Как микробиомы кишечника влияют на страх

Существуют доказательства того, что микробиомы могут влиять на реакцию страха своих хозяев, возможно, выделяя соединения, которые влияют на нейроанатомию и функции мозга. Об этом пишет Елена Ренкен.

Наш мозг может показаться физически далеким от наших внутренностей, но в последние годы исследования убедительно доказали, что огромные сообщества микробов, сосредоточенные в нашем пищеварительном тракте, связаны с мозгом.

Было доказано, что кишечный микробиом влияет на познание и эмоции, воздействуя на настроение и состояние психических расстройств, и даже на обработку информации. Но как он может это делать, до сих пор оставалось неясным.

До недавнего времени исследования взаимосвязи кишечника и мозга в основном показывали лишь корреляции между состоянием микробиома и работой мозга. Новые результаты позволяют копнуть глубже, основываясь на исследованиях, которые демонстрируют участие микробиома в реакции на стресс. Сосредоточившись на страхе, а точнее на том, как страх исчезает со временем, исследователи в 2019 году проследили, как меняется поведение мышей с ослабленным микробиомом.

Они выявили различия в клеточной проводке, активности мозга и экспрессии генов, а также определили короткий промежуток времени после рождения, когда восстановление микробиома еще может предотвратить поведенческие нарушения у взрослых.

Они даже отследили четыре конкретных соединения, которые могут помочь объяснить эти изменения. Хотя, возможно, еще слишком рано предсказывать, какие методы лечения могут появиться, когда мы поймем эту взаимосвязь между микробиомом и мозгом, эти конкретные различия подтверждают теорию о том, что эти две системы глубоко переплетены.

По словам Кристофера Лоури, доцента кафедры интегративной физиологии Университета Колорадо в Боулдере, выяснение этих механизмов взаимодействия с мозгом является главной задачей в исследовании микробиома.

Коко Чу, ведущий автор исследования 2019 года и постдокторант в Weill Cornell Medicine, была заинтригована концепцией того, что микробы, населяющие наше тело, могут влиять как на наши чувства, так и на наши действия. Несколько лет назад она задалась целью изучить эти взаимодействия в мельчайших подробностях с помощью психиатров, микробиологов, иммунологов и ученых из других областей.

Исследователи проводили классическое обучение поведению на мышах, некоторым из которых давали антибиотики, чтобы резко уменьшить микробиом, а некоторые были выращены в изоляции, чтобы у них вообще не было микробиома. Все мыши одинаково хорошо научились бояться звукового сигнала, за которым следовал удар током. Когда ученые перестали бить током, обычные мыши постепенно научились справляться с эти звуком. Но у мышей с истощенным или отсутствующим микробиомом страх сохранялся — они чаще замирали при звуке сигнала.

Заглянув в медиальную префронтальную кору, область внешнего мозга, которая обрабатывает реакции страха, исследователи заметили явные различия у мышей с обедненным микробиомом: некоторые гены были выражены слабее. Один тип глиальных клеток не развивался должным образом. Колючие выступы на нейронах, связанных с обучением, росли менее обильно и чаще удалялись. Один тип клеток демонстрировал более низкий уровень нейронной активности. Как будто мыши без здорового микробиома не могли научиться не бояться, и исследователи могли видеть это на клеточном уровне.

Исследователи также задались целью выяснить, как состояние микробиома в кишечнике вызывает эти изменения. Одна из возможностей заключалась в том, что микробы посылают сигналы в мозг через длинный блуждающий нерв, который передает ощущения от пищеварительного тракта к стволу мозга. Но перерезание блуждающего нерва не изменило поведение мышей. Также казалось возможным, что микробиомы могут вызывать реакции в иммунной системе, которые влияют на мозг, но количество и соотношение иммунных клеток у всех мышей было одинаковым.

Однако исследователи обнаружили четыре метаболических соединения с неврологическими эффектами, которые гораздо реже встречались в сыворотке крови, спинномозговой жидкости и стуле мышей с нарушенным микробиомом. Некоторые из этих соединений уже были связаны с неврологическими расстройствами у людей. По словам микробиолога Дэвида Артиса, директора Института исследований воспалительных заболеваний кишечника имени Джил Робертс в Вейл Корнелл Медисин и старшего автора исследования, команда предположила, что микробиом может производить определенные вещества в изобилии, и некоторые молекулы попадают в мозг.

Во многих лабораториях растет интерес к отслеживанию конкретных бактериальных веществ, которые участвуют в сигнализации нервной системы, говорит Мелани Гаро, доцент кафедры анатомии, физиологии и клеточной биологии Калифорнийского университета в Дэвисе. В таких процессах, вероятно, участвуют многочисленные метаболиты и пути.

