Психиатрия Всемирная психиатрия
№01 2020
Кишечная микробиота: недостающее звено в психиатрии №01 2020
Номера страниц в выпуске:111-112
Кишечная микробиота включает совокупность микроорганизмов в кишечнике, которые ранее считались мало значимыми с точки зрения психического здоровья, но теперь рассматриваются как «виртуальный орган» весом до 1,5 кг в кишечнике взрослого человека и продуцирующий молекулы, имеющие первостепенное значение для функционирования мозга и психологического благополучия1.
Timothy G. Dinan, John F. Cryan. Gut microbiota: a missing link in psychiatry. World Psychiatry 2020;19(1):111-112.
Кишечная микробиота включает совокупность микроорганизмов в кишечнике, которые ранее считались мало значимыми с точки зрения психического здоровья, но теперь рассматриваются как «виртуальный орган» весом до 1,5 кг в кишечнике взрослого человека и продуцирующий молекулы, имеющие первостепенное значение для функционирования мозга и психологического благополучия1.
В кишечнике человека бактерий больше, чем клеток в организме, и мы питаем эти бактерии, в то время как они, в свою очередь, играют фундаментальную роль в поддержании нашего общего здоровья. Толстый кишечник функционирует как ферментер, производящий множество молекул, включая наиболее распространенные нейромедиаторы, такие как гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) и серотонин, предшественник серотонина триптофан и бутират, пропионат и ацетат короткоцепочечных жирных кислот2.
Существует множество механизмов, позволяющих кишечным микроорганизмам взаимодействовать с мозгом.
К ним относятся блуждающий нерв, короткоцепочечные жирные кислоты, триптофан и цитокины3. Некоторые микробы могут оказывать такое влияние только при интактном блуждающем нерве, и не способны на это после ваготомии. Ранее триптофан рассматривался как вещество исключительно пищевого происхождения, однако теперь установлено, что он также синтезируется бифидобактериями и поступает в кровоток, становясь доступным для прохождения в мозг и последующего синтеза серотонина.
Кишечная микробиота вовлечена в широкий спектр неврологических и психиатрических расстройств, включая болезнь Паркинсона, рассеянный склероз, депрессию, тревожные расстройства и аутизм4. Многое из того, что мы знаем о важности кишечных микроорганизмов для функционирования мозга, было получено в результате изучения животных, которые не имеют кишечной микробиоты. Такие животные имеют измененную центральную серотонинергическую систему, меньшее число дендритных шипиков в различных областях мозга, более низкие уровни трофических факторов, наряду с аномальным образованием нейронов из клеток-предшественников в гиппокампе, нарушение миелинизации в префронтальной коре и дефектный гематоэнцефалический барьер.
До сравнительно недавнего времени важность оси «кишечник–мозг–микробиота» как фундаментального компонента стрессовой реакции в значительной степени игнорировалась. O'Mahony с соавт.5 изучали микробиоту кишечника у крыс в модели депрессии, вызванной разлучением с матерью. Они сообщили о повышении уровня кортикостерона у таких животных, а также об увеличении содержания провоспалительных цитокинов и уменьшении разнообразия кишечных микробов.
Затем в исследовании депрессии была секвенирована фекальная микробиота6. Было набрано сорок шесть пациентов с депрессией и 30 здоровых испытуемых в качестве контрольной группы. Пиросеквенирование с высокой пропускной способностью показало увеличение разнообразия фекальных бактерий у тех, кто в данное время находился в состоянии депрессии, но не в группе, которая ответила на лечение. Это говорит о том, что повышенное разнообразие является скорее состоянием, чем характерным признаком депрессии. Несмотря на обширную межиндивидуальную вариабельность, уровни нескольких преобладающих родов различались между пациентами с депрессией и группами контроля. У первых наблюдалось повышение уровня Enterobacteriaceae и Alistipes, но снижение уровня Faecalibacterium.
В исследовании, проведенном в APC Microbiome Ireland, у пациентов с депрессией обнаружился повышенный уровень кортизола наряду со снижением разнообразия фекальных микробов. Когда крысам давали микробиоту от пациентов с депрессией, в отличие от здоровых контрольных животных, у них развивался депрессивный фенотип как с поведенческой, так и с иммунологической точек зрения7.
