Второй мозг: Как микробы в кишечнике управляют нашим настроением, решениями и здоровьем бесплатное чтение

Эмеран Майер
Второй мозг: Как микробы в кишечнике управляют нашим настроением, решениями и здоровьем

Переводчик В. Егоров

Научный редактор Е. Хиразова

Редактор В. Потапов

Руководитель проекта Д. Петушкова

Корректоры М. Миловидова, С. Чупахина

Компьютерная верстка А. Фоминов

Дизайн обложки Ю. Буга

© 2016 by Dr. Emeran Mayer

© Издание на русском языке, перевод, оформление. ООО «Альпина нон-фикшн», 2018

Все права защищены. Данная электронная книга предназначена исключительно для частного использования в личных (некоммерческих) целях. Электронная книга, ее части, фрагменты и элементы, включая текст, изображения и иное, не подлежат копированию и любому другому использованию без разрешения правообладателя. В частности, запрещено такое использование, в результате которого электронная книга, ее часть, фрагмент или элемент станут доступными ограниченному или неопределенному кругу лиц, в том числе посредством сети интернет, независимо от того, будет предоставляться доступ за плату или безвозмездно.

Копирование, воспроизведение и иное использование электронной книги, ее частей, фрагментов и элементов, выходящее за пределы частного использования в личных (некоммерческих) целях, без согласия правообладателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.

* * *

Мину и Дилану – настойчиво призывавшим меня прислушиваться к внутренним чувствам.

Моему наставнику Джону Уолшу, пробудившему интерес к коммуникации между мозгом и пищеварительным трактом

Часть I
Наше тело – разумный суперкомпьютер

Глава 1
Разум и тело действительно взаимодействуют друг с другом

Когда в 1970 г. я начинал изучать медицину, врачи относились к человеку как к сложной машине, состоящей из конечного числа независимо работающих узлов. Считалось, что эта машина прослужит примерно 75 лет, если о ней нормально заботиться и заправлять подходящим топливом. Как любой автомобиль высокого класса, она хорошо ездит, если только не попадала в аварии, не получала серьезных повреждений или тем более ее части не ломалась. Все, что нужно делать, чтобы избежать неприятных неожиданностей с машиной нашего организма, – проходить регулярные осмотры. А для устранения таких неотложных проблем, как инфекционные заболевания, случайные травмы или болезни сердца, у медицины в целом и хирургии в частности есть в наличии мощные инструменты.

Однако за последние 40–50 лет с нашим здоровьем стало твориться что-то неладное, причем на глубинном уровне, и поэтому прежняя модель здоровья, по всей видимости, уже не может ни объяснить причин кардинальных сбоев, ни тем более подсказать, как с ними справиться. Происходящее с организмом уже нельзя объяснить только неправильной работой одного органа или гена. Мы начинаем понимать, что на сложные регуляторные механизмы, помогающие нашему телу и мозгу адаптироваться к динамично меняющейся среде, влияют перемены в образе жизни. Эти механизмы не функционируют независимо друг от друга, а работают как части единого целого, образуя систему. Они регулируют потребление нами пищи, обмен веществ и вес, работу иммунной системы, а также развитие и здоровье головного мозга^[1]. Только сейчас мы начинаем понимать, что желудочно-кишечный (ЖКТ, пищеварительный) тракт с живущими в нем микроорганизмами и сигнальными молекулами, которые они производят из своих генов, является одним из основных компонентов этих систем.

В этой книге я познакомлю вас с новым, революционным взглядом на то, как мозг, ЖКТ и триллионы обитающих в нем микроорганизмов (микробиота/микробиом^[2]) взаимодействуют друг с другом, образуя условную ось. Особое внимание будет уделено роли этого взаимодействия в сохранении здоровья мозга и пищеварительной системы. Также будут показаны негативные последствия для здоровья этих двух органов, возникающие при нарушениях взаимодействия между ними, и предложены способы достижения оптимального здоровья за счет восстановления и оптимизации связей между мозгом и пищеварительным трактом.

Уже на студенческой скамье меня не устраивали доминирующие традиционные подходы к медицине. Изучая системы, органы и механизмы заболеваний, я не переставал удивляться тому, что головной мозг и его возможная роль в возникновении таких распространенных заболеваний, как язва желудка, гипертония или хронические боли, упоминались крайне редко. Во время врачебных обходов в больнице я видел многих пациентов, у кого даже самые тщательные диагностические исследования не помогли выявить причины возникновения симптомов. В основном они проявлялись как хронические боли – в животе, тазовой области и грудной клетке. Поэтому на третьем году обучения я решил, что буду писать дипломную работу по биологии взаимодействия головного мозга с организмом, надеясь, что это поможет мне лучше разобраться в причинах многих распространенных заболеваний. В течение нескольких месяцев я задавал вопросы профессорам, которые специализировались в лечении таких болезней. «Мистер Майер, – сказал мне как-то Карл, профессор кафедры внутренних болезней моего университета, – мы все знаем, насколько важную роль в хроническом заболевании играет психика. Но у нас нет ни одного научного способа, который позволил бы изучить это явление клинически. Поймите, у вас нет шансов написать дипломную работу на эту тему».

Модель болезни, которой следовал профессор Карл и остальные представители традиционной системы медицины, была хорошо приспособлена для описания механизма ряда острых заболеваний. Такие болезни возникали внезапно и/или продолжались недолго, как это случается при инфекциях, сердечных приступах или неотложных состояниях, требующих операций, например при воспалении аппендикса. Благодаря успехам в лечении таких болезней вера представителей современной медицины в традиционную модель только крепла. В тот период едва ли оставалось какое-нибудь инфекционное заболевание, которое нельзя было бы вылечить набирающими мощность антибиотиками. Считалось что новые хирургические методы могут справиться со многими болезнями: пришедшие в негодность части организма можно было удалить или заменить. Оставалось только выяснить оставшиеся, в том числе малейшие, детали общей конструкции машины нашего организма, которые обеспечивали функционирование ее отдельных узлов. Американская система здравоохранения, все больше и больше зависящая от развития новых технологий, активно поддерживала всеобщий оптимизм и веру в то, что в конце концов нам удастся справиться даже со смертельно опасными хроническими заболеваниями, в том числе с таким бичом человечества, как рак.

Когда президент Ричард Никсон в 1971 г. подписал закон о Национальной программе борьбы с раком (National Cancer Act of 1971), западная медицина вышла на очередные рубежи и стала пользоваться новой метафорой – из военной области. Рак стал врагом нации, а организм человека – полем битвы. Чтобы избавить организм от болезни, врачи взяли на вооружение стратегию выжженной земли: теперь они использовали токсичные химические вещества, назначали смертельно опасные дозы радиации и проводили хирургические операции, чтобы наносить по раковым клеткам все более мощные удары. До этого медицина успешно использовала подобную стратегию в борьбе с инфекционными заболеваниями, предлагая широкий спектр антибиотиков, причем таких, которые могли убивать многие виды полезных бактерий, чтобы в конце концов уничтожить болезнетворные. Пока победа в целом была на стороне медиков, сопутствующий ущерб стал считаться приемлемым риском.

В течение многих десятилетий именно эта механистическая и милитаристская модель болезни определяла главное направление медицинских исследований: считалось, что, если можно чинить поврежденные части машины, значит, проблема рано или поздно будет решена. При таком подходе не было никакой необходимости разбираться в первопричине сбоя. Эта философия привела к методам лечения высокого кровяного давления с использованием бета-блокаторов и антагонистов кальция, чтобы блокировать аберрантные (неверные) сигналы, идущие от мозга к сердцу и кровеносным сосудам, и к ингибиторам протонной помпы, которыми лечат язвы желудка и изжогу, подавляя избыточную выработку соляной кислоты в желудке. При этом ни лечащие врачи, ни исследователи никогда не обращали внимания на сбои в функционировании головного мозга, который как раз и является главной причиной всех этих проблем. Иногда подход не срабатывал, и тогда в качестве последнего средства медики прибегали к еще более радикальным воздействиям. Если, например, ингибитор протонного насоса не мог подавить язву, всегда можно было вырезать и весь блуждающий нерв – мощный пучок нервных волокон, который соединяет головной мозг с пищеварительным трактом.

Безусловно, некоторые из этих приемов терапии были очень успешными, поэтому на протяжении многих лет казалось, что ни медицинской системе, ни фармацевтической промышленности не нужно изменять свой подход к лечению. В те годы медицина не предпринимала особых попыток по-новому влиять на пациента, чтобы предупредить возникновение и развитие болезни. Например, сложилось мнение, что не нужно изучать роль головного мозга и сигналов, которые он посылает организму в период стресса или тяжелого душевного состояния. Первоначально использовавшиеся для лечения высокого кровяного давления, болезней сердца и язвы желудка средства постепенно были заменены гораздо более эффективными методами лечения, которые помогали спасать жизнь больных, ослабляли их страдания и к тому же обогащали фармацевтическую отрасль.

Однако в наше время прежние механистические подходы и выражающие их метафоры начинают давать сбои. И это легко объяснить. Транспортные средства сорокалетней давности (автомобили, корабли и самолеты), на аналогии с которыми опиралась традиционная модель болезни, не имели современных компьютеров, которые в наши дни играют ведущую роль в работе машин. Даже у космических кораблей «Аполлон», летавших на Луну, на борту были примитивные вычислительные устройства, в миллионы раз менее мощные, чем у нынешних айфонов. ЭВМ на ракетах тех лет можно сравнить с калькулятором компании Texas Instruments 1980-х годов! Неудивительно, что общепринятые тогда механистические модели болезни не подразумевали серьезного использования вычислительных возможностей – основы интеллекта. Иначе говоря, в этих моделях болезни не принимали во внимание головной мозг.

Однако параллельно с технологическими изменениями стали меняться и модели, которыми мы пользуемся для объяснения работы организма человека. Вычислительная мощность компьютеров росла в геометрической прогрессии. Автомобили фактически превратились в мобильные компьютеры на колесах, контролирующие и регулирующие работу узлов таким образом, чтобы обеспечить их правильное функционирование. В скором времени машины будут ездить вообще без участия человека. Наш прежний повышенный интерес к механике и двигателям уступил место новому увлечению – сбору и обработке информации. Машинная модель действительно послужила медицине в разработке способов лечения некоторых заболеваний. Но, когда дело доходит до понимания сущности хронических заболеваний и работы головного мозга, такая модель больше не может служить нам помощником.

Цена машинной модели

Традиционный взгляд на болезнь как на поломку отдельных частей сложного механического устройства, которую можно устранить с помощью лекарственного или хирургического вмешательства, вел к постоянному и значительному расширению масштабов отрасли здравоохранения. Начиная с 1970 г. в США расходы на здравоохранение в расчете на душу населения возросли более чем на 2000 %. Оплата деятельности этой гигантской сферы эквивалентна 20 % стоимости всех товаров, производимых в экономике США за год.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) в важном докладе, опубликованном в 2000 г., отметила, что американская система здравоохранения является самой затратной. По уровню эффективности она заняла разочаровывающе низкое – 37-е место – в рейтинге ВОЗ, а по общему состоянию здоровья населения – 72-е место среди исследованных 191 стран. Ненамного более высокой оказалась оценка и в последующем докладе Фонда Британского Содружества: по оценке Фонда, система здравоохранения США является самой дорогостоящей в расчете на душу населения среди 11 развитых стран Запада. Она почти вдвое дороже всех вместе взятых систем здравоохранения, исследованных этим Фондом, при этом по общему состоянию здоровья Соединенные Штаты оказались в этом рейтинге на последнем месте. Эти данные свидетельствуют об очень неприятном факте: несмотря на постоянно растущие расходы на здравоохранение, мы добились весьма незначительного прогресса в лечении такого хронического заболевания, связанного с головным мозгом и ЖКТ, как синдром раздраженного кишечника (СРК), или некоторых психических заболеваний – клинической депрессии, тревожно-депрессивного синдрома и нейродегенеративных заболеваний. Не объясняются ли неудачи в этой области тем, что модели, используемые для объяснения работы человеческого организма, устарели? С этим допущением соглашается все больше специалистов интегративной (холистической) медицины, специалистов медицины функциональных расстройств и даже ученых с традиционными взглядами. На горизонте явно обозначились перемены.

Загадочное ухудшение здоровья

Неспособность эффективно справляться со многими хроническими заболеваниями, включая синдром раздраженного кишечника, хронические боли и депрессии, – не единственный недостаток традиционной модели медицины, основанной на лечении отдельных болезней. С 1970-х гг. мы являемся свидетелями появления новых проблем со здоровьем – стремительного увеличения случаев ожирения и связанных с ним расстройств обмена веществ, роста числа таких аутоиммунных заболеваний, как воспалительные заболевания кишечника, астма и аллергии, а также заболеваний развивающегося и стареющего головного мозга – аутизма, болезней Альцгеймера и Паркинсона.

К примеру, уровень ожирения в США поднялся с 13 % (1972 г.) до 35 % населения (2012 г.). В настоящее время 154,7 млн взрослых американцев имеют избыточный вес или страдают ожирением, в том числе 17 % юных американцев в возрасте от 2 до 19 лет (каждый шестой). Каждый год из-за избыточного веса или ожирения в США умирают не менее 2,8 млн человек. Если рассматривать эту проблему в глобальном масштабе, то с избыточным весом и ожирением в мире связаны 44 % случаев диабета, 23 % случаев ишемической болезни сердца и от 7 до 41 % случаев некоторых видов рака. Если эпидемия ожирения продолжится, расходы на лечение людей, страдающих от болезней, связанных с ожирением, возрастут, по прогнозам, до ошеломляющей цифры – $620 млрд в год.

Мы все еще ищем причины внезапного обострения этих проблем со здоровьем, для большинства из них пока нет эффективных решений. Хотя продолжительность жизни в Соединенных Штатах, как и во многих других развитых странах, растет, мы далеко отстаем от государств-лидеров по показателям физического и психического здоровья людей, особенно в последние десятилетия их жизни. За общее увеличение числа прожитых лет мы расплачиваемся снижением качества жизни в пожилом возрасте.

Эти острые вызовы показали, что пришло время обновить доминирующую модель работы человеческого организма, чтобы понять, как он на самом деле функционирует, как обеспечить его оптимальную работу и как безопасно и эффективно устранять возникающие сбои и неполадки. Мы больше не можем соглашаться с такой высокой ценой и долгосрочным ущербом, который приносит следование устаревшей модели лечения болезней.

До сих пор мы в основном игнорировали критическую роль двух самых сложных и важных, если говорить о поддержании общего состояния здоровья, систем нашего организма: желудочно-кишечной (пищеварительной) и центральной нервной (головного мозга). Связь между работой мозга и тела – совсем не миф, это биологический факт и важное звено, необходимое для понимания того, как поддерживать здоровье организма в целом.

Пищеварительная система как суперкомпьютер

На протяжении десятилетий наше понимание механизма работы пищеварительной системы было основано на механистической модели: весь организм считали чем-то вроде машины, а кишечник в основном рассматривали как старомодное устройство, которое работало по принципам парового двигателя XIX в. В соответствии с этой моделью мы ели – жевали и глотали пищу, затем в желудке она дробилась на части при помощи механического измельчителя, которому помогала соляная кислота в составе желудочного сока. После этого гомогенизированная пища поступала в тонкую кишку, в которой из нее извлекались калории и питательные вещества, а непереваренная часть отправлялась в толстую кишку, которая распоряжалась тем, что оставалось. В конце концов остатки выводились из организма. Эта понятная всем метафора промышленного века влияла на представления о медицине многих поколений врачей, включая современных гастроэнтерологов и хирургов. Считалось, что неправильно функционирующие части пищеварительного тракта можно легко обойти или удалить, а некоторые даже поменять местами (перекомпоновать), что приведет к снижению веса. Мы стали искусными мастерами в выполнении таких операций, теперь их уже делают через эндоскоп, не прибегая к традиционным хирургическим приемам.