По словам Эмерана Майера, профессора медицины и директора Центра нейробиологии стресса и устойчивости имени Г. Оппенгеймера при Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе, исследования других расстройств, таких как депрессия, также указывают на участие определенных соединений, создаваемых микробами, но до сих пор нет единого мнения о том, какие из них способствуют развитию того или иного заболевания. И хотя кишечный микробиом явно изменен у многих людей с заболеваниями мозга, часто неясно, является ли это изменение причиной или следствием. Различия в микробиоме могут привести к неврологическим проблемам, но заболевания также могут изменить микробиом.

«Долгое время мы были сосредоточены на идее о том, что мы можем определить конкретные типы бактерий, которые обеспечивают либо риск, либо устойчивость к расстройствам, связанным со стрессом, но может оказаться, что это не обязательно должен быть какой-то конкретный микроб» — отмечает Лоури. Даже у здоровых людей микробиом сильно различается. Конкретные микробы могут не иметь значения, если микробиом достаточно разнообразен — точно так же, как существует множество видов процветающих лесов, и один отдельный вид дерева может быть не нужен.

Тем не менее, изучение влияния микроорганизмов на нервную систему — это молодая область, и даже существует неопределенность в том, что это за влияние.

В предыдущих экспериментах были сделаны непоследовательные или противоречивые выводы о том, помогают ли изменения микробиома животным разучиться реагировать на страх. Дополнительный вес выводам Чу и ее коллег придает то, что они могут указать на доказательства конкретного механизма, вызывающего наблюдаемое ими поведение.

Исследования на животных, подобные этому, особенно полезны для закрепления четкой связи между нервной системой и микробиомом, даже если они не указывают на методы лечения для людей, отмечает Кирстен Тиллиш, профессор медицины в Школе медицины Дэвида Геффена при Калифорнийском университете. «То, как люди обрабатывают эмоции, физические ощущения и познание в мозге, настолько отличается от животных, что это очень сложно перевести».

Теоретически, наличие определенных микробных веществ может помочь предсказать, кто наиболее подвержен таким расстройствам, как посттравматическое стрессовое расстройство. Подобные эксперименты могут даже выявить пути связи между мозгом и микробиомом, на которые можно будет направить лечение. «Всегда существует большая надежда на эти эксперименты на мышах, что мы приближаемся к пониманию связи с человеком» — подчеркивает Майер, и эти исследования часто дают поразительные результаты благодаря строгим методам. Но работа человеческого мозга не всегда соответствует мышиному. Более того, взаимодействие мозга и микробиома кишечника у людей и мышей различно, а различия между микробиомами, обусловленные диетой, усугубляют это несоответствие.

По словам Майер, для людей вмешательства, направленные на микробиом, могут быть наиболее эффективными в младенчестве и детстве, когда микробиом еще развивается и происходит раннее программирование мозга. В новом исследовании ученые увидели определенный промежуток времени в младенчестве, когда мышам необходим типичный микробиом, чтобы нормально погасить страх, когда они вырастут. Так, специалисты изучали мышей, которые были полностью изолированы от микробов в течение первых трех недель жизни, а затем смешали с мышами, имеющими типичный микробиом. Мыши без микробов подхватили микробы других мышей и развили богатый микробиом, но когда они выросли и прошли через те же эксперименты по обучению страху, у них все еще наблюдались недостатки. В возрасте всего нескольких недель они были еще слишком взрослыми, чтобы научиться нормально гасить страх.

Но когда микробиом был восстановлен у новорожденных мышей, которые обрели богатый микробиом после того, как их поместили к приемным родителям, мышата выросли и стали вести себя нормально. По словам Тиллиша, в первые несколько недель после рождения микробиом играет решающую роль — это понимание легко вписывается в общую идею о том, что схемы, управляющие чувствительностью к страху, подвержены изменению в раннем возрасте.

По словам Артиса, тот вид обучения страху, который тестировали исследователи, является фундаментальным навыком в эволюционном смысле. Знание того, что вызывает страх, и адаптация, когда это больше не представляет угрозы, могут иметь решающее значение для выживания. Неспособность погасить страх также присутствует в ПТСР и связана с другими расстройствами мозга, поэтому углубление научных знаний о механизмах, влияющих на эту схему, может пролить свет на основные особенности поведения человека и проложить путь к потенциальным методам лечения.

В эволюционном масштабе микробиом человека менялся по мере того, как все больше людей жило в городах, а расстройства мозга становились все более заметными. Рои микробов, населяющих каждого из нас, эволюционировали вместе с нашим видом, и нам крайне важно понять, как они влияют на физическое и психическое здоровье, говорит Лоури. Окружающая среда может влиять на нашу нервную систему через микробиом, добавляя новые уровни сложности в изучение здоровья и болезней мозга.