Таким образом, появляется все больше доказательств того, что некоторые психические расстройства, такие как депрессия, могут быть связаны с дисбиозом кишечника, микробным дисбалансом.
В нескольких исследованиях был изучен состав микробиома у пациентов с биполярным расстройством8. В первом опубликованном исследовании, в котором приняли участие 115 пациентов, было сообщено о снижении уровня Faecalibacterium. Это открытие было воспроизведено в австрийском исследовании 32 пациентов. Однако датское исследование 113 пациентов с впервые диагностированным биполярным расстройством в сравнении со здоровыми родственниками первой степени и здоровыми людьми не выявило различий в Faecalibacterium, в то время как Flavonifractor, бактериальный род, который может индуцировать окислительный стресс и воспаление, оказался связан с этим расстройством.
Интересно, что в двух недавних клинических испытаниях был продемонстрирован благоприятный эффект психобиотиков в качестве дополнительной терапии пациентов с биполярным расстройством. Одно из них являлось неконтролируемым пилотажным исследованием, в котором сообщалось о когнитивных улучшениях у 20 человек, находящихся в ремиссии, после трехмесячного потребления девяти различных штаммов Lactobacillus или Bifidobacterium. Второе – рандомизированное контролируемое исследование с участием 66 пациентов, которые были недавно госпитализированы по поводу мании. После выписки эти пациенты были рандомизированы для получения дополнительной комбинации Lactobacillus/Bifidobacterium или плацебо в течение 24 недель. Частота повторных госпитализаций была значительно ниже у тех лиц, которые принимали психобиотики. Таким образом, предварительные данные подтверждают мнение о том, что пробиотики родов Lactobacillus и Bifidobacterium обладают терапевтическим потенциалом при биполярном расстройстве.
В отличие от генов в человеческих клетках, мы можем легко изменить гены в нашей микробиоте, изменив рацион питания. Существует все больше доказательств того, что низкокачественная диета может привести к изменениям микробиоты, аналогичным наблюдаемым при расстройствах настроения. Снижение пищевого разнообразия при снижении потребления незаменимых питательных веществ может привести к снижению доступности субстратов для специфического микробного роста, а это может способствовать дисбиозу кишечника при депрессии и других психических расстройствах.
За последние десятилетия структура рациона питания на Западе и в других странах претерпела значительные изменения: увеличилось потребление красного мяса, продуктов с высоким содержанием жиров и рафинированных сахаров. Эта «вестернизация» диет приводит к дисбиозу, который может, по крайней мере частично, способствовать увеличению заболеваемости такими хроническими воспалительными расстройствами, как депрессия. Средиземноморская диета связана с более низкими показателями депрессии и оптимально влияет на микробиоту кишечника. Предварительные данные свидетельствуют о том, что такая диета может оказывать антидепрессивное действие.
Лицам с депрессией или склонностью к ней следует рекомендовать растительную диету с высоким содержанием зерновых и клетчатки9. Снижение потребления красного мяса, особенно переработанного, и регулярное потребление рыбы и ферментированных продуктов является оптимальным с точки зрения психического здоровья. Потребление рафинированных сахаров должно быть ограничено.
Включение микробиоты кишечника в наши исследования психических заболеваний, связанных со стрессом, расширяет диапазон терапевтических мишеней не только для фармакологических вмешательств, но и для диетологических. Это может являться одним из недостающих звеньев, которые ограничивали терапевтические достижения в психиатрии в течение последних десятилетий.
Перевод: Шуненков Д.А. (Иваново)
Редактура: к.м.н. Руженкова В.В. (Белгород)
Оба автора спонсировались Научным фондом Ирландии (grant no. SFI/12/RC/2273).
DOI:10.1002/wps.20726
Кишечная микробиота включает совокупность микроорганизмов в кишечнике, которые ранее считались мало значимыми с точки зрения психического здоровья, но теперь рассматриваются как «виртуальный орган» весом до 1,5 кг в кишечнике взрослого человека и продуцирующий молекулы, имеющие первостепенное значение для функционирования мозга и психологического благополучия1.