Как теперь выясняется, это слишком упрощенная модель: медики по-прежнему считают пищеварительную систему частью организма, которая в значительной степени не зависит от головного мозга. Однако стало известно, что эти два органа неразрывно связаны друг с другом. Такое понимание нашло отражение в концепции оси, соединяющей желудочно-кишечный тракт с головным мозгом. Если исходить из этой концепции, наша пищеварительная система – гораздо более тонкий, сложный и мощный механизм, чем мы полагали прежде. Новейшие исследования позволяют предположить, что благодаря тесному взаимодействию микроорганизмов желудочно-кишечный тракт может влиять на наши эмоции, восприятие боли, социальные контакты и на многие наши решения, не ограничиваясь вопросами пищевых предпочтений и размерами поглощаемой порции. Верность бытовых выражений вроде «нутром чуять» подтверждается нейробиологическими данными. Сложные связи между ЖКТ и головным мозгом, как выяснилось, играют важную роль в принятии и других, в том числе важнейших, жизненных решений.

Связь между пищеварительной системой и мозгом должна быть предметом изучения не только психологов, поскольку она проявляется не только «в головах» людей. Ось взаимодействия образуют анатомические соединения, к тому же биологические сигналы передаются через кровоток. Однако прежде чем углубиться в эти материи, давайте сделаем шаг назад и внимательно приглядимся к нашей пищеварительной системе (она же ЖКТ), которая устроена гораздо сложнее, чем просто машины для переработки пищи.

Желудочно-кишечный тракт обладает возможностями, превосходящими показатели работы всех других органов нашего тела, он может даже соперничать с головным мозгом. В ЖКТ есть собственная нервная система (энтеральная, ЭНС), которую в популярных статьях нередко называют «вторым мозгом». Она состоит из 50–100 млн нервных клеток, что примерно равно числу клеток спинного мозга.

Находящиеся в ЖКТ иммунные клетки – это значительная часть иммунной системы человека. Для сравнения: в стенке пищеварительного тракта их больше, чем в крови или в костном мозге. Есть весомая причина, объясняющая такое скопление иммунных клеток в этом месте: желудочно-кишечный тракт первым подвергается воздействию потенциально смертельных микроорганизмов, содержащихся в продуктах, которые мы едим. Иммунная система, сосредоточенная в ЖКТ, способна обнаруживать и уничтожать отдельные виды опасных бактерий, попадающих в пищеварительную систему с загрязненной пищей или водой. Интересно, что этот редут обороны защищает нас, выявляя небольшое количество потенциально смертоносных бактерий из невероятного множества – триллиона – полезных микроорганизмов, которые живут в ЖКТ и образуют его микробиоту. Постоянное выполнение этой сложной функции иммунными клетками гарантирует нам жизнь в полной гармонии с микробиотой ЖКТ.

Оболочка пищеварительного тракта выстлана огромным числом специализированных эндокринных клеток. Они содержат до 20 различных типов гормонов, которые при необходимости могут быть выпущены в кровоток. Если собрать эти клетки вместе, их вес превысил бы вес всех остальных эндокринных органов – половых желез, щитовидной железы, гипофиза и надпочечников – вместе взятых.

Желудочно-кишечный тракт также является крупнейшим хранилищем серотонина: в нем сосредоточено 95 % этого важного гормона, имеющегося в организме.

Серотонин – сигнальная молекула, играющая важную роль во взаимодействии мозга и ЖКТ. Серотонин нужен не только для нормальной работы ЖКТ, например для его скоординированных сокращений, продвигающих пищу по пищеварительному тракту, но и для осуществления таких жизненно важных функций, как сон, аппетит, болевая чувствительность и даже настроение и общее самочувствие. Эта активно участвующая в регулировании нескольких систем головного мозга сигнальная молекула является основной мишенью для большого класса антидепрессантов – ингибиторов обратного захвата серотонина.

Но если единственная функция ЖКТ состоит в управлении пищеварением, тогда зачем в составе его тканей имеется уникальная совокупность специализированных клеток и сигнальных систем? Один из вариантов ответа на этот вопрос может подсказать не слишком пока известная функция ЖКТ – он представляет собой огромный сенсорный орган, имеющий самую большую из всех органов тела поверхность. Если развернуть пищеварительный тракт, он будет размером с баскетбольную площадку, и эта поверхность усеяна тысячами датчиков, которые обрабатывают огромный объем информации, содержащейся в пище. Они делают это при помощи сигнальных молекул, распознающих свойства пищи – сладкая она или горькая, горячая или холодная, острая или нейтральная на вкус.

Пищеварительная система соединена с головным мозгом толстыми пучками нервов, по которым информация может передаваться в обоих направлениях, а также каналами связи через кровоток: гормоны и воспалительные сигнальные молекулы, создаваемые в ЖКТ, доводят сигналы до мозга, а гормоны, вырабатываемые мозгом, передают сигналы различным клеткам ЖКТ – гладким мышцам, нервам и иммунным клеткам, меняя характер их функционирования. Сигналы, поступающие из пищеварительного тракта в головной мозг, не только создают в нем разные ощущения, вроде насыщения после плотной еды, тошноты, дискомфорта и чувства удовлетворения, но и вызывают ответные реакции головного мозга – сигналы, которые мозг отправляет обратно в ЖКТ, чтобы тот отреагировал определенным образом. При этом сам мозг эти ощущения не забывает. В его обширных базах данных хранятся внутренние висцеральные ощущения, к которым впоследствии при принятии решений может быть обеспечен доступ. В конечном счете то, что ощущает наш желудочно-кишечный тракт, влияет не только на принимаемые решения: что нам есть, пить и с кем проводить время, но и на то, как мы оцениваем важную информацию, выступая в роли работников, членов жюри и руководителей.

В китайской философии есть концепция инь и ян, согласно которой противодействующие или противоположные силы можно рассматривать как дополняющие и взаимосвязанные, из взаимодействия которых появляется единое целое. Изучая связи мозга с пищеварительным трактом, можно рассматривать внутренние ощущения как инь, а внутренние реакции – как ян. Связь мозга с ЖКТ подобна связи между инь и ян – они являются двумя взаимодополняющими сторонами одной сущности. И внутренние ощущения, и внутренние реакции – различные аспекты одной и той же действующей в обоих направлениях сети, которую составляют головной мозг и пищеварительный тракт. Она чрезвычайно важна для нашего самочувствия, эмоций и способности принимать интуитивные решения.

Открытие кишечного микробиома

На протяжении нескольких десятилетий мало кто следил за изучением взаимодействия между мозгом и ЖКТ, однако в последние годы такие исследования заняли центральное место. Это смещение акцентов во многом можно объяснить экспоненциальным увеличением объема знаний и данных о бактериях, архебактериях (археях), то есть о сообществе древних микроорганизмов, грибов и вирусов, которые обитают внутри пищеварительного тракта и в совокупности называются кишечной микробиотой. Численность этих невидимых микроорганизмов огромна: в ЖКТ обитает в 100 000 раз больше микроорганизмов, чем людей на Земле. Мы узнали об их существовании около 300 лет назад, когда голландский ученый Антони ван Левенгук усовершенствовал устройство микроскопа. Взглянув в окуляр на соскобы, взятые с зубов, он увидел живые микроорганизмы. Левенгук назвал их микроскопическими организмами (парамециями, animalcules).

С тех пор прогресс принес огромные технологические изменения, позволяющие нам точнее выявлять и описывать такие микроорганизмы, и большая часть этих достижений выпала на последнее десятилетие. Главную роль в столь бурном прогрессе сыграл проект «Микробиом человека» (The Human Microbiome Project), выполнение которого началось в октябре 2007 г. по инициативе Национального института здравоохранения США (U. S. National Institute of Health) с целью определения и описания микроорганизмов, сосуществующих с людьми. Этот проект был призван выяснить состав микробных компонентов нашего генетического и метаболического ландшафта и понять, как они способствуют поддержанию нормального состояния нашего организма и формированию предрасположенности к заболеваниям.

В последнее десятилетие микробиота ЖКТ стала объектом изучения почти во всех областях медицины, включая далекие друг от друга психиатрию и хирургию. В нашем мире невидимые сообщества микроорганизмов обитают повсюду – в растениях, животных, почве, жерлах глубоководных вулканов и верхних слоях атмосферы, поэтому ими увлеклись ученые, которые изучают микроорганизмы, живущие в океанах, почвах и лесах. Ажиотаж охватил даже Белый дом, который в 2015 г. собрал ученых со всего мира, чтобы они совместно изучили влияние микроорганизмов на климат, обеспечение продовольствием и здоровье человека. На момент написания этих строк президент США Барак Обама планировал 13 мая 2016 г. объявить о начале реализации национального проекта «Микробиомная инициатива» (Microbiome Initiative) – аналога запущенной в 2014 г. инициативы BRAIN^[3], в рамках которой были выделены миллиарды долларов на исследования головного мозга человека.

Польза, которую кишечная микробиота приносит человеку, многообразна. Больше всего исследовано и подтверждено ее участие в переваривании компонентов пищи, с которыми кишечник не может справиться самостоятельно; в регулировании обмена веществ во внутренних органах, переработке и обезвреживании опасных веществ, попадающих в организм с пищей; в тренировке иммунной системы и регулировании ее деятельности; предотвращении вторжения и развития опасных биологических патогенов. С другой стороны, нарушения и изменения в кишечном микробиоме (микробиоте ЖКТ в совокупности с ее генами и геномами) оборачиваются широким спектром болезней (воспалительные заболевания кишечника, вызванная приемом антибиотиков диарея, астма). Такие сбои даже могут повлиять на возникновение расстройств аутистического типа и таких нейродегенеративных заболеваний головного мозга, как болезнь Паркинсона.

С помощью новых технологий мы обнаруживаем и описываем различные популяции микроорганизмов, живущих на коже, лице, в ноздрях, полости рта, на губах, веках и даже между зубами. Однако местом обитания самых крупных популяций микроорганизмов является желудочно-кишечный тракт, в частности толстая кишка. В почти лишенном кислорода пищеварительном тракте человека обитают более 100 трлн микроорганизмов – примерно столько же, сколько имеется всех клеток в организме человека, включая эритроциты. Это означает, что в нашем организме только 10 % клеток являются собственно человеческими. (Если включить в эту категорию красные кровяные тельца, эритроциты, доля может оказаться выше – около 50 %.) Если собрать вместе все кишечные микроорганизмы человека и представить их в виде одного органа тела, его вес составит 900–2700 г, что вполне сопоставимо с весом головного мозга (около 1200 г). Понятно, почему кишечный микробиом иногда называют «забытым органом». В его состав входят 1000 видов бактерий, имеющих более 7 млн генов – до 360 генов бактерий на каждый человеческий ген. Из этого следует, что к человеческим по своему происхождению относится менее 1 % всех человеческих и микробных генов (так называемый хологеном, hologenome).

Все эти гены дают микроорганизмам не только огромный потенциал для производства молекул, посредством которых микробиом может взаимодействовать с нами, но и предоставляют впечатляющие возможности вариаций. Кишечная микробиота каждого человека уникальна, состав штаммов и видов составляющих микроорганизмов широко варьирует. То, какие микроорганизмы обитают в каждом конкретном пищеварительном тракте, зависит от многих факторов, в том числе от ваших генов, от микробиоты матери, которую человек в какой-то степени заимствует при рождении, от микроорганизмов, имеющихся у других членов семьи, входящих в контакт с ребенком, от диеты, от работы головного мозга и состояния сознания конкретного человека.

Чтобы в полной мере осознать важнейшую роль, которую микроорганизмы играют в наших телах, следует помнить, откуда они пришли и как связаны с нами, людьми. Об истории этой эволюции в своей книге «Пропавшие микроорганизмы» (Missing Microbes) прекрасно рассказывает Мартин Блейзер.

На протяжении примерно трех миллиардов лет единственными живыми обитателями на Земле были бактерии. Они заполняли собой каждый клочок земли, каплю воздуха и воды и способствовали осуществлению химических реакций, результаты которых создавали условия для эволюции многоклеточной жизни. Медленно, путем проб и ошибок в течение необъятного по продолжительности времени они изобрели сложные и надежные системы обратной связи, в том числе и наиболее эффективный язык, который до сих пор опосредует всю жизнь на Земле.

Все, что мы уже знаем о микробиоте кишечника, ставит под сомнение ряд традиционных научных воззрений. Это одна из причин того интереса и споров, которые эта тема породила в академической среде и в средствах массовой информации. Эти сомнения и дискуссии в свою очередь стали причиной того, почему некоторые люди задают в настоящее время более серьезные, философские вопросы о влиянии микробиома на жизнь человека. Не является ли наш организм всего лишь транспортным средством для живущих в нем микроорганизмов? Не манипулируют ли они нашим мозгом, заставляя нас искать и потреблять продукты, которые лучше всего подходят для них? Может ли тот факт, что численность нечеловеческих клеток превосходит число живущих на Земле людей, изменить нашу концепцию человеческой личности?

На кого-то подобные философские рассуждения, безусловно, производят впечатление, но современная наука их не поддерживает. Что, однако, не делает менее серьезными последствия открытий, которые сделали ученые, занимающиеся человеческим микробиомом, за последнее десятилетие. Хотя мы находимся в самом начале пути, открывающегося в результате этих исследований, мы больше не можем считать себя единственным интеллектуальным продуктом эволюции, отличающимся от всех других живых существ на планете. Подобно тому как революция Коперника в XVI в. коренным образом изменила понимание нашего положения в солнечной системе, а революционная теория эволюции Дарвина в XIX в. навсегда изменила место людей в животном царстве, наука о микробиоме человека заставляет нас переосмыслить нашу позицию на планете. Согласно новой науке о микробиоме, мы, люди, фактически являемся суперорганизмами, состоящими из неотделимо связанных между собой человеческих и микробных компонентов, чье выживание напрямую зависит один от другого. Может быть, больше всего в этом открытии нас беспокоит тот факт, что микробные составляющие вносят гораздо более весомый вклад в функционирование этого суперорганизма, чем собственно человеческие. Поскольку наша микробная составляющая через общую биологическую систему тесно связана с различными микробиомами почвы, воздуха, океанов, а микроорганизмы живут в симбиозе почти со всеми другими живыми существами, мы оказываемся прочно и неразрывно вплетены в общую паутину жизни на Земле. Новая концепция микробного суперорганизма уже серьезно повлияла на понимание нашей роли на земле и многих аспектов здоровья и болезни.

Когда связь между ЖКТ, микробиотой и мозгом выходит из равновесия

Здоровье любой экосистемы можно выразить через уровень ее устойчивости и гибкости (способности к самовосстановлению) при воздействии поражающих факторов и возникновении отклонений. Основными факторами, от которых зависит сохранение здоровья экосистемы, являются разнообразие и обилие составляющих ее организмов. То же самое верно в отношении экосистемы кишечной микробиоты. Появляется все больше доказательств того, что развиваются расстройства сообщества кишечных микроорганизмов, которые выводят эту экосистему из здорового стабильного состояния, в результате чего возникают расстройства кишечника (состояние, называемое дисбиозом^[4]). Так, сообщалось, что одно из самых серьезных и наиболее выраженных состояний дисбиоза наблюдалось у небольшого числа пациентов, которых в больницах лечили антибиотиками. После этого лечения у них начались сильная диарея и воспалительные поражения кишечника. Такие заболевания, как псевдомембранозные колиты, развиваются, когда лечение антибиотиком широкого спектра действия приводит к значительному снижению разнообразия и количества нормальной кишечной микробиоты, что облегчает вторжение в организм патогенной Clostridium difficile – разновидности анаэробных грамположительных бактерий рода C. difficile. Еще одним подтверждением важности разнообразия микроорганизмов для здоровья кишечника является наблюдение, согласно которому воспаление толстой кишки можно быстро вылечить, если восстановить нарушившуюся структуру микробиоты кишечника. Единственным доступным сейчас способом восстановить разнообразие микробиоты у таких пациентов является перенос неповрежденной фекальной микробиоты от здорового донора в кишечник пациента. Это лечение, известное под названием «трансплантация фекальной микробиоты», приводит к почти чудесному восстановлению собственного состава микробиоты. Подробнее об этом новом типе лечения мы расскажем несколько позже.

