О том, что некоторые паразиты и патогены способны контролировать поведение людей, известно довольно давно. И порой они делают это весьма эгоистичным образом. В качестве примера, хорошо знакомого большинству людей, можно привести вирус бешенства, заставляющий своих жертв (включая и человека) сильно изменять поведение, становиться агрессивными и даже кусаться. Все эти действия помогают вирусу распространяться среди животных и людей через слюну при укусах. Предполагается, что вызываемая вирусом бешенства агрессивность связана с резким снижением уровня серотонина. Вот почему к укусам животных нельзя относиться легкомысленно; вот почему в диагностических лабораториях Корнеллского университета мы проверяем на бешенство столько летучих мышей, собак, лисиц, скунсов и других теплокровных животных. Тема собачьего бешенства стала сюжетной основой романа Стивена Кинга «Куджо» и созданного позднее одноименного фильма ужасов.
Поведение человека способны контролировать не только патогенные микробы, но и наши микробные друзья, а их гораздо больше. Наша задача — точно определить, какие намерения в конечном итоге преследуют эти микроорганизмы — добрые или злые.
Кишечник, в котором сосредоточено 70 % нашей иммунной системы и живут тысячи видов микробов, — орган, имеющий критическое значение для здоровья людей, вынужденных жить в мире, густо населенном друзьями и врагами. Кишечник оказывает на нервные функции и головной мозг настолько сильное влияние, что его порой называют «вторым мозгом». В его недрах живут наши кишечные микробы, которые во многих отношениях и являются прячущимися за ширмой кукловодами. Наши микробы сотрудничали с нашими предками, работали на них и использовали их в качестве испытуемых испокон века. Не исключено, например, что, как было описано в части 1 книги, они изменяли наших предков с помощью передаваемых из поколения в поколение эпигенетических переключений генов. Микробы выработали хитроумные стратегии, позволявшие им «лепить» из нас идеальных партнеров, проявляя при этом поразительную дальновидность относительно результатов этого «проекта» по модификации человеческого поведения.
Тяга к еде
Крыша над головой и трехразовое питание — основные жизненные потребности наших микробов. Поэтому неудивительно, что они предпочитают все время проводить дома и периодически посылать нас в магазин, снабдив своего рода списком необходимых продуктов. На это они настоящие мастера. Горький шоколад богат разнообразными химическими веществами, включая полифенолы. Они же содержатся в различных фруктах, красном вине и винограде и, как известно, способствуют предотвращению некоторых НИЗ. Чтобы превратить эти соединения в полезные для нас вещества, кишечные микробы должны определенным образом преобразовать их. Недавно ученые показали, что микробы и в самом деле вырабатывают для нас эти полезные вещества, а полифенолы в свою очередь оказывают благотворное влияние на состояние наших кишечных микробов, потому что они тоже нуждаются в этих соединениях.
Кишечные бактерии делают горький шоколад полезным продуктом для нашего здоровья до тех пор, пока потребление калорий остается в норме. Имеются свидетельства, что люди, испытывающие к шоколаду неодолимую тягу, отличаются от «обычных» людей составом кишечной микрофлоры и содержанием различных метаболитов шоколада в моче. Похоже, что такие характеристики нашего организма, как профиль кишечного микробиома, тяга к определенным продуктам и характер образующихся из них метаболитов, тесно взаимосвязаны. Но вопрос о том, какие именно сигналы, исходящие из кишечника, определяют наши пищевые пристрастия, требует дополнительных исследований. Возможно, в первую очередь нужно обратить внимание на то обстоятельство, что побочные продукты микробного метаболизма вызывают у нас самые противоречивые эмоции и ощущения — удовольствие, эйфорию, депрессию, тревогу, дискомфорт и даже боль. Самое важное, однако, в том, что изменение микробиома может помочь нам изменить свое пищевое поведение.
