заметила, что стала быстрее уставать и энергии у нее теперь не так много, как раньше. Теперь она просыпалась по утрам, чувствуя себя усталой, и за год прибавила шесть килограммов. Несколько раз в месяц Сэнди приходится летать по делам бизнеса на Восточное побережье, часто ночными рейсами. Она заметила, что теперь ей требуется больше времени, чтобы прийти в себя после такого перелета.

До недавнего времени Сэнди не слишком задумывалась о своей пищеварительной системе, если не считать тех случаев, когда на глаза попадалась реклама пробиотических йогуртов, расхваливавшая их пользу для желудка, или ток-шоу, где обсуждали опасность употребления глютена. Сэнди прочитала статью о пользе безглютеновой диеты для людей с широким спектром симптомов, в том числе похожих на ее собственные, и так заинтересовалась вопросом, что записалась ко мне на прием. Она хотела получить рекомендации о том, как оптимизировать микробиом кишечника с помощью простых и конкретных диетических рекомендаций.

Сэнди — представительница большой и продолжающей расти категории людей, живущих в состоянии субоптимального здоровья, которое с таким же успехом можно было бы назвать предболезненным состоянием. Никакого официального медицинского диагноза этим людей никто не ставил. Их анализы крови не выявили никаких биохимических отклонений, которые свидетельствовали бы о ранней стадии болезни. Но они обычно живут в условиях хронического напряжения и беспокойства, им требуется больше времени, чтобы после стрессовой ситуации вернуться в обычное расслабленное состояние. С большой степенью вероятности они имеют избыточный вес или даже страдают ожирением, у них часто отмечается повышенное давление, они испытывают слабый хронический пищеварительный дискомфорт (от изжоги до вздутия живота и нерегулярного стула), им не хватает времени и энергии для полноценной социальной жизни. Часто такие люди плохо спят, чувствуют нехватку сил, испытывают усталость, у них периодически что-то болит, в том числе поясница, а главное — голова. Они могут считать все эти симптомы ценой, которую приходится платить за возможность обеспечивать хорошую жизнь своей семье или динамичный подъем по карьерной лестнице. Даже если такие люди не соответствуют диагностическим критериям, которые врачи используют для постановки конкретных медицинских диагнозов (СРК, фибромиалгия, синдром хронической усталости или слабая форма артериальной гипертензии), исследования могут выявить несколько характерных отклонений от нормального состояния, в том числе маркеры системного воспаления в организме.

Такие предболезненные состояния можно рассматривать как последствия происходящего в течение жизни изнашивания организма (так называемой аллостатической нагрузки[15]), которое со временем возрастает, когда человек испытывает неоднократные воздействия слабых стрессоров или находится в состоянии хронического стресса. В таком стрессовом мире сейчас живут многие из нас, но у одних людей это изнашивание проявляется сильнее, чем у других. Повторяющаяся или длительная активизация нейронных цепей головного мозга, которые задействуются при стрессе, наносит ущерб сердечно-сосудистой системе и негативно сказывается на обмене веществ и здоровье мозга. Аллостатические нагрузки серьезно влияют на взаимодействие между головным мозгом, кишечником и микробиомом, что объясняется, по-видимому, тем, что реакции кишечника влияют на поведение кишечных микроорганизмов. С ростом аллостатической нагрузки кишечная микробиота и ее связь с головным мозгом играют все более заметную роль, способствуя распространению системного воспаления. При этом в крови повышаются уровни маркеров воспаления, в том числе липополисахарида, адипокинов (сигнальных молекул, которые производят жировые клетки), а также вещества под называнием С-реактивный белок.

Как мы теперь знаем, диета может воздействовать на микробиоту кишечника и вызывать похожие воспалительные состояния — это называется метаболической токсемией. Имеются веские основания полагать, что за несколько десятилетий метаболической токсемии в головном мозге здорового во всех других отношениях человека происходят глубокие структурные и функциональные изменения.

Есть еще более тревожный факт: кишечные реакции, возникающие в результате хронического стресса и диеты с высоким содержанием жиров, могут в конце концов привести к обострению воспалительного состояния. Это происходит из-за повышения проницаемости стенок кишечника, в результате которого кишечная микробиота с большей вероятностью может активировать иммунную систему кишечника. Высокий уровень стресса также побуждает людей прибегать к еде, дающей чувство комфорта, что в свою очередь может привести центры головного мозга, имеющие отношение к стрессу, в состояние, которое воспринимается как новая норма. Это еще больше усиливает воспалительные процессы в ЖКТ, то есть возникает порочный круг.

Когда кормление микроорганизмов ЖКТ пищей с высоким содержанием животных жиров сочетается с износом головного мозга, вызванным хроническим стрессом, возникают идеальные условия для того, чтобы в какой-то момент, связанный, вероятно, с действием пока неизвестных факторов организм очень быстро перешел из предболезненного состояния к болезни — метаболическому синдрому, сердечно-сосудистым заболеваниям, раку или дегенеративным заболеваниям головного мозга.

Мог ли я дать Сэнди обоснованный медицинский совет и ответить на вопрос, как ей развить у себя здоровую кишечную микробиоту? И мог ли я дать ей рекомендации, как перестать фокусироваться на предболезненном состоянии и поставить перед собой другую цель — добиться оптимального здоровья? Да, мог. Я убежден, что каждый человек может продвигаться к достижению оптимального здоровья, если сосредоточит усилия на создании и поддержании сбалансированного взаимодействия между головным мозгом, ЖКТ и микробиомом. Как этого можно достичь? Ответ: повышая устойчивость организма.

Когда кишечный микробиом может считаться здоровым?

Чтобы сохранить здоровье кишечного микробиома, нужно прежде всего знать, что он собой представляет.

Поскольку кишечный микробиом является экосистемой, на него полезно взглянуть глазами эколога. Представьте, что тело — это ландшафт, а различные части тела — отдельные зоны, где обеспечивается своя среда обитания для микроорганизмов. Эти зоны бывают разными: от влагалища, где обитает всего несколько видов микроорганизмов, до рта с огромным множеством разнообразных микроорганизмов. Даже внутри пищеварительной системы существуют различные зоны: желудок и тонкая кишка относятся к местам с небольшим разнообразием микроорганизмов, а в толстой кишке живет больше разнообразных микроорганизмов, чем в любом другом месте организма.

Когда я попросил эколога и моего коллегу по университету Даниэля Блумштейна описать здоровое экологическое состояние, он напомнил мне, что в естественной среде обитания устойчивых здоровых состояний может быть несколько. Другими словами, все экосистемы характеризует несколько устойчивых состояний. А в случае микробной экосистемы человека одни устойчивые состояния связаны со здоровьем, другие — с болезнью.

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.

Разнообразие. 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.

У человека с незначительным разнообразием и относительно нестабильными сообществами микроорганизмов ЖКТ, то есть с высоким риском заболеваний, признаки болезни могут никогда не проявиться. Однако, когда такой микробиом нарушается, вероятность болезни серьезно возрастает. Выходит все больше научных работ, авторы которых утверждают, что такие болезни, как ожирение, воспалительные заболевания кишечника и другие аутоиммунные расстройства, связаны с уменьшением разнообразия микробиоты пищеварительного тракта — часто в результате повторяющегося воздействия антибиотиков. В будущем в этот список могут быть включены и другие заболевания.

К сожалению, взрослому человеку проще понизить разнообразие кишечных микроорганизмов (например, принимая антибиотики), чем повысить его сверх того уровня, который установился в течение первых трех лет жизни (и тем самым повысить устойчивость к болезням и укрепить здоровье). Как показывают исследования, сколько бы таблеток с пробиотиками вы ни приняли, сколько бы ни съели кислой капусты и какой бы полезной диете ни следовали, состав микробиома и уровень его разнообразия будут оставаться относительно стабильными.

Однако даже в этом случае нет причин сдаваться и плыть по течению. Мы знаем, что вмешательство пробиотиков может способствовать здоровью пищеварительного тракта: это происходит за счет изменения метаболитов, которые производит микробиота. Подобное влияние пробиотиков на здоровье микроорганизмов ЖКТ может быть более сильным, особенно в первые несколько лет жизни, когда микробиом еще развивается, а также после значительного снижения разнообразия микроорганизмов в результате приема антибиотиков широкого спектра действия или во время хронического стресса.

Каким же образом разнообразие микробиоты пищеварительного тракта защищает нас от болезней? Дело в том, что разнообразие тесно связано с двумя важнейшими свойствами здоровых экосистем — стабильностью и устойчивостью.

Стабильность и устойчивость. У каждого человека свой индивидуальный набор микроорганизмов. Комбинация их видов остается неизменной в течение длительного времени. Эта стабильность имеет решающее значение для здоровья и ощущения психосоматического благополучия. Она гарантирует, что после воздействия возмущающего стрессорного фактора микроорганизмы пищеварительного тракта могут быстро вернуться в состояние равновесия. Благодаря этому микробиом является устойчивым.

И наоборот, у некоторых людей микробиота ЖКТ очень чувствительна к возмущениям. Гастроэнтерит миссис Стоун во время отпуска в Мексике, очевидно, объяснялся тем, что ее кишечный микробиом менее устойчив и стабилен, чем у людей, которые отдыхали в одно с нею время. Изменился ли ландшафт ее микробиома в результате хронического стресса, в котором она оказалась во время отпуска? Или пейзаж микроорганизмов становился все менее стабильным с первых лет ее жизни, когда ряд неблагоприятных событий изменил его навсегда?

Формирующаяся сейчас экологическая точка зрения на здоровье микробиоты ЖКТ принципиально отличается от взглядов, которые распространяют индустрия пищевых добавок и средства массовой информации. Их представители заявляют, что здоровый микробиом состоит из определенных популяций конкретных видов микроорганизмов. На самом деле общие у людей лишь 10 % видов микроорганизмов пищеварительного тракта. У вас с вашим другом могут быть здоровые микробиомы, но сообщества микроорганизмов, из которых они состоят, — совершенно разными. Еще раз: у микробиоты кишечника есть несколько устойчивых состояний здоровья.

Это означает, что ни один экспресс-анализ видов бактерий пищеварительного тракта, например определение соотношения Pervotella и Bacteroides или Firmicutes и Bacteroidetes, не может служить показателем ни успешного взаимодействия ЖКТ и мозга, ни состояния здоровья. Это также означает, что нет единой, подходящей для всех рекомендации относительно того, какие пробиотики следует принимать и какая диета приведет к улучшениям в каждом конкретном случае.

