Джулия Эндерс - Очаровательный кишечник. Как самый могущественный орган управляет нами

Каким образом микроорганизмы кишечника управляют генами, как на это влияет состав нашей пищи и почему богатая жирами пища менее полезна для микрофлоры кишечника, рассказывает сайт.

В кишечнике человека или любого другого живого организма существует целый мир - надежная экосистема микроорганизмов, которые чаще всего называют микробиомом. Микробиом состоит из триллионов бактерий, грибков и вирусов, поэтому его состояние оказывает серьезное воздействие на здоровье хозяина. Микроорганизмы, процветающие в кишечнике, играют важную роль в жизнедеятельности человека, так как участвуют в обработке пищи, в развитии иммунной системы и функционировании отдела органов пищеварения.

Ученые из Висконсинского университета в Мэдисоне решили провести сравнительное исследование, как функционирует пищеварительная система двух групп мышей, если одна из этих групп росла в типичных лабораторных условиях, а другая - в стерильной безмикробной обстановке. В ходе работы, описанной в журнале Molecular Cell, исследователи выявили одну важную роль обитающих внутри организма микробов: они являются посредниками для экспрессии генов, то есть процесса, в ходе которого наследственная информация от последовательности нуклеотидов ДНК преобразуется либо в РНК, либо в белок. Иными словами, кишечный микробиом благодаря эпигеному (совокупности специфических меток, определяющих активность генов) передает химическую информацию, которая регулирует, какие гены в клетках активны.

Другим результатом исследования стало доказательство негативного влияния так называемой западной диеты - рациона с высоким содержанием насыщенных жиров, сахара и красного мяса. Оказалось, что метаболиты, вырабатываемые бактериями пищеварительной системы, химически связываются с клетками далеко за пределами толстой кишки и вызывают активацию генов вне зависимости от близости клеток.

«Микроорганизмы каким-то образом стимулируют экспрессию генов посредством изменений в эпигеноме, - рассказал Джон Дену, профессор биомолекулярной химии из Висконсинского университета в Мэдисоне. - Мы начинаем по-настоящему понимать, какое значение имеют микробиом и соблюдение правильного питания».

Во время исследования были обнаружены основные различия в регуляции генов мышей, выросших в разных условиях. Кроме того, у грызунов различался рацион питания: одну группу кормили растительными углеводами, которые есть в овощах и фруктах, а другую - продуктами с высоким содержанием простых сахаров и жиров, имитируя западную диету.

По словам бактериолога Федерико Рея, одного из авторов исследования, диета на основе растительных углеводов питает микробиом и делает его богаче. Диета с высоким содержанием сахаров и жира, наоборот, снижает способность микрофлоры кишечника связываться с другими клетками. «Мы видим, что кишечный микробиом влияет на эпигеном хозяина через его рацион, а диета на основе растений улучшает связь между хозяином и микробами», - прокомментировал Рей.

Если микробиом получает небольшое количество жирных кислот с короткой цепью, процессы брожения перерабатывают питательные вещества из растений, которые являются важными химическими посланниками, которые также общаются с хозяйскими клетками через эпигеном. «Микробный метаболизм, или ферментация, заключается в том, что растительные волокна перерабатываются в короткоцепочные жирные кислоты», - добавил профессор Дену.

По результатам исследования ученые предположили, что шаблон для здорового микробиома возник у человека в далеком прошлом, когда его рацион составляла преимущественно пища растительного происхождения, а жиры и сахара были менее доступны, чем в современной пище. Рей отметил: «Отходя от растительной диеты, человек частично теряет связь между своими клетками и микрофлорой».

Еще один эксперимент, проведенный в рамках исследования, был связан с обеспечением мышей, выросших в стерильной среде, тремя различными короткоцепочными жирными кислотами. Как утверждает профессор Дену, именно эти кислоты являются основным проводником между микрофлорой и клетками хозяина.

Продукты, богатые жирами и сахарами, особенно после пищевой обработки, легко усваиваются человеком, но не являются полезной пищей для микробиома. Более того, химическая связь между микрофлорой и клетками человека может иметь серьезные последствия, так как микробиом должен поддерживать связь с клетками печени и жировой ткани.

Кишечник и мозг обмениваются сигналами через блуждающий нерв, который спускается по шее в грудную и брюшную полость. Джулия Эндерс, автор бестселлера «Очаровательный кишечник. Как самый могущественный орган управляет нами», сравнивает блуждающий нерв с телефонным проводом, который соединяет кишечник с отдельными центрами головного мозга.