Разнообразные бактерии, населяющие наш кишечник, — отнюдь не невинные существа, безропотно наблюдающие, как мы потчуем вкусной едой других их сородичей, и терпеливо надеющиеся тоже когда-нибудь получить от нас любимое лакомство. Они отлично знают, как с помощью биохимических средств заставить нас выбрать для них любимую пищу. Внутри нашего тела непрестанно разгораются настоящие битвы сигналов, исход которых в конце концов преобразуется в набор продуктов, соответствующих, как мы наивно полагаем, нашим собственным пожеланиям. На самом же деле эти «меню» отражают баланс сил между различными нашими микробами. Существует три основных типа бактерий: актинобактерии (Actinobacteria, A), Bacteroidetes (B) и фирмикуты (Firmicutes, F). Установлено, что у худых людей соотношение между В- и F-бактериями гораздо выше, чем у тучных. Низкое соотношение между В- и F-бактериями связано с риском воспаления и может служить биомаркером ожирения. Кстати, диеты, богатые растительными волокнами (клетчаткой), больше подходят для питания В-бактерий и способствуют их размножению; напротив, F-бактерии предпочитают жирную пищу. Как показывают исследования, проведенные в разных регионах мира, для детей, потреблявших пищу с высоким содержанием волокон и низким содержанием жиров, характерно более высокое соотношение между В- и F-бактериями. Но все упомянутые типы бактерий состоят из множества различных видов микробов, каждый со своими пищевыми предпочтениями и потребностями. И, как показывает сравнение кишечных бактерий, относящихся к одному и тому же типу, они тоже сильно различаются своими пристрастиями в еде.
Пищевые предпочтения бактерий определяются тем, какие вещества они могут использовать в качестве источников энергии. Так, превотеллы (Prevotella), относящиеся к типу Bacteroidetes, любят углеводные продукты, а бифидобактерии (Bifidobacterium), принадлежащие к типу актинобактерий, обожают пищевые волокна. Менее многочисленные микробные обитатели кишечника (например, Akkermansia muciniphila и различные виды Roseburia) обладают собственным «вкусом» и тоже влияют на наши гастрономические пристрастия. В конечном итоге все определяется балансом сил. Если ваше семейство поколениями потребляло какой-то продукт, скорее всего эта традиция отражена и в пищевых пристрастиях ваших микробов. Мы «синхронизированы» с продуктами, долгое время служившими источниками энергии для наших кишечных микробов. С другой стороны, если в данный момент времени в нашем кишечнике присутствует определенная смесь микробов, они сделают все возможное, чтобы заставить нас есть именно то, что хочется им.
Химический контроль мозга
Кишечные микробы контролируют многие функции нашей нервной системы и головного мозга, вырабатывая разнообразные нейротрансмиттеры (нейромедиаторы) и нейромодуляторы, а также влияя на выработку тех же самых нейроактивных веществ человеческими клетками нашего организма. Вещества, высвобождаемые кишечными микробами, достигают головного мозга с кровью, поступающей от желудка и кишечника в воротную (портальную) вену, а затем в печень и печеночные вены. Список нейроактивных метаболитов кишечных микробов каждый год пополняется все новыми соединениями. Сегодня он включает:
серотонин (вырабатываемый некоторыми видами Enterococcus);
дофамин (вырабатываемый некоторыми видами Bacillus);
гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) (вырабатываемая некоторыми видами Lactobacillus и Bifidobacterium);
ацетилхолин (вырабатываемый некоторыми видами Lactobacillus);
гистамин (вырабатываемый некоторыми видами Lactobacillus);
норадреналин (вырабатываемый некоторыми дрожжами, Escherichia и некоторыми другими бактериями).
Серотонин — нейротрансмиттер, регулирующий сон, настроение и аппетит, а также влияющий на некоторые когнитивные функции (например, память и обучение), деятельность сердечно-сосудистой системы, моторику кишечника, эякуляцию и опорожнение мочевого пузыря. Вот почему уровень серотонина в организме имеет большое значение для нашего здоровья, самочувствия и настроения. О важности поддержания надлежащего баланса нейроактивных веществ в организме свидетельствует огромная популярность препарата прозак и других селективных ингибиторов обратного захвата серотонина. Но вопрос о том, в какой степени наши микробы контролируют баланс нейроактивных веществ в организме, до сих пор остается открытым. Значительную часть серотонина вырабатывают специализированные клетки толстого кишечника. Установлено, что кишечные микробы способны регулировать продукцию серотонина этими клетками благодаря метаболитам, вырабатываемым особыми спорообразующими кишечными бактериями. Логично предположить, что, контролируя такие важные аспекты нашего бытия, микробы могут делать с нами все что угодно. Теперь, однако, если их диктат нам не нравится, мы можем быстро выдворить неугодных сожителей из организма и заселить его новыми партнерами.