В то же время весьма разные микробиоты ЖКТ могут создавать очень схожие паттерны метаболитов. Вероятно, в будущем оценивать здоровье кишечного микробиома можно будет, не просто выявляя те или иные популяции микроорганизмов, а анализируя, какие гены проявляются и какие метаболические пути активны.

Не следует ожидать, что любое простое вмешательство само по себе, например определенная диета, позволит оптимизировать состояние микробиома ЖКТ. Нужно учитывать все остальные факторы, которые влияют на функционирование кишечных микроорганизмов: например, на нездоровые реакции ЖКТ, вызванные стрессом, гневом и беспокойством. То же самое верно и в том случае, если вы каждый день будете есть обогащенный пробиотиками йогурт, продолжая при этом употреблять пищу с высоким содержанием животного жира, или ненадолго включите в рацион квашеную капусту, или исключите сложные углеводы или глютен. Ни одна из этих мер сама по себе не улучшает давно нарушаемый диалог между пищеварительным трактом и головным мозгом. Каждый переход на безглютеновую диету, если у вас нет доказательств наличия глютенчувствительной целиакии, — это очередной успех индустрии безглютеновых продуктов, но в большинстве случаев такая диета не приведет к длительному положительному воздействию на самочувствие и здоровье. Сегодня ученые говорят, что изменения одной только диеты недостаточно. Человек также должен изменить и образ жизни.

Когда начинать заботиться об оптимальном здоровье?

Выделяют три периода, когда ось мозг — ЖКТ — микробиом наиболее уязвима для вредных воздействий: это период от беременности до младенчества (перинатальный), зрелый возраст и старость. Наиболее важными для долговременного здоровья и благополучия человека ученые считают первые несколько лет его жизни, включая развитие в утробе матери.

В раннем возрасте — начинаясь еще до появления на свет и в целом завершаясь к 18 годам — формируется взаимодействие между головным мозгом, ЖКТ и микробиомом. В это время окружающий мир воздействует на нас разными способами — психосоциальными влияниями, посредством диеты и химических веществ в пище (в том числе антибиотиков, пищевых добавок, искусственных подсластителей и т.д.). Особенно важен для формирования состава микробиома период с рождения и до трех лет. В эти годы микробиом и нервные цепи мозга еще продолжают развиваться, а результаты происходящих с ними изменений сохраняются обычно на всю жизнь. Кроме того, ощущения в ЖКТ и связанные с ними эмоции поступают в базу данных в головном мозге, формируя на всю жизнь наши фоновые эмоции, темперамент и способность принимать благоприятные для нас, порой спасительные интуитивные решения.

На протяжении всей взрослой жизни два важных фактора — то, что мы едим, и то, как мы себя чувствуем — влияют на химические сообщения, которыми кишечные микроорганизмы обмениваются в пищеварительном тракте с иммунными и гормон- и серотонинсодержащими клетками, сенсорными нервными окончаниями, и многими другими участниками этой коммуникации. Это «закрытое совещание» обитателей и составных частей ЖКТ посылает сигналы обратно в головной мозг, влияя на наше желание есть, чувствительность к стрессорным факторам, общее самочувствие и на принятие решений, которые продиктованы нам внутренними ощущениями. Одновременно на сложный диалог в ЖКТ влияют эмоции и связанные с ними пищеварительные реакции, и их влияние отражается на том, какой тип сообщений отправляет ЖКТ в мозг.

Последствия нарушений взаимодействия между мозгом, ЖКТ и микробиомом могут не проявляться довольно долго, до тех пор, пока не начнет уменьшаться разнообразие и падать сопротивляемость кишечной микробиоты, отчего повышается вероятность развития дегенеративных заболеваний мозга — болезни Альцгеймера и болезни Паркинсона. Для предотвращения этих разрушительных заболеваний мы должны обращать внимание на взаимодействие между мозгом, пищеварительным трактом и микробиомом и делать это задолго до того, как повреждение головного мозга проявится в виде серьезных симптомов.

Воздействие на кишечный микробиом для улучшения здоровья

По мере того как ученые все глубже погружаются в детали сложных химических взаимодействий между микробиомом, пищеварительным трактом и нервной системой, мы получаем ценную информацию о том, как применять эти знания для укрепления здоровья людей.

Однако, прежде чем давать соответствующие рекомендации, нужно получить ответы на ряд важных вопросов. Вот как их сформулировал Дэвид Релман, микробиолог из Стэнфордского университета. Какие важные процессы и факторы определяют микробиом после рождения человека? Влияет ли совокупность кишечных микроорганизмов, имеющихся у человека в детском возрасте, на сохранение здоровья и риск заболевания во взрослом возрасте? Что обеспечивает стабильность и устойчивость микробиома? Как сделать состав микробиома более стабильным и устойчивым и как его восстановить, если он нарушен? Для ответа на эти вопросы необходимо провести тщательно продуманные клинические исследования и определить многочисленные взаимодействующие факторы, способные вызывать заболевание, в том числе и микробиом.

В перспективе, научившись оценивать микробный пейзаж ЖКТ каждого человека и сигнальные молекулы, образующиеся в этой системе, мы сможем определять его чувствительность к антибиотикам, стрессу и другим дестабилизирующим факторам. А это значит, что мы сможем назначать персонализированные методы лечения, предотвращая развитие болезни или восстанавливая микробиом до здорового состояния за счет изменения образа жизни, диеты или медикаментов, которые будут доступны в будущем. Недавнее исследование показало, что при помощи диетических рекомендаций, учитывающих такие индивидуальные характеристики, как состав микробиома, можно точно контролировать уровень сахара в крови после еды.

Мы также сумеем обнаруживать в микробиоме ранние признаки будущих заболеваний. одним из самых эффективных методов обследования может стать анализ кишечных микроорганизмов в образце стула. Он может выявлять заболевания или восприимчивость к ним, в том числе к таким нарушениям взаимодействия оси мозг — ЖКТ, как расстройства аутистического спектра, болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера и депрессии.

В связи с этим, возможно, появятся новые методы лечения. Сейчас микробиологи и руководители некоторых стартапов активно изучают кишечный микробиом человека, надеясь отыскать новые методы лечения с использованием компьютерных технологий. Они уже обнаружили в составе микробиоты человека множество кандидатов на роль новых лекарств. Они также надеются запатентовать созданные методами генной инженерии пробиотические микроорганизмы, способные лечить тревожные расстройства, депрессии, нарушения взаимодействия мозга и ЖКТ, СРК и хронический запор, изменяя для этого архитектуру кишечного микробиома пациента. Однако исследователи могут столкнуться со значительно большими трудностями, чем ожидают. Микробиота состоит из множества взаимодействующих видов микроорганизмов, поэтому трудно контролировать ее состав, добавлять дополнительные компоненты или целенаправленно воздействовать на отдельные виды микроорганизмов, не влияя при этом на общий экологический баланс. В далекой перспективе для манипулирования микробиотой и даже для точечного воздействия на отдельные микроорганизмы в рамках сложной экосистемы, возможно, появятся дорогостоящие методы лечения с использованием нанотехнологий, и пробиотики, созданные методами генной инженерии. Однако в обозримом будущем такие виды лечения останутся практически недоступными.

Но не все так безнадежно: уже сейчас есть подходы, которыми любой желающий может воспользоваться прямо сегодня, не тратя на них много денег. В недавней статье в журнале ScienceДжонас Шлютер и Кевин Фостер из Оксфордского университета предложили ученым выступить в качестве «инженеров экосистем» и управлять системными свойствами сообществ микроорганизмов на пользу людям. Для этого нужно прийти к общим представлениям об устройстве системы и скептически относиться к обещаниям улучшить здоровье на основе упрощенных решений.

Как этого добиться?

Займитесь органическим выращиванием кишечного микробиома. Воспринимайте микробиом как своего рода ферму, а составляющие его микроорганизмы — как сельскохозяйственных животных, которых вам нужно разводить. Чем вы будете их кормить, чтобы обеспечить разнообразие, стабильность и здоровье поголовья и оптимизировать производство полезных сигнальных молекул, которые влияют на головной мозг? Включать ли в рацион микроорганизмов продукты, которые, как вы знаете, содержат потенциально опасные химические вещества или вредные добавки? Между прочим, ответ на этот вопрос — первый шаг к тому, чтобы начать контролировать все, что вы сами едите. Человеку, осведомленному о последствиях потребления фастфуда, есть о чем поразмыслить, когда он отправляется за продуктами на рынок или выбирает десерт в ресторане.

Сократите количество животных жиров в рационе. Любой животный жир, входящий в типичную американскую диету, вреден для здоровья — независимо от того, присутствует он в продуктах явно или скрыт многочисленными обработками. Потребление животного жира серьезно увеличивает объем талии. К тому же последние исследования показали, что потребление обработанного мяса, в котором содержание жира особенно велико, повышает риск развития нескольких типов злокачественных опухолей, в том числе рака молочной железы, толстой кишки и простаты. Чрезмерное потребление животных жиров вредно и для мозга. Мы получаем все больше доказательств того, что вызываемые жиром изменения сигналов микроорганизмов, которые силами иммунной системы пищеварительного тракта направляются в головной мозг, могут влиять на функции и структуру нервной системы. Эволюционное развитие не подготовило нашу пищеварительную систему к тому, что ей придется реагировать на ежедневную лавину жира и сахара. Диета с высоким содержанием жиров замыкает порочный круг в пищевом поведении, она вредна для здоровья тела и мозга.

Стремитесь к разнообразию микробиома ЖКТ. Максимально разнообразный состав микробиома повысит устойчивость вашего организма к хроническим заболеваниям головного мозга. Если вы хотите этого достичь, следуйте давним советам диетологов и кардиологов: ешьте меньше животных белков (которые к тому же должны поступать преимущественно из нежирной рыбы и мяса птицы), больше продуктов, содержащих пребиотики (растительные волокна), и помимо этого включите в рацион продукты, которые, как мы знаем теперь, увеличивают разнообразие кишечных микроорганизмов.