В то же время гораздо меньше стали понятны степень влияния и истинная роль состояния дисбиоза в возникновении патофизиологии других хронических заболеваний пищеварительного тракта (неспецифический язвенный колит, болезнь Крона, синдром раздраженного кишечника), относящихся к расстройствам связи между головным мозгом и ЖКТ. Здесь еще много неясного. В мире от выраженного СРК, нарушений функций кишечника, болей и дискомфорта в животе страдает около 15 % населения. Ряд исследований показывает, что у части пациентов наблюдаются изменения в сообществах микроорганизмов в ЖКТ, но пока не ясно, какие из доступных методов восстановления баланса кишечной микробиоты (прием антибиотиков, пробиотиков, специальная диета или трансплантация фекальной микробиоты) лучше всего подходят конкретным пациентам.

Растущая роль микроорганизмов

Еще несколько лет назад все рассказанное выше было бы воспринято как научная фантастика. Однако новые открытия ученых подтверждают, что наш мозг, ЖКТ и населяющие его микроорганизмы общаются друг с другом на общем биологическом языке. Но как эти невидимые существа могут что-то нам говорить? Как мы можем их услышать, как вообще возможно такое общение?

Микроорганизмы обитают не только в содержимом нашего кишечника, многие их них располагаются в тончайших слоях слизи и клеток, которые выстилают внутреннюю оболочку ЖКТ. В этой уникальной среде обитания микроорганизмы почти неотделимы от иммунных клеток пищеварительной системы и многочисленных клеточных датчиков, которые декодируют ощущения, возникающие в ЖКТ. Другими словами, эти микроорганизмы живут в тесном контакте с основными системами сбора информации в организме. Такое расположение позволяет им вслушиваться в сигналы головного мозга, которые он посылает пищеварительному тракту: например, о том, насколько глубоко вы переживаете стресс или, наоборот, чувство счастья, испытываете ли вы беспокойство или гнев, причем даже тогда, когда вы сами не в полной мере осознаете свое эмоциональное состояние. Но микроорганизмы не ограничиваются прослушиванием этой информации. Это кажется невероятным, но они занимают позицию, позволяющую влиять на наши эмоции, генерируя и модулируя сигналы из ЖКТ и посылая их обратно в головной мозг. То, что начинается в мозге как эмоции, влияет на ЖКТ и генерируемые его микробиотой сигналы, и эти видоизмененные сигналы вновь направляются в мозг, усиливая, а иногда продлевая какое-то эмоциональное состояние.

Когда около десяти лет назад в научной литературе появились первые публикации на эту тему – в основном связанные с исследованиями на животных, – я был настроен скептически и по поводу их результатов, и по поводу их перспектив. Эти результаты тогда казались мне слишком далекими – они выходили за пределы общепринятой в то время точки зрения. Однако после того как наша исследовательская группа в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе под руководством Кирстен Тиллич завершила собственное исследование здоровых людей, мы смогли подтвердить результаты исследований на животных. После этого я решил глубже изучить вопрос о том, может ли взаимодействие между микробиотой ЖКТ и мозгом влиять на фоновые эмоции, социальные отношения и даже на нашу способность принимать решения. Неужели именно правильный баланс микроорганизмов является условием психического здоровья? Не вызывает ли нарушение связей между мозгом и ЖКТ риск развития хронических заболеваний головного мозга? Эти вопросы волнуют не только исследователей, но и далеких от науки людей, ведь заболевания головного мозга – это человеческие страдания и высокие расходы на здравоохранение, вот почему важно глубже разобраться в связях между ЖКТ и мозгом.

Статистика показывает, что в настоящее время быстро растет число расстройств аутистического спектра (РАС) – с 4,5 случая на 10 000 детей в 1966 г. до 1 на 68 детей в возрасте 8 лет в 2010 г. По данным National Health Interview Survey за 2014 г., диагноз расстройств аутистического спектра в тот или иной период жизни ставят почти 2,2 % детей в США, из этого можно предположить, что частота заболевания уже достигла показателя 1 на 58 детей. В какой-то мере такой рост можно объяснить большей осведомленностью людей о РАС и новыми диагностическими критериями, но имеющиеся данные свидетельствуют также о том, что частота появления расстройств аутистического спектра только за последнее десятилетие возросла по меньшей мере вдвое.

Одновременно с увеличением случаев РАС участились и случаи других заболеваний, связанных с изменением кишечной микробиоты, в частности аутоиммунные и метаболические расстройства. Такой синхронизм заставляет предположить, что в основе всех этих заболеваний лежит общий механизм, связанный с происходящим на протяжении последних 50 лет изменением микробиоты ЖКТ. Возможные причины этого изменения объясняли переменами в образе жизни, диетой и широким применением антибиотиков. Вероятность того, что такие связи действительно существуют, подтвердили недавние исследования на животных. Кроме того, недавно были начаты исследования связей между изменениями микробиоты ЖКТ и отклонениями в поведении.

Одновременно растет число нейродегенеративных расстройств. В промышленно развитых странах от болезни Паркинсона страдает один из ста человек старше 60 лет. В США ей болеют по крайней мере полмиллиона человек, причем каждый год диагностируется еще около 50 000 новых случаев заболевания. По оценкам, к 2030 г. число случаев заболевания болезнью Паркинсона удвоится, однако истинный показатель ее распространения трудно оценить, поскольку болезнь обычно не диагностируется по классическим неврологическим симптомам до тех пор, пока она не заходит слишком далеко. Недавние исследования показали, что в энтеральной нервной системе нервы претерпевают типичную для болезни Паркинсона дегенерацию задолго до появления классических симптомов этого заболевания, а сама болезнь сопровождается изменениями состава микробиоты ЖКТ.

Следует также учесть, что в 2013 г. 5 млн американцев жили с болезнью Альцгеймера, а к 2050 г. их число, по прогнозам, вырастет почти в три раза – до 14 млн человек. Симптомы болезни Альцгеймера впервые появляются после 60 лет, а это типичный возраст возникновения болезни Паркинсона, причем с возрастом риск заболевания возрастает. После 65 лет заболеваемость болезнью Альцгеймера удваивается с увеличением возраста на каждые 5 лет. Экономические издержки, связанные с этим заболеванием, уже сейчас очень велики, а если нынешние тенденции сохранятся, ожидается, что к 2050 г. достигнут $1,1 трлн в год. Могут ли изменения в функционировании микробиоты ЖКТ, происходящие на протяжении всей жизни человека, каким-то образом вызывать возникновение двух этих нейродегенеративных расстройств, наступающих примерно в одном и том же возрасте?

Состояние кишечной микробиоты также связывают с депрессией, которая является второй по важности причиной инвалидности в США. Чаще всего для лечения депрессии назначаются так называемые селективные ингибиторы обратного захвата серотонина – прозак (Prozaс), паксил (Paxil) и селекса (Celexa). Эти препараты повышают активность сигнальной системы серотонина, которая, как долго считали психиатры, обнаруживается исключительно в головном мозге. Однако теперь мы знаем, что на самом деле 95 % серотонина в организме содержатся в специализированных клетках ЖКТ, и на эти содержащие серотонин клетки оказывают влияние еда, которую мы поглощаем, химические вещества, выделяемые некоторыми видами кишечных микроорганизмов, а также сигналы, которые посылает им головной мозг, сообщая о нашем эмоциональном состоянии. Самое замечательное, что эти клетки тесно связаны с центростремительными (афферентными) нервами, по которым сигналы передаются обратно, в центры мозга, регулирующие эмоции, что делает их важными узлами оси головной мозг – ЖКТ. Благодаря своему стратегическому положению кишечные микроорганизмы и их метаболиты, вероятно, играют важную, хотя в целом пока недоказанную роль в развитии депрессии, а также ее тяжести и продолжительности. Ситуация интригующая: если это подтвердят контролируемые клинические исследования, могут открыться возможности для разработки более эффективных методов лечения, в том числе конкретных диетических рекомендаций.

В этой книге мы познакомимся с новыми данными, которые позволяют связать друг с другом некоторые разрушительные заболевания головного мозга и распространенные сбои взаимодействия по оси головной мозг – ЖКТ с нарушениями коммуникации кишечной микробиоты с головным мозгом и с тем, как на нее могут влиять наш образ жизни и диета.

Ты – то, что ты ешь, но только пока подсчитываешь микроорганизмы ЖКТ

«Скажи мне, что ты ешь, и я скажу тебе, кто ты», – писал Жан Антельм Брилья-Саварен, французский юрист, врач и автор книги по физиологии вкуса, оказавшей в XIX в. большое влияние на читателей. Этот знаток высокой кухни, в честь которого названы сыр и торт «Саварен», первым высказал несколько серьезных предположений о взаимосвязи между диетой, ожирением и расстройствами пищеварения. Однако в 1826 г., когда он об этом писал, Саварен еще не мог знать, что в качестве посредников процесса влияния пищи на наше психическое самочувствие и важные функции головного мозга выступают микроорганизмы ЖКТ. Фактически кишечная микробиота, находящаяся на границе раздела между пищеварительной и нервной системами, занимает стратегическую позицию, позволяющую ей связывать наше физическое и психическое самочувствие с тем, что мы едим и пьем, а это в свою очередь связывает наши чувства и эмоции с переработкой пищи.

Каждую миллисекунду желудочно-кишечный тракт собирает информацию о еде и среде. Он занят этим 24 часа в сутки и семь дней в неделю, даже когда вы спите. Большая часть процесса сбора этой информации происходит в желудке и начале тонкой кишки, где обитает лишь небольшое количество микроорганизмов и где их участие в диалоге между ЖКТ и головным мозгом, вероятно, является незначительным. Однако затем триллионы микроорганизмов, живущих в толстой кишке, перерабатывают оставшиеся компоненты пищи, в результате чего появляется огромное количество молекул, которые добавляют этому процессу новое измерение. Как известно из экспериментов на животных, отсутствие микроорганизмов в ЖКТ совместимо с жизнью, включая поддержание процессов пищеварения и усвоения питательных веществ, но только до тех пор, пока вы находитесь в среде, свободной от патогенных микроорганизмов. Как мы теперь уже знаем, серьезно нарушается развитие мозга лишенных микроорганизмов мышей, крыс и даже лошадей и, в частности, областей мозга, участвующих в регулировании эмоций. За существование в стерильной среде приходится расплачиваться отклонениями в развитии головного мозга.

От пищи, которую мы едим, зависит благополучие кишечной микробиоты: составляющие ее микроорганизмы в той или иной степени формируют свои пищевые предпочтения на протяжении нескольких первых лет нашей жизни. Тем не менее независимо от первоначального программирования эти микроорганизмы могут переварить практически все, чем вы их кормите, независимо от того, всеядны вы или, допустим, являетесь вегетарианцем, употребляющим рыбу и морепродукты. Чем бы вы ни кормили микроорганизмы ЖКТ, они используют огромное количество информации, хранящейся в миллионах своих генов, чтобы преобразовать частично переваренную пищу в сотни тысяч метаболитов. И хотя мы только начинаем понимать, как метаболиты влияют на организм, уже доказано, что некоторые из них серьезно воздействуют на желудочно-кишечный тракт, включая его нервы и иммунные клетки. Другие метаболиты попадают в кровь и участвуют в передаче сигналов на бо́льшие расстояния, влияя на все органы тела, включая головной мозг. Особенно важная роль этих молекул, производимых микроорганизмами, состоит в их способности вызывать состояние слабого воспаления в органах, которые служат для них мишенями. Затем эти воспалительные процессы могут проявиться в виде ожирения, болезней сердца, хронических болей и дегенеративных заболеваний головного мозга. Роль воспалительных молекул и их влияние на определенные участки мозга, вполне вероятно, помогут нам лучше понять природу многих заболеваний головного мозга.

В чем важность этих открытий для здоровья?

Уже очевидно, что формирующаяся наука о коммуникациях между ЖКТ и головным мозгом за последние несколько лет стала одной из самых актуальных тем и для ученых, и для средств массовой информации. Кто бы мог еще недавно поверить, что простая пересадка фекальных гранул, содержащих кишечную микробиоту мыши-экстраверта, может заметно изменить поведение робких мышей и те начнут вести себя как мыши – доноры микробиоты? Или что в эксперименте с пересадкой фекальных масс от тучных мышей с избыточным аппетитом их тощие сородичи также быстро обретут избыточный аппетит? Или что потребление здоровыми женщинами в течение месяца йогуртов с повышенным содержанием пробиотика может ослабить реакцию головного мозга на негативные эмоциональные стимулы?

Новые знания об оси микробиом – головной мозг и ее связи с пищей, которую мы едим, показывают, как именно взаимодействуют наш разум, головной мозг и кишечный микробиом. Это взаимодействие может сделать нас уязвимыми, и мы чаще будем болеть, а может помочь достигнуть оптимального здоровья. Можно сделать еще более революционный вывод: мы только начинаем по-новому понимать природу болезней, здоровья и психического благополучия. Это новое понимание основано на экологическом подходе к организму человека и особенно на понимании того, что бессчетные взаимосвязанные участники коммуникации, живущие в головном мозге и ЖКТ, обеспечивают нам стабильное здоровье и устойчивость к болезням.

Это новое понимание задает новые требования к системе здравоохранения. Мы хотим, чтобы она отказалась от устаревших представлений об организме как о механизме, в котором можно выделить отдельные части, и перешла к его восприятию как взаимосвязанной экологической системы, которая обеспечивает стабильность и устойчивость к возмущениям за счет разнообразия ее элементов. Как утверждал один известный ученый, нам нужно прекратить воевать против отдельных клеток или микроорганизмов и начать относиться к микробиоте ЖКТ как к смотрителю заповедника, который помогает сохранять биоразнообразие сложной экосистемы. Эта смена парадигмы имеет большое значение, такой подход помогает сохранять пищеварительную систему, а следовательно, и нас самих в состоянии, способном надежно противостоять болезням. Вероятно, это новое понимание поможет отыскать новые пути лечения и профилактики болезней, от которых страдают миллионы американцев.

Пришло время наделить себя полномочиями, благодаря которым мы станем инженерами собственной внутренней экосистемы, наших организмов, тел и сознания. Однако для этого необходимо понять, как головной мозг общается с ЖКТ, а ЖКТ разговаривает с мозгом и как на их диалог влияет микробиота. С новыми научными данными об этих системах связи вы познакомитесь на следующих страницах. И если мне удастся объяснить, как происходят эти взаимодействия, то к концу книги вы станете иначе смотреть и на себя, и на окружающий мир.

Глава 2
Как головной мозг общается с пищеварительным трактом

Представьте, что вы едете по шоссе и какой-то водитель внезапно обгоняет вас и резко тормозит прямо перед вашей машиной. Вам чудом удается затормозить, чтобы не врезаться в неожиданно появившееся перед вами препятствие, вас выносит на соседнюю полосу, и тут вы видите смеющееся лицо «подрезавшего» вас лихача. Мышцы шеи начинают напрягаться, вы стискиваете зубы, сжимаете губы, на лбу появляется межбровная складка. Сидящая рядом жена видит, что вы охвачены гневом. Для контраста представьте себя в подавленном состоянии. Лицо в это время становится обмякшим, взгляд потухает, и это ваше состояние сразу же также бросается в глаза окружающим.

Способность замечать эмоции на лицах других людей кажется нам совершенно естественной. Это умение помогает преодолевать языковые, расовые, культурные, национальные барьеры и даже видовые – мы ведь можем распознать, злая ли перед нами собака и испугалась ли ее кошка. Природа запрограммировала людей таким образом, чтобы они умели легко распознавать различные эмоции и соответствующим образом – правильно – оценивали различные эмоциональные реакции. Ваши эмоции видны окружающим, потому что мозг отправляет определенный набор сигналов множеству мелких мышц лица. Это означает, что каждой эмоции отвечает свое, характерное и соответствующее ей выражение лица. И окружающие могут мгновенно определить смысл этого выражения. Каждый из нас в этом отношении является настоящей открытой книгой.

