Роль микробиоты кишечника в патогенезе психических расстройств
В настоящее время огромное количество исследований посвящено поиску различных биомаркеров психических расстройств. Такое стремление обусловлено необходимостью развития более точной медицины, которая бы опиралась на особенности организма пациента, учитывая его образ жизни и множество других факторов. Одним из биомаркеров является микробиота кишечника. Помимо участия в гомеостазе организма, развития иммунной системы, поддержания желудочно – кишечной перистальтики и кишечного барьера, микробиота также участвует в патогенезе множества заболеваний, в том числе и расстройств психики. Сама концепция о том, что «синаптотрофные» бактерии в кишечнике человека могут принимать значительную роль при патогенезе психических расстройств, то есть участвовать в биохимии мозга и таким образом влиять на поведение человека и регуляцию эмоций, появилась относительно недавно. Было проведено множество исследований на животных моделях, подтверждающих взаимосвязь психопатологий с микробиотой. (Барыльник Ю.Б., Шульдяков А.А., Филиппова Н.В., Рамазанова К.Х. Микробиом кишечника человека и психическое здоровье: состояние проблемы // Российский психиатрический журнал. 2015. №3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/mikrobiom-kishec... (дата обращения: 03.09.2020).¹
Особое внимание было уделено соотношению в оси «мозг – кишечник – микробиота», а именно восходящим (от микробиоты до мозга) и нисходящим (от мозга до микробиоты) направлениям. Предпосылкой к развитию такого подхода служило выяснение того, что большая часть вырабатываемого серотонина в организме человека обеспечивается нейронами, расположенными в кишечнике.² (Margolis KG, Gershon MD. Enteric Neuronal Regulation of Intestinal Inflammation. Trends Neurosci. 2016;39(9):614-624. doi:10.1016/j.tins.2016.06.007). Впоследствии этого был выделен специальный термин для данного нейронального фактора – «энетеральная нервная система» (ЭНС), а кишечник стали рассматриваться как один из главных сенсорных органов в организме. Была разработана соответствующая концепция работы ЭНС на основе ее организации.³ (Obermayr F, Seitz G. Recent developments in cell-based ENS regeneration - a short review. Innov Surg Sci. 2018;3(2):93-99. Published 2018 Mar 9. doi:10.1515/iss-2018-0005). Таким образом, кишечник оказывается в непосредственной связи с мозгом, с которым он взаимодействует несколькими путями: нейроны ЭНС могут связываться с мозгом посредством парасимпатической нервной системы (блуждающий нерв) восходящим и нисходящим путем, а также через иммунную систему. Также были открыты «молекулы микробной сигнализации» - короткоцепочечные жирные кислоты, которые синтезируются кишечными микроорганизмами. При попадании в кровоток эти вещества способны влиять на рецепторы, связанные с G белком в головном мозге.⁴ (Sherwin E, Sandhu KV, Dinan TG, Cryan JF. May the Force Be With You: The Light and Dark Sides of the Microbiota-Gut-Brain Axis in Neuropsychiatry. CNS Drugs. 2016;30(11):1019-1041. doi:10.1007/s40263-016-0370-3).
В результате многочисленных исследований было выяснено влияние микробиоты на конкретные когнитивные функции мозга и поведенческие реакции в условиях стресса. Это привело к попыткам установления взаимосвязи между микробиотой кишечника и психическими патологиями.
В отношении депрессивного расстройства были проведены исследования на животных моделях, в которых кишечная микробиота подвергалась различным манипуляциям за счет введения пробиотиков, антибиотиков, или микробиального трансфера в гнотобиотическую мышь. В результате была обнаружена взаимосвязь поведения с изменениями в бактериальном разнообразии: низкая бактериальная разнородность коррелирует с большим риском развития депрессии и тревожности. ⁵ (Kleiman SC, Watson HJ, Bulik-Sullivan EC, et al. The Intestinal Microbiota in Acute Anorexia Nervosa and During Renourishment: Relationship to Depression, Anxiety, and Eating Disorder Psychopathology. Psychosom Med. 2015;77(9):969-981. doi:10.1097/PSY.0000000000000247).
