- Непознанное
- Счастливый кишечник? Как работа кишечника связана с настроением, серотонином и мозгом
Есть в человеческом организме одна особенность, которую мы замечаем преимущественно тогда, когда она начинает причинять нам неудобства: внутренние органы, которые принято считать совершенно отделёнными от нашей психической жизни, на самом деле постоянно обмениваются с мозгом информацией. Мы привыкли говорить, что человек «нервничает», когда перед важным разговором у него начинает болеть живот, или что от страха «скрутило кишечник», но в этих выражениях, которые кажутся всего лишь бытовыми метафорами, есть вполне определённый физиологический смысл. Состояние нервной системы действительно способно изменять работу желудочно-кишечного тракта, а сигналы, поступающие из кишечника, в свою очередь, участвуют в регуляции деятельности мозга.
В последние десятилетия эта взаимосвязь стала предметом интенсивных исследований и получила название кишечно-мозговой оси (gut-brain axis), а с учётом огромного сообщества микроорганизмов, живущих в нашем кишечнике, всё чаще говорят о оси «мозг — кишечник — микробиота». Речь идёт не об одном нерве и не о каком-либо единственном веществе, которое переносит сообщение от кишечника к мозгу, а о сложной системе коммуникации, в которой одновременно участвуют нервные пути, гормональные сигналы, иммунная система, клетки кишечного эпителия, энтеральная нервная система и продукты обмена веществ кишечных микроорганизмов. Современные обзоры подчёркивают именно многоуровневый и двусторонний характер этой системы.
Отсюда возникает вопрос, который на первый взгляд звучит несколько легкомысленно: может ли состояние кишечника влиять на наше настроение? Ответ науки значительно интереснее простого «да», которым обычно заканчиваются подобные статьи. Такая связь действительно существует, но она не означает, что кишечник является тайным центром счастья, а содержащиеся в нём бактерии способны непосредственно превращать грустного человека в весёлого. Между пищеварением и психикой существует множество промежуточных механизмов, и далеко не все из них пока изучены настолько хорошо, чтобы позволить делать уверенные выводы о причинно-следственных связях.
Начать здесь лучше всего с совершенно обычного наблюдения. Человек, которому предстоит выступление перед большой аудиторией, может почувствовать тошноту; перед экзаменом у него может исчезнуть аппетит или, наоборот, возникнуть сильное желание что-нибудь съесть; после неприятного известия кишечник иногда начинает работать совсем не так, как обычно. У людей, страдающих функциональными заболеваниями желудочно-кишечного тракта, стресс и тревога нередко сопровождаются усилением боли, вздутия или нарушения моторики. Это не означает, что всякая боль в животе имеет психологическое происхождение, но показывает, насколько тесно нервная система связана с пищеварительной.
Мозг и кишечник действительно находятся в постоянном двустороннем взаимодействии. Центральная нервная система способна изменять моторику кишечника, секрецию пищеварительных веществ, кровоток и работу иммунных механизмов слизистой оболочки; кишечник же непрерывно посылает в центральную нервную систему информацию о растяжении стенки, химическом составе его содержимого, наличии питательных веществ и состоянии внутренних тканей. Исследования последних лет всё подробнее описывают эту систему как часть общего механизма интероцепции — восприятия мозгом состояния собственного организма.
Именно поэтому выражение «нервы ударили по животу» оказывается гораздо ближе к физиологии, чем может показаться. Стресс не существует исключительно в виде тревожных мыслей; он сопровождается изменениями в работе автономной нервной системы и эндокринных механизмов, которые могут отражаться на пищеварительном тракте. Но направление связи не является односторонним: кишечник тоже способен посылать мозгу сигналы, которые участвуют в формировании ощущений, эмоционального состояния и пищевого поведения.
Одна из причин, по которой кишечник долгое время привлекает внимание нейробиологов, состоит в том, что в стенке желудочно-кишечного тракта расположена чрезвычайно сложная сеть нервных клеток — энтеральная нервная система. Она способна самостоятельно координировать многие процессы пищеварения, в том числе сокращения кишечной стенки и перемещение её содержимого, и потому иногда называется «вторым мозгом».
Однако это выражение следует воспринимать как метафору, а не как буквальное утверждение. Энтеральная нервная система не является вторым человеческим мозгом, который независимо размышляет, принимает решения или хранит воспоминания. Её задача иная: она представляет собой специализированную нервную систему внутренних органов, позволяющую кишечнику воспринимать механические и химические сигналы и соответствующим образом координировать собственную работу. При этом она связана с центральной нервной системой, поэтому кишечник нельзя рассматривать как совершенно автономную структуру.