Чего мы никогда не видим – это как проявляет эти эмоции наш пищеварительный тракт. Когда вы кипите от негодования, оказавшись на дороге в пробке, головной мозг посылает совокупность сигналов ЖКТ и мышцам лица. Те так же резко реагируют на поступающие сигналы. Когда вы негодуете на водителя, который вас «подрезал», ваш желудок начинает энергично сокращаться, что приводит к увеличению выработки соляной кислоты и замедлению процесса удаления съеденного на завтрак омлета. При этом кишечник сжимается и выделяет слизь и пищеварительные соки. Похожая, хотя и отличающаяся в некоторых деталях картина имеет место, когда вы беспокоитесь или расстроены. А вот когда вы подавлены, ЖКТ вряд ли вообще совершает какие-то движения. По сути, как мы теперь знаем, пищеварительный тракт отражает любые эмоции, которые возникают в головном мозге.

Работа этих нейронных цепочек влияет и на другие органы, результатом чего становится скоординированная реакция организма на переживаемые эмоции. Например, когда вы находитесь в состоянии стресса, учащается пульс и напрягаются мышцы шеи и плеч, если же вы расслаблены, реакции противоположные. Однако с ЖКТ мозг связан больше, чем с любым другим органом: «контактные провода» в этом случае оказываются самыми толстыми и широко разветвленными. Так как люди всегда ощущали отражение своих эмоций в пищеварительной системе, в языке бытует масса выражений, отражающих эту связь. Каждый раз, когда желудок скручивает в узел или в нем летают бабочки, когда вы испытываете непривычные ощущения или раздражены больше обычного, это результат включения генерирующих эмоции нейронных цепей головного мозга. Эмоции, мозг и ЖКТ уникальным образом связаны между собой.

Когда пациент с аномальными реакциями кишечника обращается за помощью к врачам и после эндоскопии у него не обнаруживается ничего серьезного, например воспаления кишечника или опухоли, врачи часто не пытаются анализировать симптомы. Разочарованные тем, что не в состоянии реально облегчить страдания пациента, медики чаще всего назначают лечебные диеты, пробиотики или таблетки, чтобы нормализовать опорожнение кишечника, и не занимаются причиной аномальной реакции ЖКТ.

Если бы и врачи, и пациенты понимали, что пищеварительный тракт на самом деле представляет собой театр, на сцене которого разыгрывается драма эмоций, дело реже оборачивалось бы для пациентов мучительной мелодрамой. Почти 15 % населения США страдает от аберрантных реакций пищеварительного тракта, в том числе синдрома раздраженного кишечника (СРК), хронического запора, расстройства желудка и функциональной изжоги. Все эти недуги попадают в категорию нарушений оси взаимодействия мозг – ЖКТ. Для всех этих недугов характерны одинаковые симптомы: тошнота, урчание в животе, вздутие до невыносимой боли. Это удивительно, но большинство пациентов, страдающих от аномальных реакций ЖКТ, даже не догадываются о том, что эти «проблемы с животом» отражают их эмоциональное состояние.

Еще более удивительно, что в большинстве случаев об этом не догадываются врачи.

Человек с непрерывной рвотой

Из множества пациентов, которых я видел за свою долгую карьеру гастроэнтеролога, больше других мне запомнился Билл. Ему было 25 лет, и, войдя в мой кабинет в сопровождении матери, он выглядел вполне здоровым молодым человеком. Разговор начала мать: «Я очень надеюсь, что вы сможете помочь моему сыну. Вы – наша последняя надежда. Мы в отчаянии».

За восемь предшествующих лет Билл провел бессчетное множество часов в отделениях скорой помощи, страдая от мучительной боли в желудке и непрекращающейся рвоты. Бывало, что он вызывал врачей по нескольку раз в неделю. Обычно врачи скорой помощи назначали ему обезболивающие и успокоительные средства, чтобы устранить у него чувство дискомфорта, но, судя по всему, никто не представлял, что же не так с парнем. Хуже того, некоторые врачи считали, что Билл таким образом добивается инъекции наркотических средств, и для этих подозрений у них были некоторые основания, поскольку никакие диагностические тесты и анализы, которые они проводили, не могли объяснить тяжесть наблюдаемых симптомов.

Билл не раз бывал на приеме у гастроэнтерологов, его тщательно обследовали, но не находили причин, вызывающих столь тяжелые симптомы. Непрекращавшиеся боли и продолжающаяся рвота вынудили Билла бросить учебу в колледже и вернуться к родителям, напуганным состоянием его здоровья.

Его мать, разочарованная тем, что врачи не смогли точно диагностировать болезнь, начала искать ответы на мучившие ее вопросы в интернете. При первой же встрече она сказала мне: «Я думаю, у Билла синдром циклической рвоты».

Как лечащий ее сына врач я хотел убедиться в этом сам.

Как это часто бывает при расстройствах оси мозг – ЖКТ, пытаясь объяснить совокупность симптомов синдрома циклической рвоты, медики выдвинули целый ряд теорий. Однако, исходя из результатов исследований, десятилетиями проводившихся моей командой и другими исследовательскими группами Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, я был уверен, что наиболее вероятным объяснением в данном случае была гипертрофированная реакция ЖКТ, вызванная слишком сильным ответом мозга на стресс.

Как правило, приступы циклической рвоты провоцируются стрессовыми событиями в жизни пациентов. Серьезный дисбаланс в организме могут вызвать, казалось бы, очень далекие друг от друга факторы – физические нагрузки, менструации, пребывание на больших высотах или просто длительный психологический стресс. Восприняв угрозу, мозг (и не обязательно та его часть, которая отвечает за сознательные действия) направляет в гипоталамус, важную область, координирующую все наши жизненные функции, сигнал срочно высвободить вещество, запускающее стрессорную реакцию, – кортиколиберин (КРГ). Он в свою очередь отвечает за высвобождение другого вещества – кортикотропина – и действует как главный переключатель, который переводит мозг (и организм в целом) в состояние стрессорного ответа. Порой у пациентов с синдромом циклической рвоты по нескольку месяцев, а то и лет не наблюдается никаких симптомов болезни, хотя все это время их КРГ находится в активизированном состоянии. Но стоит им испытать дополнительный стресс – симптомы тревоги начинают многократно проявляться.

Когда уровень КРГ достаточно высок, каждый орган и каждая клетка организма, в том числе и желудочно-кишечного тракта, переходит в режим работы в стрессовом состоянии. В опытах на животных моя коллега Иветт Taшe, одна из главных в мире специалистов по стресс-индуцируемым взаимодействиям мозга и ЖКТ, выявила многочисленные изменения в организме, вызываемые КРГ.

Пиковые уровни кортиколиберина в мозге вызывают чувство тревоги, и люди становятся более чувствительными к ряду ощущений, в том числе к сигналам из ЖКТ, которые ощущаются как боли в животе. Стенка кишечника при этом сильно сокращается, его содержимое активно исторгается, возникает диарея. Работа желудка замедляется, меняется даже направление, в котором перемещается пища, и желудок пытается освободиться, выталкивая свое содержимое вверх. Стенки кишечника становятся более проницаемыми, толстая кишка секретирует больше воды и слизи, объем крови, протекающей через слизистую желудка и кишечник, возрастает.

Поставить диагноз Биллу помогли его ответы на несколько ключевых вопросов о симптоматике его недомогания. Я спросил, замечает ли он какие-то симптомы между приступами рвоты, и Билл ответил «нет». После этого я расспросил пациента и его мать о случаях мигрени и головных болей в их семье, то есть о хронических болевых расстройствах, генетически связанных с синдромом циклической рвоты. Как выяснилось, мать и бабушка Билла страдали от мигреней.

«Что вы чувствуете перед приступом?», — спросил я. Билл сказал, что полномасштабному приступу обычно предшествуют около 15 минут сильной тревоги, усиливается потоотделение, холодеют руки, учащается сердцебиение — все это симптомы развития стрессорной реакции в организме. Мало того, эти симптомы будили Билла по утрам — еще одна отличительная черта синдрома циклической рвоты, вероятно, вызываемая суточным повышением активности центральной сети стресса. Иногда горячий душ или таблетка ативана (Ativan) могут предотвратить приступ, но чаще это не помогает. «Как только начинается рвота, я уже не могу ее остановить и должен срочно ехать в отделение неотложной помощи», — пояснил Билл.

«И что же там происходит?» — спросил я. Билл рассказал, что врачи весьма неохотно давали ему наркотические обезболивающие препараты. Эти препараты вызывали у него сонливость, и он засыпал. Через час Билл просыпался, не испытывая никаких болезненных ощущений. При этом многочисленные исследования, включая эндоскопию и компьютерную томографию брюшной полости, не выявили у него никаких отклонений, а томография головного мозга исключила опухоль.

Диагноз, который поставила мать Билла, оказался правильным: молодой человек страдал от синдрома циклической рвоты. Печальнее всего, что врачи так и не смогли поставить диагноз, в то время как мать Билла, не имея медицинского образования, решила эту задачу при помощи интернета.

С недостатком знаний врачей о нарушениях работы ЖКТ и с отсутствием эффективных методов лечения сталкиваются не только пациенты с синдромом циклической рвоты. Почти трое из каждых 20 человек в США страдают от симптомов или синдромов, вызванных нарушениями взаимодействия головного мозга и ЖКТ; в числе этих заболеваний — синдром раздраженного кишечника, функциональная изжога и функциональная диспепсия. Однако нужно иметь в виду, что нарушения работы пищеварительного тракта вовсе не обязательно сопровождаются подобными неприятными ощущениями.

Синдром циклической рвоты — один из наиболее драматично протекающих примеров парадоксальной аномальной реакции ЖКТ, но далеко не единственный. Нарушения взаимодействия мозга и пищеварительного тракта могут очень серьезно влиять на здоровье.

Маленький мозг в кишечнике

Представьте, что вы отправились в ресторан. Официант приносит хорошо прожаренный стейк, и вы с удовольствием принимаетесь за еду. Вот краткое описание того, что происходит с той минуты, когда вы положили первый кусок стейка в рот, хотя, возможно, это не та тема, которую хочется обсуждать за столом.

Еще до того как вы прожуете и проглотите первый кусок, ваш желудок наполнится соляной кислотой, которая может быть такой же концентрации, как в батарейке. И когда в желудок попадает частично прожеванный кусок стейка, кислота начнет измельчать его до крохотных частиц.

В то же время желчный пузырь и поджелудочная железа готовят тонкую кишку к началу работы, вводя в нее желчь и другие пищеварительные ферменты, помогающие переваривать жиры и сложные углеводы. Когда из желудка мелкие частицы стейка попадают в тонкую кишку, ферменты и желчь перерабатывают их в питательные вещества, часть которых тонкая кишка может поглотить, а затем передать в остальные части пищеварительного тракта.

По мере переваривания пищи мышцы стенок кишечника ритмично сокращаются (этот процесс называется перистальтикой), благодаря чему пища перемещается вниз по желудочно-кишечному тракту. Сила, продолжительность и направление перистальтики зависят от типа съеденной пищи: чтобы усвоить жир и сложные углеводы, требуется больше времени, на переработку сладкого напитка — меньше.

При этом некоторые участки стенок кишечника сокращаются, направляя перевариваемую пищу к слизистой оболочке тонкой кишки, в которой происходит всасывание питательных веществ. В толстой кишке мощные перистальтические волны перемещают пищевую кашицу (химус) вперед и назад, извлекая и поглощая из нее до 90 % воды. Наконец еще одна мощная волна сжатия перемещает содержимое к прямой кишке, как правило, вызывая желание совершить акт дефекации.

Между приемами пищи проходят различные волны сокращения (так называемый мигрирующий моторный комплекс), когда пищеварительный тракт выполняет свои моторные функции. В этот период он наводит порядок, как домохозяйка, удаляя все, что желудок не смог растворить или разделить на достаточно мелкие фрагменты: например, не растворившиеся до конца лекарственные препараты и кусочки арахиса. Каждые 90 минут эта сократительная волна медленно перемещается от пищевода до прямой кишки, создавая давление, достаточное, чтобы расколоть орех и переместить нежелательные микроорганизмы из тонкой кишки в толстую. В отличие от перистальтического рефлекса, волна «домашней уборки» возникает только тогда, когда в желудочно-кишечном тракте уже не осталось пищи, которую надо переварить (например, во время сна). Выключается «режим уборки ЖКТ» в тот момент, когда за завтраком вы отправляете в рот первый кусок еды.

Кишечник может сам координировать эти и многие другие процессы без какой-либо помощи со стороны головного или спинного мозга, но как это делать, решают не мышцы стенки кишечника. Пищеварением в значительной степени управляет энтеральная (внутрикишечная) нервная система (ЭНС) — удивительная сеть из 50 млн нервных клеток, выстилающая весь желудочно-кишечный тракт — от пищевода до прямой кишки. Этот «второй» мозг меньше «первого», то есть головного, вес которого колеблется от 1000 до 2000 г, но со всем, что имеет отношение к пищеварению, он справляется блестяще.

Майкл Гершон, выдающийся анатом и биолог из Медицинского центра при Колумбийском университете, один из первых исследователей роли серотонина в ЖКТ и автор популярной книги «Второй мозг» (The Second Brain), любит показывать студентам видео, демонстрирующее способность энтеральной нервной системы работать автономно. Главную роль в этом клипе «играет» помещенный в емкость с жидкостью фрагмент кишечника морской свинки. Несмотря на то что это всего лишь часть кишечника, видно, как она перегоняет пластиковую гранулу из одного ее конца в другой, и все это без всякой связи с головным мозгом. По всей вероятности, кишечник человека может работать так же независимо.

Примечательно, что все эти сложные пищеварительные функции координируются постоянно действующими генетически запрограммированными нервными цепями, то есть анатомическими связями между миллионами нервных клеток энтеральной нервной системы. И пока все идет хорошо, помощь головного мозга или остальной части центральной нервной системы пищеварительному тракту, в общем, не нужна.

Однако каждую из этих функций, выполняемых, казалось бы, автоматически, может изменить часть головного мозга, которая отвечает за эмоции. Если разговор за обедом пойдет не так, как вы ожидали, и вы вступите в спор с вашим другом, замечательный механизм в желудке, занимающийся переработкой пищи, быстро отключится. Вместо переваривания начнутся спастические сокращения, которые больше не позволят желудку опорожняться правильным образом. Половина съеденного стейка останется в нем без дальнейшего переваривания. Уже после того как вы уйдете из ресторана, в желудке будут продолжаться спазмы, и вы долго не сможете заснуть. Поскольку в желудке все еще остается пища, ЖКТ не переключится на ночные мигрирующие сокращения, и обычного очищения пищеварительного тракта в течение ночи не произойдет. У таких пациентов, как Билл, у которых ось головной мозг — ЖКТ является гиперактивной, триггеры, связанные со стрессом или эмоциями, которые не причинят большого вреда здоровому человеку, будут сильно тормозить перистальтику желудка и даже изменят ее направление, породив спастические сокращения в толстой кишке. Выглядит это так, будто установки системы оповещения в головном мозге сброшены, что приводит к частым ложным срабатываниям и подаче ложных сигналов тревоги с разрушительными последствиями для вашего покоя.

Огнестрельные ранения и реакции пищеварительного тракта

Люди так или иначе всегда ощущали и переживали эмоции с помощью пищеварительной системы, и это вызывало интерес у многих пытливых исследователей. Когда в 1822 г. военному врачу Уильяму Бомонту представился случай узнать больше о взаимодействии ЖКТ с мозгом, он не замедлил им воспользоваться.

В начале лета, когда Бомонт находился в форте на острове Макино в верхней части озера Гурон, произошел несчастный случай. Некто Алексис Сент-Мартин, зарабатывавший на жизнь пушным промыслом, был случайно ранен выстрелом из ружья с расстояния меньше метра. Когда доктор Бомонт осмотрел его через полчаса после происшествия, в верхней левой части живота Сент-Мартина зияла дыра, в которую можно было бы засунуть руку. Заглянув в рану, Бомонт увидел желудок, в котором было отверстие, достаточное, чтобы просунуть в него указательный палец.