В кишечнике человека бактерий больше, чем клеток в организме, и мы питаем эти бактерии, в то время как они, в свою очередь, играют фундаментальную роль в поддержании нашего общего здоровья. Толстый кишечник функционирует как ферментер, производящий множество молекул, включая наиболее распространенные нейромедиаторы, такие как гамма-аминомасляная кислота (ГАМК) и серотонин, предшественник серотонина триптофан и бутират, пропионат и ацетат короткоцепочечных жирных кислот2.
Существует множество механизмов, позволяющих кишечным микроорганизмам взаимодействовать с мозгом.
К ним относятся блуждающий нерв, короткоцепочечные жирные кислоты, триптофан и цитокины3. Некоторые микробы могут оказывать такое влияние только при интактном блуждающем нерве, и не способны на это после ваготомии. Ранее триптофан рассматривался как вещество исключительно пищевого происхождения, однако теперь установлено, что он также синтезируется бифидобактериями и поступает в кровоток, становясь доступным для прохождения в мозг и последующего синтеза серотонина.
Кишечная микробиота вовлечена в широкий спектр неврологических и психиатрических расстройств, включая болезнь Паркинсона, рассеянный склероз, депрессию, тревожные расстройства и аутизм4. Многое из того, что мы знаем о важности кишечных микроорганизмов для функционирования мозга, было получено в результате изучения животных, которые не имеют кишечной микробиоты. Такие животные имеют измененную центральную серотонинергическую систему, меньшее число дендритных шипиков в различных областях мозга, более низкие уровни трофических факторов, наряду с аномальным образованием нейронов из клеток-предшественников в гиппокампе, нарушение миелинизации в префронтальной коре и дефектный гематоэнцефалический барьер.
До сравнительно недавнего времени важность оси «кишечник–мозг–микробиота» как фундаментального компонента стрессовой реакции в значительной степени игнорировалась. O'Mahony с соавт.5 изучали микробиоту кишечника у крыс в модели депрессии, вызванной разлучением с матерью. Они сообщили о повышении уровня кортикостерона у таких животных, а также об увеличении содержания провоспалительных цитокинов и уменьшении разнообразия кишечных микробов.
Затем в исследовании депрессии была секвенирована фекальная микробиота6. Было набрано сорок шесть пациентов с депрессией и 30 здоровых испытуемых в качестве контрольной группы. Пиросеквенирование с высокой пропускной способностью показало увеличение разнообразия фекальных бактерий у тех, кто в данное время находился в состоянии депрессии, но не в группе, которая ответила на лечение. Это говорит о том, что повышенное разнообразие является скорее состоянием, чем характерным признаком депрессии. Несмотря на обширную межиндивидуальную вариабельность, уровни нескольких преобладающих родов различались между пациентами с депрессией и группами контроля. У первых наблюдалось повышение уровня Enterobacteriaceae и Alistipes, но снижение уровня Faecalibacterium.
В исследовании, проведенном в APC Microbiome Ireland, у пациентов с депрессией обнаружился повышенный уровень кортизола наряду со снижением разнообразия фекальных микробов. Когда крысам давали микробиоту от пациентов с депрессией, в отличие от здоровых контрольных животных, у них развивался депрессивный фенотип как с поведенческой, так и с иммунологической точек зрения7.
Таким образом, появляется все больше доказательств того, что некоторые психические расстройства, такие как депрессия, могут быть связаны с дисбиозом кишечника, микробным дисбалансом.
В нескольких исследованиях был изучен состав микробиома у пациентов с биполярным расстройством8. В первом опубликованном исследовании, в котором приняли участие 115 пациентов, было сообщено о снижении уровня Faecalibacterium. Это открытие было воспроизведено в австрийском исследовании 32 пациентов. Однако датское исследование 113 пациентов с впервые диагностированным биполярным расстройством в сравнении со здоровыми родственниками первой степени и здоровыми людьми не выявило различий в Faecalibacterium, в то время как Flavonifractor, бактериальный род, который может индуцировать окислительный стресс и воспаление, оказался связан с этим расстройством.