Особенно интересно то, что кишечная стенка содержит не только нейроны, но и специализированные клетки, способные воспринимать химические изменения в содержимом кишечника и передавать полученную информацию нервной системе. Одним из важнейших элементов этой системы являются энтерохромаффинные клетки, которые участвуют в синтезе и высвобождении серотонина и взаимодействуют с чувствительными нервными волокнами. Таким образом, вещества, образующиеся непосредственно в кишечнике, могут становиться частью системы передачи информации от кишечника к нервной системе.
Обратное направление связи изучено не менее интересно. Сильный или длительный стресс способен воздействовать на желудочно-кишечный тракт через автономную нервную систему и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую систему, которая участвует в реакции организма на стресс. Меняется моторика кишечника, висцеральная чувствительность, работа слизистой оболочки и иммунные процессы. У человека, находящегося в состоянии постоянного напряжения, поэтому вполне могут появиться реальные физические симптомы: боль, изменение характера стула, чувство переполнения, тошнота или вздутие. Это не значит, что человек «придумывает» симптомы или что боль существует только у него в голове. Напротив, при некоторых функциональных расстройствах желудочно-кишечного тракта нарушение обработки сигналов между кишечником и мозгом рассматривается как один из важных компонентов заболевания.
В момент сильного стресса кишечник действительно может реагировать изменением своей моторики и мышечного тонуса. У кого-то это приводит к ускорению продвижения содержимого и внезапному позыву в туалет, у кого-то, напротив, к ощущению задержки, тяжести и спазма. Если же напряжение становится не эпизодическим, а постоянным, ситуация усложняется: организм всё чаще оказывается в состоянии повышенной готовности, и постепенно меняется не только работа кишечника, но и то, как нервная система воспринимает исходящие от него сигналы.
Здесь возникает явление, которое в физиологии называют сенситизацией, то есть повышением чувствительности нервной системы. Человек в таком случае действительно может ощущать, что кишечник словно «привык» быть напряжённым или болезненным. Однако речь идёт не о том, что мышцы кишечника однажды спазмировались и затем механически остались в этом состоянии. Скорее, при длительном воздействии стресса меняется взаимодействие между моторикой кишечника, его собственной нервной системой и центральной обработкой сигналов в мозге.
В результате обычные процессы, которые прежде практически не замечались, могут начать восприниматься как неприятные или даже болезненные. Растяжение кишечной стенки, движение газов или нормальная работа кишечника сами по себе не обязательно являются патологическими, но при повышенной висцеральной чувствительности мозг может оценивать такие сигналы гораздо острее. Именно поэтому у человека иногда сохраняется ощущение боли или спазма даже тогда, когда первоначальная стрессовая ситуация уже закончилась.
Особенно хорошо этот механизм изучен при некоторых расстройствах взаимодействия кишечника и мозга, в частности при синдроме раздражённого кишечника. При нём могут одновременно наблюдаться изменения моторики, повышенная чувствительность кишечника и особенности центральной обработки болевых сигналов. Психологический стресс при этом способен усиливать симптомы, но это вовсе не означает, что заболевание является «выдуманным» или что боль существует исключительно в воображении. Напротив, при сенситизации изменяется сама работа системы восприятия внутренних сигналов, поэтому ощущаемая человеком боль совершенно реальна.
Получается замкнутый круг. Стресс изменяет работу кишечника, кишечные ощущения становятся неприятными, эти ощущения начинают вызывать тревогу и повышенное внимание к собственному телу, а тревога и постоянное ожидание новых симптомов, в свою очередь, способны усиливать восприятие кишечных сигналов. Человек оказывается в ситуации, которую трудно описать однозначно: он уже не понимает, то ли тревожится потому, что у него болит живот, то ли живот продолжает болеть потому, что он тревожится.
Именно здесь особенно хорошо видна двусторонняя природа кишечной и мозговой связи. Вначале причиной может быть сильный стресс, который вызывает вполне обычную физиологическую реакцию кишечника. Но если стресс становится хроническим, меняется сама система обработки внутренних сигналов, и первоначальная реакция способна превратиться в устойчивый симптомокомплекс. Поэтому бытовое выражение «кишечник привык быть спазмированным» можно считать удачной метафорой, если не понимать его буквально. Точнее сказать, что при длительном стрессе кишечник и нервная система могут стать чрезмерно чувствительными друг к другу.
