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

Джанет Томияма и ее группа с факультета психологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе задалась вопросом, связана ли реакция здоровых испытуемых на сильный стрессовый раздражитель с предшествующим повышенным потреблением ими «комфортной» еды после стрессовых событий и не приводит ли это к более высокой степени ожирения. Свою гипотезу Джанет Томияма обосновывала тем, что при регулярном потреблении вкусной пищи у животных в области живота накапливается жир, что приводит к ослаблению реакции на повторяющееся стрессорное воздействие. Чтобы проверить эту теорию, в лаборатории создавали стрессовые условия для 59 здоровых женщин. Ученые измеряли уровень гормона стресса кортизола в крови испытуемых и фиксировали их субъективное восприятие стресса при выполнении порученного задания. В соответствии с гипотезой исследователей (и, кстати, результатами исследований на животных) женщины с самым низким рейтингом стресса и самым низким уровнем кортизола чаще рассказывали о регулярном употреблении ими в стрессовых ситуациях продуктов, вызывающих чувство комфорта. Кроме того, они более других испытуемых были склонны к ожирению. Как объяснить эти результаты? Джанет Томияма полагает, что у женщин, которые в состоянии стресса регулярно едят пищу, вызывающую чувство комфорта, ослабевает физиологическая реакция на стрессорное воздействие. К сожалению, это происходит за счет увеличения веса и других вредных изменений в организме и мозге.

Бельгиец Лукас ван Уденхове, психиатр из Университета Левена, оценивал влияние потребления жира на различные субъективные параметры (включая оценку испытуемыми их настроения) и на активность эмоциональных областей мозга. Он изучал отчеты здоровых добровольцев и активность головного мозга с помощью фМРТ (функциональной магнитно-резонансной томографии). Чтобы вызвать у испытуемых чувство печали или нейтральное эмоциональное состояние, им в течение 30 минут проигрывали записи печальной или «нейтральной» музыки. Одновременно им показывали изображения лиц с грустным или нейтральным выражением. Затем в желудок испытуемых через пластиковые трубки подачи питания вливали жир, в то время как испытуемым из контрольной группы таким же образом вливали воду. Результаты показали усиление чувства печали и уровни активности эмоциональных областей мозга в ответ на негативную стимуляцию. Когда же испытуемым в желудок вводили жирные кислоты, чувство печали и связанная с ними активность эмоциональных областей мозга ослабевали, что подтверждало гипотезу о том, что потребление жиров может вызывать эмоциональное утешение. Предположительно, жирные кислоты помогают улучшать настроение, стимулируя отправку с кровотоком из ЖКТ сигнальных молекул в эмоциональные области мозга или усиливая сигналы, проходящие через блуждающий нерв.

К сожалению, пагубные последствия вредных пищевых привычек для мозга и поведения людей не ограничиваются нарушением контроля аппетита и скорости ответа на стресс. Новые экспериментальные данные показывают, что такие привычки приводят к более серьезным последствиям — функциональным изменениям головного мозга.

Термин «зависимое (аддиктивное) поведение» обычно используют, описывая зависимость от наркотиков и алкоголя или навязчивое сексуально окрашенное поведение. Однако в последнее время о зависимом поведении стали говорить в связи с едой вообще или с потреблением таких продуктов, как, например, сахар. Выяснилось, что у некоторых уязвимых людей пища может вызывать психофармакологические и поведенческие реакции, аналогичные тем, которые возникают при многократном использовании других стимуляторов.

Количество съедаемой пищи контролируют три взаимодействующие системы головного мозга: система контроля аппетита, регулируемая гипоталамусом, дофаминовая система вознаграждения и исполнительная система контроля в префронтальной коре мозга. При необходимости две последние системы могут подавить остальные системы контроля. В мире охотников-собирателей, где возможности добыть продукты были ограничены, человеку требовалось много энергии, желание есть было обусловлено постоянной экзистенциальной потребностью организма в пище (субъективно испытываемой как инстинктивное чувство голода). Эта базовая система оценивания потребности в калориях получала поддержку со стороны системы вознаграждения, обеспечивавшей стремление и мотивацию искать пищу. Основную награду, которую мы получим после выполнения определенных действий, обещают содержащие дофамин нейроны сети вознаграждения головного мозга. Они играют важную роль в модулировании мотивации и устойчивого поведения — условий, необходимых для получения вознаграждения. В этом случае речь идет о сильном стремлении и мотивации отыскать пищу.

