Второй мозг: Как микробы в кишечнике управляют нашим настроением, решениями и здоровьем - Эмеран Майер

Прооперировали Миллера успешно, если под успехом понимать то, что язва его больше не беспокоила. Однако цена, которую он за это заплатил, была огромной. После операции он стал испытывать множество неприятных ощущений в пищеварительном тракте. Он не только чувствовал, что объелся, даже съев небольшой объем пищи, но еще и испытывал постоянную тошноту. Прибавились и такие симптомы, как рвота, судороги, боли в животе и диарея.

Врачи не могли объяснить причин возникновения этих симптомов, в число которых входили такие симптомы неясной природы, как учащенное сердцебиение, потливость, головокружение и сильная усталость. Врачи предположили, что у Миллера усиление невротизма и «синдром альбатроса». Этот термин используется, когда операция, как в случае Миллера, приводит к успешному излечению язвы желудка, но оставляет неприятные ощущения в ЖКТ: боли в животе, тошноту, рвоту и плохое усвоение пищи. Теперь мы понимаем, что по крайней мере во многих случаях симптомы имеют прочную физиологическую основу.

Сегодня мы знаем о сложном характере внутренних ощущений в ЖКТ и важной роли, которую играет блуждающий нерв в передаче этих сигналов в гипоталамус и лимбическую систему. Эти области мозга в свою очередь влияют на широкий спектр таких жизненно важных функций, как боль, аппетит, настроение и даже на когнитивные показатели. Оглядываясь назад, сейчас уже несложно понять, что закрытие этой жизненно важной информационной скоростной трассы (по значимости сопоставимой, например, с шоссе номер 405 в Лос-Анджелесе) сильно влияет на ощущения человека, которые он испытывает по утрам, когда просыпается, или во время еды.

Вряд ли мы когда-нибудь узнаем до конца, какие именно механизмы вызывали такие мучительные симптомы, как у Миллера, поскольку в настоящее время ваготомию проводят весьма редко. Вновь возник интерес к роли блуждающего нерва при передаче сенсорной информации из ЖКТ в основные центры управления в мозге. Новым способом вызывать ощущения в ЖКТ считается электрическое или фармакологическое стимулирование блуждающего нерва, которое сейчас применяется для лечения ряда мозговых нарушений, в том числе депрессии, эпилепсии, хронической боли, ожирения и даже для таких хронических воспалительных заболеваний, как артрит. Новые данные еще раз подтверждают важность общения между блуждающим нервом, головным мозгом и ЖКТ для здоровья и самочувствия людей.

К наиболее мучительным ощущениям в кишечнике относятся те, что связаны с пищевыми отравлениями. Около 40 лет назад я познакомился с ними слишком близко. Я участвовал в четырехнедельном турпоходе в Индии, который на тот момент уже завершался. По пути, который пролегал через пустынные долины и горные перевалы, ведущие из северной Индии в предгорья Гималаев, я видел мирные буддийские монастыри и оазисы со множеством персиковых деревьев. Мой ежедневный рацион составляли суп из чечевицы, рис и чай сума — популярный у тибетцев чай с молоком, маслом яка и солью. Питьевую воду я брал из девственно чистых ручьев. Я редко бывал в таком приподнятом настроении, как в тот раз, когда наконец прибыл на железнодорожную станцию города Манали. Чтобы отпраздновать это событие, я отступил от обычного рациона и решил побаловать себя вкусной острой едой в местном ресторане.

На следующий день рано утром я сел в автобус, чтобы за 24 часа добраться до Нью-Дели. Тот день я буду помнить всю жизнь — это был день ужаснейших проблем. Мои попытки контролировать желудочно-кишечную деятельность были похожи на попытки убедить атакующую стаю гиен лечь на землю и кувыркаться. Все это оставило глубокий след в моей эмоциональной памяти, и я всегда буду помнить о том, насколько мощными могут быть внутренние ощущения (и память о них).

Пищевое отравление происходит, когда вы случайно съедаете или выпиваете что-то, содержащее патогенные вирусы, бактерии или произведенные ими токсины. Например, это может быть токсин инвазивного вида Escherichia coli (кишечная палочка). В пищеварительном тракте он связывается с рецепторами, которые расположены на клетках, содержащих серотонин. Это немедленно переключает желудочно-кишечный тракт на «ужасную рвоту и бурный понос». Подобную реакцию вызывают некоторые противораковые химиотерапевтические препараты, например цисплатин (Cisplatin).