Коренным жителям тропических лесов Амазонии известны сотни пищевых съедобных и лекарственных растений, к тому же они едят много разных продуктов животного происхождения — диких зверей. За сотни тысяч лет сенсорные механизмы их пищеварительной системы эволюционировали и стали распознавать и кодировать большое число питательных и лечебных химических сигналов, подаваемых растениями. Огромное число сенсоров в ЖКТ реагируют на разнообразие трав и фитохимических веществ — от болгарского перца до васаби, от сладкого вкуса до горького. Химические сигналы от трав и продуктов передаются в головной мозг и энтеральную нервную систему, энергично влияя на пищеварение и, следовательно, на то, как мы себя чувствуем. Природа не стала бы на протяжении миллионов лет эволюции создавать эти механизмы, если бы они не приносили пользу здоровью.

Учитесь слушать и понимать ваш желудок и кишечник. Следует помнить, что пищеварительный тракт человека в результате эволюции стал сложной системой, способной справляться с огромным разнообразием естественным образом выросших овощей и фруктов и с меньшим количеством белков животного происхождения. Также он изо всех сил пытается справиться с жирами, сахаром и многочисленными добавками, которые производители привносят в обработанные продукты. Если вам еще не поставлен диагноз такого потенциально серьезного расстройства здоровья, как специфическая пищевая аллергия (например, на морепродукты или арахис) или глютенчувствительная целиакия, старайтесь избегать экстремальных диет, которые ограничивают естественное разнообразие продуктов. Создайте на основе базовых правил собственную, персональную диету с разнообразными продуктами в основном растительного происхождения.

Избегайте готовых продуктов и полуфабрикатов, покупайте органическую еду. Следуйте совету, который дает в своей книге «правила еды» (Food Rules) Майкл Поллан: покупайте только ту еду, которая выглядит как еда. Если продукты на нее не похожи, в них, скорее всего, имеются добавки, которые могут принести вред мозгу. Искусственные подсластители, эмульгаторы, кукурузный сироп с фруктозой и нативная клейковина — это лишь некоторые из них. Обращайте внимание на скрытые опасности, которые таят продукты в супермаркетах. Внимательно читайте этикетки, чтобы выяснить, какие компоненты и добавки имеются в продукте; старайтесь выяснить, откуда он. Часто вы будете удивлены, узнав, что рыба или птица прибыла из страны, где не установлены стандарты выращивания животных и того, чем их кормят. Удивит вас и то, сколько калорий содержится в пакете так называемых чипсов с низким содержанием жира.

Сегодня производители продуктов никак не принимают во внимание сложность мира микроорганизмов и важность естественного разнообразия, выбирая коммерческие варианты, позволяющие добиваться максимальной производительности и рентабельности. При промышленном выращивании крупного рогатого скота, птицы, рыбы и морепродуктов экологические принципы в основном игнорируются. Из-за этого возникают зоны опустошенных экологических ландшафтов, производительность которых поддерживают с помощью химических препаратов, в том числе антибиотиков. Вред также наносят отходы животноводческих и рыбоводческих хозяйств и устойчивые к антибиотикам микроорганизмы, которые попадают оттуда в окружающую среду. В конечном счете продукты, поступающие из уже нарушенных экосистем, будь то вода, почва или воздух, окажутся на вашем столе — со всеми рисками для вашего здоровья.

Снижение биоразнообразия микроорганизмов в почве, растениях и пищеварительном тракте сельскохозяйственных животных в конце концов может нанести вред кишечному микробиому и центральной нервной системе человека. Не забывайте, что для выращивания ГМО-продуктов используются пестициды, которые сами по себе не причиняют вреда организму человека, но, вероятно, негативно влияют на функционирование и здоровье микроорганизмов пищеварительного тракта и на их взаимодействие с мозгом. То же самое верно и в отношении антибиотиков, которые сохраняются во многих мясных продуктах и морепродуктах массового производства.

Ешьте ферментированные продукты и пробиотики. Хотя изучение рассматриваемых в этой книге тем еще продолжается, уже сейчас ясно, что для поддержания разнообразия микробиоты ЖКТ — особенно во время стресса, при приеме антибиотиков и в пожилом возрасте — целесообразно увеличить регулярное употребление ферментированных (квашеных и кисломолочных) продуктов и всех видов пробиотиков. Все ферментированные продукты содержат пробиотики — живые микроорганизмы, потенциально полезные для здоровья. Однако пока исследованы лишь некоторые доступные пробиотики, содержащиеся в кисломолочных продуктах, напитках или выпускающиеся в виде таблеток. При этом на рынок выброшены сотни подобных продуктов, которые рекламируются как полезные для здоровья. О многих из них неизвестно, достаточное ли количество содержащихся в них живых организмов достигают тонкой и толстой кишки, чтобы оказывать то благотворное влияние, о котором заявляют производители. В то же время люди едят ферментированные естественным путем, не пастеризованные продукты на протяжении тысяч лет. К числу самых известных относятся, например, квашеная капуста и кимчи, комбуча (чайный гриб), мисо и другие ферментированные продукты из сои. Источниками полезных пробиотиков являются кисломолочные продукты, в том числе кефир, натуральные йогурты и сотни сортов сыров. Я рекомендую выбирать из них продукты с низким содержанием жира и сахара, не содержащие эмульгаторы, искусственные красители и искусственные подсластители.

Употребляя в пищу ферментированные молочные продукты, например обогащенные пробиотиками йогурты, вы кормите не только себя, но и обитателей вашей микробиоты ЖКТ такими важными пребиотиками, как олигосахариды грудного молока (ОГМ), о которых рассказывалось в предыдущей главе. Если же вы едите ферментированные овощи, то кормите микроорганизмы ЖКТ пребиотиками из пищевых волокон, входящих в состав сложных растительных углеводов. Хотя пребиотические бактерии, которые получает с едой взрослый человек, не становятся постоянной частью микробиоты ЖКТ, регулярный прием пробиотиков может оберегать разнообразие микробиоты в опасные для нее периоды и нормализовать структуру метаболитов, создаваемых микробиотой пищеварительного тракта.

Будьте внимательны к пренатальному питанию и стрессу. Женщинам детородного возраста нужно помнить, что диета матери будет влиять на ребенка не только во время беременности, родов и грудного вскармливания, но и до тех пор, пока ребенку не исполнится три года и его микробиота ЖКТ не сформируется полностью. Микробиом матери производит метаболиты, которые влияют на развитие головного мозга плода, а вызванные ее диетой нарушения взаимодействия между мозгом, ЖКТ и микробиомом могут нанести вред. Полномасштабное воспаление во время беременности — один из основных факторов риска развития таких заболеваний, как аутизм и шизофрения, а вялотекущее воспаление, вызываемое высоким содержанием жиров в рационе матери, может негативно влиять на развитие мозга плода. Также достоверно доказано, что материнский стресс во время беременности или в период, когда ребенок растет, негативно воздействует на развитие его головного мозга и кишечной микробиоты, что часто приводит к появлению у детей проблем с поведением.

Ешьте небольшими порциями. Такой прием пищи, с одной стороны, ограничивает число потребляемых калорий, а с другой — обеспечивает организм тем количеством энергии, которая ему необходима для удовлетворения метаболических потребностей. Заодно вы сокращаете потребление жиров. Употребляя продукты в фабричной упаковке, внимательно отнеситесь к рекомендуемому размеру порции, которая указывается на этикетке. Число калорий, указанных на пакетике с картофельными чипсами, может показаться приемлемым, но ведь речь может идти о порции всего из нескольких чипсов. Не ешьте весь пакетик, иначе получите гораздо больше калорий и жира, чем хотели съесть в этот день.

Голодайте, чтобы кишечные микроорганизмы тоже проголодались. Периодическое голодание (пост) — неотъемлемая часть многих культур, религий и традиций целительства, практикуемых людьми на протяжении тысяч лет. Длительное голодание действительно может положительно влиять на функционирование головного мозга и самочувствие человека. Популярное объяснение преимуществ голодания основано на идее, что оно очищает кишечник и организм путем избавления от вредных и токсичных веществ. На протяжении многих веков люди верили, что все именно так и происходит, но научных доказательств этой гипотезы пока собрано мало. Однако, если исходить из того, что мы теперь знаем о взаимодействиях между мозгом, ЖКТ и его микробиотой, голодание может серьезно влиять на состав и функции микробиома и, возможно, на мозг.

Напомним: когда ЖКТ пуст, он активизирует волну периодических сжатий пищевода, которые медленно и целенаправленно проходят до конца толстой кишки. Одновременно поджелудочная железа и желчный пузырь осуществляют синхронизированный выброс пищеварительных соков. Комбинированный эффект этого рефлекса, называемый мигрирующим моторным комплексом пищеварительного тракта, можно сравнить с еженедельной уборкой улиц. Ученым пока не известно, как такая уборка воздействует на микробиоту ЖКТ и изменяет ли она производимые ею метаболиты. Однако имеется надежное доказательство того, что такая уборка удаляет микроорганизмы из тонкой кишки (где их обычно немного) и отправляет в главное место их скопления — в толстую кишку. У людей с неактивным мигрирующим моторным комплексом число микроорганизмов внутри тонкой кишки становится избыточно большим — возникает состояние, известное как чрезмерное развитие микробиоты в тонкой кишке. Оно вызывает дискомфорт в животе, вздутие живота и нарушение функции кишечника. Мы пока не знаем, приводит ли воздержание от пищи к снижению числа микроорганизмов, обитающих в толстой кишке, и воздействует ли оно на микроорганизмы, живущие в непосредственной близости к оболочке ЖКТ.

Голодание также помогает сбросить настройки множества сенсорных механизмов в ЖКТ, необходимые для общения между мозгом и пищеварительным трактом, и установить новые. Некоторые из этих механизмов следят за чувством сытости и контролируют аппетит. Отсутствие жира в пищеварительном тракте в течение одного или нескольких дней способно помочь окончаниям блуждающего нерва восстановить чувствительность к снижающим аппетит гормонам холецистокинину или лептину и вернуть настройки чувствительности гипоталамуса на нормальный уровень.

