Управляющая компания: как бактерии руководят людьми
Люди думают, что они хозяева своей жизни. Но самонадеянные Homo sapiens ошибаются. Нашей жизнью управляют триллионы крошечных существ. Они не умеют ни думать, ни говорить, но это совершенно не мешает им принимать за нас решения
Если взять условного среднего Homo sapiens — 30 лет, ростом 170 см и весом 70 кг — и посчитать, сколько в нем клеток, то получится примерно 30 триллионов (триллион — это единица и 12 нулей). Бактерий в таком усредненном человеке окажется примерно столько же.
Крошечные существа живут у нас повсюду: на лбу, в подмышках, в носу и во рту, на пятках, половых органах и подушечках пальцев. Микробиолог Роб Найт и его коллеги из Колорадского университета в Боулдере выяснили, например, что бактерии, населяющие правую руку, отличаются от тех, что обитают на левой. Более того, на каждом пальце процветает особое микробное сообщество, непохожее на сообщества на других пальцах. Анализируя бактерий, живущих на компьютерной мыши, можно с вероятностью 90% выяснить, чья она.
Но больше всего микробов обитает в кишечнике. Бактерии заполняют все его отделы, помогают нам усваивать пищу и синтезировать некоторые витамины. Долгое время считалось, что этим роль кишечных обитателей и ограничивается, поэтому ученые и врачи уделяли им не слишком много внимания. Однако в последние годы стало очевидно, что люди здорово недооценивали своих «соседей». За миллионы лет совместной жизни обитающие в наших внутренностях микробы научились отлично управлять высокомерным «транспортом». Их цель — жить максимально комфортно, размножаться и получать вдоволь пищи. Чтобы добиться этого, бактерии заставляют нас делать то, что нужно им, причем мы даже не замечаем, что нами руководят.
Настроение: работа «кишечного мозга»
У каждого бывали дни и месяцы, когда настроение портится без видимой причины. А потом вдруг налаживается — опять как бы само по себе. Последние научные данные указывают, что необъяснимыми перепадами настроения могут «дирижировать» живущие в кишечнике бактерии. Многие из них умеют синтезировать «человеческие» нейромедиаторы — вещества, которые управляют работой мозга. Например, 90% серотонина — нейромедиатора, дающего нам хорошее настроение и спокойствие, — производится именно кишечными бактериями. Микробы синтезируют и многие другие важнейшие вещества, в том числе главное успокоительное нервной системы гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК) и основной нейромедиатор мотивации дофамин.
Добраться до мозга кишечные нейромедиаторы не могут — их не пропускает так называемый гематоэнцефалический барьер, плотный слой клеток, фильтрующий потенциально опасные вещества. Но воздействовать на голову, чтобы изменить настроение, необязательно: в наших внутренностях есть собственный «мозг», с которым и работают бактерии. Разные отделы кишечника усеяны более чем 100 миллионами нейронов — это намного больше, чем, скажем, в спинном мозге. «Кишечный мозг» не умеет решать уравнения или запоминать иностранные слова, зато он 24 часа в сутки следит за процессами, которые протекают в наших внутренностях, и «подкручивает» их в зависимости от условий. Часть информации отправляется по так называемому блуждающему нерву наверх — «главному мозгу», и, влияя на эту информацию, бактерии могут контролировать наше настроение.
В 2011 году исследователи из канадского Университета Макмастера и Ирландского национального университета в Корке кормили лабораторных мышей лактобактериями Lactobacillus rhamnosus. Животные, которые регулярно съедали несколько миллиардов этих микробов, становились заметно более спокойными и меньше реагировали на стрессовые воздействия — из-за того что в их мозгу изменялся синтез рецепторов к ГАМК. Но если мышам перерезали блуждающий нерв, эффект пропадал. Ученые полагают, что L. rhamnosus и другие микробы каким-то образом воздействуют на «кишечный мозг» и блуждающий нерв, а уже он передает в головной мозг сигнал, что необходимо изменить синтез тех или иных молекул.
Депрессия и стресс: заразная грусть
Склонностью к определенному поведению можно «заражать» других при помощи нужных микробов. Ирландские ученые выделили бактерий, обитающих в кишечнике людей с клинической депрессией, и пересадили их крысам, которых вырастили в стерильных условиях, то есть своего микробиома у них не было. Очень быстро здоровые до этого крысы потеряли интерес к жизни, начали отказываться от еды и проводить почти все время в уединенных укрытиях. Изменился и метаболизм их нейромедиаторов: по всем признакам у животных развилась депрессия.