Хирургическое мастерство Бомонта спасло раненому жизнь, но зашить рану в желудке не удалось, и в нем образовалась фистула — постоянное отверстие в животе, открывающееся на поверхность тела. Сент-Мартин выздоровел, но больше не мог заниматься пушным промыслом. Бомонт предложил пациенту пожить в его семье, выполняя разные работы по дому, — так появилась необычная команда в составе исследователя и объекта его исследований.

В скором времени Бомонт стал первым человеком в истории, который мог наблюдать процесс пищеварения у человека в режиме реального времени. Он проводил эксперименты: привязывал кусочки вареной говядины, сырой капусты, черствого хлеба и других продуктов к шелковой нитке, опускал их в желудок Сент-Мартина, а потом через разные промежутки времени вынимал и наблюдал, как желудочный сок переваривает разные виды пищи. Эти эксперименты доставляли Сент-Мартину немало неудобств, очень его беспокоили и раздражали. Наблюдая процессы, происходившие в желудке Сент-Мартина, Бомонт пришел к выводу, что гнев замедляет пищеварение. Таким образом, Бомонт стал первым ученым в истории, кто сообщил, что эмоции могут напрямую влиять на работу желудка.

Как оказалось, не только желудка, но и всего желудочно-кишечного тракта. В журнале Weeks в 1946 г. описывался случай с одним солдатом Второй мировой войны. Он получил в бою серьезное ранение в живот, открывшее для обозрения лечащим врачам участки его тонкой и толстой кишки. Медики заметили, что, когда в больничную палату, где лежал несчастный солдат, поступали другие раненые, его страдания усиливались, а перистальтические движения в тонкой и толстой кишке становились более активными.

Потребовалось около 20 лет, чтобы от подобных разрозненных наблюдений перейти к лабораторным исследованиям взаимодействия между мозгом и пищеварительным трактом. В 1960-х гг. известный гастроэнтеролог из Дартмутского медицинского колледжа Томас Олми исследовал в контролируемых условиях большое число пациентов. Проводя весьма эмоциональные собеседования со здоровыми людьми и с пациентами с синдромом раздраженного кишечника, он наблюдал у обследуемых возникающую активность толстой кишки. Когда испытуемый реагировал на вопросы исследователя враждебно и агрессивно, его толстая кишка быстро сокращалась, если же человек испытывал чувство безнадежности, неустроенности или занимался самобичеванием, сокращения замедлялись. Позднее другие ученые подтвердили результаты Олми и обнаружили, что активность толстой кишки возрастает только тогда, когда обсуждаемые темы лично затрагивают испытуемых.

В настоящее время ученые согласны с тем, что наш мозг настроен на связывание эмоций, которые мы испытываем каждый день, с конкретными реакциями организма. И в том случае, когда возникает стресс, такая настройка будет управлять реакциями пищеварительного тракта.

Помогая пациентам понять, как головной мозг, энтеральная нервная система и желудочно-кишечный тракт взаимодействуют друг с другом, я привожу такую аналогию.

Представьте, что приближается ураган. В этом случае правительство не посылает каждому гражданину страны инструкции, как следует действовать в критической ситуации. Вместо этого оно посылает инструкции местным органам управления и службам, которые могут распространять указания и осуществлять план действий, если это потребуется. Если речь не идет о серьезных угрозах, например о стихийном бедствии, местные органы в состоянии самостоятельно справиться практически со всеми проблемами. Но, когда в чрезвычайной ситуации поступает конкретное распоряжение правительства, многие привычные действия, осуществляемые на местном уровне, отступают на второй план, а в первую очередь исполняются распоряжения правительства. Когда угроза миновала, все быстро возвращается к обычному порядку.

Точно так же в обычной обстановке энтеральная нервная система сама справляется с рутинными проблемами, связанными с пищеварением. Но, когда мы чувствуем угрозу или испытываем страх или гнев, центр эмоций головного мозга не отправляет инструкции каждой клетке в желудочно-кишечном тракте. Вместо этого он отправляет сигнал энтеральной нервной системе, отключая ее от повседневных операций. Как только наше эмоциональное состояние приходит в норму, пищеварительная система вновь переключается на режим местного управления.

Головной мозг реализует моторные (двигательные) программы в ЖКТ с помощью различных механизмов. Он вызывает выброс в организм таких гормонов стресса, как кортизол и адреналин (эпинефрин), и отправляет нервные сигналы в энтеральную нервную систему. Головной мозг посылает два вида нервных сигналов: стимулирующие (они передаются по парасимпатическим нервам, включая блуждающий нерв) и тормозящие (передаются по симпатическим нервам) функции пищеварительного тракта. Обычно эти два нервных пути действуют совместно и проделывают замечательную работу — они тонко настраивают и координируют деятельность энтеральной нервной системы таким образом, чтобы активность ЖКТ соответствовала состоянию организма.

Когда эмоции появляются на гастроэнтеральной сцене, в действе принимает участие целый ансамбль специализированных клеток — различные типы клеток кишечника, клетки энтеральной нервной системы и 100 трлн микроорганизмов ЖКТ, чье поведение и химическое взаимодействие меняется в зависимости от эмоциональных обертонов разыгрываемого спектакля. Весь день сменяют друг друга негативные и позитивные повороты сюжета. Вы беспокоитесь за детей; раздражаетесь, когда вас «подрезает» лихач на шоссе; нервничаете, опаздывая на встречу; опасаетесь увольнения и финансовых трудностей. Но в нашей жизни случаются и приятные события: объятия с супругой, добрые слова друга или спокойная семейная трапеза.

Мы уже узнали много нового о реакциях пищеварительного тракта, связанных с такими негативными эмоциями, как гнев, печаль, страх, но практически ничего не знаем о его реакциях на положительные эмоции — любовь, привязанность, счастье. Может быть, в моменты, когда все у нас обстоит хорошо, головной мозг не вмешивается в функционирование энтеральной нервной системы? А может быть, он отправляет набор нервных сигналов, сообщающих о состоянии счастья? Как эти сигналы счастья влияют на кишечную микробиоту, чувствительность ЖКТ и пищеварение? Что происходит в нашем пищеварительном тракте, когда мы садимся за семейный обед, празднуя окончание дочерью колледжа, или когда мы достигаем ощущения просветления во время медитации? Это важные вопросы, на которые науке предстоит отыскать ответы, если мы хотим в полной мере понять, как реакции пищеварительного тракта влияют на наше самочувствие.

У некоторых людей сюжеты, разыгрываемые в ЖКТ, чаще похожи на триллеры и фильмы ужасов, чем на романтические комедии. У испытывающего хроническое раздражение или измотанного заботами человека, который следует усвоенному еще в детстве сценарию, клетки пищеварительного тракта изо дня в день разыгрывают исключительно мрачные сюжеты. Со временем многие клетки привыкают строго следовать наставлениям режиссера, отчего нервные связи энтеральной нервной системы меняются, сенсоры в стенках кишечника становятся более чувствительными, механизм создания серотонина начинает работать на более высокой передаче, и даже кишечные микроорганизмы становятся более агрессивными. В результате, исследуя ЖКТ пациентов с функциональными желудочно-кишечными расстройствами, тревожными неврозами, депрессией или аутизмом, ученые находят изменения в составе и поведении многих «актеров пищеварительной сцены». В научной литературе часто сообщается о таких фактах. Однако методы лечения, призванные восстановить работу ЖКТ, в целом не могут смягчить симптомы таких расстройств. Вероятно, в таких случаях самый перспективный путь — переписать хранящийся в головном мозге текст пьесы в позитивном духе, чтобы изменить реакции ЖКТ. Так мы развернем направление клеточных изменений в ЖКТ в противоположенную сторону. Сейчас активно проводятся исследования, определяющие, связаны ли изменения кишечной микробиоты с такими позитивными вмешательствами в психику, как гипноз и медитация, и ведут ли они к ослаблению симптомов расстройств, подобных синдрому раздраженного кишечника.

Как мозг программирует эмоциональные реакции в пищеварительном тракте

Нам уже многое известно о том, как эмоции влияют на организм, в том числе и на желудочно-кишечный тракт. Чтобы понять, как это происходит, прежде всего необходимо обратиться к лимбической системе — древней части головного мозга, имеющейся у теплокровных животных. Она играет важную роль в возникновении эмоций. Когда человек злится, пугается, испытывает сексуальное влечение или ощущает боль, а также при возникновении чувства голода или жажды, глубоко в сером веществе его головного мозга активируются связанные с эмоциями цепи лимбической системы.

Подобно миниатюрному суперкомпьютеру, эти цепи предназначены для того, чтобы наш организм оптимальным образом реагировал на изменения, происходящие внутри и вне тела, то есть для подстройки к конкретной ситуации. Когда мы сталкиваемся с угрозой жизни, организм может отреагировать очень быстро и оперативно перегруппировать тысячи сообщений, отправляемых отдельным клеткам и органам тела, а те в ответ так же оперативно изменят свое поведение.

С тем, что происходит потом, знакомы мы все. Центр эмоций головного мозга посылает сигналы в желудок и кишечник, чтобы они освободились от содержимого, на переваривание которого может расходоваться энергия, необходимая для требуемых в возникших обстоятельствах действий. Это также объясняет, почему человеку может потребоваться сходить в туалет перед важным выступлением. Наша сердечно-сосудистая система перенаправляет обогащенную кислородом кровь от органов ЖКТ к мышцам, замедляя процессы пищеварения и готовя нас к борьбе (или бегству).

В этом отношении мы не одиноки в животном царстве. На протяжении миллионов лет млекопитающим нужно было уметь устанавливать контакты и вступать в схватки, оценивать потенциальные угрозы, а иногда и убегать. Эволюция даровала людям коллективную мудрость — как наилучшим образом реагировать на подобные ситуации — и «упаковала» эту мудрость в конкретные нервные цепи и программы, которые автоматически реагируют на угрожающие ситуации. Это экономит время и энергию в критические моменты, потому что без таких запрограммированных реакций человеку каждый раз пришлось бы проводить анализ ситуации с нуля. Эти программы, известные как эмоциональные операционные программы, могут активироваться за миллисекунды, мгновенно запуская скоординированный набор поведенческих действий, которые позволяют нам выживать, процветать и размножаться.

Йак Панксепп, невролог из Университета штата Вашингтон, внес важный вклад в аффективную неврологию — нейробиологическую дисциплину, которая изучает эмоции с позиций неврологии. Проводя опыты на животных, он пришел к выводу, что в нашем мозге имеется по крайней мере семь эмоциональных операционных программ, которые управляют реакциями организма, когда мы переживаем страх, гнев, печаль, игривое настроение, вожделение, чувства любви и материнской заботы. Эти программы быстро и автоматически запускают соответствующие реакции организма даже в тех случаях, когда вы еще не осознаете, что у вас возникла какая-то особая эмоция. Именно поэтому ваше лицо краснеет, когда вы испытываете смущение, по коже пробегают мурашки, когда смотрите фильм ужасов, сердце бьется быстрее, когда вы испуганы, и даже желудочно-кишечный тракт становится более чувствительным, когда вы беспокоитесь.

Эмоциональные операционные программы записаны у нас в генах. Это генетическое кодирование отчасти наследуется от родителей, отчасти формируется влиянием раннего опыта. Допустим, вы унаследовали гены, которые настроили ваши программы страха или гнева на слишком острые проявления в стрессовых ситуациях, а после пережитой в детстве эмоциональной травмы ваш организм добавил в память реагирующих на стресс генов дополнительные химические метки. В результате во взрослом возрасте вы, скорее всего, столкнетесь с усиленной реакцией вашего желудочно-кишечного тракта на стресс. Это объясняет хорошо известные ситуации, когда два человека, оказавшись в одной стрессовой ситуации, реагируют на нее по-разному: один не испытывает каких-либо заметных реакций со стороны ЖКТ, другой из-за тошноты, спазмов кишечника и диареи оказывается временно недееспособным. Такое программирование реакций при встрече с проблемами, заложенное в самом начале жизни, может быть полезным для выживания в опасном мире, но, если вы живете в защищенной безопасной среде, оно становятся серьезной обузой.

Когда желудочно-кишечный тракт испытывает стресс

Среди наших эмоциональных операционных программ есть одна, связанная со стрессовыми событиями и изученная лучше других. Когда человек чувствует беспокойство или страх, возникает стрессорный ответ; он позволяет поддерживать гомеостаз (постоянство внутренней среды) в условиях внутренних и внешних угроз.

Говоря о стрессе, мы обычно имеем в виду стрессовые ситуации, возникающие в повседневной жизни, или воздействие более сильных стрессовых факторов, таких как травма или стихийное бедствие. Но наш мозг воспринимает как стрессовые многие воздействия на организм, в том числе инфекции, хирургические вмешательства, несчастные случаи, пищевые отравления, нехватку сна, попытки бросить курить и даже такие естественные проявления, как менструации у женщин.

Давайте уберем занавес, за которым скрывается все, что происходит в организме человека, испытывающего стресс. Но прежде всего мы должны больше узнать о впечатляющих эмоциональных способностях мозга. Ярче всего они проявляются как раз в опасных для жизни ситуациях.

Если мозг решает, что приблизилась угроза, он активизирует имеющуюся у него стрессорную программу, которая выбирает наиболее подходящую реакцию организма на конкретную ситуацию, в том числе реакцию желудочно-кишечного тракта. Каждая эмоциональная операционная программа задействует специфическую сигнальную молекулу и, высвобождая далее определенные вещества в головном мозге, может запустить всю программу реакции на стресс — со всеми последствиями для ЖКТ и организма в целом. В число таких специализированных сигнальных молекул головного мозга входит несколько гормонов, о которых, вероятно, многие уже слышали раньше. Это эндорфины, действующие как болеутоляющее и способствующие возникновению чувства благополучия, дофамин, который вызывает желания и мотивацию, окситоцин, который иногда называют гормоном любви, поскольку он усиливает доверие и вызывает чувство привязанности. В этот ряд также входит уже упоминавшаяся молекула — кортиколиберин, который действует как главный переключатель при стрессе.

Даже если человек совершенно здоров и сейчас отдыхает на пляже, КРГ и в этот момент играет решающую роль в обеспечении благополучия, регулируя количество гормона кортизола, который вырабатывают надпочечники. Варьируя каждый день в пределах нормы, кортизол поддерживает правильный метаболизм жиров, белков и углеводов и помогает контролировать иммунную систему.

Однако, когда активируется программа реагирования на стрессовую ситуацию, происходит резкое увеличение активности этой КРГ-кортизольной системы. Когда человек оказывается в состоянии стресса, первым в головном мозге срабатывает гипоталамус — область мозга, которая контролирует все жизненно важные функции. Гипоталамус — главное место производства КРГ. Сразу после выброса КРГ активизируются надпочечники и начинают выбрасывать кортизол, повышая его уровень в крови и подготавливая организм для ожидаемого увеличения потребностей метаболизма.

Действуя в качестве главного переключателя в стрессовых ситуациях, выделенный гипоталамусом КРГ воздействует на миндалину — область мозга, которая вызывает чувство тревоги или даже страха. Активизация миндалевидного тела отзывается в организме учащенным сердцебиением, вспотевшими ладонями и желанием освободить желудочно-кишечный тракт от содержимого.

Эти спровоцированные стрессом изменения в желудочно-кишечном тракте, как вы понимаете, создают далеко не идеальные условия для наслаждения вкусной трапезой.

Даже если во время еды человек находится в расслабленном состоянии, все равно остается вероятность того, что он может испытать неприятные реакции со стороны ЖКТ на поступающую пищу. После того как эмоциональная программа запущена, она может работать несколько часов, а иногда и много лет. Мысли, воспоминания о прошлых событиях и ожидания будущего могут влиять на деятельность, связанную с взаимодействием между головным мозгом и пищеварительным трактом, и последствия этого порой могут оказаться болезненными.