Не ешьте в состоянии стресса, гнева или грусти. При выращивании оптимального состава микроорганизмов ЖКТ кормление микробиома — это только полдела. Как мы уже знаем, эмоции оказывают на пищеварительный тракт и микробиоту глубокое воздействие в форме желудочно-кишечных реакций. Негативное эмоциональное состояние нарушает взаимодействие между мозгом, пищеварительным трактом и его микробиотой, причем это происходит по нескольким направлениям. Стенки ЖКТ становятся более проницаемыми, это активизирует иммунную систему в пищеварительном тракте и побуждает эндокринные клетки в его стенках выпускать такие сигнальные молекулы, как гормон стресса норадреналин и серотонин. Это также может сократить население микробиоты ЖКТ, в частности лактобацилл и бифидобактерий, которые коренным образом изменяют поведение микроорганизмов ЖКТ. Такие изменения в поведении, вероятно, влияют на структуру микробных сообществ, на то, как микроорганизмы расщепляют компоненты пищи и какие метаболиты посылают они обратно в головной мозг.

Поэтому, как бы тщательно вы ни выбирали органические продукты в магазине и как бы искренне ни верили в пользу новейшей диеты, если вы переживаете стресс, гнев, печаль или тревогу, они неизбежно проявятся за обеденным столом. И могут не только испортить вкус еды, если вы решили ужинать, несмотря на плохое самочувствие, но и причинить вред ЖКТ и мозгу. Вспомните о Фрэнке, который не ел, боясь, что в незнакомом ресторане окажется недостаточно близко к туалету, или о Билле, которого в состоянии стресса выворачивали наизнанку приступы безудержной рвоты. Если вы игнорируете стресс или проявления других негативных эмоций, это не значит, что они себя никак не проявляют: они могут отправить вас на поиски еды, вызывающей чувство комфорта, даже если она вредна для здоровья.

Поэтому, прежде чем сесть за стол и что-то съесть, постарайтесь «просканировать» свое сознание и тело и прислушайтесь к эмоциям. Если вы находитесь в состоянии стресса, встревожены или испытываете гнев, постарайтесь не набивать пищей желудок — там ведь тоже царит хаос.

Кроме того, если вы о чем-то беспокоитесь или страдаете от депрессии, влияние негативных состояний сознания на деятельность микробиоты ЖКТ еще больше усиливается, когда дело доходит до переваривания остатков еды. Изменить такую ситуацию самостоятельно, даже если вы осознаете происходящее, бывает трудно. В этом случае целесообразно обратиться за помощью к врачу или психиатру.

Наслаждайтесь социальными аспектами трапезы. Если отрицательные эмоции нарушают взаимодействие между головным мозгом и пищеварительным трактом, то счастье, радость и чувство общности будут для него, вероятно, полезны. Если вы едите, когда счастливы, мозг посылает в ЖКТ сигналы, которые удовлетворяют запросы микробиоты. Я подозреваю, что «счастливые микроорганизмы» производят иной набор метаболитов, которые оказываются полезны для мозга. Как отмечали авторы, исследовавшие средиземноморскую диету, ее польза для здоровья, вероятно, как-то связана с тесными социальными контактами и образом жизни, характерным для стран этого региона. Ощущение общности и благополучия почти наверняка положительно воздействует на ЖКТ и реакцию микробиома на еду.

Мысленно «просканировав» свое тело и осознав, как вы себя чувствуете, попытайтесь переключиться на положительные эмоции и сосредоточиться на том, как изменилось ваше самочувствие. Для этого можно прибегнуть к проверенным методам когнитивно-поведенческой терапии, гипноза и саморелаксации или снизить уровень стресса c помощью психологической техники безоценочного осознавания (mindfulness-based stress reduction).

Научитесь понимать свои внутренние ощущения

Снижение стресса c помощью техники безоценочного осознавания помогает установить контакт со своими внутренними ощущениями и ослабить негативное влияние навязчивых мыслей и воспоминаний о чувствах, связанных с такими состояниями. Осознанность такого рода помогает при сбоях взаимодействия по оси головной мозг — желудочно-кишечный тракт.

Медитацию безоценочного осознавания часто описывают как «неосуждающее внимание к опыту, получаемому в настоящий момент». Чтобы стать более внимательным и воспринимать происходящее более осознанно, нужно освоить три взаимосвязанных навыка: научиться сосредотачивать внимание на настоящем моменте и сохранять в течение некоторого времени эту сосредоточенность, улучшить способность регулировать эмоции и развить самоанализ. В обычных обстоятельствах большинство телесных сигналов, которые достигают головного мозга, не осознаются и не осмысливаются. Ключевой элемент освоения медитации безоценочного осознавания — обучение тому, как лучше воспринимать телесные ощущения, в том числе возникающие при глубоком брюшном дыхании или связанные с состоянием пищеварительной системы. Глубже и полнее понимая внутренние ощущения, связанные с реакциями пищеварительного тракта, вы можете лучше управлять своими эмоциями. По результатам ряда исследований, в том числе проведенных Кирстен Тиллич, стало ясно, что медитация влияет на области мозга, помогающие осознанно воспринимать окружающий мир и оценивать, что происходит в организме. Медитация также приводит к структурным изменениям в некоторых областях головного мозга, включая те, что участвуют в познании возможностей организма, в процессах памяти, в управлении эмоциями и физиологическими связями между правым и левым полушариями мозга.

Поддерживайте здоровье мозга (и микробиоты ЖКТ)

Есть неоспоримые доказательства полезности регулярных физических упражнений, и потому, конечно, нельзя не упомянуть о них в разговоре о достижении оптимального состояния здоровья. Экспериментально доказано, что аэробные нагрузки благотворно влияют на структуру и работу мозга, начиная с замедления возрастного уменьшения толщины коры больших полушарий до улучшения когнитивных функций и ослабления реакции на стресс. А поскольку головной мозг, пищеварительный тракт и его микроорганизмы тесно взаимодействуют, нет сомнений, что регулярные физические упражнения положительно отражаются на здоровье микробиома ЖКТ.

Как и чем кормить микроорганизмы ЖКТ

● Добивайтесь максимального разнообразия микроорганизмов ЖКТ, старайтесь регулярно есть ферментированные продукты и пробиотики.

● Снизьте воспалительный потенциал микробиоты ЖКТ, употребляя в пищу полезные для здоровья продукты.

○ Сократите долю животных жиров в рационе.

○ Избегайте по возможности готовых и переработанных продуктов. Выбирайте органическую еду.

● Ешьте порции меньшего размера.

● Внимательно относитесь к питанию во время беременности.

● Снизьте уровень стресса и занимайтесь медитацией.

● Не ешьте в состоянии стресса, гнева или печали.

● Наслаждайтесь социальными аспектами трапезы.

● Научитесь понимать свои внутренние ощущения.

Люди с увлечением занимаются исследованиями далекого космоса и просторов безбрежного океана. Но складывается впечатление, что до недавнего времени мы полностью игнорировали ту сложную вселенную, которая скрыта внутри нашего организма. О влиянии этой системы на здоровье и самочувствие многое нам еще только предстоит узнать, но новое направление в науке уже начинает влиять на сознание и на организм человека.

Особого рода ось, соединяющая головной мозг, ЖКТ и его микробиом, тесно связывает здоровье мозга с тем, что мы едим, как выращиваем и обрабатываем пищу, какие лекарства принимаем, как приходим в этот мир и потом на протяжении всей жизни взаимодействуем с микроорганизмами, обитающими в окружающей среде. Только теперь человек начинает в полной мере понимать прекрасную сложность вселенского единства, в котором на нас, людей, приходится лишь малая доля. Но я убежден, что мы начнем смотреть на мир, самих себя и здоровье совсем иначе.

Это новое понимание приведет к тому, что мы переключим внимание с лечения заболеваний на достижение оптимального здоровья. Такой подход поможет избежать многомиллиардных трат на битву с раком, лечения ожирения с помощью травмирующих операций на желудочно-кишечном тракте, последствий в виде снижения когнитивных способностей, для коррекции которых требуются долговременные и дорогостоящие меры поддержки. Мы перестанем быть пассивными потребителями бесконечных лекарств и возьмем на себя ответственность за оптимальное взаимодействие между головным мозгом и пищеварительным трактом, став своего рода инженерами экологических систем. Обладая знаниями, энергией и мотивацией, мы заставим максимально эффективно взаимодействовать свой мозг, микробиоту и пищеварительный тракт, чтобы достичь оптимального здоровья.

Благодарности

Написать эту книгу мне позволила помощь многих людей. Я благодарен своим пациентам, которые на протяжении нескольких десятилетий учили меня, рассказывая истории своей жизни. Это были свидетельства того, что взаимодействие между головным мозгом и пищеварительным трактом во многом определяет состояние здоровья людей. Большое спасибо моим замечательным коллегам и членам исследовательской команды, сыгравшим важную роль в моей научной карьере. Я выражаю признательность Полу Беллу, Сью Смолли и Барб Наттерсон, которые убедили меня начать писать эту книгу и чья поддержка помогла мне ее завершить. Добрым словом я вспоминаю Роба Лемелсона и Марко Кавальери: благодаря их безграничной щедрости у меня появились условия, позволившие начать работу над книгой. Спасибо Дэну Ферберу за ценные советы и помощь — они помогли мне сослаться на множество научных результатов и сделать текст легко читаемым и занимательным; спасибо Сандре Блейксли, Билли Гордону и Ройсу Флиппену за их творческий вклад. Спасибо Марку Лайту за помощь в освещении исторических аспектов исследования сигналов, передаваемых пищеварительным трактом и микробиомом, Марко Кавальери и Нэнси Чаффи — за практические советы по средиземноморской диете. Спасибо Кэтрин Коулз, моему литературному агенту, которая стала для меня проводником в издательский мир, и Джулии Уилл, моему редактору в издательстве HarperWave. С самого начала она поверила в мою книгу и давала мне бесценные советы во время работы над рукописью. Я благодарен Джону Ли, создавшему иллюстрации. И наконец, моей жене Мину. В трудные минуты она побуждала меня продолжать работать над текстом, надежно поддерживала и целый год терпела «отсутствие» мужа, с головой погрузившегося в этот проект.

Список рекомендуемой литературы

Aagaard, Kjersti, Jun Ma, Kathleen M. Antony, Radhika Ganu, Joseph Petrosino, and James Versalovic. “The Placenta Harbors a Unique Microbiome.” Science Translational Medicine 6 (2014): 237ra65.

Abell, Thomas L., Kathleen A. Adams, Richard. G. Boles, Athos Bousvaros, S. K. F. Chong, David R. Fleisher, William L. Hasler, et al. “Cyclic Vomiting Syndrome in Adults.” Neurogastroenterology and Motility 20 (2008): 269–84.