Это обстоятельство имеет значение и для лечения подобных состояний. Если источник проблемы находится не только в самом кишечнике, но и в нарушенном взаимодействии между кишечником и мозгом, попытка воздействовать исключительно на один орган может оказаться недостаточной. Поэтому при некоторых расстройствах желудочно-кишечного тракта используются не только диетические и лекарственные методы, но и подходы, направленные на снижение тревоги, изменение реакции на стресс и работу с восприятием боли. Это не означает, что «всё от нервов»; напротив, это означает, что нервная система является частью физиологии заболевания.
Пожалуй, ни одно другое вещество не породило вокруг кишечника столько популярных мифов, сколько серотонин. В статьях о «гормонах счастья» часто встречается утверждение, что около 90 процентов серотонина организма производится в кишечнике, после чего делается красивый, но слишком поспешный вывод: если большая часть серотонина находится там, значит, кишечник фактически управляет нашим настроением.
На самом деле всё устроено значительно сложнее.
Серотонин, или 5-гидрокситриптамин (5-HT), действительно в значительной степени образуется в периферических тканях, причём кишечник является главным местом его синтеза. Большая часть кишечного серотонина производится энтерохромаффинными клетками слизистой оболочки. Там он выполняет множество функций, связанных прежде всего с деятельностью самого желудочно-кишечного тракта: участвует в регуляции моторики, секреции и передаче сенсорных сигналов. Серотонинергическая система мозга при этом является отдельной системой, имеющей собственные механизмы синтеза и регуляции.
Поэтому знаменитую формулу «90 процентов серотонина находится в кишечнике» нельзя превращать в утверждение «90 процентов счастья производится в кишечнике». Периферический серотонин не следует рассматривать как запас нейромедиатора, который свободно перемещается в мозг и определяет настроение. Между кровью и нервной тканью существует гематоэнцефалический барьер, а серотонин сам по себе через него не проходит так, чтобы объяснить прямое воздействие кишечного серотонина на эмоциональное состояние.
И всё же кишечный серотонин имеет отношение к теме мозга, только путь здесь гораздо интереснее. Изменения химической среды кишечника способны воздействовать на энтерохромаффинные клетки; выделяемый ими серотонин участвует в передаче сигналов, связанных с кишечной нервной системой и чувствительными нервными окончаниями. Кроме того, существуют данные о том, что кишечные микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности могут изменять метаболизм серотонина в кишечнике. Иными словами, кишечный серотонин важен прежде всего не потому, что он якобы «переезжает в голову», а потому, что он является одним из участников сложной системы кишечной сигнализации.
Одним из главных путей является блуждающий нерв — крупный нервный путь, соединяющий мозг с внутренними органами. Значительная часть информации по этой системе идёт от внутренних органов к мозгу, а не только в обратном направлении. Когда механические или химические свойства содержимого кишечника изменяются, специализированные клетки и чувствительные нервные окончания могут регистрировать эти изменения и передавать информацию дальше.
Но было бы ошибкой представлять блуждающий нерв как телефонный провод, по которому кишечник буквально сообщает мозгу: «Сегодня со мной всё хорошо». Реальная система гораздо сложнее. Информация от кишечника обрабатывается на разных уровнях нервной системы, объединяется с сигналами от других органов и с информацией о внешней среде, а затем участвует в формировании физиологических и поведенческих реакций. Современные исследования особенно подчёркивают роль так называемой кишечной сенсорной системы, которая связывает клетки кишечного эпителия с чувствительными нервными волокнами.
Кроме нервных сигналов существуют и другие пути. Кишечник взаимодействует с мозгом посредством гормональных и иммунных механизмов; существенную роль могут играть метаболиты, образующиеся при деятельности кишечных микроорганизмов. Наконец, существуют барьерные системы — кишечный эпителий, гематоэнцефалический барьер и другие клеточные структуры, которые регулируют, какие сигналы и вещества могут переходить из одного компартмента организма в другой. Именно поэтому современная наука постепенно отказывается от слишком простой картинки «бактерии выделяют вещества, которые попадают в мозг» и рассматривает эту коммуникацию как многоступенчатую систему.
Кишечник человека является средой обитания огромного сообщества микроорганизмов, которое принято называть кишечной микробиотой. В неё входят бактерии и представители других групп микроорганизмов, причём состав этого сообщества у разных людей существенно различается. Он зависит от питания, возраста, лекарственных препаратов, образа жизни и множества других факторов.