Например, если вы окажетесь в ресторане, где когда-то за обедом поссорились со своей половинкой, воспоминания об этом могут активизировать операционную программу гнева даже в тот момент, когда вы с кем-то дружески беседуете. Если тот ресторан был итальянским, запустить программу гнева может любой итальянский ресторан и даже просто мысль о ризотто с морепродуктами. Я часто объясняю возможность такого сценария пациентам, которые решительно обвиняют в своих проблемах с ЖКТ какие-то продукты. Я прошу их проанализировать, действительно ли в проблеме виноват злосчастный продукт или она на самом деле связана с воспоминанием о каком-то прошлом событии. Начав обращать внимание на обстоятельства, которые вызывают симптомы, пациенты часто понимают, насколько сильно взаимодействие между головным мозгом и пищеварительным трактом.

Зеркало в вашем пищеварительном тракте

Самая важная информация, которую я могу сообщить такому, как Билл, пациенту с синдромом циклической рвоты или пациентам с другими расстройствами коммуникации головного мозга и ЖКТ, состоит в простом научном объяснении, что является причиной беспокоящих симптомов и как эта информация определяет выбор лечения. Даже это простое объяснение чаще всего позволяет поставить определенный диагноз, что, в свою очередь, помогает успокоить пациента и его близких. Наука закладывает рациональную основу для назначения эффективной терапии.

Еще в клинике я объяснил Биллу, что его головной мозг выделяет слишком много кортиколиберина. Избыток КРГ способствует не только возникновению чувства тревоги, но и связанному с ним учащенному сердцебиению, потным ладоням, слишком сильным сокращениям желудка, из-за которых перистальтическая волна начинает выталкивать содержимое желудка вверх, а слишком сильные сокращения толстой кишки, которые Билл ощущал как болезненные спазмы, направляли содержимое желудка вниз. Когда я объяснил это Биллу и его матери, им стало заметно легче; по-видимому, им впервые научно объяснили причину симптомов, мучивших Билла.

«А почему приступы всегда происходят рано утром?» — поинтересовалась мать Билла. Я объяснил ей, что нормальная секреция КРГ в головном мозге обычно достигает максимума как раз рано утром, а к полудню постепенно снижается. Поэтому у пациентов с синдромом циклической рвоты уровень КРГ в головном мозге обычно достигает избыточно высокого уровня рано утром.

Еще я объяснил им, как кортиколиберин объявляет чрезвычайное положение и переводит организм из мирной ситуации в военное положение. Я рассказал им, что головной мозг и нервная система работают совместно, чтобы управлять функциями пищеварительного тракта. «Это все понятно, — сказал Билл, — но почему у меня приступы случаются без каких-то серьезных стрессов, например во время сна?»

«В этом-то и суть проблемы», — ответил я и объяснил, что в его мозге имеется механизм для работы в чрезвычайных ситуациях, но тормоза в нем вышли из строя, и в ответ на самые безопасные события часто запускается программа страха, что и приводит к большому числу ложных срабатываний.

«Наконец-то мы узнали, что происходит», — воскликнула мать Билла. Однако объяснение происходящего — лишь первая часть решения проблемы. Билл и его мать хотел знать, что они могли сделать, чтобы не допускать больше приступов.

Понимание проблемы могло помочь предотвратить приступы, мешавшие Биллу жить полноценной жизнью. Я назначил ему препараты, ослабляющие действие гиперактивных стрессорных связей и снимающие перевозбуждение, вызываемое избыточным выделением КРГ. Часть этих лекарств должна была уменьшить частоту приступов, другая — остановить приступ, если он все-таки начался. К счастью, при правильном лечении состояние большинства пациентов с синдромом циклической рвоты радикально улучшается: приступы у них случаются реже, и им легче их остановить, если они все-таки начинаются. Со временем такие пациенты перестают бояться повторяющихся приступов, которые так сильно мешали им в прошлом, и это новое состояние зачастую позволяет уменьшить дозы принимаемых лекарств или даже вообще прекратить их прием.

С Биллом именно так все и произошло. Я встретился с ним через три месяца, за этот период у него был всего один приступ, и он остановил его клонопином (Klonopin) — успокаивающим лекарством, которое я ему прописал. После нескольких лет страданий и непрекращающихся унизительных намеков врачей скорой помощи он был теперь настроен позитивно, считал, что сможет вернуться к нормальной жизни. Другим пациентам с синдромом циклической рвоты, которых я лечил, для восстановления нормального состояния потребовались дополнительные процедуры, в том числе когнитивно-поведенческая терапия и гипноз. Биллу это не понадобилось. Он вернулся в колледж и со временем значительно сократил число принимаемых лекарств и их дозы.

На примере таких пациентов, как Билл, мы можем многое понять, и я каждый день делаю подобные открытия в клинике. Нормальные реакции пищеварительного тракта вроде тех, которые проявляются в виде беспокойства по поводу предстоящего собеседования или при временных негативных состояниях из-за пробки на дороге или опоздания на встречу, никогда не приводят к серьезной проблеме. Однако мы должны серьезно относиться к пагубным и многообразно проявляющимся последствиям подобных эмоций для ЖКТ, особенно если мы регулярно испытываем застарелый гнев, печаль или повторяющееся чувство страха. Помните, что сцена, на которой разворачиваются пищеварительные реакции, на самом деле велика, а число актеров — просто огромное. Конечно, если мы испытываем жажду, персонажей в пьесе гораздо меньше, и поправить положение дел можно всего лишь стаканом воды. Возможно, не является большой проблемой и кратковременная, длящаяся несколько минут боль. Беспокоиться приходится, когда мы вспоминаем, что эмоции всегда зеркально отражаются в нашем желудочно-кишечном тракте, и когда мы думаем о пагубных последствиях, которые непреходящий гнев, печаль или страх могут оказать не только на наше пищеварение, но и на здоровье в целом.

Глава 3
Как пищеварительный тракт общается с головным мозгом

Часто ли вы задумываетесь о том, что происходит у вас в животе? Скорее всего, не часто, если вы такой же, как большинство людей, с утра до ночи погруженных в повседневные заботы и хлопоты. И хотя наш пищеварительный тракт обычно тихо, не привлекая к себе внимания, выполняет свою работу, события, происходящие в желудке и кишечнике, исключительно важны. Чтобы получить впечатление о внутренних ощущениях в ЖКТ, так сказать, из первых рук, попробуйте провести следующий эксперимент: выберите день, когда вы не слишком заняты, и с утра до ночи постарайтесь внимательно прислушиваться ко всем ощущениям, которые возникают в вашем пищеварительном тракте на протяжении дня.

На эти внутренние ощущения, проявляющиеся в виде едва заметных чувствований, движений и звуков, а также сопровождающих их фоновых эмоций, мы обычно не обращаем особого внимания. Постарайтесь в ходе этого эксперимента отметить как можно больше таких ощущений и запишите (или надиктуйте на смартфон) все, что вы почувствовали. Можете добавить информацию о том, что вы делали в то время, когда испытывали ощущения, на которые обратили внимание, и что вы тогда ели. Вот пример такого отчета на основе записей Джуди, здоровой 26-летней женщины, добровольного участника исследования, которое мы провели много лет назад. Итак, ее внутренние ощущения на протяжении одного дня.

В воскресенье Джуди проснулась рано, выпила чашку кофе и отправилась на ежедневную пробежку. Пока Джуди не пробежит километров пять, она ничего не ест, потому что знает: полный желудок не дружит с физическими нагрузками. Вернувшись домой, Джуди позвонила матери (обычно она это делает раз в неделю) и другу. Пока она разговаривала по телефону, она ничего не ела, предвкушая свой воскресный завтрак — омлет с грибами и свежий багет со сливочным сыром.

Наконец, приготовив свое любимое блюдо, Джуди позавтракала. Вообще-то она уделяла не слишком много внимания тому, что ест, потому что одновременно читала интересную статью в газете. В какой-то момент она почувствовала, что сыта, и оставила на тарелке половину несъеденного омлета. Она собиралась поехать на велосипеде на пляж со своим молодым человеком, но прежде, чем выйти из дома, ей потребовалось сходить в туалет и опорожнить кишечник. Она отлично провели время на пляже с бойфрендом. Было уже семь вечера, когда она вернулась домой.

После легкого ужина Джуди вспомнила, что она совсем не готова к презентации, которую должна сделать на работе в понедельник утром. Джуди забеспокоилась и отметила легкое чувство тошноты под ложечкой. Однако, пока она готовилась к выступлению, самочувствие стало постепенно улучшаться, и в 10 часов вечера она решила лечь спать, а на следующее утро встать пораньше и довести до ума презентацию. Она поставила будильник на 5:30, но спала плохо. Просыпаясь, она каждый раз отмечала бульканье в животе, иногда звуки были похожи на продолжительные раскаты грома, которые медленно распространялись по всему животу. В конце концов она встала, направилась на кухню и доела омлет, оставшийся со вчерашнего завтрака. Гром в желудке стих, Джуди почувствовала себя лучше и пошла досыпать.

Если вы об этом задумаетесь, то, вероятно, вспомните, что испытываете подобные внутренние ощущения чуть ли ни каждый день, хотя, может быть, не обращаете на них особого внимания. Мы живем с ними всю жизнь, они становятся нашей второй натурой. С точки зрения здоровья и выживания внимание к ощущениям в ЖКТ и их осознанное наблюдение — полезное занятие, но нам и без того хватает забот и информационных перегрузок. Вы можете представить себе, что каждый день внимательно прислушиваетесь к шумам и сокращениям кишечника или каждую ночь просыпаетесь, когда через желудочно-кишечный тракт проходит очередная мощная волна сокращений? Если бы мы постоянно реагировали на эти ощущения, мы просто не могли бы сосредоточиться ни на чем другом. Вы не смогли бы побеседовать за обедом, вздремнуть после еды, почитать воскресный выпуск The New York Times и даже проспать всю ночь.

Как правило, мы осознаем только те внутренние ощущения, которые требуют от нас какого-то действия: ощущение голода, побуждающее что-то съесть, ощущение сытости, когда пора прекращать есть, или ощущение переполненного кишечника, побуждающее искать туалет. Относительно большинства внутренних ощущений мы остаемся в неведении, пока не возникают ощутимые проблемы в пищеварительном тракте: боль в животе, изжога, тошнота, ощущение вздутия живота или, что еще хуже, пищевое отравление или вирусный гастроэнтерит. Порой чувство, что мы объелись, или другие неприятные ощущения могут наступить даже после обычной порции еды. Тогда внезапно появившиеся внутренние ощущения становятся по-настоящему острыми, их, как правило, можно объяснить вполне очевидными причинами. Такие неприятные внутренние ощущения заставляют нас обращаться за помощью и позволяют нам в будущем избегать того, что вызвало расстройство, ведь теперь мы о нем не забудем.

Мозг, который слишком много чувствовал

В то время как большинство людей не осознают ни одного из своих внутренних ощущений, есть и исключения из этого правила. Находятся люди, которые без всяких усилий слышат свое сердцебиение и чувствуют прохождение пищи по кишечнику. Эти избранные натуры хорошо осведомлены обо всех сигналах, поступающих из организма, в том числе из пищеварительного тракта. Нейровизуализация выявляет у них повышенную активность сетей мозга, связанных с вниманием и оценкой салиентности^[5].

Другое исключение из этого правила — несчастные 10 % населения, которые воспринимают искаженные сигналы, не соответствующие сенсорной информации, которая идет от ЖКТ в мозг. Из всех пациентов, которых я видел за годы работы, мне больше других запомнился приятный джентльмен, уникальная история которого наглядно иллюстрирует концепцию повышенной осведомленности некоторых людей об ощущениях, возникающих внутри организма.

Фрэнк, 75-летний школьный учитель на пенсии, пришел ко мне на прием с жалобами на симптомы со стороны ЖКТ, которые испытывал на протяжении последних пяти лет. Это были типичные симптомы синдрома раздраженного кишечника (СРК) — вздутие брюшины, дискомфорт в животе, нерегулярное опорожнение кишечника. Однако это было еще не все. Фрэнк испытывал и другие хронические симптомы: ощущение, будто что-то застряло в верхней части пищевода (комок в горле), частую отрыжку, кашель, дискомфорт в области грудины, иногда сопровождавшийся ментоловым привкусом во рту, и ощущение нехватки воздуха при вдохе. Симптомы появились внезапно, когда от тяжелой болезни умерла его жена. Это случилось примерно за пять лет до его визита ко мне.

Чтобы поставить диагноз, мне требовалось собрать больше информации. Фрэнк рассказал, что испытывает легкие симптомы СРК с детства, однако не раз пройденные всесторонние диагностические обследования грудной полости, желудочно-кишечного тракта и сердца ничего не выявили. Можно было бы предположить, что Фрэнк страдает от какого-то функционального расстройства желудочно-кишечного тракта. Его симптомы больше всего совпадали со случаем общей гиперчувствительности к ощущениям, поступающим из различных областей ЖКТ — от верхней части пищевода и до конца толстой кишки. Если в прошлом врачи допускали, что такие симптомы имеют исключительно психологический характер, то теперь мы знаем, что в ЖКТ имеется сложная сенсорная система, в состав которой помимо прочего входят специализированные молекулы (рецепторы), распознающие химические вещества, в том числе ментол. Но что могло вызвать эту гиперчувствительность у Фрэнка пять лет назад?

Одно из возможных объяснений мне подсказала его знакомая. Диета Фрэнка была нездоровой: он уже давно ел пищу с высоким содержанием животных жиров и сахара. Симптомы стали ухудшаться, когда он уже не мог контролировать тягу к шоколадным тортам, пицце, картофелю фри и жирным сырам. Может быть, продукты с высоким содержанием жиров повлияли на повышение чувствительности оси мозг — ЖКТ? Такие пациенты, как Фрэнк, чувствительны не только к нормальным процессам в ЖКТ — к сокращениям, вздутиям или секреции соляной кислоты; они также высокочувствительны к воздействиям на ЖКТ во время обследований: например, к баллонированию тонкой кишки или влиянию кислого раствора на пищевод.

Учитывая сложность сенсорной системы ЖКТ, неудивительно, что эта система уязвима и может сбоить, то есть выдавать избыточно сильные реакции на нормальные компоненты пищи или проявлять сверхчувствительность к пищевым добавкам и продуктам, которые нельзя назвать полезными, но которые в целом хорошо переносит большинство людей. Быть может, люди вроде Фрэнка первыми, как канарейки в шахте,, чувствуют приближающуюся беду?

Более 90 % сенсорной информации, собираемой пищеварительным трактом, не достигает нашего сознания. Большинство из нас просто игнорируют ощущения, ежедневно возникающие в животе, однако энтеральная нервная система (ЭНС) внимательно их отслеживает. Через сложную систему сенсорных механизмов многие ощущения, возникшие в ЖКТ, направляются к маленькому мозгу пищеварительного тракта, снабжая его жизненно важной информацией для того, чтобы система пищеварения бесперебойно работала 24 часа в сутки. Параллельно происходит непрестанный поток обмена огромными объемами сенсорной информацией между ЖКТ и головным мозгом; 90 % сигналов передаются из ЖКТ в мозг через блуждающий нерв, и лишь 10 % идут в обратном направлении — от головного мозга к ЖКТ. Фактически ЖКТ может выполнять большую часть своих функций без всякого вмешательства со стороны головного мозга, а вот головной мозг в значительной степени зависит от жизненно важной информации, поступающей из пищеварительного тракта.