Football news:

<!DOCTYPE html>
Kane on Tuchel: A wonderful man, full of ideas. Thomas in person says what he thinks
Zarema about Kuziaev's 350,000 euros a year in Le Havre: Translate it into rubles - it's not that little. It is commendable that he left
Aleksandr Mostovoy on Wendel: Two months of walking around in the middle of nowhere and then coming back and dragging the team - that's top level
Sheffield United have bought Euro U21 champion Archer from Aston Villa for £18.5million
Alexander Medvedev on SKA: Without Gazprom, there would be no Zenit titles. There is a winning wave in the city. The next victory in the Gagarin Cup will be in the spring
Smolnikov ended his career at the age of 35. He became the Russian champion three times with Zenit

3:07 Карта перекрытия дорог в Бишкеке и Чуйской области на саммиты СНГ, ШОС и ЕАЭС
3:05 Уже начали продавать курятник с искусственным интеллектом
2:57 Мэр Бишкека поручил массово раздавать людям красные книги
2:54 «Продавайте спиртное — работайте без проблем!» В Ташкенте закрывают халяльные рестораны
2:36 В Бишкеке пройдет выставка, посвященная Чингизу Айтматову
2:31 Human Rights Watch опровергла слова Байдена о количестве погибших в Палестине. Лидер США уже не знает, как оправдать действия Израиле
2:14 В Газе погибла семья корреспондента телеканала «Аль-Джазира»
2:01 22 человека погибли в результате перестрелок в американском городе Льюистон
22:32 В Монголии внедрена международная платежная система Wechat pay
22:29 В Монголии более 100 тысяч граждан поддержали новый закон о возмещении 5% НДС
22:16 В Бангкоке открылась фотовыставка монгольского наследия. ФОТО
21:54 Президент Монголии принял президента Фонда Фридриха Эберта
21:47 Para Asiad: Монгольский дзюдоист завоевал медаль высшей пробы на Азиатских пара играх
21:45 The Asian Para Games: Баттулга завоевал бронзу в толкании ядра на Азиатских Игр
17:19 Фонд «Инициатива Розы Отунбаевой» возобновил акцию «Звезды читают детям»
17:01 Фото дня. Проблема общественного транспорта в Бишкеке в одном кадре
15:42 Появился способ лечить последствия инсульта даже спустя годы после удара
15:23 Байден опасается, что наземная операция в секторе Газа приведет Израиль к долгой и кровавой уличной битве
15:10 Эрдоган отменил поездку в Израиль и назвал ХАМАС группой освободителей
14:59 Завтра в Бишкеке не будут работать троллейбусы
14:55 Садыр Жапаров высказался по поводу изменения государственного флага
14:03 Садыр Жапаров поддержал идею изменения флага Кыргызстана
13:00 КР и КНР подписали меморандум о сотрудничества в сфере цифровой экономики
12:51 В Кыргызстан за январь-август из Индии поставили мясо КРС на 2 млн долларов
12:22 Ученые: лесопокрытая площадь Кыргызстана составила 8,6% территории страны
12:09 Лидеры «Хезболлы», «ХАМАС» и «Исламского джихада» встретились в Бейруте
11:42 В Кыргызстан прибыли Первый вице-президент Ирана, премьер-министры России и Узбекистана
11:15 ООН: Убежища в секторе Газа переполнены в четыре раза, люди спят на улице
10:06 Турция призывает ОИС к солидарности с Палестиной
9:18 Налоговая служба: Число участников лотереи «Требуй чек — выиграй приз!» растет
6:00 За 15 лет долг Кыргызстана Китаю вырос в 37 раз. На что республика брала деньги
6:29 Мастерская по фактчеку для журналистов из Центральной Азии пройдет в Алматы
9:11 Критика на критику. О месте старшего поколения в кыргызской журналистике
7:53 Медиаграмотность в США. Со школьной скамьи
11:03 В Анкаре у здания МВД два террориста совершили теракт, один из них взорвал себя. Видео
11:03 Полиция глушит радиосигналы в районе, чтобы исключить риск дистанционного подрыва бомбы. Подробности теракта в Анкаре
7:34 В Анкаре у здания МВД произошел теракт, двое убиты
7:03 Шавкат Мирзиёев с государственным визитом посетит Катар
7:00 Стюардессы — это официантки? Кыргызка в Дубае про стереотипы о бортпроводницах
6:55 Илон Маск попросил сотрудников X исправить проблему после того, как его трансляция зависла
6:54 Конгресс США принял временный бюджет, не включающий помощь Украине
6:43 Сауль Альварес победил Джермелла Чарло. Третий раз защитил титул абсолютного чемпиона
6:34 Toyota запустит бюджетную альтернативу Land Cruiser по цене RAV4