В последние годы учёные получили всё больше свидетельств того, что микробиота способна влиять на физиологию хозяина не только через пищеварение. Микроорганизмы участвуют в обмене веществ, взаимодействуют с иммунной системой и производят многочисленные метаболиты. Среди них особое внимание привлекают короткоцепочечные жирные кислоты, образующиеся, в частности, при ферментации пищевых волокон.
Эти вещества не являются «гормонами счастья», однако они участвуют в регуляции работы кишечника, иммунных процессов и обмена веществ. Исследования на животных показывают также возможность их влияния на нервную систему, в том числе через иммунные и нейроэндокринные механизмы. Именно поэтому связь микробиоты с мозгом рассматривается сегодня как одно из важных направлений нейробиологии и гастроэнтерологии.
Однако здесь необходимо провести границу между тем, что действительно установлено, и тем, что пока только изучается. Значительная часть наиболее убедительных механистических экспериментов была проведена на животных моделях. Переносить результаты таких исследований непосредственно на человека нельзя без оговорок. Обзорная литература прямо подчёркивает, что человеческие исследования пока значительно сложнее и что обнаруженные связи между составом микробиоты и поведением ещё не доказывают простого причинного механизма.
Связь между кишечной микробиотой и психическими расстройствами действительно изучается, и особенно много работ посвящено депрессии и тревожным расстройствам. В исследованиях людей обнаруживались различия в составе кишечной микробиоты у людей с депрессивными и тревожными расстройствами по сравнению с контрольными группами. Однако результаты разных исследований не всегда совпадают: систематические обзоры указывают на неоднородность данных о разнообразии микробиоты и составе отдельных бактериальных групп.
Это чрезвычайно важная оговорка. Если исследователи обнаруживают, что у людей с депрессией отличается состав кишечной микробиоты, из этого ещё нельзя заключить, что именно бактерии вызвали депрессию. Возможно, психическое расстройство изменило питание, сон, двигательную активность или гормональный фон человека, а уже эти изменения повлияли на микробиоту. Возможно, работают оба направления одновременно. Возможно, существуют ещё третьи факторы, влияющие и на психическое состояние, и на кишечник.
Поэтому научный вопрос сегодня звучит не как «вызывает ли плохая микрофлора депрессию?», а гораздо сложнее: какие именно компоненты микробиоты связаны с состоянием нервной системы, через какие механизмы происходит это взаимодействие и является ли изменение микробиоты причиной, следствием или частью общего патологического процесса?
Популярное выражение «кишечник — это второй мозг» привлекательно именно потому, что оно позволяет одной фразой объяснить сложную систему. Однако для научно-популярного текста оно скорее мешает, чем помогает. У читателя легко возникает впечатление, будто внутри живота находится маленький самостоятельный мозг, который обладает собственными мыслями и непосредственно управляет нашими эмоциями.
Действительность интереснее. Энтеральная нервная система действительно обладает значительной автономностью и способна выполнять сложнейшие задачи без непосредственного участия сознания. Но эмоциональные состояния возникают в результате деятельности центральной нервной системы и её взаимодействия со всем организмом. Кишечник является одним из источников информации и одним из участников этой системы, но не её единственным центром.
И если отказаться от эффектной метафоры, мы получим гораздо более интересную картину: человек представляет собой систему, в которой мозг постоянно получает информацию о состоянии внутренних органов, а внутренние органы постоянно изменяют свою работу под влиянием нервной системы. Кишечник в этой системе занимает особое положение, поскольку одновременно обладает собственной нервной сетью, содержит огромное микробное сообщество и находится в непосредственном контакте с поступающей извне пищей.
Именно здесь научно-популярные статьи особенно часто превращаются в рекламу. Из существования связи между микробиотой и мозгом делают вывод, что человеку достаточно купить пробиотик, выпить кефир или пройти какой-нибудь «курс восстановления микрофлоры», чтобы избавиться от тревоги или плохого настроения.
Такие выводы значительно опережают доказательства.
Исследования пробиотиков, пребиотиков и других вмешательств действительно продолжаются, а некоторые результаты выглядят перспективными. Но микробиота человека представляет собой сложную экосистему, и понятие «хорошие бактерии» слишком примитивно для её описания. Один и тот же микроорганизм может вести себя по-разному в зависимости от окружающей среды, а эффект конкретного штамма нельзя автоматически переносить на все бактерии того же вида или на любой продукт, содержащий эти бактерии.