Aksenov, Pavel. “Stanislav Petrovic: The Man Who May Have Saved the World.” BBC News, September 26, 2013. http://www.bbc.com/news/world-europe-24280831.

Albenberg, Lindsey G., and Gary D. Wu. “Diet and the Intestinal Microbiome: Associations, Functions, and Implications for Health and Disease.” Gastroenterology 146 (2014): 1564–72.

Alcock, Joe, Carlo C. Maley, and C. Athena Aktipis. “Is Eating Behavior Manipulated by the Gastrointestinal Microbiota? Evolutionary Pressures and Potential Mechanisms.” Bioessays 36 (2014): 940–49.

Allman, John M., Karli K. Watson, Nicole A. Tetreault, and Atiya Y. Hakeem. “Intuition and Autism: A Possible Role for Von Economo Neurons.” Trends in Cognitive Neurosciences 9 (2005): 367–73.

Almy, Thomas P., and Maurice Tulin. “Alterations in Colonic Function in Man Under Stress. I. Experimental Production of Changes Simulating the Irritable Colon.” Gastroenterology 8 (1947): 616–26.

Aziz, Imran, Marios Hadjivassiliou, and David S. Sanders. “The Spectrum of Noncoeliac Gluten Sensitivity.” Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology 12 (2015): 516–26.

Baeckhed, Fredrik, Josefine Roswall, Yangqing Peng, Qiang Feng, Huijue Jia, Petia Kovatcheva-Datchary, Yin Li, et al. “Dynamics and Stabilization of the Human Gut Microbiome During the First Year of Life.” Cell Host and Microbe 17 (2015): 690–703.

Bailey, Michael T., Gabriele R. Lubach, and Christopher L. Coe. “Prenatal Stress Alters Bacterial Colonization of the Gut in Infant Monkeys.” Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition 38 (2004): 414–21.

Bailey, Michael T., Scot E. Dowd, Jeffrey D. Galley, Amy R. Hufnagle, Rebecca G. Allen, and Mark Lyte. “Exposure to a Social Stressor Alters the Structure of the Intestinal Microbiota: Implications for Stressor-Induced Immunomodulation.” Brain, Behavior and Immunity 25 (2011): 397–407.

Bercik, Premysl, Emmanuel Denou, Josh Collins, Wendy Jackson, Jun Lu, Jennifer Jury, Yikang Deng, et al. “The Intestinal Microbiota Affect Central Levels of Brain-Derived Neurotropic Factor and Behavior in Mice.” Gastroenterology 141 (2011): 599–609, 609.e1–3.

Berdoy, Manuel, Joanne P. Webster, and David W. Macdonald. “Fatal Attraction in Rats Infected with Toxoplasma gondii.” Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences 267 (2000): 1591–94.

Bested, Alison C., Alan C. Logan, and Eva M. Selhub. “Intestinal Microbiota, Probiotics and Mental Health: From Metchnikoff to Modern Advances: Part II–Contemporary Contextual Research.” Gut Pathogens 5 (2013): 3.

Binder, Elisabeth B., and Charles B. Nemeroff. “The CRF System, Stress, Depression, and Anxiety: Insights from Human Genetic Studies.” Molecular Psychiatry 15 (2010): 574–88.

Blaser, Martin. Missing Microbes. New York: Henry Holt, 2014.

Braak, Heiko, U. Rüb, W. P. Gai, and Kelly Del Tredici. “Idiopathic Parkinson’s Disease: Possible Routes by Which Vulnerable Neuronal Types May Be Subject to Neuroinvasion by an Unknown Pathogen.” Journal of Neural Transmission (Vienna) 110 (2003): 517–36.

Bravo, Javier A., Paul Forsythe, Marianne V. Chew, Emily Escaravage, Hélène M. Savignac, Timothy G. Dinan, John Bienenstock, and John F. Cryan. “Ingestion of Lactobacillus Strain Regulates Emotional Behavior and Central GABA Receptor Expression in a Mouse via the Vagus Nerve.” Proceedings of the National Academy of Sciences USA 108 (2011): 16050–55.

Bronson, Stephanie L., and Tracy L. Bale. “The Placenta as a Mediator of Stress Effects on Neurodevelopmental Reprogramming.” Neuropsychopharmacology 41 (2016): 207–18.

Buchsbaum, Monte S., Erin A. Hazlett, Joseph Wu, and William E. Bunney Jr. “Positron Emission Tomography with Deoxyglucose-F18 Imaging of Sleep.” Neuropsychopharmacology 25, no. 5 Suppl (2001): S50 — S56.

Caldji, Christian, Ian C. Hellstrom, Tie-Yuan Zhang, Josie Diorio, and Michael J. Meaney. “Environmental Regulation of the Neural Epigenome.” FEBS Letters 585 (2011): 2049–58.

Cani, Patrice D., and Amandine Everard. “Talking Microbes: When Gut Bacteria Interact with Diet and Host Organs.” Molecular Nutrition and Food Research 60 (2016): 58–66.

Champagne, Frances, and Michael J. Meaney. “Like Mother, like Daughter: Evidence for Non-Genomic Transmission of Parental Behavior and Stress Responsivity.” Progress in Brain Research 133 (2001): 287–302.

Chassaing, Benoit, Jesse D. Aitken, Andrew T. Gewirtz, and Matam Vijay-Kumar. “Gut Microbiota Drives Metabolic Disease in Immunologically Altered Mice.” Advances in Immunology 116 (2012): 93–112.

Chassaing, Benoit, Omry Koren, Julia K. Goodrich, Angela C. Poole, Shanthi Srinivasan, Ruth E. Ley, and Andrew T. Gewirtz. “Dietary Emulsifiers Impact the Mouse Gut Microbiota Promoting Colitis and Metabolic Syndrome.” Nature 519 (2015): 92–96.

Chu, Hiutung, and Sarkis K. Mazmanian. “Innate Immune Recognition of the Microbiota Promotes Host-Microbial Symbiosis.” Nature Immunology 14 (2013): 668–75.

Collins, Stephen M., Michael Surette, and Premysl Bercik. “The Interplay Between the Intestinal Microbiota and the Brain.” Nature Reviews Microbiology 10 (2012): 735–42.

Costello, Elizabeth K., Keaton Stagaman, Les Dethlefsen, Brendan J. M. Bohannan, and David A. Relman. “The Application of Ecological Theory Toward an Understanding of the Human MicroCoutinho, Santosh V., Paul M. Plotsky, Marc Sablad, John C. Miller, H. Zhou, Alfred I. Bayati, James A. McRoberts, and Emeran A. Mayer. “Neonatal Maternal Separation Alters Stress-Induced Responses to Viscerosomatic Nociceptive Stimuli in Rat.” American Journal of Physiology — Gastrointestinal and Liver Physiology 282 (2002): G307–16.

Cox, Laura M., Shingo Yamanashi, Jiho Sohn, Alexander V. Alekseyenko, Jacqueline M. Young, Ilseung Cho, Sungheon Kim, Hullin Li, Zhan Gao, Douglas Mahana, Jorge G. Zarate Rodriguez, Arlin B. Rogers, Nicolas Robine, P’ng Loke, and Martin Blaser. Cell 158 (2014): 705–721.

Coyte, Katherine Z., Jonas Schluter, and Kevin R. Foster. “The Ecology of the Microbiome: Networks, Competition, and Stability.” Science 350 (2015): 663–66.

Craig, A. D. How Do You Feel? An Interoceptive Moment with Your Neurobiological Self. Princeton, NJ: Princeton University Press, 2015.

— —. “How Do You Feel — Now? The Anterior Insula and Human Awareness.” Nature Reviews Neuroscience 10 (2009): 59–70.

— —. “Interoception and Emotion: A Neuroanatomical Perspective.” In Handbook of Emotions, 3rd ed. Edited by Michael Lewis, Jeannette M. Haviland-Jones, and Lisa Feldman Barrett, 272–88. New York: Guilford Press, 2008.

Critchley, Hugo D., Stefan Wiens, Pia Rotshtein, Arne Öhman, and Raymond J. Dolan. “Neural Systems Supporting Interoceptive Awareness.” Nature Neuroscience 7 (2004): 189–95.

Cryan, John F., and Timothy G. Dinan. “Mind-Altering Microorganisms: The Impact of the Gut Microbiota on Brain and Behaviour.” Nature Reviews Neuroscience 13 (2012): 701–12.

Damasio, Antonio. Descartes’ Error: Emotion, Reason, and the Human Brain. New York: Putnam, 1996.

— —. The Feeling of What Happens: Body and Emotion in the Making of Consciousness. New York: Harcourt Brace, 1999.

Damasio, Antonio, and Gil B. Carvalho. “The Nature of Feelings: Evolutionary and Neurobiological Origins.” Nature Reviews Neuroscience 14 (2013): 143–52.

David, Lawrence A., Corinne F. Maurice, Rachel N. Carmody, David B. Gootenberg, Julie E. Button, Benjamin E. Wolfe, Alisha V. Ling, et al. “Diet Rapidly and Reproducibly Alters the Human Gut Microbiome.” Nature 505 (2014): 559–63.

De Lartigue, Guillaume, Claire Barbier de La Serre, and Helen E Raybould. “Vagal Afferent Neurons in High Gat Diet-Induced Obesity: Intestinal Microflora, Gut Inflammation and Cholecystokinin.” Physiology and Behavior 105 (2011): 100–105.

De Palma, Giada, Patricia Blennerhassett, J. Lu, Y. Deng, A. J. Park, W. Green, E. Denou, et al. “Microbiota and Host Determinants of Behavioural Phenotype in Maternally Separated Mice.” Nature Communications 6 (2015): 7735.

Diaz-Heijtz, Rochellys, Shugui Wang, Farhana Anuar, Yu Qian, Britta Björkholm, Annika Samuelsson, Martin L. Hibberd, Hans Forssberg, and Sven Petterssonc. “Normal Gut Microbiota Modulates Brain Development and Behavior.” Proceedings of the National Academy of Sciences USA 108 (2011): 3047–52.

Dinan, Timothy G., and John F. Cryan. “Melancholic Microbes: A Link Between Gut Microbiota and Depression?” Neurogastroenterology and Motility 25 (2013): 713–19.

Dinan, Timothy G., Catherine Stanton, and John F. Cryan. “Psychobiotics: A Novel Class of Psychotropic.” Biological Psychiatry 74 (2013): 720–26.