Мозг дирижирует всеми органами тела, и многими - через блуждающий нерв, но только кишечник обладает автономностью: если нерв перерезать, «отсоединив» мозг от кишечника, последний продолжит работать. Он имеет собственную нервную систему, которые ученые называют «вторым мозгом». Она состоит из огромного количества нейронов и вспомогательных клеток, производит несколько десятков нейромедиаторов. Функции настолько развитой нервной системы не могут ограничиваться регуляцией пищеварения.

Алло, это микробы?

Большинство сигналов по блуждающему нерву передается не сверху вниз, а снизу вверх - в мозг. Ученые предполагают, что кишечник влияет на наше психическое состояние. Для лечения депрессии, которая не поддается медикаментозной терапии, уже используется электрический стимулятор блуждающего нерва. Он заставляет нерв генерировать «правильные» импульсы.

В кишечнике вырабатывается 90 % серотонина – гормона счастья. Может быть, причина депрессии кроется не в мозге, а в кишечнике. Также ученые обнаружили связь между состоянием кишечника и тревожностью, аутизмом, нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Паркинсона и Альцгеймера.

Более того: не только сам кишечник подает сигналы через блуждающий нерв, но и населяющие его микроорганизмы. Они делают это разными способами - например, стимулируя выработку серотонина клетками слизистой оболочки кишечника. Влияние микрофлоры на поведение и настроение доказано в ходе многочисленных экспериментов на лабораторных мышах.

Любишь общаться? Поделись бактериями

Кишечные бактерии влияют и на социальное поведение лабораторных мышей. Ученые из Медицинского колледжа Бейлора в Хьюстоне (США) изучали связь между ожирением матери и расстройствами аутистического спектра у потомства. Контрольная группа мышей питалась обычно, а опытная получала корм с повышенным содержанием жиров. Как и ожидалось, самки из второй группы набрали лишний вес. Мышата перекормленных матерей намного меньше интересовались общением со своими сородичами, чем потомство контрольной группы.

Животных поместили в одну клетку, а совместное проживание неизбежно приводит к обмену кишечными бактериями. Спустя четыре-пять недель микрофлора необщительных мышей становилась такой же, как и у контрольной группы, а социальное поведение возвращалось в норму.

Ученые обнаружили , что у мышей с аутистическим расстройством сильно снижена численность бактерии Lactobacillus reuteri в кишечнике. Этот микроорганизм влияет на выработку окситоцина - гормона, который регулирует социальное поведение. Рацион с высоким содержанием жиров подавляет Lactobacillus reuteri в кишечнике матери, а она передает свою нарушенную микрофлору потомству.

Ты - то, что ты ешь. И наоборот

У микроорганизмов могут быть эволюционные причины контролировать наше поведение. По мнению ученых , бактерии стимулируют своих хозяев общаться, потому что это способствует обмену микрофлорой. Они также способны влиять на пищевые пристрастия хозяина, заставляя употреблять продукты, которые способствуют их росту и размножению. Возможно, когда вы не можете устоять перед тортом, дело не в слабой воле, а в микроорганизмах.

Некоторые бактерии любят жир, некоторые - сахар, а за их предпочтения порой приходится расплачиваться ожирением. Но чем разнообразнее состав микрофлоры кишечника, тем меньше вероятность, что один вид начнет преобладать над другими и захватит командование мозгом.

Рацион с высоким содержанием жиров и простых углеводов обедняет микрофлору кишечника; чтобы подержать разнообразие бактерий, нужно есть больше овощей, фруктов и кисломолочных продуктов. Исследование влияния диеты на вес, которое охватило 120 тысяч человек, показало , что главный продукт для похудения - это йогурт.

Микробы от депрессии

Эксперименты, изучающие влияние микрофлоры кишечника на психику людей, показывают, что депрессию и тревожное расстройство можно лечить с помощью пробиотиков - полезных бактерий. Ученые используют для их обозначения новое слово - психобиотики.

Японские ученые исследовали влияние кефира, содержащего штамм Shirota бактерии Lactobacillus casei, на психологическое состояние студентов-медиков во время сдачи важного экзамена. Они выяснили , что кефир нормализует уровень гормона стресса кортизола и повышает уровень серотонина. Кроме того, пробиотик уменьшает проявление недомоганий, связанных со стрессом, таких как простуда и боли в животе.

Исследования указывают на то, что изучение психобиотиков - перспективное направление. Но пока не изобретена волшебная таблетка, помогайте своему кишечнику проверенными способами: ешьте йогурты, овощи и фрукты. Тогда бактерии не захватят пульт управления мозгом.

Иллюстрация: Соня Коршенбойм.

Вы когда-нибудь ощущали тяжесть в животе? Это может беспокоить вас и заставляет нервничать. Наука утверждает, что микрофлора нашего кишечника может общаться с нашим мозгом посредством блуждающего нерва и наоборот.

