Многочисленные исследования последних лет показали, что микробиота кишечника и связанные с ней метаболиты играют решающую роль в функционировании так называемой «оси микробиота-мозг». Эта двунаправленная сложная сеть взаиморегуляции мозга и по сути целого органа — кишечной микробиоты. Микробиота может влиять на познание и поведение, что было продемонстрировано в большом количестве исследований.
Нарушения микробиоты приводят к нарушениям нервных, эндокринных, иммунных и метаболических механизмов, которые участвуют во взаиморегуляции работы кишечной микробиоты и центральной нервной системы (ЦНС). В результате развиваются когнитивные и нервно-психические расстройства, в том числе аутизм.
изменения в микробиоте
Все исследования больных аутизмом показали значительное увеличение соотношения Firmicutes / Bacteroidetes из-за уменьшения относительной численности Bacteroidetes, которые и производят основное количество короткоцепочных жирных кислот (SCFAs). Эти кислоты оказывают выраженное нейрогуморальное, нейроэндокринное и иммунорегуляторное действие. В результате, все эти механизмы нарушаются. Сообщалось также о снижении уровня Bifidobacterium, которые могут играть защитную роль при аутизме благодаря своим противовоспалительным свойствам, а также о снижении уровней Prevotella, Coprococcus и Veillonellaceae, которые отвечают за переваривание углеводов, биосинтезе витаминов и ферментацию.
Кроме того, было выявлено существенное повышение уровня клостридии. И было отмечено улучшение нейропсихических реакций и характерного для аутизма запора на антибактериальной терапии клостридии.
нарушения в организме
В результате дисбиоза было выявлено нарушение проницаемости как кишечника, так и гематоэнцефалического барьера, в норме не пропускающих патогены, токсины и аллергены. Было нарушено взаимодействие между кишечной микробиотой и кишечными нейронами и производство многих химических веществ, важных для функционирования мозга, таких как серотонин, дофамин, кинуренин, γ-аминомасляная кислота, SCFAs, p-крезол. Это приводит к системному воспалению и развитию аутоиммунной реакции (по сути аллергии) к собственной нервной системе и мозгу. Кишечная микробиота может посылать сигналы в ЦНС через афферентные волокна блуждающего нерва, как непосредственно, так и через высвобождение нейромедиаторов в кровоток.
Кроме того, микробиота изменяет всасывание и синтез важнейших для мозга аминокислот, чем также регулирует работу ЦНС.
аминокислоты и их роль в мозге
Триптофан является предшественником ряда метаболитов, в первую очередь кинуренина и серотонина. При недостатке триптофана образуется мало серотонина в мозге, что тормозит развитие когнитивных и познавательных функций. Дисбиоз может непосредственно влиять на доступность триптофана путем уменьшения его всасывания.
Масляная кислота является одной из SCFAs, продуцируемым микробиотой кишечника. Она модулирует проницаемость кишечника и играет роль в митохондриальной функции, стимулируя окислительное фосфорилирование и окисление жирных кислот. Это необходимо для созревания мозга и регулирования оксидативного стресса. Она является нейромедиатором, который вызывает успокоение. Она также участвует в иммунных процессах и препятствует развитию аутоиммунного процесса на уровне мозговой ткани. При дисбиозе развивается её недостаточность.
Обнаружено, что при аутизме повышается уровень глутамата. Эта аминокислота действует как возбуждающий нейромедиатор ЦНС. А вот другие аминокислоты — глицин, серина, треонина, аланина, гистидина и глутамила — оказались снижены. А именно они являются стабилизирующими аминокислотами для процессов в мозге, защищающими его от оксидативного стресса. Это происходит из-за нарушений всасывания этих аминокислот в кишечнике под действием нарушений в регуляции «оси мозг-микробиота» и еще больше нарушает эту ось.
Образуется порочный круг. Разомкнуть его можно только нормализовав кишечную микробиоту.
теория избытка опиоидов
Раньше существовала «теории избытка опиоидов», которая утверждала, что продукты распада белка пищи, особенно казеина и глютена, действуют как агонисты опиоидных рецепторов. И действительно, на безглютеновой и безказеиновой диетах иногда наблюдалось улучшение. Но это оказалось лишь средней частью порочного круга, связанного со сниженным уровнем Prevotella, Coprococcus и Veillonellaceae, которые отвечают за переваривание углеводов и белков, а также за ферментацию. Поэтому, эффективность этих диет была временной и выборочной.
чем лечить?
Учитывая выявленные изменения микробиоты пытаются улучшить соотношение видов микроорганизмов пробиотиками. Так, добавка Bacteroides fragilis улучшила проницаемость кишечника, восстановило кишечную микробиоту, что отразилось на улучшении аутистического поведения. Интересно, но ни один другой вид не смог улучшить тревожность, стереотипное и коммуникативное поведение, когнитивные функции и функции памяти, указывая на то, что пробиотическая терапия требует специфичности. Так же только введение Lactobacillus reuteri, но не других видов пробиотиков, смогло улучшить социальные поведенческие расстройства и выработку дофамина.
Также была проведена трансплантация микробиоты здорового донора больным с аутизмов. После стерилизации кишечника была пересажена здоровая микробиота и в течение 2 месяцев поддерживалась ежедневными добавками. В результате приблизительно 80% нарушении желудочно-кишечного тракта и поведенческие расстройства аутичного спектра значительно уменьшились. Это вселяет надежду на существенное улучшение результатов терапии больных аутизмом. Конечно, аутоиммунный компонент полностью убрать не удастся, но снизить и его активность, думаю, можно.
Нормализация микробиоты пробиотиками и пересадкой возможна только при постоянном поступлении пребиотиков и организации правильной диеты, иначе нужные виды микроорганизмов не могут прижиться. Поэтому таким больным нужно подбирать рацион питания, направленный на поддержание нужных видов микроорганизмов.