Dorrestein, Pieter C., Sarkis K. Mazmanian, and Rob Knight. “Finding the Missing Links Among Metabolites, Microbes, and the Host.” Immunity 40 (2014): 824–32.

Ernst, Edzard. “Colonic Irrigation and the Theory of Autointoxication: A Triumph of Ignorance over Science.” Journal of Clinical Gastroenterology 24 (1997): 196–98.

Fasano, Alessio, Anna Sapone, Victor Zevallos, and Detlef Schuppan. “Nonceliac Gluten Sensitivity.” Gastroenterology 148 (2015): 1195–1204.

Flint, Harry J., Karen P. Scott, Petra Louis, and Sylvia H. Duncan. “The Role of the Gut Microbiota in Nutrition and Health.” Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology 9 (2012): 577–89.

Francis, Darlene D., and Michael J. Meaney. “Maternal Care and the Development of the Stress Response.” Current Opinion in Neurobiology 9 (1999): 128–34.

Furness, John B. “The Enteric Nervous System and Neurogastroenterology.” Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology 9 (2012): 286–94.

Furness, John B., Brid P. Callaghan, Leni R. Rivera, and Hyun-Jung Cho. “The Enteric Nervous System and Gastrointestinal Innervation: Integrated Local and Central Control.” Advances in Experimental Medicine and Biology 817 (2014): 39–71.

Furness, John B., Leni R. Rivera, Hyun-Jung Cho, David M. Bravo, and Brid Callaghan. “The Gut as a Sensory Organ.” Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology 10 (2013): 729–40.

Gershon, Michael D. “5-Hydroxytryptamine (Serotonin) in the Gastrointestinal Tract.” Current Opinion in Endocrinology, Diabetes and Obesity 20 (2013): 14–21.

— —. The Second Brain. New York: HarperCollins, 1998.

Groelund, Minna-Maija, Olli-Pekka Lehtonen, Erkki Eerola, and Pentti Kero. “Fecal Microflora in Healthy Infants Born by Different Methods of Delivery: Permanent Changes in Intestinal Flora after Cesarean Delivery.” Journal of Pediatric Gastroenterology and Nutrition 28 (1999): 19–25.

Grupe, Dan W., and Jack B. Nitschke. “Uncertainty and Anticipation in Anxiety: An Integrated Neurobiological and Psychological Perspective.” Nature Reviews Neuroscience 14 (2013): 488–501.

Gu, Yian, Adam M. Brickman, Yaakov Stern, Christina G. Habeck, Qolamreza R. Razlighi, Jose A. Luchsinger, Jennifer J. Manly, Nicole Schupf, Richard Mayeux, and Nikolaos Scarmeas. “Mediterranean Diet and Brain Structure in a Multiethnic Elderly Cohort.” Neurology 85 (2015): 1744–51.

Hamilton, M. Kristina, Gaëlle Boudry, Danielle G. Lemay, and Helen E. Raybould. “Changes in Intestinal Barrier Function and Gut Microbiota in High-Fat Diet-Fed Rats Are Dynamic and Region Dependent.” American Journal of Physiology — Gastrointestinal and Liver Physiology 308 (2015): G840–51.

Henry J. Kaiser Family Foundation. “Health Care Costs: A Primer. How Much Does the US Spend on Health Care and How Has It Changed.” May 1, 2012. http://kff.org/report-section/health-care-costs-a-primer-2012-report/.

— —. “Snapshots: Health Care Spending in the United States and Selected OECD Countries.” April 12, 2011. http://kff.org/health-costs/issue-brief/snapshots-health-care-spending-in-the-united-states-selected-oecd-countries/.

Hildebrandt, Marie A., Christian Hoffman, Scott A. Sherrill-Mix, Sue A. Keilbaugh, Micah Hamady, Ying-Yu Chen, Rob Knight, Rexford S. Ahima, Frederic Bushman, and Gary D. Wul. “High-Fat Diet Determines the Composition of the Murine Gut Microbiome Independently of Obesity.” Gastroenterology 137 (2009): 1716–24.e1–2.

House, Patrick K., Ajai Vyas, and Robert Sapolsky. “Predator Cat Odors Activate Sexual Arousal Pathways in Brains of Toxoplasma gondii Infected Rats.” PLoS One 6 (2011): e23277.

Hsiao, Elaine Y. “Gastrointestinal Issues in Autism Spectrum Disorder.” Harvard Review of Psychiatry 22 (2014): 104–11.

Human Microbiome Consortium. “A Framework for Human Microbiome Research.” Nature 486 (2012): 215–21.

Iwatsuki, Ken, R. Ichikawa, A. Uematsu, A. Kitamura, H. Uneyama, and K. Torii. “Detecting Sweet and Umami Tastes in the Gastrointestinal Tract.” Acta Physiologica (Oxford) 204 (2012): 169–77.

Jaenig, Wilfrid. The Integrative Action of the Autonomic Nervous System: Neurobiology of Homeostasis. Cambridge: Cambridge University Press, 2006.

Jasarevic, Eldin, Ali B. Rodgers, and Tracy L. Bale. “Alterations in the Vaginal Microbiome by Maternal Stress Are Associated with Metabolic Reprogramming of the Offspring Gut and Brain.” Endocrinology 156 (2015): 3265–76.

— —. “A Novel Role for Maternal Stress and Microbial Transmission in Early Life Programming and Neurodevelopment.” Neurobiology of Stress 1 (2015): 81–88.

Johnson, Pieter T. J., Jacobus C. de Roode, and Andy Fenton. “Why Infectious Disease Research Needs Community Ecology.” Science 349 (2015): 1259504.

Jouanna, Jacques. Hippocrates. Baltimore: Johns Hopkins University Press, 1999.

Karamanos, B., A. Thanopoulou, F. Angelico, S. Assaad-Khalil, A. Barbato, M. Del Ben, V. Dimitrijevic-Sreckovic, et al. “Nutritional Habits in the Mediterranean Basin: The Macronutrient Composition of Diet and Its Relation with the Traditional Mediterranean Diet: Multi-Centre Study of the Mediterranean Group for the Study of Diabetes (MGSD).” European Journal of Clinical Nutrition 56 (2002): 983–91.

Kastorini, Christina-Maria, Haralampos J. Milionis, Katherine Esposito, Dario Giugliano, John A. Goudevenos, and Demosthenes B. Panagiotakos. “The Effect of Mediterranean Diet on Metabolic Syndrome and Its Components: A Meta-Analysis of 50 Studies and 534,906 Individuals.” Journal of the American College of Cardiology 57 (2011): 1299–1313.

Koenig, Jeremy E., Aymé Spor, Nicholas Scalfone, Ashwana D. Fricker, Jesse Stombaugh, Rob Knight, Largus T. Angenent, and Ruth E. Ley. “Succession of Microbial Consortia in the Developing Infant Gut Microbiome.” Proceedings of the National Academy of Sciences USA 108 Suppl 1 (2011): 4578–85.

Krol, Kathleen M., Purva Rajhans, Manuela Missana, and Tobias Grossmann. “Duration of Exclusive Breastfeeding Is Associated with Differences in Infants’ Brain Responses to Emotional Body Expressions.”Frontiers in Behavioral Neuroscience 8 (2015): 459.

Le Doux, Joseph. The Emotional Brain: The Mysterious Underpinnings of Emotional Life. New York: Simon & Schuster, 1996.

Ley, Ruth E., Catherine A. Lozupone, Micah Hamady, Rob Knight, and Jeffrey I. Gordon. “Worlds Within Worlds: Evolution of the Vertebrate Gut Microbiota.” Nature Reviews Microbiology 6 (2008): 776–88.

Lizot, Jacques. Tales of the Yanomami: Daily Life in the Venezuelan Forest. Cambridge: Cambridge University Press, 1991.

Lopez-Legarrea, Patricia, Nicholas Robert Fuller, Maria Angeles Zulet, Jose Alfredo Martinez, and Ian Douglas Caterson. “The Influence of Mediterranean, Carbohydrate and High Protein Diets on Gut Microbiota Composition in the Treatment of Obesity and Associated Inflammatory State.” Asia Pacific Journal of Clinical Nutrition 23 (2014): 360–68.

Lyte, Mark. “The Effect of Stress on Microbial Growth.” Anima: Health

Research Reviews 15 (2014): 172–74.

Mawe, Gary M., and Jill M. Hoffman. “Serotonin Signaling in the Gut: Functions, Dysfunctions, and Therapeutic Targets.” Nature Reviews Gastroenterology and Hepatology 10 (2013): 473–86.

Mayer, Emeran A. “Gut Feelings: The Emerging Biology of Gut-Brain Communication.” Nature Reviews Neuroscience 12 (2011): 453–66.

— —. “The Neurobiology of Stress and Gastrointestinal Disease.” Gut 47 (2000): 861–69.

Mayer, Emeran A., and Pierre Baldi. “Can Regulatory Peptides Be Regarded as Words of a Biological Language.” American Journal of Physiology 261 (1991): G171–84.

Mayer, Emeran A., Rob Knight, Sarkis K. Mazmanian, John F. Cryan, and Kirsten Tillisch. “Gut Microbes and the Brain: Paradigm Shift in Neuroscience.” Journal of Neuroscience 34 (2014): 15490–6.

Mayer, Emeran A., Bruce D. Naliboff, Lin Chang, and Santosh V. Coutinho. “V. Stress and Irritable Bowel Syndrome.” American Journal of Physiology — Gastrointestinal and Liver Physiology 280 (2001): G519–24.

Mayer, Emeran A., Bruce D. Naliboff, and A. D. Craig. “Neuroimaging of the Brain-Gut Axis: From Basic Understanding to Treatment of Functional GI disorders.” Gastroenterology 131 (2006): 1925–42.

Mayer, Emeran A., David Padua, and Kirsten Tillisch. “Altered Brain-Gut Axis in Autism: Comorbidity or Causative Mechanisms?” Bioessays 36 (2014): 933–39.

Mayer, Emeran A., Kirsten Tillisch, and Arpana Gupta. “Gut/Brain Axis and the Microbiota.” Journal of Clinical Investigation 125 (2015): 926–38.

McGovern Institute for Brain Research at MIT. “Brain Disorders by the Numbers.” January 16, 2014. https://mcgovern.mit.edu/brain-disorders/by-the-numbers#AD.