Давайте, глянем, что должно происходить в кишечнике, из-за чего он посылает мозгу сигналы, приводящие к депрессии или тревожности. Научные данные говорят о прочной связи между хроническими заболеваниями и воспалениями. Кишечник, от микрофлоры которого на 70 процентов зависит наш иммунитет, чаще всего подвержен воспалениям. Рацион человека обеспечивает окислительный стресс, что создаёт условия для таких недугов как депрессия, тревожность, помутнение разума, ожирение и многое другое. Здоровье мозга напрямую зависит от здоровья кишечника.

Кишечник связан с нашей иммунной системой и с мозгом посредством нейротрансмиттеров. Одна из их функций это передача ключевых сигналов мозгу, что по-разному сказывается на организме.

Серотонин и дофамин это хорошо известные нейротрансмиттеры, которые обычно ассоциируются с хорошим настроением. Хотя многие считают, что серотонин вырабатывается в головном мозге, оказалось, что на самом деле до 90 процентов его производится в кишечнике.

По словам доктора Хелен Мессье, главного медицинского сотрудника компании Viome, занимающейся анализом микрофлоры кишечника, бактерии в кишечнике производят или потребляют большую часть нейротрансмиттеров в организме.

Другими словами, достаточное количество серотонина, производимого кишечником, посылает мозгу положительные сигналы, что улучшает сон и даёт чувство насыщения.

Исходя из этого, можно понять, что придерживаясь правильной диеты, мы можем влиять на производство кишечником нейротрансмиттеров, положительно влияющих на наш мозг.

Пища, которую мы едим, влияет на состав микрофлоры в кишечнике, что в свою очередь влияет на производимые ею вещества. Жирная пища приводит к размножению вредных бактерий, производящих токсины, из-за которых возникают хронические заболевания.

При этом кишечник человека более уникален, нежели его отпечатки пальцев. Нет пищи, одинаково полезной для каждого. Одна и та же еда может оздоровить одного человека и причинить вред другому в зависимости от состава его микрофлоры. Кишечник в процессе метаболизма может извлекать из одной и той же еды питательные вещества, необходимые организму, а может производить вредные токсины, приводящие к заболеваниям.

Здоровая диета, составленная персонально для вас, позволяет вашему кишечнику не вырабатывать токсины, а напротив, производить здоровые соединения типа бутирата и нейротрансмиттеров, положительно влияющих на мозг. Но помимо этого бактерии кишечника производят также витамины и питательные вещества, необходимые для нормальной работы мозга.

«Производство нейротрансмиттеров в мозге зависит от конкретных витаминов, таких как фолиевая кислота. Наш мозг абсолютно зависим от фолиевой кислоты, и ее производят наши бактерии. Если они не получают правильных “кирпичиков”, поступающих с пищей, они не могут сделать это важное дело» — говорит доктор Мессье.

«Если Ваш мозг не получает необходимых ему питательных веществ, то нервные сигналы замедляются, и различные части мозга начинают испытывать трудности в общении друг с другом» — объясняет доктор Мессье.

Радует то, что на состав микрофлоры можно влиять. По словам доктора Мессье, баланс в кишечнике можно отрегулировать за несколько недель, адекватно улучшив свой рацион. Чтобы узнать, что требуется микрофлоре, нужно проверить кишечник. Компания Viome, в которой работает доктор Мессье, разработала доступный метод секвенирования РНК, который идентифицирует микроорганизмы в кишечнике. Кроме того, этот метод определяет продукты, производимые этими микроорганизмами.

Перейдя на индивидуально подобранное питание, полезное для вашего кишечника, вы заслужите благодарность не только от него, но также и от вашего мозга.

Экология познания. Познавательно: Главный герой книги - кишечник. Эту сложную систему зачастую несправедливо обходят вниманием: работает, и ладно. То ли дело мозг или сердце! А кишечник… В перерывах между походами в туалет он вроде бы ничем и не занят - просто лежит себе в животе и бурчит время от времени.

Однажды я услышал диалог: «Ты чем вообще думал?» - «Живото-о-ом». Шутка не слишком оригинальная, но если посмотреть с научной точки зрения… Именно так и поступила милая 24-летняя барышня-микробиолог из Германии, написавшая книгу «Очаровательный кишечник » . Сейчас её сметают с полок книжных магазинов Европы.

Главный герой книги - кишечник. Эту сложную систему зачастую несправедливо обходят вниманием: работает, и ладно. То ли дело мозг или сердце! А кишечник… В перерывах между походами в туалет он вроде бы ничем и не занят - просто лежит себе в животе и бурчит время от времени.