Что же это за важнейшая информация, передаваемая пищеварительной системой? Начнем с того, что ее гораздо больше, чем можно себе представить. Многочисленные сенсоры в ЖКТ информируют энтеральную нервную систему обо всем, что ей нужно знать, чтобы сформировать наиболее подходящий тип сокращений, то есть силу и направленность перистальтики кишечника, ускорить или замедлить продвижение перевариваемой пищи по желудочно-кишечному тракту, а также для выработки нужного количества соляной кислоты и желчи, чтобы обеспечить правильное переваривание. Пищеварительная система собирает информацию о наличии и количестве потребляемой пищи, ее размере и консистенции, химическом составе и даже о составе и уровне активности кишечной микробиоты. При возникновении чрезвычайной ситуации сенсоры обнаруживают присутствие паразитов, вирусов или патогенных бактерий или их токсинов, а также воспалительную ответную реакцию на них в пищеварительном тракте. Острое воспаление в ЖКТ сделает многие сенсоры более чувствительными к обычным стимулам и событиям. Эта информация жизненно важна для правильного функционирования ЖКТ, однако энтеральная нервная система не может вызывать сознательно воспринимаемые ощущения. Публикация книги Гершона «Второй мозг» вызвала много дискуссий о способностях ЭНС. Некоторые специалисты даже задавались вопросом: может быть, «второй» мозг способен не только к восприятию, но еще и является вместилищем эмоций и бессознательного? Однако мы можем почти с полной уверенностью признать эти предположения ошибочными. Сенсорная информация из ЖКТ отправляется также и в головной мозг, и если вы сосредоточите внимание на этих ощущениях, то сможете их почувствовать.

Желудочно-кишечный тракт, энтеральная нервная система и головной мозг 24 часа в сутки и семь дней в неделю находятся в постоянном общении друг с другом. И возможно, эта коммуникационная сеть играет более важную роль для нашего здоровья и благополучия, чем мы это себе представляли прежде.

«Чуять нутром»

Откусите кусочек сочного гамбургера или свежеиспеченного хрустящего багета, попробуйте клэм-чаудер — похлебку с моллюсками, которую готовят в Новой Англии, вдохните изысканный аромат плитки шоколада… Какой вкус вы чувствуете в каждом случае?

Ответить на этот вопрос вам поможет совокупность рецепторов, расположенных на вкусовых сосочках языка. Эти структуры, находящиеся на наружной мембране клеток, распознают конкретные химические вещества в пище, которую вы едите. Они распознают их, как замóк распознает свой ключ. Когда рецептор соотносит себя с химическим веществом, имеющимся в пище, он посылает сообщение в головной мозг, и там на основе сенсорной информации, поступающей от ротовой полости и языка, создается ощущение конкретного вкуса.

Вкусовые рецепторы языка могут обнаружить пять различных вкусов — сладкий, горький, соленый, кислый и умами^[6]. Вкус пищи определяется сочетанием этих вкусов. Кроме того, текстура того, что мы едим — хрустящая упругость моркови, обволакивающая однородность йогурта или бархатистая мягкость тыквы, — стимулирует работу других рецепторов, специализирующихся на распознавании механических свойств еды. Сочетание всех этих ощущений и создает то, что воспринимается нами как вкус. Компании — производители еды умело используют эти знания, разрабатывая свои продукты.

Недавние исследования показали, что не все механизмы и молекулы, которые участвуют в создании вкусовых ощущений, расположены во рту, некоторые из них распределены по всему желудочно-кишечному тракту. Достоверно это известно о рецепторах горького и сладкого. Фактически в пищеварительном тракте человека обнаружено около 25 различных вкусовых рецепторов горького. Установлено, что вкусовые рецепторы в ЖКТ очень слабо или вообще никак не влияют на формирование вкусового опыта, но мы мало что знаем о роли этих рецепторов в функционировании оси головной мозг — кишечник. Эти молекулы-рецепторы расположены на чувствительных нервных окончаниях и на гормон-содержащих клетках в стенке пищеварительного тракта (содержащие серотонин клетки, о которых мы рассказывали в предыдущей главе). Это идеальные позиции для участия в диалоге между головным мозгом и ЖКТ.

Некоторые из этих рецепторов активизируют специфические молекулы, имеющиеся в таких травах и специях, как чеснок, острый перец, горчица и васаби, в то время как другие реагируют на ментол, камфору, перечную мяту, хладагенты и даже на гашиш. Только в кишечнике мыши найдено 28 так называемых фитохимических рецепторов, и не приходится сомневаться в том, что в пищеварительном тракте человека мы обнаружим такое же, а то и более широкое разнообразие рецепторов, чувствительных к химическим веществам в растениях.

Многие добавляют в пищу специи и травы, чтобы стимулировать вкусовые рецепторы на языке и улучшить тем самым вкус еды. Появляется все больше людей, которые верят в лечение природными средствами: в лечебных целях они едят травы или принимают экстракты из них, и знатоки трав приведут вам длинный список их целебных свойств. Во многих частях мира специи являются неотъемлемой частью культуры. Невозможно представить себе блюда индийской и мексиканской кухни без перца чили, персидскую еду — без йогурта со свежей зеленью, а марокканский чай — без мяты.

Вполне вероятно, что региональные и географические различия во вкусовых предпочтениях людей в отношении различных трав и специй эволюционировали таким образом, чтобы стимулировать их потребление, а также обеспечить защиту от наиболее часто встречающихся там заболеваний. Разве острая пища во многих частях развивающегося мира не защищает от желудочно-кишечных инфекций? Разве расстройство желудка не предотвращают травы в блюдах персидской кухни, как и обязательный мятный чай после трапезы в Марокко? Как бы мы ни объясняли использование таких видов еды и напитков во всем мире, вещества растительного происхождения связывают нас и взаимодействие между головным мозгом и пищеварительным трактом с растительным миром. Внутреннюю экосистему человека (кишечную микробиоту) с окружающим миром синхронизирует множество фитохимических веществ, получаемых из пищи, богатой разнообразными растениями, и помогает этому идеально согласованная работа сенсорных механизмов в ЖКТ.

Почему в пищеварительном тракте человека так много сенсоров? Некоторые рецепторы, наподобие тех, которые чувствуют сладкий вкус, играют важную роль в усвоении пищи. Когда рецепторы, отвечающие за сладкий вкус, чувствуют глюкозу (она образуется при переваривании углеводов) или искусственные подсластители, они стимулируют всасывание глюкозы в кровь и способствуют высвобождению инсулина из поджелудочной железы. Эти же рецепторы стимулируют выброс в организм ряда других гормонов, которые посылают сигналы в головной мозг и создают ощущение сытости.

Как именно действуют рецепторы горького вкуса, расположенные в ЖКТ, мы пока не знаем. Моя коллега по университету Катя Стернини, нейробиолог и специалист по энтеральной нервной системе, считает, что некоторые вкусовые рецепторы в ЖКТ могут реагировать на метаболиты, производимые кишечной микробиотой, а изменения в этих рецепторах, вызванные чрезмерным потреблением жиров и их воздействием на микробиоту кишечника, могут играть роль в развитии ожирения. Результаты нашего совместного исследования показали: эта гипотеза причин ожирения имеет под собой веские основания.

Предполагают, что у рецепторов горького вкуса в желудочно-кишечном тракте имеются и другие функции. Например, было установлено, что их стимулирование приводит к выбросу гормона грелина, также известного как гормон голода, который в головном мозге стимулирует аппетит. Я не удивлюсь, если привычка пить горький аперитив в некоторых европейских странах сформировалась потому, что такие напитки стимулируют рецепторы горького вкуса в ЖКТ, вызывают выброс грелина, в результате чего пробуждается аппетит.

Вспомните и об ужасно горьких лекарствах растительного происхождения, применяемых в традиционной китайской медицине. Похоже, что их терапевтический эффект каким-то образом связан с активизацией одного или нескольких из 25 рецепторов горького вкуса в ЖКТ, посылающих целительные сообщения головному мозгу и организму в целом. Еще более интригует недавно открытый факт, что точно такие же обонятельные рецепторы в носу, позволяющие нам наслаждаться запахом роз и прожаренного куска мяса или предупреждающие о том, что молоко скисло, рассеяны по всему желудочно-кишечному тракту. Как и вкусовые рецепторы в ЖКТ, эти обонятельные рецепторы, расположенные в основном на эндокринных клетках, контролируют высвобождение различных гормонов.

Поскольку вкусовые и обонятельные рецепторы расположены не только во рту и в носу, а по всему пищеварительному тракту, их первоначальное разделение на «вкусовые» и «обонятельные» устарело. Теперь ученые понимают, что эти рецепторы являются частью большого семейства химических сенсорных механизмов, расположенных во внутренних органах, и в зависимости от местоположения играют разные роли. Лично я не удивлюсь, если узнаю, что эти химические сенсоры могут принимать сообщения от сообществ микроорганизмов, обитающих в этих органах.

Как нервная система получает свою долю жизненно важной информации, поступающей из столь запутанного источника сигналов, как ЖКТ? Есть же какая-то причина, по которой такая высокопроизводительная система сбора данных встроена в хаотическое смешение частично переваренной пищи и агрессивных химических веществ, перемещающихся по ЖКТ. Однако на самом деле прямого контакта с его содержимым здесь нет, так как сами нейроны находятся внутри слизистой оболочки пищеварительного тракта и напрямую с содержимым кишечника не контактируют, а прибегают к помощи специализированных клеток слизистой оболочки, которые обращены в просвет пищеварительного тракта и собирают информацию обо всем происходящем там. Эти клетки подают сигналы клеткам-посредникам в стенках ЖКТ, в частности эндокринным клеткам, а те, в свою очередь, сигнализируют сенсорным нейронам, в том числе нейронам блуждающего нерва. Уже выявлено и опознано большое число различных сенсорных нейронов, каждый из которых специализируется на определенном виде чувствительности в ЖКТ и реагирует на определенную молекулу, которую выбрасывают эндокринные клетки пищеварительного тракта. Такие нейроны посылают сигналы в энтеральную нервную систему или в головной мозг.

Эндокринные клетки ЖКТ, передающие сигналы нервной системе, играют важнейшую роль в поддержании здоровья и благополучия организма. Если бы мы могли объединить все гормон-содержащие клетки ЖКТ, получился бы самый большой эндокринный орган в организме человека. Эндокринные клетки в стенках пищеварительного тракта — от желудка до конца толстой кишки — могут распознавать широкий спектр химических веществ, содержащихся в еде, и тех веществ, которые создает микробиота. Например, когда желудок пустой, специализированные клетки его стенок производят грелин, который разносится кровью или передает через блуждающий нерв сигналы в головной мозг, где эти сигналы формируют чувство голода. Но, когда человек сыт и тонкая кишка занята перевариванием пищи, расположенные в ней клетки вырабатывают гормоны сытости, которые сообщают головному мозгу, что есть больше не надо, пора прекратить поступление еды.

В дополнение к каналу взаимодействия между головным мозгом и ЖКТ с привлечением эндокринных клеток действует еще одна система нашего организма. Ее образуют иммунная система пищеварительного тракта и производимые ее клетками молекулы воспаления, так называемые цитокины. Иммунные клетки, обитающие в ЖКТ, преимущественно сгруппированы в тонкой кишке. Они известны как пейеровы бляшки; кроме того, иммунные клетки имеются в аппендиксе и в стенках тонкой и толстой кишки. Иммунные клетки ЖКТ отделены тончайшим слоем клеток от пространства внутри кишечника, а некоторые из них, так называемые дендритные клетки, даже проходят через оболочку кишечника и могут взаимодействовать с кишечными микроорганизмами и потенциальными патогенами. Самое важное, что цитокины, высвобождаемые из этих клеток, могут проникнуть сквозь слизистую оболочку кишечника, попасть в большой круг кровообращения и с кровотоком достичь головного мозга. В альтернативном варианте сигнальные молекулы, высвобождаемые гормон-содержащими клетками пищеварительного тракта, посылают сигналы в головной мозг по блуждающему нерву.

Такое количество механизмов, участвующих в информировании нервной системы о свойствах съеденной еды, свидетельствует: наш желудочно-кишечный тракт спроектирован для выполнения куда большей работы, чем простое усвоение питательных веществ. Сложные сенсорные системы ЖКТ выступают в качестве «службы безопасности» организма, собирая информацию из всех областей ЖКТ, в том числе из пищевода, желудка и кишечника, игнорируя массу получаемых сигналов, но поднимая тревогу, когда что-то выглядит подозрительно или какой-то процесс происходит неправильно. Пищеварительный тракт — один из самых сложных сенсорных органов человека.

Полная информированность пищеварительного тракта

Всякий раз, когда мы что-то едим или пьем, пищеварительная система сбора данных передает массу важной информации маленькому мозгу в кишечнике (энтеральной нервной системе) и головному мозгу. Оба мозга заинтересованы в получении этой информации, но их интересуют разные ее составляющие.

Маленькому мозгу информация нужна, чтобы генерировать оптимальные пищеварительные реакции и при необходимости вывести из организма токсины, удалив содержимое пищеварительного тракта через оба его конца — в виде рвоты или диареи (поноса). В обрабатываемых им отчетах сообщается об объеме и составе пищи, попадающей в ЖКТ (в том числе информация о химических веществах, удельных долях жира, белка и углеводов, о концентрации, консистенции и размерах частиц). Эти сообщения также содержат результаты анализа, выявляющего признаки враждебных вторжений в ЖКТ бактерий, вирусов или других токсинов из зараженной пищи. Если маленький мозг получит информацию о высоком содержании жира в попавшем в желудок десерте, он замедлит скорость опорожнения желудка и перемещения содержимого по кишечному тракту. Если поступит информация о низкой калорийности пищи, маленький мозг ускорит освобождение желудка, чтобы поглотить достаточное количество калорий. А получив информацию о потенциально опасных нарушителях, маленький мозг стимулирует секрецию воды и меняет характер перистальтики, освобождая желудок и ускоряя перемещение содержимого по всей длине тонкой и толстой кишки, чтобы быстрее удалить из организма провоцирующее вещество.

Головной мозг больше озабочен общим состоянием здоровья и благополучия организма. Он контролирует сигналы, поступающие из ЖКТ, и объединяет их с сигналами из других частей организма и с информацией о среде, в которой обитает человек. Головной мозг отслеживает все, что происходит в энтеральной нервной системе, а кроме этого, его очень интересуют реакции ЖКТ, ведь состояние пищеварительного тракта отражает наше эмоциональное состояние. Например, когда мы сердимся, в желудке и толстой кишке происходят болезненные сокращения, а когда находимся в состоянии депрессии, активность желудочно-кишечного тракта будет нулевой. Образно говоря, головной мозг внимательно следит и за театром, и за пьесой, которая разыгрывается на сцене ЖКТ. Головной мозг почти наверняка также получает информацию, создаваемую триллионами микроорганизмов, обитающих в пищеварительной системе. Вопрос о сигналах, поступающих из ЖКТ в головной мозг, привлек внимание исследователей всего несколько лет назад. Хотя мозг ведет постоянный мониторинг всей сенсорной информации, поступающей из ЖКТ, свои повседневные обязанности он делегирует другим органам, в данном случае — энтеральной нервной системе. Непосредственно в процесс головной мозг вмешивается, только когда требуется совершить какое-то действие или когда ситуация несет серьезную угрозу и необходима ответная реакция головного мозга.

Неважно, бодрствует человек или спит — на протяжении всего дня пищеварительный тракт с помощью различных сенсорных механизмов каждую миллисекунду сообщает головному мозгу обо всем, что происходит внутри организма. Однако ЖКТ — не единственная часть организма, обеспечивающая постоянной обратной связью центральную нервную систему. Головной мозг постоянно получает сенсорную информацию от каждой клетки и каждого органа. Легкие и диафрагма передают механические сигналы в головной мозг каждый раз при вдохе и выдохе, сердце производит механические сигналы с каждым ударом, стенки артерий посылают сигналы о давлении крови, а мышцы передают информацию об уровне их тонуса.

Ученые называют эти текущие отчеты о состоянии организма интероцептивной информацией — информацией, которую головной мозг затем использует для поддержания баланса систем организма и их бесперебойного функционирования. Хотя интероцептивная информация поступает от каждой клетки организма, сообщения, направляемые в головной мозг пищеварительным трактом и его сенсорными системами, уникальны по огромному числу, разнообразию и сложности. Чтобы это понять, начните хотя бы с того факта, что сенсорная сеть ЖКТ распространена по всей поверхности его оболочки, а она в 200 раз больше поверхности кожи и сопоставима с площадью баскетбольной площадки. Теперь представьте баскетбольную площадку с миллионами крошечных механических датчиков, которые собирают информацию о движениях игроков, их весе, ускорениях и торможениях, о каждом прыжке и последующих приземлениях в ходе игры. А поскольку сигналы пищеварительного тракта также включают данные о химических, пищевых и других параметрах, наша метафора в первом приближении дает представление об огромном объеме информации, закодированной во внутренних ощущениях.