В случае биполярного расстройства роль микробиоты остается неопределенной. Однако ряд исследователей поддерживают концепцию, согласно которой биполярное расстройство ассоциировано с кишечной микробиотой. Антитела к комменсальным микроорганизмам увеличены в организмах пациентов с биполярным расстройством. Они могут индуцировать желудочно-кишечное воспаление, которое приводит к перемещению кишечной микробиоты⁶ . (Kleiman SC, Watson HJ, Bulik-Sullivan EC, et al. The Intestinal Microbiota in Acute Anorexia Nervosa and During Renourishment: Relationship to Depression, Anxiety, and Eating Disorder Psychopathology. Psychosom Med. 2015;77(9):969-981. doi:10.1097/PSY.0000000000000247)
Учитывая вышеперечисленные данные, можно предположить, что у данного направления большое будущее. Появление новых исследований обеспечит сильную базу для различных клинических манипуляций на кишечной микробиоте: разработке новых методов диагностики и лечения психических расстройств при помощи психобиотики. Разработка диагностики психических расстройств на основе данных микробиоты человека может значительно облегчить, удешевить и расширить список ныне существующих методов диагностики психических патологий, а также помочь поддержанию более стабильного психологического состояния пациентов.
¹ Барыльник Ю.Б., Шульдяков А.А., Филиппова Н.В., Рамазанова К.Х. Микробиом кишечника человека и психическое здоровье: состояние проблемы // Российский психиатрический журнал. 2015. №3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/mikrobiom-kishec... (дата обращения: 03.09.2020).
² Margolis KG, Gershon MD. Enteric Neuronal Regulation of Intestinal Inflammation. Trends Neurosci. 2016;39(9):614-624. doi:10.1016/j.tins.2016.06.007
³ Obermayr F, Seitz G. Recent developments in cell-based ENS regeneration - a short review. Innov Surg Sci. 2018;3(2):93-99. Published 2018 Mar 9. doi:10.1515/iss-2018-0005
⁴ Sherwin E, Sandhu KV, Dinan TG, Cryan JF. May the Force Be With You: The Light and Dark Sides of the Microbiota-Gut-Brain Axis in Neuropsychiatry. CNS Drugs. 2016;30(11):1019-1041. doi:10.1007/s40263-016-0370-3
⁵ Kleiman SC, Watson HJ, Bulik-Sullivan EC, et al. The Intestinal Microbiota in Acute Anorexia Nervosa and During Renourishment: Relationship to Depression, Anxiety, and Eating Disorder Psychopathology. Psychosom Med. 2015;77(9):969-981. doi:10.1097/PSY.0000000000000247
⁶ (Kleiman SC, Watson HJ, Bulik-Sullivan EC, et al. The Intestinal Microbiota in Acute Anorexia Nervosa and During Renourishment: Relationship to Depression, Anxiety, and Eating Disorder Psychopathology. Psychosom Med. 2015;77(9):969-981. doi:10.1097/PSY.0000000000000247)
Особое внимание было уделено соотношению в оси «мозг – кишечник – микробиота», а именно восходящим (от микробиоты до мозга) и нисходящим (от мозга до микробиоты) направлениям. Предпосылкой к развитию такого подхода служило выяснение того, что большая часть вырабатываемого серотонина в организме человека обеспечивается нейронами, расположенными в кишечнике.² (Margolis KG, Gershon MD. Enteric Neuronal Regulation of Intestinal Inflammation. Trends Neurosci. 2016;39(9):614-624. doi:10.1016/j.tins.2016.06.007). Впоследствии этого был выделен специальный термин для данного нейронального фактора – «энетеральная нервная система» (ЭНС), а кишечник стали рассматриваться как один из главных сенсорных органов в организме. Была разработана соответствующая концепция работы ЭНС на основе ее организации.³ (Obermayr F, Seitz G. Recent developments in cell-based ENS regeneration - a short review. Innov Surg Sci. 2018;3(2):93-99. Published 2018 Mar 9. doi:10.1515/iss-2018-0005). Таким образом, кишечник оказывается в непосредственной связи с мозгом, с которым он взаимодействует несколькими путями: нейроны ЭНС могут связываться с мозгом посредством парасимпатической нервной системы (блуждающий нерв) восходящим и нисходящим путем, а также через иммунную систему. Также были открыты «молекулы микробной сигнализации» - короткоцепочечные жирные кислоты, которые синтезируются кишечными микроорганизмами. При попадании в кровоток эти вещества способны влиять на рецепторы, связанные с G белком в головном мозге.⁴ (Sherwin E, Sandhu KV, Dinan TG, Cryan JF. May the Force Be With You: The Light and Dark Sides of the Microbiota-Gut-Brain Axis in Neuropsychiatry. CNS Drugs. 2016;30(11):1019-1041. doi:10.1007/s40263-016-0370-3).
