Из кишечника в мозг:
– продукция нейроактивных веществ;
– защита от антигенов и токсинов;
– модуляция импульсов по чувствительным волокнам в ЖКТ;
– регуляция иммунного ответа.
Из мозга в кишечник:
– контроль посредством блуждающего нерва;
– продукция защитного слизистого слоя ЖКТ;
– регуляции перистальтики, сфинктеров, пищеварительных соков;
– обратный иммунный ответ (вагус снижает воспаление);
–продукция нейроактивных веществ, таких как серотонин, гамма-аминомасляная кислота (ГАМК[7], GABA), фактор роста нервов (BDNF), короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК), оксид азота NO, дофамин, норадреналин, гистамин, аминокислоты, органические кислоты и т. д.
Из кишечника в мозг
Показательные исследования проводились на стерильных животных, в основном мышах, которые не имели собственной нормальной флоры.
Отсутствие микробной колонизации или недостаток нормальной флоры приводит к изменениям нейромедиаторного обмена, а также к изменениям функций кишечника, которые заключались в задержке опорожнения и уменьшении перистальтических движений кишечника в направлении прямой кишки.
Все отклонения исчезали после введения этим животным различных штаммов нормальной микрофлоры [2].
Микробиота влияет на реакцию на стресс и тревожное поведение посредством регуляции гипоталамо-гипофизарной оси, воздействуя на синтез кортизола и адренокортикотропного гормона (АКТГ). Нарушение памяти у стерильных животных, вероятно, связано с измененной экспрессией ВDNF, одного из наиболее важных компонентов. Эта молекула является нейротрофическим фактором, представленным преимущественно в гиппокампе и коре головного мозга, где происходит регуляция процессов памяти и эмоций. Присутствие микробиоты приводит также и к модуляции серотонинергических структур в лимбической системе.
«Хорошие» бактерии (пробиотики) могут улучшить реакцию человека на стресс и связанные с ним расстройства. У 581 студента B. bifidum уменьшил стресс, связанную с ним диарею и дискомфорт в кишечнике, а также снизил заболеваемость ОРВИ в период вмешательства [3].
Аналогичным образом B. longum снижал стресс, измеряемый кортизолом, и беспокойство у 22 здоровых добровольцев. В исследовании, в котором принимало участие 219 человек, L. casei снизил уровень кортизола, повысил уровень серотонина и уменьшил симптомы, связанные со стрессом.
Длительное лечение мышей lactobacillus rhamnosus вызывало изменения в ГАМК в головном мозге. Параллельно пробиотики снижали вызванное стрессом высвобождение кортизола, меняли поведение, связанное с тревогой и депрессией. Аналогичным образом временное изменение состава микробиоты, получаемое при введении пероральных противомикробных препаратов (неомицина, бацитрацина и пимарицина) у мышей, не содержащих специфических патогенов, усиливало исследовательское поведение и повышало уровень BDNF в гиппокампе [4].
Один из важных продуктов метаболизма бактерий – короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК), такие как масляная, пропионовая и уксусная кислоты, которые способны влиять на работу вегетативной нервной системы, настроение, память и процесс обучения.
Сохранение кишечного барьера и плотного клеточного контакта между энтероцитами – это естественная функция слизистой, обеспечивающая защиту от антигенов и токсинов, которые потенциально могут проникнуть в лимфу и кровоток. Отклонение может проявляться в виде местного воспаления, нарушения синтеза слизи, целостности кишечного эпителия и возникновения синдрома повышенной проницаемости кишечника.
В одном из исследований введение мышам пробиотиков Lactobacillus helveticus