Кроме положительного влияния на здоровье сердца, сосудов и предупреждения инсультов, микробиота также принимает участие в процессе восстановления организма после инсульта. Когда у пациентов после инсульта берут образец микробиоты, то в течение первых 24 часов после удара наблюдаются признаки дисбиоза. Притом чем сильнее удар, тем значительнее изменения в микробной композиции. Это удивительное открытие, но мы пока не знаем, как его применить на пользу пациентам. Кроме того, ученые обнаружили убедительные доказательства, что микробиота может повлиять на исход инсульта. Мы знаем, что она оказывает сильнейшее влияние на иммунную систему и воспалительные процессы (читайте об этом в главе 11). Повреждение тканей, которое следует за инсультом, обычно возникает из-за воспалительных повреждений, вызванных действиями иммунной системы. Здесь часть ответственности может лежать на антибиотиках, потому что жертвам инсульта часто назначают антимикробную терапию для предупреждения развития инфекций.
На примере экспериментов с животными лечение антибиотиками позволяет сократить повреждения мозга, поскольку оно подавляет активацию ключевых иммунных программ. В результате повышается концентрация клеток, подавляющих воспаление (они называются регуляторными Т-клетками), и снижается уровень клеток, вызывающих дальнейшее повреждение тканей (дельта– и гамма-Т-клетки). Антибиотиками нельзя пользоваться для профилактики инсультов по многим причинам, в том числе из-за вероятности развития резистентности и негативного влияния антимикробной терапии на микробиоту. Однако сегодня появляются новые методы определения микробов, которые связаны с развитием инсультов, а значит, вскоре мы научимся намеренно изменять микробиом с целью предупреждения инсультов и/или восстановления организма после удара.
Джетлаг и перелетные птицы
Пенсия мечты – это очень долгие, роскошные экзотические путешествия. Необремененные работой и заботой о родственниках пенсионеры наконец могут найти время на новые впечатления и познание окружающего мира. В Канаде основной род деятельности пенсионеров называют «полет перелетных птиц», потому что они с удовольствием покидают свои занесенные снегом дома и проводят зимы на теплых пляжах, а возвращаются только с приходом весны. Однако путешествия на дальние расстояния связаны с сильным дискомфортом при смене часовых поясов, или джетлагом. Затуманенность сознания, недостаток энергии, депривация сна, частое употребление вредной пищи, усиление аппетита… Да вы знаете, как это обычно бывает! Первые несколько дней достаточно тяжело наслаждаться долгожданным пляжем. Человек может даже неожиданно заснуть днем на море и проснуться с сильными ожогами, которые еще долго будут напоминать о путешествии. Джетлаг и нарушение биологических часов внутри организма, также называемых циркадными ритмами, не ограничивается только этими неприятными симптомами, но в дальнейшем вызывает ожирение, диабет и рак. Как мы убедимся позже, у всех этих заболеваний есть связь с микробами. За последние два года ученые смогли убедиться в наличии сильной связи между микробиомом и джетлагом, а также другими нарушениями внутреннего распорядка организма, и связь эта часто проявляется самыми неожиданными способами.
Циркадные ритмы находятся под контролем гипоталамуса – области мозга, которая испытывает на себе воздействие света и других факторов для контроля сна, аппетита и остальных ежедневных ритуалов. Однако нам известно, что другие части тела тоже имеют собственные молекулярные часы, которые синхронизуются с часами мозга. Например, есть часы, которые «будят» печень и кишечник, когда нужно переваривать пищу в течение дня, и замедляют их работу, пока мы спим. В 2014 году ученые обнаружили, что микробиота кишечника обладает собственным циркадным ритмом. Ученые произвели генетические мутации в некоторых молекулярных часовых генах мышей, которые нарушали ритмические колебания жизни микробиоты. Они обнаружили, что внутренние часы организма руководят жизнью микробиоты, так как почти у 15 % штаммов микробов наблюдались изменения циклических ритмов. Ученые даже смогли обнаружить характерные «суточные» микробные штаммы. Изменения можно было предотвратить с помощью регулярного кормления, то есть мыши возвращались к нормальным суточным биологическим ритмам благодаря регулярным приемам пищи в строго определенное время – подобным способом и люди преодолевают джетлаг после путешествия. При нерегулярном кормлении основные часы в мозге мышей выпадали из ритма всех остальных часов, в том числе кишечника, которые «будят» его для переваривания пищи и останавливают работу во время сна. Результаты исследования подтвердили то, что мы подозревали и прежде: нарушение работы биологических часов плохо влияет на различные биологические процессы, в том числе на пищеварение и жизнь микробиоты.
Изменения в метаболической активности – нашем способе перерабатывать молекулы в энергию – могут привести к ожирению и диабету. Например, ученые ввели образец экскрементов мышей с джетлагом или людей (выпускников, которые вынуждены перемещаться по миру ради посещения научных конференций) мышам, у которых нет своего микробиома. Если вам интересно, как мыши смогли заработать джетлаг, то знайте, что они не летали по всему свету – достаточным оказалось лишь на трое суток сместить время освещения мышиного вольера на восемь часов, а затем снова вернуться к первоначальному режиму. Ученые обнаружили, что метаболические симптомы джетлага (то есть сильное желание питаться углеводами и фастфудом), связанные с развитием ожирения и диабета, проявились у мышей после переноса микробов. Введение фекалий от мышей с джетлагом настолько повлияло на метаболизм здоровых мышей, что они стали сильнее подвержены развитию диабета и ожирения. Кроме того, ученые выяснили, что кормление мышей жирным кормом разрушительным образом сказывалось на их циркадных ритмах (а также на микробиоте и обхвате талии). В ходе других экспериментов над мышами выяснилось, что особи женского пола сильнее подвержены изменениям в микробиоте, вызванными джетлагом, чем мужские особи; что алкоголь усугубляет эти изменения у обоих полов и что даже кишечные инфекции стремительнее развиваются из-за нарушений сна и отдыха.
Так как же нам применить эти полезные знания, чтобы следующий трансатлантический перелет прошел замечательно? К сожалению, наука пока только начинает получать ответы на эти вопросы, а исследования пока проводились только при участии лабораторных животных, и их результаты рано переносить на человека. Однако кое-что уже становится очевидным. Жирная пища и алкоголь усугубляют джетлаг. Если питаться по своему обычному расписанию, как дома, и выходить днем под солнечный свет, то вы и ваши микробы сможете быстрее адаптироваться к пляжному сезону. Мы надеемся, что со временем, когда мы узнаем больше об их сложной взаимосвязи, то сможем разработать пробиотик или пребиотик для нормализации сна после перелетов.
Будущее
Из всех частей тела и органов, которые мы обсуждаем в нашей книге, у мозга можно отметить, пожалуй, самый большой потенциал для будущего. Улучшение качества жизни, благополучие и здоровое старение – все это возможно благодаря науке о микробиоме. Как мы убедились, болезни Альцгеймера, Паркинсона, деменция, тревога, стресс, депрессия и инсульт имеют микробные аспекты. Проведя больше исследований, мы сможем сформировать четкое представление о том, как работает MIND-диета, и разработать более эффективные планы питания для мозга. Пока новые технологии находятся на стадии тестирования, мы можем рассчитывать на скорое появление методов диагностики микробиоты кишечника с целью заблаговременного и точного определения риска развития когнитивных заболеваний. С новым поколением пробиотиков – научно разработанных «коктейлей» из полезных микробов – мы вправе предвкушать пользу от лечения микробами, «изменяющими сознание», которые способны контролировать или устранять депрессию и другие негативные психические состояния.