Неудивительно, что между системой вознаграждения в головном мозге и центрами, участвующими в регулировании аппетита, существует тесная связь. Например, на активность в канале дофаминового вознаграждения влияет ряд гастроинтестинальных гормонов и сигнальных молекул: некоторые усиливающие аппетит сигналы повышают активность клеток, содержащих дофамин, а несколько подавляющих аппетит сигналов снижают выброс дофамина. Кроме того, нервные клетки в ключевых областях системы вознаграждения, такие как прилежащее ядро, экспрессируют рецепторы для гастроинтестинальных гормонов, которые участвуют в регулировании аппетита (такие подавляющие аппетит гормоны, как лептин, пептид YY (пептид тирозин-тирозин) и глюкагоноподобный пептид, ослабляют чувствительность системы вознаграждения, в то время как такие стимулирующие аппетит гормоны, как инсулин и грелин, ее усиливают).

За миллионы лет эволюции сложное взаимодействие между вознаграждением и аппетитом оптимизировалось, и человек приспособился к жизни в мире, где запасы еды ограничены и труднодоступны. Такая ситуация сохранялась в течение почти всего существования человечества на планете. Однако в мире, в котором сейчас живет большинство из нас, взаимосвязанная система головного мозга, имеющая отношение к употреблению пищи, утратила большую часть своих адаптивных возможностей. В современном индустриальном обществе с легким доступом к вкусной еде и резким снижением уровня физической активности мощная система вознаграждения может легко подавить систему контроля, которая рассчитывает в калориях ежедневные потребности человека в еде. Часто, чтобы избежать переедания и увеличения веса, нам приходится сознательно контролировать себя. А теперь представьте себе сценарий, когда одна из систем контроля отключена, а возможности компенсирующего контроля со стороны сознания ограничены. Это и есть ситуация, которую я описал выше, объясняя, как регулярное потребление еды с повышенным содержанием жиров может нарушить способность гипоталамуса реагировать на сигналы сытости, поступающие из пищеварительного тракта. Но не каждый человек настолько дисциплинирован, что готов сказать «нет» порции картошки фри или отказаться от десерта в ресторане!

Одним из видов поведения, которое может проявиться в результате модернизации наших механизмов, контролирующих аппетит, является пищевая зависимость. Этот термин придумала Нора Волков (Nora D. Volkow), директор Национального института по изучению злоупотребления наркотиками (National Institute on Drug Abuse), воспользовавшись удивительным нейробиологическим сходством между механизмами головного мозга, которые действуют при хроническом переедании и токсикомании. После анализа анкетных данных была получена оценка, согласно которой по меньшей мере у 20 % людей, страдающих ожирением, имеется пищевая зависимость. Было установлено, что некоторые продукты, особенно высококалорийные, с высоким содержанием жира и сахара, вызывают у животных и людей поведение, характерное для пищевой зависимости. В эксперименте нашей группы в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе у испытуемых с избыточным весом и ожирением (но в остальном полностью здоровых) были выявлены структурные и функциональные изменения в основных участках системы вознаграждения мозга. Эти механизмы не только способствуют перееданию, но и создают усвоенные в результате обучения ассоциации (условные рефлексы), связывающие стимул в виде пищи и сигналы вознаграждения в головном мозге. Демонстрируемые по телевидению рекламные ролики аппетитных (и содержащих много жиров) продуктов у большинства людей стимулируют систему вознаграждения мозга, которая в ходе эволюции запрограммирована на поиск высококалорийной пищи, в частности жиров и рафинированного сахара. Такая реакция сама по себе является для рекламодателей желательным результатом, поскольку вырабатывает положительный условный рефлекс на их продукцию. Однако у людей, страдающих от пищевой зависимости (а также у тех, у кого нормальная система управления аппетитом нарушается из-за вялотекущего воспалительного процесса), просмотр указанных изображений вызывает желание немедленно отправиться на кухню или заказать доставку этих продуктов.