Автор Джулия Эндерс защитила докторскую диссертацию в Институте микробиологии во Франкфурте-на-Майне (Германия). «Очаровательный кишечник» - дебютная книга Эндерс. Сейчас в мире продано более двух миллионов её экземпляров.

Насколько это удивительный орган, мало кто знает. Так, например, лишь учёному сообществу известен тот факт, что у людей, страдающих определёнными проблемами с пищеварением, часто нарушена деятельность нервной системы кишечника: он отправляет сигналы в область головного мозга, отвечающую за формирование негативных эмоций. Человек чувствует себя подавленно и никак не может определить причину подобного состояния. Зачастую таких пациентов направляют к психотерапевту, однако данный подход, как вы понимаете, малопродуктивен. В подобных случаях, чтобы вылечить голову, нужно лечить живот.

Работа кишечника влияет на память и эмоции, его инфекции могут притуплять чувство страха, вызывать депрессию и психические заболевания. Говорить про кишечник можно долго и, как показывает эта книга, увлекательно.

Я отнюдь не исключаю, что кого-то шокирует столь откровенное обращение Джулии Эндерс к табуированным в светской беседе темам пищеварения; кому-то покажутся слишком экстремальными опыты на мышах и пациентах-добровольцах, описанные на страницах книги.

Кто-то усомнится во всемогуществе крошечных организмов, контролирующих нашу жизнь и обитающих в животе. А кому-то покажется абсурдным предположение, что у кишечника есть собственные «мозг» и «нервная система». Но давайте вспомним, что новое и неизвестное всегда пугают. И будем рассматривать эту книгу как ещё один шаг на пути к раскрытию тайн и загадок человеческого тела. Несомненным бонусом являются практические советы - следуя им, вы можете реально улучшить своё здоровье и повысить общее качество жизни.

Кухня первобытного человека

О чём же книга. Автор приходит к выводу, что одним из определяющих факторов при формировании человека и основ его существования стала еда . Человек - это животное, научившееся готовить и тем самым сделавшее первый шаг к покорению природы. Книга посвящена пище древнего человека, способам её приготовления и хранения, ритуалам, которыми сопровождался её прием, и, конечно же, социальной функции еды. Автор обобщает данные истории, литературы, этнографии, социологии, психологии, культурологи и антропологии.

Как мы делаем это

Автор Роберт Мартин выучился на зоолога в Оксфорде. Работал во французском Национальном музее естественной истории в Брюнуа, Университетском колледже Лондона, Антропологическом институте в Цюрихе (Швейцария), Музее естественной истории им. Филда в Чикаго (США). Опубликовал более 300 научных работ.

О чём книга Что знает современная наука о природе размножения, беременности и родов? Один из лучших специалистов по эволюционной биологии Роберт Мартин отвечает на вопросы серьёзные и курьёзные. Как избежать послеродовой депрессии? Можно ли сократить заболеваемость раком груди? Зачем мужчинам соски? Уменьшается ли мозг во время беременности?

Красота физики

Автор Фрэнк Вильчек - профессор физики Массачусетского технологического института (США), лауреат Нобелевской премии по физике (2004) «за открытие асимптотической свободы в теории сильных взаимодействий» совместно с Дэвидом Гроссом и Дэвидом Политцером.

О чём книга На страницах великолепно иллюстрированного издания своими размышлениями о красоте Вселенной и научных идей делится нобелевский лауреат Фрэнк Вильчек. Шаг за шагом, начиная с древнегреческой философии и заканчивая современной теорией объединения, он показывает лежащие в основе физических концепций идеи красоты и симметрии. Герои его исследования - Пифагор, Платон, Ньютон, Максвелл, Эйнштейн. В отличие от многих популяризаторов науки, Вильчек не боится формул и умеет «на пальцах» показать самые сложные вещи, заражая нас ощущением чуда.

Последний космический шанс

Автор Антон Первушин - писатель-фантаст, научный журналист, лауреат литературных премий и член Федерации космонавтики России. Много лет он занимается изучением забытых страниц истории космонавтики. Его бестселлер «108 минут, изменившие мир» вошёл в шорт-лист престижной премии «Просветитель».

О чём книга На исследования космоса тратятся огромные средства. Но зачем мы так туда стремимся - в иные миры? Что ожидаем найти на далёких планетах? Насколько выполнимы планы освоения Луны и Марса? Принесёт ли практическую пользу их колонизация? В последнее время подобные вопросы поднимаются всё чаще. Интерес к теме подогревают голливудские блокбастеры, громкие заявления политиков и споры учёных. Научный журналист Антон Первушин разбирает основные мифы и рассказывает о перспективах освоения космоса. опубликовано