Такая реакция представляет собой встроенный механизм выживания: когда пищеварительный тракт обнаруживает значительное количество токсина или патогена, энтеральная нервная система выдает приказ энергично удалить все содержимое, чтобы избавиться от токсина через оба конца вашего пищеварительного тракта, — полезная, хотя и крайне неприятная реакция.

Эту реакцию вызывают серотонинсодержащие клетки в верхних отделах ЖКТ, которые играют важную роль в формировании ощущений. При секреции в обычных условиях серотонин помогает процессу пищеварения проходить в нормальном режиме. Он освобождается в результате действия слабых механических сил, возникающих, когда перевариваемая пища продвигается по пищеварительному тракту и «трется» о так называемые энтерохромаффинные клетки. Как и другие гормоны, содержащиеся в эндокринных клетках ЖКТ, высвобожденный серотонин активизирует чувствительные нервные окончания блуждающего нерва и энтеральной нервной системы (ЭНС), что, в свою очередь, держит ЭНС в курсе о продвижении по пищеварительному тракту, позволяя ей запускать в действие перистальтический рефлекс. Но при пищевом отравлении или в ответ на цисплатин высвобождается слишком много серотонина, что приводит к рвоте, интенсивному испражнению или к тому и другому одновременно.

Моя исследовательская группа во взаимодействии с группой из Нидерландов обнаружила, что у здоровых людей диета с дефицитом аминокислоты триптофана, необходимой для производства серотонина, снижает уровень серотонина в головном мозге и повышает активность нервных цепей в состоянии возбуждения. Такие изменения в работе центральной нервной системы также связаны с повышенной чувствительностью к механической стимуляции толстой кишки. Диета, приводящая к снижению уровня серотонина, повышает, как было показано выше, вероятность депрессии у людей в опасной ситуации (в том числе тех, в чьей семейной истории часто встречались депрессии).

Серотонин — важнейшая сигнальная молекула для головного мозга и ЖКТ. Клетки, содержащие серотонин, причудливым образом связаны и с маленьким мозгом в ЖКТ, и с головным мозгом. Базирующаяся в пищеварительном тракте серотониновая система сигнализации играет ключевую роль в связывании происходящих в ЖКТ событий с пищей, кишечной микробиотой, некоторыми лекарственными препаратами и активностью пищеварительной системы, а также с нашим самочувствием. Небольшому количеству серотонина, содержащемуся в нейронах пищеварительного тракта и головного мозга, также поручено исполнение очень важных ролей. Нервные окончания в ЖКТ, содержащие серотонин, имеют первостепенное значение для регулирования перистальтики, а скопления нервных клеток в головном мозге посылают сигналы в большинство областей головного мозга, влияя на широкий спектр жизненно важных функций, в том числе на аппетит, болевую чувствительность и настроение.

Майкл Гершон, исследователь-первопроходец системы серотонина в ЖКТ, любит повторять, что о кишечных ощущениях, связанных с серотониновой системой, мы узнаем только тогда, когда она передает нам плохие или очень плохие новости (вроде той кошмарной поездки на автобусе в Нью-Дели, о которой я вспоминал). Но так ли все обстоит на самом деле? Давайте ненадолго оставим в стороне драматические события, которые происходят, когда бактериальная либо вирусная инфекция вызывает массивное высвобождение серотонина или изменения в системе производства серотонина в ЖКТ порождают симптомы CPK или диарею. Огромные запасы серотонина в ЖКТ расположены рядом с вагусными путями, которые ведут непосредственно к центрам эмоций в головном мозге. Вполне вероятно, что в ответ на механическое воздействие перевариваемой пищи на клетки, содержащие серотонин, или на метаболиты кишечной микробиоты постоянный поток слабых сигналов идет из ЖКТ к центрам эмоций головного мозга. Даже если мы не осознаем эти закодированные с помощью серотонина сигналы, высвобождение серотонина в незначительных количествах может повлиять на наши фоновые эмоции и на то, как мы себя чувствуем, создав положительный настрой. Может быть, этим объясняется, почему так много людей испытывают чувство удовлетворения и благополучия, когда едят вкусную еду.