5:30 В Бишкеке функционирует инсинератор для утилизации текстильных отходов
5:00 В ближайшее время на улицах Бишкека будут установлены светофоры
4:51 В результате наводнений во Вьетнаме погибли девять человек
4:46 Более 2,6 млн казахстанцев — люди старше 60 лет
4:39 Генпрокуратура Азербайджана сообщила об аресте экс-главы МИД непризнанной НКР
4:35 В России ужесточили наказание за неявку в военкомат
4:30 3 октября в некоторых районах Бишкека отключат воду
4:10 Железная дорога Китай — Кыргызстан — Узбекистан: как продвигается проект
3:29 В городах Кыргызстана пройдут учения МЧС: граждан просят не паниковать
3:00 Неделя-24. Уничтожение Конституционного суда и продолжающийся рост цен
2:46 Собака лишила марафонца победы и миллионного гонорара
2:36 Великобритания ввела санкции против Александра Куренкова, недавно посетившего Монголию
2:14 Зеленский: «Украина станет одним из ключевых мировых производителей оружия и оборонных систем»
2:07 Конгресс США принял временный бюджет без помощи Киеву. Правда ли, что у Америки закончились деньги?
2:01 Пекин откладывает строительство железной дороги Китай-Кыргызстан-Узбекистан?
22:20 Морской лёд в Антарктиде достиг экстремально низкого уровня,- ученые
15:56 Суды отпустили на пробацию 88 насильников. Комментарий Минюста
15:28 Волонтеры будут обучать кыргызстанцев пользоваться госуслугами онлайн
12:53 В Узбекистане ввели ответственность за пропаганду многоженства
12:52 Бизнес обеспокоен запретом на внесение изменений в Налоговый кодекс Кыргызстана
12:24 В Кыргызстане выросло число трудоустроенных граждан
11:56 Япония заинтересована в дальнейшем сотрудничестве с Налоговой службой КР
10:48 В Бишкеке составили список перекрестков, где нужны светофоры
9:52 В Туркменистане строят новую мечеть, ее назовут в честь президента «Сердар-хаджи»
9:48 Узбекистанцев предостерегли от поездок в Индию, где наблюдается вспышка нового вируса
9:37 В Нью-Йорке объявлено чрезвычайное положение из-за наводнения
9:31 Население Таджикистана обучают действиям при возможных землетрясениях
9:30 Число жителей Карабаха, прибывших в Армению, превысило 100 тысяч
9:28 Проект строительства железной дороги Китай — Кыргызстан — Узбекистан отложен
9:23 В Минтруда Кыргызстана рассказали, какие пожилые граждане имеют право на проживание в интернате
9:22 В Казахстане имам ударил маленького ребенка в мечети. Его уволили
9:03 В Казахстане во время учебного полета упал самолет, два человека погибли
8:59 Знаменитое 200-летнее «дерево Робин Гуда» срубили в Великобритании. Под подозрением 16-летний подросток. Видео
8:53 Как армяне покидают Карабах. Фоторепортаж
8:53 В интернатах Кыргызстана проживает 2 тысячи 338 человек
8:00 Продуктовая корзина Бишкека на 30 сентября. Сколько денег семья тратит на еду
7:33 В Минобразования обсудили сотрудничество вузов Кыргызстана и Великобритании
7:00 Большинство читателей 24.kg считают, что штраф за игнорирование выборов — абсурд
6:54 СМИ Казахстана обвинило Кыргызстан в сокрытии воды. В СВР дали свой ответ
6:42 "Окна Овертона" кыргызской демократии
6:35 Военный союз с Россией - краеугольный камень безопасности Кыргызстана
6:32 В Кыргызстане снова готовят революцию?
6:32 На фермеров оказывают давление госорганы. Президента просят помочь
6:29 В Западной Монголии прогнозируется неблагоприятная зимняя погода
6:21 Гала-концерт китайского фестиваля середины осени прошел в Монголии
6:19 Ли Вонджэ: Посольство приложит все усилия для укрепления наших отношений
6:10 Канал Moonbug запускается в Монголии
6:00 Минцифры приглашает волонтеров для развития цифровой грамотности в Бишкеке
6:00 Подготовка к зиме. Как Акылбек Жапаров ТЭЦ Бишкека инспектировал
5:45 54-летний Дана Уайт продемонстрировал свою физическую форму
5:38 Ученые: Мытье полов поможет снизить риск инсульта
5:30 Япония заинтересована в дальнейшем сотрудничестве с Налоговой службой Кыргызстана
5:30 В южных областях Кыргызстана будут организованы государственные аптеки
5:00 В Кыргызстане китайские врачи провели 600 бесплатных глазных операций
4:30 Министр обороны КР принял участие в заседании СМО стран СНГ
4:01 Мукаш Бейшембаев: Мы не делаем человека бессмертным, но продлеваем жизнь
4:00 Октябрь-2023. Что изменится в жизни кыргызстанцев