Menon, Vinod, and Luciana Q. Uddin. “Saliency, Switching, Attention and Control: A Network Model of Insula Function.” Brain Structure and Function 214 (2010): 655–67.

Mente, Andrew, Lawrence de Koning, Harry S. Shannon, and Sonia S. Anand. “A Systematic Review of the Evidence Supporting a Causal Link Between Dietary Factors and Coronary Heart Disease.” Archives of Internal Medicine 169 (2009): 659–69.

Moss, Michael. Salt, Sugar, Fat. New York: Random House, 2013.

Pacheco, Alline R., Daniela Barile, Mark A. Underwood, and David A. Mills. “The Impact of the Milk Glycobiome on the Neonate Gut Microbiota.” Annual Review of Animal Biosciences 3 (2015): 419–45.

Panksepp, Jaak. Affective Neuroscience. The Foundations of Human and Animal Emotions. Oxford: Oxford University Press, 1998.

Pelletier, Amandine, Christine Barul, Catherine Féart, Catherine Helmer, Charlotte Bernard, Olivier Periot, Bixente Dilharreguy, et al. “Mediterranean Diet and Preserved Brain Structural Connectivity in Older Subjects.” Alzheimer’s and Dementia 11 (2015): 1023–31.

Pollan, Michael. Food Rules: An Eater’s Manual. New York: Penguin Books, 2009.

Psaltopoulou, Theodora, Theodoros N. Sergentanis, Demosthenes B. Panagiotakos, Ioannis N. Sergentanis, Rena Kosti, and Nikolaos Scarmeas. “Mediterranean Diet, Stroke, Cognitive Impairment, and Depression: A Meta-Analysis.” Annals of Neurology 74 (2013): 580–91.

Psichas, Arianna, Frank Reimann, and Fiona M. Gribble. “Gut Chemosensing Mechanisms.” Journal of Clinical Investigation 125 (2015): 908–17.

Qin, Junjie, Ruiqiang Li, Jeroen Raes, Manimozhiyan Arumugam, Kristoffer Solvsten Burgdorf, Chaysavanh Manichanh, Trine Nielsen, et al. “A Human Gut Microbial Gene Catalogue Established by Metagenomic Sequencing.” Nature 464 (2010): 59–65.

Queipo-Ortuno, Maria Isabel, María Boto-Ordóñez, Mora Murri, Juan Miguel Gomez-Zumaquero, Mercedes Clemente-Postigo, Ramon Estruch, Fernando Cardona Diaz, Cristina Andrés-Lacueva, and Francisco J. Tinahones. “Influence of Red Wine Polyphenols and Ethanol on the Gut Microbiota Ecology and Biochemical Biomarkers.” American Journal of Clinical Nutrition 95 (2012): 1323–34.

Raybould, Helen E. “Gut Chemosensing: Interactions Between Gut Endocrine Cells and Visceral Afferents.” Autonomic Neuroscience 153 (2010): 41–46.

Relman, David A. “The Human Microbiome and the Future Practice of Medicine.” Journal of the American Medical Association 314 (2015): 1127–28.

Rook, Graham A., and Christopher A. Lowry. “The Hygiene Hypothesis and Psychiatric Disorders.” Trends in Immunology 29 (2008): 150–58.

Rook, Graham A., Charles L. Raison, and Christopher A. Lowry. “Microbiota, Immunoregulatory Old Friends and Psychiatric Disorders.” Advances in Experimental Medicine and Biology 817 (2014): 319–56.

Roth, Jesse, Derek LeRoith, E. S. Collier, N. R. Weaver, A. Watkinson, C. F. Cleland, and S. M. Glick. “Evolutionary Origins of Neuropeptides, Hormones, and Receptors: Possible Applications to Immunology.” Journal of Immunology 135 Suppl (1985): 816s — 819s.

Roth, Jesse, Derek LeRoith, Joseph Shiloach, James L. Rosenzweig, Maxine A. Lesniak, and Jana Havrankova. “The Evolutionary Origins of Hormones, Neurotransmitters, and Other Extracellular Chemical Messengers: Implications for Mammalian Biology.” New England Journal of Medicine 306 (1982): 523–27.

Rutkow, Ira M. “Beaumont and St. Martin: A Blast from the Past.” Archives of Surgery 133 (1998): 1259.

Sanchez, M. Mar, Charlotte O. Ladd, and Paul M. Plotsky. “Early Adverse Experience as a Developmental Risk Factor for Later Psychopathology: Evidence from Rodent and Primate Models.” Development and Psychopathology 13 (2001): 419–49.

Sapolsky, Robert. “Bugs in the Brain.” Scientific American, March 2003, 94.

Scheperjans, Filip, Velma Aho, Pedro A. B. Pereira, Kaisa Koskinen, Lars Paulin, Eero Pekkonen, Elena Haapaniemi, et al. “Gut Microbiota Are Related to Parkinson’s Disease and Clinical Phenotype.” Movement Disorders 30 (2015): 350–58.

Schnorr, Stephanie L., Marco Candela, Simone Rampelli, Manuela Centanni, Clarissa Consolandi, Giulia Basaglia, Silvia Turroni, et al. “Gut Microbiome of the Hadza Hunter-Gatherers.” Nature Communications 5 (2014): 3654.

Schulze, Matthias B., Kurt Hoffmann, JoAnn E. Manson, Walter C. Willett, James B. Meigs, Cornelia Weikert, Christin Heidemann, Graham A. Colditz, and Frank B. Hu. “Dietary Pattern, Inflammation, and Incidence of Type 2 Diabetes in Women.” American Journal of Clinical Nutrition 82 (2005): 675–84; quiz 714–15.

Seeley, William W., Vinod Menon, Alan F. Schatzberg, Jennifer Keller, Gary H. Glover, Heather Kenna, Allan L. Reiss, and Michael D. Greicius. “Dissociable Intrinsic Connectivity Networks for Salience Processing and Executive Control.” Journal of Neuroscience 27 (2007): 2349–56.

Sender, Ron, Shai Fuchs, and Ron Milo. “Are We Really Vastly Outnumbered? Revisiting the Ratio of Bacterial to Host Cells in Humans.” Cell 164 (2016): 337–340.

Shannon, Kathleen M., Ali Keshavarzian, Hemraj B. Dodiya, Shriram Jakate, and Jeffrey H. Kordower. “Is Alpha-Synuclein in the Colon a Biomarker for Premotor Parkinson’s Disease? Evidence from 3 Cases.” Movement Disorders 27 (2012): 716–19.

Spiller, Robin, and Klara Garsed. “Postinfectious Irritable Bowel Syndrome.” Gastroenterology 136 (2009): 1979–88.

Stengel, Andreas, and Yvette Taché. “Corticotropin-Releasing Factor Signaling and Visceral Response to Stress.” Experimental Biology and Medicine (Maywood) 235 (2010): 1168–78.

Sternini, Catia, Laura Anselmi, and Enrique Rozengurt. “Enteroendocrine Cells: A Site of ‘Taste’ in Gastrointestinal Chemosensing.” Current Opinion in Endocrinology, Diabetes and Obesity 15 (2008): 73–78.

Stilling, Roman M., Seth R. Bordenstein, Timothy G. Dinan, and John F. Cryan. “Friends with Social Benefits: Host-Microbe Interactions as a Driver of Brain Evolution and Development?” Frontiers in Cellular and Infection Microbiology 4 (2014): 147.

Sudo, Nobuyuki, Yoichi Chida, Yuji Aiba, Junko Sonoda, Naomi Oyama, Xiao-Nian Yu, Chiharu Kubo, and Yasuhiro Koga. “Postnatal Microbial Colonization Programs the Hypothalamic-Pituitary-Adrenal System for Stress Response in Mice.” Journal of Physiology 558 (2004): 263–75.

Suez, Jotham, Tal Korem, David Zeevi, Gili Zilberman-Schapira, Christoph A. Thaiss, Ori Maza, David Israeli, et al. “Artificial Sweeteners Induce Glucose Intolerance by Altering the Gut Microbiota.” Nature 514 (2014): 181–86.

Taché, Yvette. “Corticotrophin-Releasing Factor 1 Activation in the Central Amygdale and Visceral Hyperalgesia.” Neurogastroenterology and Motility 27 (2015): 1–6.

Thaler, Joshua P., Chun-Xia Yi, Ellen A. Schur, Stephan J. Guyenet, Bang H. Hwang, Marcelo O. Dietrich, Xiaolin Zhao, et al. “Obesity Is Associated with Hypothalamic Injury in Rodents and Humans.” Journal of Clinical Investigation 122 (2012): 153–62.

Tillisch, Kirsten, Jennifer Labus, Lisa Kilpatrick, Zhiguo Jiang, Jean Stains, Bahar Ebrat, Denis Guyonnet, Sophie Legrain-Raspaud, Beatrice Trotin, Bruce Naliboff, and Emeran A. Mayer. “Consumption of Fermented Milk Product with Probiotic Modulates Brain Activity.” Gastroenterology 144 (2013): 1394–401, 1401.e1–4.

Tomiyama, A. Janet, Mary F. Dallman, Ph.D., and Elissa S. Epel. “Comfort Food Is Comforting to Those Most Stressed: Evidence of the Chronic Stress Response Network in High Stress Women.” Psychoneuroendocrinology 36 (2011): 1513–19.

Truelove, Sidney C. “Movements of the Large Intestine.” Physiological Reviews 46 (1966): 457–512.

Trust for America’s Health Foundation and Robert Wood Johnson Foundation. “Obesity Rates and Trends: Adult Obesity in the US.” http://state ofobesity.org/rates/ (accessed September 2015).

Ursell, Luke K., Henry J. Haiser, Will Van Treuren, Neha Garg, Lavanya Reddivari, Jairam Vanamala, Pieter C. Dorrestein, Peter J. Turnbaugh, and Rob Knight. “The Intestinal Metabolome: An Intersection Between Microbiota and Host.” Gastroenterology 146 (2014): 1470–76.

Vals-Pedret, Cinta, Aleix Sala-Vila, DPharm, Mercè Serra-Mir, Dolores Corella, DPharm, Rafael de la Torre, Miguel Ángel Martínez-González, Elena H. Martínez-Lapiscina, et al. “Mediterranean Diet and Age-Related Cognitive Decline: A Randomized Clinical Trial.” Journal of the American Medical Association Internal Medicine 175 (2015): 1094–1103.