В результате многочисленных исследований было выяснено влияние микробиоты на конкретные когнитивные функции мозга и поведенческие реакции в условиях стресса. Это привело к попыткам установления взаимосвязи между микробиотой кишечника и психическими патологиями.
В отношении депрессивного расстройства были проведены исследования на животных моделях, в которых кишечная микробиота подвергалась различным манипуляциям за счет введения пробиотиков, антибиотиков, или микробиального трансфера в гнотобиотическую мышь. В результате была обнаружена взаимосвязь поведения с изменениями в бактериальном разнообразии: низкая бактериальная разнородность коррелирует с большим риском развития депрессии и тревожности. ⁵ (Kleiman SC, Watson HJ, Bulik-Sullivan EC, et al. The Intestinal Microbiota in Acute Anorexia Nervosa and During Renourishment: Relationship to Depression, Anxiety, and Eating Disorder Psychopathology. Psychosom Med. 2015;77(9):969-981. doi:10.1097/PSY.0000000000000247).
В случае биполярного расстройства роль микробиоты остается неопределенной. Однако ряд исследователей поддерживают концепцию, согласно которой биполярное расстройство ассоциировано с кишечной микробиотой. Антитела к комменсальным микроорганизмам увеличены в организмах пациентов с биполярным расстройством. Они могут индуцировать желудочно-кишечное воспаление, которое приводит к перемещению кишечной микробиоты⁶ . (Kleiman SC, Watson HJ, Bulik-Sullivan EC, et al. The Intestinal Microbiota in Acute Anorexia Nervosa and During Renourishment: Relationship to Depression, Anxiety, and Eating Disorder Psychopathology. Psychosom Med. 2015;77(9):969-981. doi:10.1097/PSY.0000000000000247)
Учитывая вышеперечисленные данные, можно предположить, что у данного направления большое будущее. Появление новых исследований обеспечит сильную базу для различных клинических манипуляций на кишечной микробиоте: разработке новых методов диагностики и лечения психических расстройств при помощи психобиотики. Разработка диагностики психических расстройств на основе данных микробиоты человека может значительно облегчить, удешевить и расширить список ныне существующих методов диагностики психических патологий, а также помочь поддержанию более стабильного психологического состояния пациентов.
¹ Барыльник Ю.Б., Шульдяков А.А., Филиппова Н.В., Рамазанова К.Х. Микробиом кишечника человека и психическое здоровье: состояние проблемы // Российский психиатрический журнал. 2015. №3. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/mikrobiom-kishec... (дата обращения: 03.09.2020).
² Margolis KG, Gershon MD. Enteric Neuronal Regulation of Intestinal Inflammation. Trends Neurosci. 2016;39(9):614-624. doi:10.1016/j.tins.2016.06.007
³ Obermayr F, Seitz G. Recent developments in cell-based ENS regeneration - a short review. Innov Surg Sci. 2018;3(2):93-99. Published 2018 Mar 9. doi:10.1515/iss-2018-0005
⁴ Sherwin E, Sandhu KV, Dinan TG, Cryan JF. May the Force Be With You: The Light and Dark Sides of the Microbiota-Gut-Brain Axis in Neuropsychiatry. CNS Drugs. 2016;30(11):1019-1041. doi:10.1007/s40263-016-0370-3
⁵ Kleiman SC, Watson HJ, Bulik-Sullivan EC, et al. The Intestinal Microbiota in Acute Anorexia Nervosa and During Renourishment: Relationship to Depression, Anxiety, and Eating Disorder Psychopathology. Psychosom Med. 2015;77(9):969-981. doi:10.1097/PSY.0000000000000247
⁶ (Kleiman SC, Watson HJ, Bulik-Sullivan EC, et al. The Intestinal Microbiota in Acute Anorexia Nervosa and During Renourishment: Relationship to Depression, Anxiety, and Eating Disorder Psychopathology. Psychosom Med. 2015;77(9):969-981. doi:10.1097/PSY.0000000000000247)