Удивительная связь кишечных микробов с тревожностью указывает на потенциальное решение проблемы с пробиотиками
Может ли ключ к снижению тревожности скрываться в нашем кишечнике? Ученые из Медицинской школы Duke-NUS и Национального института неврологии обнаружили важную связь между кишечными микробами и поведением, связанным с тревожностью.
Их исследование, опубликованное в EMBO Molecular Medicine , предполагает, что микробные метаболиты, в частности индолы, играют прямую роль в регуляции мозговой активности, связанной с тревогой. Это открытие открывает захватывающие возможности для новых пробиотических терапий для улучшения психического здоровья .
Распространенность психических расстройств растет с годами. Согласно последнему общенациональному исследованию, 1 из 7 человек в Сингапуре страдает психическим расстройством, которое включает депрессивные и тревожные расстройства . В 2019 году психические расстройства были одной из четырех основных причин бремени болезней в Сингапуре.
Таким образом, исследовательская группа приступила к изучению роли микробов в тревожном поведении. В доклинических исследованиях ученые наблюдали, что в среде, свободной от микробов, те, кто не подвергался воздействию живых микробов, демонстрировали значительно более тревожное поведение, чем те, у кого были типичные резидентные живые микробы.
Дальнейшее исследование показало, что повышенная тревожность была связана с повышенной активностью в области мозга, участвующей в обработке таких эмоций, как страх и беспокойство, базолатеральной миндалине (BLA). Было также установлено, что это связано со специализированными белками в клетках мозга, известными как кальцийзависимые каналы SK2, связанные с тревожным поведением. В условиях, когда тело и мозг подвергаются воздействию живых микробных метаболитов, каналы SK2 действуют как сцепление, тем самым предотвращая чрезмерное возбуждение нейронов и их слишком частую активацию.
Доцент Шон Дже из Программы по неврологии и поведенческим расстройствам Университета Дьюка-НУС и один из ведущих авторов объяснил: «Наши результаты раскрывают специфический и сложный нейронный процесс, который связывает микробы с психическим здоровьем. Те, у кого не было живых микробов, показали более высокий уровень тревожного поведения, чем те, у кого были живые бактерии. По сути, отсутствие этих микробов нарушило работу их мозга, особенно в областях, которые контролируют страх и беспокойство, что привело к тревожному поведению».
Чтобы лучше понять роль микробов в этом процессе, исследователи ввели живых микробов стерильным мышам. Это снизило повышенную нейронную активность в базолатеральной миндалине и, следовательно, активность канала SK2. В результате мыши демонстрировали значительно меньше тревожного поведения — их эмоциональные реакции стали похожи на те, которые были подвержены воздействию микробов.
Исследователи также пробовали лечение индолами, микробными метаболитами, вырабатываемыми определенными микробами. Когда стерильным мышам давали индолы, они демонстрировали снижение активности в базолатеральной миндалине и демонстрировали меньшее тревожное поведение. Это показало, что наши местные микробы вырабатывают метаболиты, которые предполагают прямую связь между нашей микробиотой и поддержанием психического равновесия.
Профессор Свен Петтерссон из отдела исследований Национального института нейронауки Сингапура, который также является ведущим автором исследования, сказал: «Установление сигналов голода и контроль голода являются эволюционно сохраненным защитным механизмом. Таким образом, физиологическое переключение при рождении можно рассматривать как первую крупную волну воздействия тревожности на новорожденного, которая просто говорит: «Если ты не будешь есть, ты умрешь».
«Кроме того, рождение связано с воздействием грудного молока, которое, как известно, содержит микробы, способные производить молекулы, известные как индолы. Известно, что индолы секретируются в растениях, когда они подвергаются стрессу или недоеданию (черновик), и в этой статье мы сообщаем о похожем механизме, в котором индолы могут регулировать уровень тревожности у млекопитающих. То есть, различные уровни циркулирующих микробных плазменных индолов в крови могут отражать различную чувствительность и уязвимость к стрессовым ситуациям и, следовательно, различный риск возникновения ситуаций, связанных с тревожностью».
Эти наблюдения имеют множество последствий. Например, они открывают терапевтический потенциал воздействия на ось кишечник-мозг для лечения расстройств, связанных с тревогой, путем восстановления микробного состава с помощью диетических добавок с индолами или путем введения кишечных микробов, продуцирующих индол, в качестве пробиотиков. «Другими словами, это открывает [возможность] для индивидуально подобранных терапий в соответствии с прецизионной медициной 21-го века. Исследования, подобные этому, иллюстрируют тесную наследственную связь, которая существует между нашими местными микробами и более высокой сложностью жизни», — сказал Петтерссон.
Профессор Патрик Тан, старший заместитель декана по исследованиям в Duke-NUS, сказал: «Наши результаты подчеркивают глубокие эволюционные связи между микробами, питанием и функцией мозга. Это имеет огромный потенциал для людей, страдающих от состояний, связанных со стрессом, таких как нарушения сна, или тех, кто не может переносить стандартные психиатрические препараты. Это напоминание о том, что психическое здоровье не только в мозге, но и в кишечнике».
Теперь команда надеется изучить клинические испытания, чтобы определить, могут ли пробиотики или добавки на основе индола эффективно использоваться у людей в качестве естественного лечения тревожности. В случае успеха это может ознаменовать начало новой эры в области охраны психического здоровья — той, в которой кишечные микробы помогают сохранять спокойствие ума.