Как микробиота кишечника влияет на эндокринную систему?

Вместо того чтобы быть пассивными пассажирами человеческого тела,  бактерии в кишечнике влияют на здоровье пищеварительного тракта, увеличивают и уменьшают аппетит, меняют вкусовые предпочтения. Они могут помочь похудеть, а могут — добавить килограммов. Могут заставить грустить, а могут, наоборот, добавить стрессоустойчивости. О том, как это работает, говорим в нашей статье.

Содержание

• Что такое микробиота кишечника
• Как микробы заботятся о здоровье кишечника
• Микробы, метаболизм и аппетит
• «Толстые» бактерии
• Микробы и стресс
• Бактерия-лекарство

Что такое микробиота кишечника

Кишечная микробиота — это совокупность микроорганизмов — бактерий, архей, эукариот и вирусов, обитающих в желудочно-кишечном тракте. На кишечник приходится самая большая популяция микроорганизмов в теле человека.

Микробы кишечника выполняют множество функций:

• защищают от вредных микроорганизмов и учат иммунную систему отличать «друзей» от «врагов»;
• помогают переваривать некоторые вещества, вроде пищевых волокон;
• производят важные и полезные молекулы, в частности, масляную кислоту;
• способствуют усвоению минералов (магния, кальция и железа).

Учитывая, сколько важных функций выполняет микробиота кишечника, ученые в настоящее время рассматривают ее как отдельный орган.

В том числе микробы регулируют работу других органов, то есть условно  становятся частью эндокринной системы.

Как микробы заботятся о здоровье кишечника

Микробы в первую очередь заботятся о своем доме, то есть о кишечнике. Например, способствуют тому, чтобы кишечник получал достаточное количество крови с кислородом и питательными веществами.  Микробы кишечника активируют в кишечной стенке так называемые клетки Панета, которые выделяют пептиды, отвечающие за увеличение количества и разветвленность кровеносных сосудов. А значит, микробиом косвенно обеспечивает нормальное кровоснабжение кишечника.

Кроме того, микробы мешают развитию воспаления, влияя на оболочку кишечника.

Оболочка кишечника — естественный барьер, который предотвращает проникновение в организм патогенов и токсичных веществ, которые могут привести к воспалению.

Кишечная оболочка состоит из:

• слизи,
• слоя эпителиальных клеток, соединенных белками плотных контактов.

В слизи содержится иммуноглобулин и антимикробные пептиды. Если вредоносная бактерия попадает в «капкан слизи», ей приходится несладко. Слизь постоянно вырабатывается в бокаловидных клетках, расположенных в стенке кишечника. Микробиота способна воздействовать на бокаловидные клетки так, что они выделяют больше слизи.

Второй компонент кишечного барьера — это эпителий кишечника, клетки которого сцепляют белки плотных контактов. Есть данные, показывающие, что состав микробиоты связан с более или менее плотными контактами между клетками эпителия, то есть с его большей или меньшей проницаемостью. Но доподлинно механизмы влияния биоты кишечника на белки плотных контактов пока неизвестны.

Защиту от воспаления обеспечивает микробиота с нормальным составом. Однако, если состав микробиоты нарушен, например, если увеличивается численность патогенных бактерий, кишечный эпителий становится более проницаемым. Это приводит к тому, что части бактерий попадают в кровоток и сами провоцируют воспаление.

Микробы, метаболизм и аппетит

Желудочно-кишечный тракт человека производит множество гормонов. Например, желудок выделяет гормон грелин, который связан с  повышением аппетита: перед приемом пищи его концентрация наиболее высокая, а после — низкая.

Толстый кишечник выделяет пептид YY и глюкагон-подобный пептид-1 (ГПП-1). Пептид YY замедляет секрецию пищеварительных ферментов, уменьшает моторную активность пищеварительного тракта, снижает аппетит. ГПП-1 стимулирует выделение инсулина.

Жировые клетки выделяют лептин — гормон насыщения и снижения энергопотребления. Гормоны желудочно-кишечного тракта, взаимодействуя друг с другом, обеспечивают нормальное энергопотребление и метаболизм.

По последним данным, важной частью пищеварительного гормонального «оркестра» является микробное население кишечника.

Так, в процессе переваривания углеводов бактерии выделяют короткоцепочечные жирные кислоты, которые воздействуют на аппетит и метаболизм.

Другой пример — пребиотик инулин — вещество, которое содержится во фруктах и овощах и способствует  росту полезных бактерий в кишечнике. Его употребление влияет на микробиоту, а также на все гормоны сразу: грелин, лептин, пептид YY и ГПП-1. Кишечные бактерии к тому же могут влиять на экспрессию рецепторов в стенке кишечника, которые отвечают за восприятие определенных ингредиентов. Кишечная биота также влияет на аппетит.

