Виноваты ли кишечные бактерии в тревоге, депрессии при ожирении?
Ожирение, вызванное диетой с высоким содержанием жиров, может сопровождаться изменениями в кишечных бактериях, которые изменяют химический состав мозга таким образом, что вызывают беспокойство и депрессию.
К такому выводу пришли исследователи из Диабетического центра Джослина Гарвардской медицинской школы в Бостоне, Массачусетс, и их коллеги после изучения связи между кишечными микробами и функцией мозга у мышей с ожирением, вызванным диетой.
Они сообщают о своих выводах в статье, которая сейчас публикуется в журнале. Молекулярная психиатрия.
В статье они отмечают, как введение животным антибиотиков, которые изменили состав кишечных бактерий, уменьшило воспаление, улучшило «передачу сигналов инсулина в мозг» и уменьшило «признаки тревоги и депрессии».
«Это исследование говорит, - говорит старший автор исследования К. Рональд Кан, профессор медицины Гарвардского университета и соруководитель секции интегративной физиологии и метаболизма в Диабетическом центре Джослин, - что многие вещи в вашем рационе могут повлиять на как функционирует ваш мозг, но одна из этих вещей - это то, как диета изменяет кишечные бактерии или микробы ».
Ожирение, диабет и кишечные микробы
Ожирение и диабет - серьезные проблемы общественного здравоохранения во всем мире. С 1975 года распространенность во всем мире почти утроилась. По глобальным данным за 2016 год, около 650 миллионов человек, или 13 процентов населения мира, страдают ожирением.
Большая часть этой эпидемии ожирения подпитывается диетами с высоким содержанием жиров и «высококалорийной пищей», а также снижением физической активности.
Глобальные показатели диабета также значительно выросли за последние 30 лет. В 1980–2014 годах они выросли со 108 до 422 миллионов.
В подавляющем большинстве случаев это сахарный диабет 2 типа, причиной которого является избыточный вес и недостаток физической активности.
Наш кишечник содержит обширные и сложные популяции микробов, которые оказывают значительное влияние на наше здоровье, особенно за счет своего воздействия на обмен веществ и иммунную функцию.
Диета считается основной движущей силой микробного состава кишечника, как при ожирении, так и при диабете 2 типа. Этот эффект проявляется на протяжении всей нашей жизни, в течение которой через кишечник проходит в среднем 66 тонн пищи.
Связь с расстройствами настроения
В своей исследовательской работе исследователи отмечают, что диабет и ожирение «связаны с повышенным уровнем тревожности и депрессии».
Кроме того, симптомы этих расстройств настроения могут быть воспроизведены у мышей, если кормить их диетой, вызывающей ожирение.
Ученые выяснили, может ли микробиом кишечника быть фактором в этой связи, потому что другие исследования показали, что изменение состава кишечных бактерий у мышей «может улучшить нейроповедение».
В предыдущей работе они обнаружили, что изменения в кишечных бактериях были частично ответственны за то, что мыши, получавшие пищу с высоким содержанием жиров, становились ожирением и развивались диабетом и «связанными с ним метаболическими заболеваниями».
Они также обнаружили, что введение животным антибиотиков, которые изменили кишечные бактерии, изменило эти условия.
В этом новом исследовании исследователи добавили новую функцию к предыдущей серии экспериментов. После развития ожирения и диабета из-за диеты с высоким содержанием жиров мыши прошли поведенческие тесты на тревожность и депрессию.
Эти тесты были такими же, как те, которые использовались при проверке лекарств на расстройства настроения.
Кишечные микробы и инсулинорезистентность
Дополнительные тесты показали, что поведение мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров, «отражало повышенную тревогу и депрессию» по сравнению с мышами, получавшими обычную диету.
Но когда мышам вводили антибиотики с питьевой водой, уровни повышенной тревожности и депрессии исчезли, а поведение животных «вернулось к норме».
Могут ли изменения микробного состава кишечника, вызванные антибиотиками, быть причиной снижения тревожности и депрессивного поведения?
Чтобы проверить эту идею, ученые перенесли образцы фекалий, богатых кишечными бактериями, от мышей с ожирением и диабетом, вызванных диетой, в кишечник мышей, свободных от микробов.
Мыши, у которых ранее не было микробов, начали проявлять повышенный уровень тревожности и депрессивного поведения. Однако этого не произошло, когда они получали антибиотики в дополнение к кишечным бактериям.
Наконец, исследование ткани мозга показало, что диета с высоким содержанием жиров вызвала инсулинорезистентность в мозге. Инсулинорезистентность - это состояние, при котором клетки теряют способность использовать инсулин для преобразования глюкозы в энергию, и является признаком диабета 2 типа.
«Мы продемонстрировали, - объясняет профессор Кан, - что, как и другие ткани тела, эти области мозга становятся инсулинорезистентными у мышей, соблюдающих диету с высоким содержанием жиров».
Инсулинорезистентность, даваемая мышам без микробов
Он и его команда также обнаружили, что «эта реакция на повышенное содержание жира частично, а в некоторых случаях почти полностью отменяется лечением животных антибиотиками».
Кроме того, исследователи обнаружили, что инсулинорезистентность в головном мозге передавалась мышам без микробов, когда они вводили кишечные микробы от мышей с высоким содержанием жиров.
Это показывает, проф.Кан говорит, что «инсулинорезистентность мозга, по крайней мере частично, опосредуется» влиянием кишечных микробов.
Ученым также удалось определить некоторые химические посредники в мозгу, которые участвовали в этом процессе.
Теперь они хотят определить, какие микробы ответственны за эти изменения и, в частности, какие из производимых ими молекул оказывают наибольшее влияние.
Идея состоит в том, что это может привести к добавкам или лекарствам, которые способствуют «метаболическим профилям», улучшающим здоровье мозга.
«Ваша диета не обязательно должна просто повышать или понижать уровень сахара в крови; он также изменяет множество сигналов, исходящих от кишечных микробов, и эти сигналы доходят до мозга ».
Проф. К. Рональд Кан