Van Oudenhove, Lukas, Shane McKie, Daniel Lassman, Bilal Uddin, Peter Paine, Steven Coen, Lloyd Gregory, Jan Tack, and Qasim Aziz. “Fatty Acid — Induced Gut-Brain Signaling Attenuates Neural and Behavioral Effects of Sad Emotion in Humans.” Journal of Clinical Investigation 121 (2011): 3094–99.

Volkow, Nora D., Gene-Jack Wangc, Dardo Tomasib, and Ruben D. Balera. “The Addictive Dimensionality of Obesity.” Biological Psychiatry 73 (2013): 811–18.

Walsh, John H. “Gastrin (First of Two Parts).” New England Journal of Medicine 292 (1975): 1324–34.

— —. “Peptides as Regulators of Gastric Acid Secretion.” Annual Review of Physiology 50 (1998): 41–63.

Weltens, N., D. Zhao, and Lukas Van Oudenhove. “Where is the Comfort in Comfort Foods? Mechanisms Linking Fat Signaling, Reward, and Emotion.” Neurogastroenterology and Motility 26 (2014): 303–15.

Wu, Gary D., Jun Chen, Christian Hoffmann, Kyle Bittinger, Ying-Yu Chen, Sue A. Keilbaugh, Meenakshi Bewtra, et al. “Linking Long-Term Dietary Patterns with Gut Microbial Enterotypes.” Science 334 (2011): 105–8.

Wu, Gary D., Charlene Compher, Eric Z. Chen, Sarah A. Smith, Rachana D. Shah, Kyle Bittinger, Christel Chehoud, et al. “Comparative Metabolomics in Vegans and Omnivores Reveal Constraints on Diet-Dependent Gut Microbiota Metabolite Production.” Gut 65 (2016): 63–72.

Yano, Jessica M., Kristie Yu, Gregory P. Donaldson, Gauri G. Shastri, Phoebe Ann, Liang Ma, Cathryn R. Nagler, Rustem F. Ismagilov, Sarkis K. Mazmanian, and Elaine Y. Hsiao. “Indigenous Bacteria from the Gut Microbiota Regulate Host Serotonin Biosynthesis.” Cell 161 (2015): 264–76.

Yatsunenko, Tanya, Federico E. Rey, Mark J. Manary, Indi Trehan, Maria Gloria Dominguez-Bello, Monica Contreras, Magda Magris, et al. “Human Gut Microbiome Viewed Across Age and Geography.” Nature 486 (2012): 222–27.

Zeevi, David, Tal Korem, Niv Zmora, David Israeli, Daphna Rothschild, Adina Weinberger, Orly Ben-Yacov, et al. “Personalized Nutrition by Prediction of Glycemic Responses.” Cell 163 (2015): 1079–94.

Сноски

1

Далее под мозгом (brain) подразумевается головной мозг (спинной и кишечный, или маленький, мозг, о которых говорит автор книги, всегда называются полностью). – Прим. пер.

2

Микробиом – современное расширенное понятие микробиоты и совокупности генов составляющих ее микроорганизмов. В дальнейшем термины «микробиота» и «микробиом» используются как синонимы. – Прим. пер.

3

BRAIN (Brain Research through Advancing Innovative Neurotechnologies) – Изучение мозга с помощью новейших инновационных нейротехнологий. – Прим. пер.

4

Дисбиоз – более широкое понятие, чем дисбактериоз; включает не только бактерии, но, например, и грибы. – Прим. пер.

5

Салиентность (от англ. salience/saliency) — значимость, заметность, «выделенность» на фоне подобного. В биологии салиентность обозначает «свойство объекта выделяться на фоне группы объектов того же типа. Нахождение салиентных объектов считается ключевым механизмом, обеспечивающим обучение и выживание организмов путем фокусирования их ограниченных ресурсов восприятия на наиболее важной и соответствующей ситуации части информации, полученной от органов чувств» («Википедия»). — Прим. ред.

6

Умами — пятый вкус, вкус глутамата натрия, характерный для блюд китайской и японской кухни. — Прим. ред.

7

В аюрведе практикуют четыре вида очищающей терапии панчакарма: вамана — лечебная рвота, виречана — терапия слабительными, нируха басти — декоктовые клизмы, насья — назальные капли. См.: URL: http://vedayu.ru/content/vedi_sciences/211/9444/. — Прим. ред.

8

Миллер А. Драма одаренного ребенка и поиск собственного «Я». — М.: Академический Проект, 2016. — Прим. ред.

9

В российских источниках также встречается написание Антонио Дамасио. — Прим. ред.

10

Канеман Д. Думай медленно... Решай быстро. — М.: АСТ, 2014.

11

Автор намекает на концепцию «шести шляп мышления», которую в 1985 г. предложил британский психолог Эдвард де Боно. Он предложил шесть способов, способных нарушить привычный для мозга ход мышления и принятия решений. Они основываются на анализе любой проблемы с разных точек зрения. По условиям ролевой психологической игры шляпа определенного цвета означает определенный тип мышления, и, надевая ее, человек включает именно его. Среди этих шести шляп есть и «рациональная». — Прим. пер.

12

Сеть салиентности — крупномасштабная нейросеть, участвующая в выявлении и ориентировании на салиентные (значимые, выделяющиеся) внешние раздражители и внутренние события. В головном мозге это сеть поясной фронтальной крышечки, которая включает основные узлы в передней части поясной извилины и передней островковой доли. — Прим. ред.

13

Следует различать содержащийся в ряде зерновых культур и продуктов из них глютен (клейковину, gluten) и являющуюся пищевой добавкой нативную клейковину (vital gluten). — Прим. ред.

14

Pecora (итал.) — овца. — Прим. ред.

15

Аллостатическая нагрузка — результат избыточной реакции на стресс, ведущий к преждевременному изнашиванию организма. Такое состояние наступает под воздействием слишком сильного стресса или при снижении способности организма его преодолевать. — Прим. ред.

Content

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

Часть I Наше тело – разумный суперкомпьютер

Глава 1 Разум и тело действительно взаимодействуют друг с другом

Цена машинной модели

Загадочное ухудшение здоровья

Пищеварительная система как суперкомпьютер

Открытие кишечного микробиома

Когда связь между ЖКТ, микробиотой и мозгом выходит из равновесия

Растущая роль микроорганизмов

Ты – то, что ты ешь, но только пока подсчитываешь микроорганизмы ЖКТ

В чем важность этих открытий для здоровья?

Глава 2 Как головной мозг общается с пищеварительным трактом

Человек с непрерывной рвотой

Маленький мозг в кишечнике

Огнестрельные ранения и реакции пищеварительного тракта

Как мозг программирует эмоциональные реакции в пищеварительном тракте

Когда желудочно-кишечный тракт испытывает стресс

Зеркало в вашем пищеварительном тракте

Глава 3 Как пищеварительный тракт общается с головным мозгом

Мозг, который слишком много чувствовал

«Чуять нутром»

Полная информированность пищеварительного тракта

Скоростная трасса для сообщений между мозгом и ЖКТ

Роль серотонина

Еда как информация

Глава 4 Разговор микроорганизмов — важный компонент общения между головным мозгом и пищеварительным трактом

Оборотная сторона раннего очищения кишечника

Кишечник под подозрением

Являются ли микроорганизмы посредниками в коммуникациях головного мозга и ЖКТ?

Зарождение «микробоговорения» — диалога микроорганизмов

Древний договор остается в силе

Разговор микроорганизмов и внутренний интернет

Миллионы разговоров внутри организма

Часть II Интуиция и внутренние чувства

Глава 5 Негативные воспоминания: влияние раннего жизненного опыта на диалог между головным мозгом и пищеварительным трактом

Запрограммированные на стресс

Стресс раннего периода жизни и гиперчувствительность кишечника

Как последствия стресса могут передаваться следующему поколению

Кишечная микробиота в условиях стресса

Стресс в утробе матери

Микроорганизмы, необходимые для здорового начала жизни

Адаптированные для выживания

Новые методы лечения нарушений взаимодействия головного мозга и ЖКТ

Глава 6 Новое понимание природы эмоций

Могут ли микроорганизмы ЖКТ изменить ваш мозг?

Не вырабатывает ли микробиота ЖКТ успокоительное?

Роль микробиоты в развитии депрессии

Роль стресса

Положительные эмоции

Еще о влиянии эмоций на кишечные микроорганизмы

Может ли кишечная микробиота менять наше поведение в обществе?

К новой теории эмоций

Глава 7 Понимание сущности интуитивно принимаемых решений

Индивидуальные различия

Раннее развитие

В чем заключается уникальность головного мозга человека?

Создание личного Google

Всегда ли верны решения на основе внутренних ощущений?

Сон — портал во внутренние ощущения

Подведем итоги

Часть III Как оптимизировать здоровье головного мозга и пищеварительного тракта

Глава 8 Роль еды: уроки охотников и собирателей

Уроки диетологии индейцев яномамо

Годится ли американская диета для микробиоты ЖКТ?

Там, где все это начинается

Решающая роль диеты для формирования диалога между головным мозгом и ЖКТ ребенка

Может ли смена диеты нарушить микробиоту ЖКТ?

Как диета изменяет диалог между головным мозгом и пищеварительным трактом

Глава 9 Натиск американской диеты: чего не предусмотрела эволюция

Дивная новая диета

Как диета с высоким содержанием животных жиров может нанести вред мозгу

Как кишечные микроорганизмы помогают регулировать аппетит

Искушение едой, вызывающей чувство комфорта

Зависимость от еды: влияние пищи с высоким содержанием жира на чувство голода

Как промышленные способы ведения сельского хозяйства влияют на мозг и пищеварительный тракт

Кишечные микроорганизмы и опасности современной диеты американского типа

Как американская диета может вызывать хронические заболевания мозга

Второе открытие средиземноморской диеты

Глава 10 Простой путь к оздоровлению и оптимальному здоровью

Что такое оптимальное здоровье?

Когда кишечный микробиом может считаться здоровым?

Когда начинать заботиться об оптимальном здоровье?

Воздействие на кишечный микробиом для улучшения здоровья

Научитесь понимать свои внутренние ощущения

Поддерживайте здоровье мозга (и микробиоты ЖКТ)

Как и чем кормить микроорганизмы ЖКТ

Благодарности

Список рекомендуемой литературы

Сноски