Ещё сложнее обстоит дело с психическими расстройствами. Даже если в будущем будет доказано, что определённые изменения микробиоты способны уменьшать выраженность некоторых симптомов, это не будет означать, что депрессия или тревожное расстройство являются исключительно заболеваниями кишечника. На настроение одновременно воздействуют генетические особенности, жизненные обстоятельства, сон, физическая активность, социальная среда, гормональная регуляция, работа центральной нервной системы и множество других факторов.
Парадокс заключается в том, что после всех сложных разговоров о серотонине, блуждающем нерве и микробиоте практические рекомендации оказываются довольно скучными. Но именно это и отличает научный подход от рекламного: когда механизм сложен, из него не обязательно следует сложный бытовой совет.
Для поддержания нормальной работы кишечника в целом имеет значение разнообразное питание с достаточным количеством пищевых волокон, регулярная физическая активность, адекватное потребление жидкости и нормальный сон. Источниками пищевых волокон служат овощи, фрукты, бобовые, цельнозерновые продукты, орехи и семена. При этом резкое увеличение количества клетчатки может само по себе вызвать вздутие и дискомфорт, поэтому изменения рациона разумнее проводить постепенно.
Важна и физическая активность: она воздействует не только на настроение, но и на работу пищеварительной системы. Не менее существенен сон, поскольку хронический недостаток сна изменяет регуляцию аппетита, стрессовые реакции и поведение, а через эти механизмы способен косвенно влиять и на кишечник.
Иными словами, для кишечника полезно не какое-то одно «суперфудное» вещество, а нормальная работа организма в целом.
Потому что большая часть этой работы происходит за пределами сознания. Мы не чувствуем, как клетки кишечника обмениваются сигналами с нервными окончаниями, как иммунные клетки реагируют на микроорганизмы или как меняется концентрация отдельных метаболитов. Мозг получает огромное количество информации от внутренних органов, но большая её часть не превращается в отдельное осознанное ощущение.
Мы замечаем лишь последствия, когда сигнал становится достаточно сильным: голод, тошноту, боль, чувство переполнения, желание сходить в туалет, приятное ощущение сытости. Но между этими явными ощущениями существует огромное количество более тонких сигналов, которые мозг постоянно использует для регулирования поведения и состояния организма.
Современное представление о кишечнике и мозге поэтому постепенно уходит от старой схемы, в которой существовали отдельно «пищеварительная система» и отдельно «психика». Гораздо точнее говорить о единой физиологической системе, в которой мозг и внутренние органы постоянно обмениваются информацией.
Нет, по крайней мере в том смысле, который обычно вкладывают в это выражение. Нельзя сказать, что человек счастлив потому, что у него много определённых бактерий, и нельзя объяснить плохое настроение недостатком кишечного серотонина. Не существует и одного продукта, который способен включить механизм счастья посредством «оздоровления микрофлоры».
Но было бы столь же неправильно считать кишечник совершенно посторонним по отношению к психике органом. Между кишечником и мозгом существует реальная двусторонняя система коммуникации, в которой участвуют энтеральная нервная система, блуждающий нерв, клетки кишечного эпителия, серотонин, иммунные механизмы, гормональные сигналы и многочисленные продукты метаболизма кишечной микробиоты. Эта система влияет на пищеварение и внутреннее состояние организма, а её нарушения могут быть связаны с изменениями самочувствия и некоторыми психическими и неврологическими состояниями. При этом многие детали этой связи ещё только предстоит установить.
И, пожалуй, именно здесь находится наиболее интересная мысль. Мы привыкли думать о настроении как о чём-то происходящем исключительно «в голове», хотя мозг никогда не существует отдельно от тела. Он получает информацию от сердца, лёгких, кишечника, иммунной системы и других органов, постоянно сопоставляя эти сигналы с тем, что происходит во внешнем мире. Поэтому настроение человека — каким бы психологическим явлением оно ни казалось — в определённой степени является ещё и состоянием всего организма.
Кишечник не является источником счастья и уж тем более не заменяет психологию, психиатрию или медицину. Но он является одним из участников той сложной системы, благодаря которой человек вообще ощущает себя живым организмом. И чем больше наука узнаёт об этой системе, тем труднее становится провести простую границу между «телом» и «психикой».
Возможно, поэтому выражение «у меня всё в голове» иногда требует небольшого уточнения: в голове действительно происходит очень многое, но сама голова всё время слушает то, что происходит в остальном организме.
Сайт использует cookie-файлы, чтобы лучше работать. Оставаясь на сайте, вы соглашаетесь на использование файлов куки.