Так что бактерии из недр кишечника в каком-то смысле дирижируют, в какой момент нам захочется вкусненького и в каких количествах.

Подписывайтесь на бесплатный курс от специалистов Атласа о микробиоте. Курс поможет разобраться в том, насколько микробиота важна для нашего организма и что делать, чтобы она была в порядке.
Курс содержит 7 небольших писем и тесты на усвоение знаний. Подписаться можно здесь.

«Толстые» бактерии

Учитывая влияние микробиоты на метаболизм и аппетит, неудивительно, что ее состав может сказаться на поддержании здоровой массы тела.

Пробиотик Lactobacillus rhamnosus PL60 уменьшает рост массы тела и жировой ткани без влияния на потребление пищи.

В экспериментах вес мышей зависит от грибов, населяющих их кишечник. Грызуны, у которых в кишечнике больше грибов Thermomyces (которые используются для расщепления жиров), и меньше сахаромицетов, то есть дрожжей, набирают примерно на 15% больше веса, чем мыши с другим составом микробиоты кишечника.

Ученые провели и ряд экспериментов с пересадкой микробиоты кишечника.

Оказалось, стерильные мыши, лишенные бактерий в кишечнике, весят меньше чем их «обычные» собратья, и не толстеют даже на диете с высоким содержанием жиров и сахара. Если же колонизировать их кишечник микробиотой от толстой мыши (или человека с ожирением) — они набирают вес быстрее, чем грызуны, которым пересадили микробиоту обычной мыши.

И напротив, если пересадить животным микробиоту от грызунов с недостаточным весом (из-за шунтирования желудка) , они начнут худеть.

Микробы и стресс

C помощью пока неизвестных механизмов микробиота кишечника регулирует психологическое состояние. Ряд косвенных данных указывает, что благодаря воздействию на блуждающий нерв и на высвобождение некоторых  нейромедиаторов (например, серотонина)  микробиота кишечника может играть определенную роль в реакции на стресс и возникновении депрессии.

Животные, выращенные в среде, свободной от микробов, демонстрируют повышенную реакцию на психологический стресс, которая нормализуется после колонизации определенными видами бактерий, включая Bifidobacterium infantis.

Однажды микробиоту от пациентов с депрессией пересадили стерильным крысам. Оказалось, что у пациентов с депрессией микробное население кишечника менее разнообразно, чем у здоровых людей, а его перенос на крыс, приводит к развитию тревожного поведения и вызывает ангедонию, то есть снижение мотивации и неспособность испытывать удовольствие.

В рандомизированном контролируемом исследовании пробиотические добавки улучшали сон и снижали уровень стресса и кортизола у японских студентов-медиков. В другом исследовании,  за месяц употребления кисломолочного продукта, содержащего пробиотики, у здоровых женщин снижалась активность «центров эмоций» в мозге при воздействии эмоционально окрашенных стимулов (задача на внимание и распознавание эмоций; emotional faces attention task ).

Бактерия-лекарство

Кажется заманчивым предположение, что воздействие на микробиоту кишечника, может быть полезным при лечении метаболических заболеваний и расстройств, связанных со стрессом. Однако данных об использовании пребиотиков и пробиотиков в качестве лекарств, пока мало.

Прием пробиотика, содержащего Lactobacillus reuteri, в течение 4 недель был ассоциирован с увеличением секреции глюкагон-подобного пептида-1 на 76%, а инсулина на 49% по сравнению с контрольной группой. Поэтому, теоретически, таблетка с бактерией может улучшить высвобождение инсулина у пациентов с диабетом. Существуют и предварительные данные об эффекте так называемых «психобиотиков».

Психобиотики — это бактерии, которые при приеме внутрь в достаточных количествах приносят пользу здоровью пациентов, страдающих психическими заболеваниями.

Эти бактерии способны производить и доставлять нейроактивные вещества, такие как гамма-аминомасляная кислота и серотонин. Доклинические исследования на грызунах показывают , что определенные психобиотики обладают антидепрессивной или противотревожной активностью. Но хотя «бактериальная» терапия способна оказывать положительное влияние на депрессию, тревогу и стресс, некоторые исследования не выявляют этого эффекта.

Нам придется подождать большего количества данных, перед тем как врачи начнут рутинно выписывать бактерии-лекарства.

Результаты Теста микробиоты Атлас помогут узнать, какие виды бактерий населяют кишечник, как микробиота справляется с синтезом витаминов или масляной кислоты, а также степень защиты от заболеваний.

Больше статей о микробиоте кишечника в блоге Атлас:

• Трансплантация кишечной микробиоты: как и зачем?
• Как бактерии кишечника защищают организм
• Как болезни и микробиота влияют на аппетит
• 5 заболеваний, на развитие которых влияет микробиота