Интересно, что в двух недавних клинических испытаниях был продемонстрирован благоприятный эффект психобиотиков в качестве дополнительной терапии пациентов с биполярным расстройством. Одно из них являлось неконтролируемым пилотажным исследованием, в котором сообщалось о когнитивных улучшениях у 20 человек, находящихся в ремиссии, после трехмесячного потребления девяти различных штаммов Lactobacillus или Bifidobacterium. Второе – рандомизированное контролируемое исследование с участием 66 пациентов, которые были недавно госпитализированы по поводу мании. После выписки эти пациенты были рандомизированы для получения дополнительной комбинации Lactobacillus/Bifidobacterium или плацебо в течение 24 недель. Частота повторных госпитализаций была значительно ниже у тех лиц, которые принимали психобиотики. Таким образом, предварительные данные подтверждают мнение о том, что пробиотики родов Lactobacillus и Bifidobacterium обладают терапевтическим потенциалом при биполярном расстройстве.
В отличие от генов в человеческих клетках, мы можем легко изменить гены в нашей микробиоте, изменив рацион питания. Существует все больше доказательств того, что низкокачественная диета может привести к изменениям микробиоты, аналогичным наблюдаемым при расстройствах настроения. Снижение пищевого разнообразия при снижении потребления незаменимых питательных веществ может привести к снижению доступности субстратов для специфического микробного роста, а это может способствовать дисбиозу кишечника при депрессии и других психических расстройствах.
За последние десятилетия структура рациона питания на Западе и в других странах претерпела значительные изменения: увеличилось потребление красного мяса, продуктов с высоким содержанием жиров и рафинированных сахаров. Эта «вестернизация» диет приводит к дисбиозу, который может, по крайней мере частично, способствовать увеличению заболеваемости такими хроническими воспалительными расстройствами, как депрессия. Средиземноморская диета связана с более низкими показателями депрессии и оптимально влияет на микробиоту кишечника. Предварительные данные свидетельствуют о том, что такая диета может оказывать антидепрессивное действие.
Лицам с депрессией или склонностью к ней следует рекомендовать растительную диету с высоким содержанием зерновых и клетчатки9. Снижение потребления красного мяса, особенно переработанного, и регулярное потребление рыбы и ферментированных продуктов является оптимальным с точки зрения психического здоровья. Потребление рафинированных сахаров должно быть ограничено.
Включение микробиоты кишечника в наши исследования психических заболеваний, связанных со стрессом, расширяет диапазон терапевтических мишеней не только для фармакологических вмешательств, но и для диетологических. Это может являться одним из недостающих звеньев, которые ограничивали терапевтические достижения в психиатрии в течение последних десятилетий.
Перевод: Шуненков Д.А. (Иваново)
Редактура: к.м.н. Руженкова В.В. (Белгород)
Оба автора спонсировались Научным фондом Ирландии (grant no. SFI/12/RC/2273).
DOI:10.1002/wps.20726
Список исп. литературыСкрыть список1. Dinan TG, Cryan JF. Psychosom Med 2017;79:920-6.
2. Dinan TG, Cryan JF. Neuropsychopharmacology 2017;42:178-92.
3. Cryan JF, Dinan TG. Nat Rev Neurosci 2012;13:701-12.
4. Rogers GB, Keating DJ, Young RL et al. Mol Psychiatry 2016;21:738-48.
5. O’Mahony SM, Marchesi JR, Scully P et al. Biol Psychiatry 2009;65:263-7.
6. Jiang H, Ling Z, Zhang Y et al. Brain Behav Immun 2015;48:186-94.
7. Kelly JR, Borre Y, O’Brien C et al. J Psychiatr Res 2016;82:109-18.
8. Gondalia S, Parkinson L, Stough C et al. Psychopharmacology 2019;236:1433-43.
9. Dinan TG, Stanton C, Long-Smith C et al. Clin Nutr 2019;38:1995-2001.