В исследовании, недавно опубликованном в Journal of Affective Disorders, ученые обнаружили доказательства того, что определенные типы кишечных бактерий могут влиять на толщину коры головного мозга. Исследование идентифицирует конкретные бактерии в отрядах Lactobacillales и Bacillales, которые потенциально связаны с изменениями в структуре мозга.
Наш кишечник изобилует микроорганизмами, которые влияют на различные аспекты нашего здоровья: от обмена веществ и иммунитета до риска заболеваний. Недавно ученые начали исследовать, как эти микробы могут влиять на мозг. Это взаимодействие между кишечником и мозгом часто называют осью микробиота-кишечник-мозг. Предыдущие исследования показали, что изменения в составе кишечных бактерий связаны с различными функциями мозга и нарушениями, включая когнитивные способности и состояния психического здоровья.
Однако механизмы этого влияния до конца не изучены. Традиционные исследования столкнулись с такими проблемами, как небольшой размер выборки и мешающие факторы, которые могут скрыть истинные эффекты.
В своем новом исследовании ученые из Столичного медицинского университета в Пекине стремились предоставить более четкие доказательства, используя метод, называемый менделевской рандомизацией, который помогает вывести причинно-следственные связи на основе генетических данных. Этот метод использует генетические вариации в качестве естественных экспериментов для изучения влияния модифицируемых факторов риска на состояние здоровья.
Исследователи использовали генетические данные из крупных баз данных общественного здравоохранения, анализируя гены, связанные с присутствием определенных кишечных бактерий и их потенциальным влиянием на толщину различных областей мозга. Они сосредоточились на двух группах бактерий, Bacillales и Lactobacillales, известных своей преобладающей ролью в здоровье человека. В исследовании приняли участие более 51 000 участников, преимущественно европейского происхождения.
Исследователи выявили статистически значимую связь между численностью Bacillales и Lactobacillales и толщиной коры головного мозга. Эта связь была последовательной по всем глобальным показателям толщины коры, особенно в определенных областях мозга, которые имеют решающее значение для различных когнитивных и сенсорных функций.
У Bacillales увеличение толщины коры наблюдалось в таких областях мозга, как веретенообразная, островковая, ростральная передняя поясная извилина и надмаргинальные области. Lactobacillales продемонстрировали аналогичное воздействие, особенно увеличивая толщину в веретенообразной и супрамаргинальной областях.
Эти области участвуют в таких процессах, как обработка изображений, эмоциональная регуляция, сенсорное восприятие и когнитивный контроль, что позволяет предположить, что влияние этих бактерий может распространяться на эти фундаментальные нейронные функции.
Но как микробиота кишечника повлияет на структуру мозга? Исследователи отметили, что кишечные бактерии влияют на метаболические функции печени, влияя на синтез и расщепление жирных кислот, которые при изменении могут преодолевать гематоэнцефалический барьер и влиять на активность нейронов. Кроме того, кишечные микробы производят ряд метаболитов и гормонов, которые имеют решающее значение для сигнальной системы кишечник-мозг.
Несмотря на новаторский подход, исследование имеет ограничения. Результаты основаны на генетических данных, которые предсказывают уровень бактерий, а не на прямых измерениях, которые могут не отражать динамическую природу микробиоты кишечника. Кроме того, население исследования в основном имело европейское происхождение, что могло ограничить возможность обобщения результатов на другие этнические группы.
Тем не менее, результаты показывают, что ось микробиота-кишечник-мозг может быть жизнеспособной мишенью для терапевтических вмешательств при неврологических и психиатрических расстройствах. Исследователи призывают к дальнейшим исследованиям с участием различных групп населения и прямым измерениям микробиоты кишечника, чтобы подтвердить эти результаты. Они также предполагают, что будущие исследования должны изучить механизмы, посредством которых эти бактерии влияют на структуру мозга.
«В целом, наше исследование подтверждает мнение о том, что интервенционный подход с использованием пробиотических штаммов (включая порядок Bacillales и Lactobacillales), пребиотиков и потенциально терапии трансплантацией фекальной микробиоты может быть эффективной инициативой для улучшения функции мозга, принимая во внимание стоимость, осуществимость и соблюдение пациентами режима лечения», — заявили исследователи. «Модулируя состав микробиоты кишечника и регулируя взаимодействие оси кишечника и мозга, эти вмешательства имеют потенциальную терапевтическую ценность при различных неврологических расстройствах. Однако необходимы дальнейшие клинические исследования для проверки безопасности и эффективности этих вмешательств, а также для определения конкретных деталей и применимости оптимальных протоколов лечения».