Скоростная трасса для сообщений между мозгом и ЖКТ

Блуждающий нерв играет особенно важную роль в доведении ощущений из пищеварительного тракта до головного мозга. Именно блуждающий нерв связывает с мозгом подавляющее большинство клеток ЖКТ и рецепторы, которые кодируют его ощущения. Многие сигналы, посылаемые в головной мозг микробиотой ЖКТ, также передаются через этот канал коммуникаций. В исследованиях нарушений кишечной микробиоты и ее влияния на эмоциональное поведение грызунов это влияние больше не наблюдалось после того, как блуждающий нерв был рассечен. При этом блуждающий нерв — не односторонний канал связи, скорее это шестиполосная скоростная трасса, даже в час пик обеспечивающая движение в обоих направлениях (хотя 90 % трафика направлено от ЖКТ к головному мозгу). Блуждающий нерв обеспечивает такой напряженный трафик, поскольку является одним из главных регуляторов работы внутренних органов, связывающим мозг не только с ЖКТ, но и со всеми другими органами.

Особую важность этой системы связи между мозгом и пищеварительным трактом для благополучия организма можно показать на примере еще одного моего пациента. Во время учебы в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе я встретил Джорджа Миллера, который уже давно страдал от симптомов обширной язвы двенадцатиперстной кишки — первой части тонкой кишки. Мало того что при обострении язвы его мучили боли, ему дважды пришлось ложиться в больницу, когда открывалось острое кровотечение. Поскольку Джордж страдал от этих симптомов уже много лет, гастроэнтеролог решил направить его к хирургу, чтобы тот перерезал блуждающий нерв, стимулирующий выработку кислоты в желудке. Рассказы таких пациентов, как Миллер, и изучение развития симптомов, возникающих после рассечения блуждающего нерва, многое объяснили нам в природе внутренних ощущений и в том, что происходит с людьми, которые лишены возможности получать интероцептивную информацию из жизненно важного источника.

В начале 1980-х гг. врачи и особенно хирурги считали, что самый простой и эффективный способ остановить выработку желудком избыточного количества кислоты и вылечить язвенную болезнь — это рассечение блуждающего нерва, трункулярная ваготомия. Эти операции делали, не задумываясь о потоке информации, проходящей через блуждающий нерв в головной мозг, и о возможной важности этой информации для нашего общего самочувствия. К счастью, сейчас врачи редко прибегают к таким радикальным процедурам, как ваготомия, поскольку могут лечить большинство язв при помощи лекарств.

Прооперировали Миллера успешно, если под успехом понимать то, что язва его больше не беспокоила. Однако цена, которую он за это заплатил, была огромной. После операции он стал испытывать множество неприятных ощущений в пищеварительном тракте. Он не только чувствовал, что объелся, даже съев небольшой объем пищи, но еще и испытывал постоянную тошноту. Прибавились и такие симптомы, как рвота, судороги, боли в животе и диарея.

Врачи не могли объяснить причин возникновения этих симптомов, в число которых входили такие симптомы неясной природы, как учащенное сердцебиение, потливость, головокружение и сильная усталость. Врачи предположили, что у Миллера усиление невротизма и «синдром альбатроса». Этот термин используется, когда операция, как в случае Миллера, приводит к успешному излечению язвы желудка, но оставляет неприятные ощущения в ЖКТ: боли в животе, тошноту, рвоту и плохое усвоение пищи. Теперь мы понимаем, что по крайней мере во многих случаях симптомы имеют прочную физиологическую основу.

Сегодня мы знаем о сложном характере внутренних ощущений в ЖКТ и важной роли, которую играет блуждающий нерв в передаче этих сигналов в гипоталамус и лимбическую систему. Эти области мозга в свою очередь влияют на широкий спектр таких жизненно важных функций, как боль, аппетит, настроение и даже на когнитивные показатели. Оглядываясь назад, сейчас уже несложно понять, что закрытие этой жизненно важной информационной скоростной трассы (по значимости сопоставимой, например, с шоссе номер 405 в Лос-Анджелесе) сильно влияет на ощущения человека, которые он испытывает по утрам, когда просыпается, или во время еды.

Вряд ли мы когда-нибудь узнаем до конца, какие именно механизмы вызывали такие мучительные симптомы, как у Миллера, поскольку в настоящее время ваготомию проводят весьма редко. Вновь возник интерес к роли блуждающего нерва при передаче сенсорной информации из ЖКТ в основные центры управления в мозге. Новым способом вызывать ощущения в ЖКТ считается электрическое или фармакологическое стимулирование блуждающего нерва, которое сейчас применяется для лечения ряда мозговых нарушений, в том числе депрессии, эпилепсии, хронической боли, ожирения и даже для таких хронических воспалительных заболеваний, как артрит. Новые данные еще раз подтверждают важность общения между блуждающим нервом, головным мозгом и ЖКТ для здоровья и самочувствия людей.

Роль серотонина

К наиболее мучительным ощущениям в кишечнике относятся те, что связаны с пищевыми отравлениями. Около 40 лет назад я познакомился с ними слишком близко. Я участвовал в четырехнедельном турпоходе в Индии, который на тот момент уже завершался. По пути, который пролегал через пустынные долины и горные перевалы, ведущие из северной Индии в предгорья Гималаев, я видел мирные буддийские монастыри и оазисы со множеством персиковых деревьев. Мой ежедневный рацион составляли суп из чечевицы, рис и чай сума — популярный у тибетцев чай с молоком, маслом яка и солью. Питьевую воду я брал из девственно чистых ручьев. Я редко бывал в таком приподнятом настроении, как в тот раз, когда наконец прибыл на железнодорожную станцию города Манали. Чтобы отпраздновать это событие, я отступил от обычного рациона и решил побаловать себя вкусной острой едой в местном ресторане.

На следующий день рано утром я сел в автобус, чтобы за 24 часа добраться до Нью-Дели. Тот день я буду помнить всю жизнь — это был день ужаснейших проблем. Мои попытки контролировать желудочно-кишечную деятельность были похожи на попытки убедить атакующую стаю гиен лечь на землю и кувыркаться. Все это оставило глубокий след в моей эмоциональной памяти, и я всегда буду помнить о том, насколько мощными могут быть внутренние ощущения (и память о них).

Пищевое отравление происходит, когда вы случайно съедаете или выпиваете что-то, содержащее патогенные вирусы, бактерии или произведенные ими токсины. Например, это может быть токсин инвазивного вида Escherichia coli (кишечная палочка). В пищеварительном тракте он связывается с рецепторами, которые расположены на клетках, содержащих серотонин. Это немедленно переключает желудочно-кишечный тракт на «ужасную рвоту и бурный понос». Подобную реакцию вызывают некоторые противораковые химиотерапевтические препараты, например цисплатин (Cisplatin).

Такая реакция представляет собой встроенный механизм выживания: когда пищеварительный тракт обнаруживает значительное количество токсина или патогена, энтеральная нервная система выдает приказ энергично удалить все содержимое, чтобы избавиться от токсина через оба конца вашего пищеварительного тракта, — полезная, хотя и крайне неприятная реакция.

Эту реакцию вызывают серотонинсодержащие клетки в верхних отделах ЖКТ, которые играют важную роль в формировании ощущений. При секреции в обычных условиях серотонин помогает процессу пищеварения проходить в нормальном режиме. Он освобождается в результате действия слабых механических сил, возникающих, когда перевариваемая пища продвигается по пищеварительному тракту и «трется» о так называемые энтерохромаффинные клетки. Как и другие гормоны, содержащиеся в эндокринных клетках ЖКТ, высвобожденный серотонин активизирует чувствительные нервные окончания блуждающего нерва и энтеральной нервной системы (ЭНС), что, в свою очередь, держит ЭНС в курсе о продвижении по пищеварительному тракту, позволяя ей запускать в действие перистальтический рефлекс. Но при пищевом отравлении или в ответ на цисплатин высвобождается слишком много серотонина, что приводит к рвоте, интенсивному испражнению или к тому и другому одновременно.

Моя исследовательская группа во взаимодействии с группой из Нидерландов обнаружила, что у здоровых людей диета с дефицитом аминокислоты триптофана, необходимой для производства серотонина, снижает уровень серотонина в головном мозге и повышает активность нервных цепей в состоянии возбуждения. Такие изменения в работе центральной нервной системы также связаны с повышенной чувствительностью к механической стимуляции толстой кишки. Диета, приводящая к снижению уровня серотонина, повышает, как было показано выше, вероятность депрессии у людей в опасной ситуации (в том числе тех, в чьей семейной истории часто встречались депрессии).

Серотонин — важнейшая сигнальная молекула для головного мозга и ЖКТ. Клетки, содержащие серотонин, причудливым образом связаны и с маленьким мозгом в ЖКТ, и с головным мозгом. Базирующаяся в пищеварительном тракте серотониновая система сигнализации играет ключевую роль в связывании происходящих в ЖКТ событий с пищей, кишечной микробиотой, некоторыми лекарственными препаратами и активностью пищеварительной системы, а также с нашим самочувствием. Небольшому количеству серотонина, содержащемуся в нейронах пищеварительного тракта и головного мозга, также поручено исполнение очень важных ролей. Нервные окончания в ЖКТ, содержащие серотонин, имеют первостепенное значение для регулирования перистальтики, а скопления нервных клеток в головном мозге посылают сигналы в большинство областей головного мозга, влияя на широкий спектр жизненно важных функций, в том числе на аппетит, болевую чувствительность и настроение.

Майкл Гершон, исследователь-первопроходец системы серотонина в ЖКТ, любит повторять, что о кишечных ощущениях, связанных с серотониновой системой, мы узнаем только тогда, когда она передает нам плохие или очень плохие новости (вроде той кошмарной поездки на автобусе в Нью-Дели, о которой я вспоминал). Но так ли все обстоит на самом деле? Давайте ненадолго оставим в стороне драматические события, которые происходят, когда бактериальная либо вирусная инфекция вызывает массивное высвобождение серотонина или изменения в системе производства серотонина в ЖКТ порождают симптомы CPK или диарею. Огромные запасы серотонина в ЖКТ расположены рядом с вагусными путями, которые ведут непосредственно к центрам эмоций в головном мозге. Вполне вероятно, что в ответ на механическое воздействие перевариваемой пищи на клетки, содержащие серотонин, или на метаболиты кишечной микробиоты постоянный поток слабых сигналов идет из ЖКТ к центрам эмоций головного мозга. Даже если мы не осознаем эти закодированные с помощью серотонина сигналы, высвобождение серотонина в незначительных количествах может повлиять на наши фоновые эмоции и на то, как мы себя чувствуем, создав положительный настрой. Может быть, этим объясняется, почему так много людей испытывают чувство удовлетворения и благополучия, когда едят вкусную еду.

Еда как информация

Все сказанное выше ставит важный вопрос: если люди редко осознают возникающие в ЖКТ ощущения, даже сильное вздутие живота после обильной трапезы, зачем пищеварительному тракту нужен свой специализированный сенсорный аппарат?

Простой (и подтверждаемый научными данными) ответ таков: эти чувствительные механизмы имеют важное значение для нормального функционирования и координации основных функций ЖКТ (опорожнение желудка, перемещение пищи по кишечнику, секреция кислоты и пищеварительных ферментов), и для связанных с приемом пищи функций организма (аппетит, чувство сытости), и, наконец, для основного обмена, включая контроль уровня сахара в крови. Эти функциональные аспекты ощущений в пищеварительном тракте возникли, скорее всего, миллионы лет назад, когда крошечные примитивные морские животные были колонизированы микроорганизмами, которые помогли им усваивать определенные питательные вещества.

Есть и другой, более провокационный ответ на вопрос о том, зачем нужна эта сенсорная система: ей приходится справляться с потоком информации, поступающей из пищеварительного тракта в головной мозг, — информации, которая не связана непосредственно с функциями ЖКТ и метаболическими потребностями и в основном не замечается нами. Огромное количество информации из ЖКТ, направляемой в головной мозг и включающей лавину сообщений от триллионов кишечных микроорганизмов, позволяет оси головной мозг — ЖКТ играть уникальную и весьма неожиданную роль регулятора здоровья и общего состояния, чувств и даже, как будет показано в главе 5, принимаемых нами решений.

Когда мы задумываемся над тем, насколько сложны с научной точки зрения сенсоры пищеварительного тракта и блуждающий нерв, а также над их функцией в процессе пищеварения и рассматриваем их в общем контексте внутренних ощущений, возникает совершенно новая картина наших пищевых привычек. Помимо того, что пищеварительный тракт способен не только поглощать бóльшую часть питательных веществ и калорий из еды (в то время как микробиота занимается остатками того, что ЖКТ переварить не может), сложная система наблюдения, имеющаяся в пищеварительном тракте, может анализировать состав питательных веществ в пище и извлекать информацию, необходимую для ее оптимального усвоения. Другими словами, еда поступает в ЖКТ одновременно с точными указаниями о том, как ее следует переварить, а также с набранными мелким шрифтом длинными дополнительными инструкциями. До недавнего времени ученые вообще о них не знали и лишь теперь пытаются уяснить их смысл. Это важно для всех — для веганов и мясоедов, для фанатиков модных диет и для того несчастного, который подхватил кишечную инфекцию во время поездки в Мексику. Самое удивительное, что сенсорная система пищеварительного тракта начинает извлекать эту информацию, как только пища попадает в рот (вкусовые рецепторы на языке и энтеральные нейроны в пищеводе начинают передачу данных о том, что мы собираемся съесть), и продолжает свою работу до тех пор, пока пища не оказывается в толстой кишке. И все это пищеварительный тракт делает без всякого вмешательства в наши повседневные дела.

Когда мы видим скопления сенсорных рецепторов и обширную область, которую они занимают в слизистой оболочке стенки ЖКТ, становится очевидно, что пищеварительный тракт ежесекундно передает огромные объемы информации в головной мозг. Сам он получает эту информацию и в результате сложных процессов, связанных с пищеварением, и напрямую от 100 трлн обитающих в нем и любящих поболтать друг с другом микроорганизмов. В том, что касается сбора, хранения, анализа и реагирования на огромный объем информации, ось головной мозг — ЖКТ похожа на настоящий суперкомпьютер. Такое сравнение серьезно отличается от наших прежних представлений о пищеварительной системе: в прошлом ее считали чем-то вроде медленно работающего парового двигателя.

Это часть нового, современного понимания механизма работы ЖКТ. Повышенное внимание к макро- и микроэлементам, нюансам обмена веществ и килокалориям сменяется интересом к тому, что ЖКТ с собственной нервной системой и сообществом населяющих его микроорганизмов по сути является удивительным механизмом обработки информации. Он серьезно превосходит головной мозг по числу клеток, участвующих в этом процессе, а по некоторым своим возможностям способен соперничать с «большим собратом». Через продукты питания эта система плотно связывает нас с окружающей средой, собирая жизненно важную информацию о том, как выращивается пища, что мы вносим в почву и какие химические вещества были добавлены в еду, прежде чем она попала на полки супермаркета. В следующей главе мы узнаем, какую роль в связи между тем, что мы едим, и тем, как себя чувствуем, играет кишечная микробиота.

Глава 4
Разговор микроорганизмов — важный компонент общения между головным мозгом и пищеварительным трактом

В 1970–1980-е гг. важнейшие исследования коммуникаций между головным мозгом и желудочно-кишечным трактом проводились в Лос-Анджелесе в Центре исследований язвенных болезней и подготовки специалистов (CURE, Center for Ulcer Research and Education, сейчас входит в состав Министерства по делам ветеранов США). Этот Центр, основанный выдающимся физиологом Мортоном Гроссманом, был Меккой для исследователей и лечащих врачей со всего мира, которые хотели на фундаментальном уровне изучать проблему язвы желудка (серьезную врачебную проблему в то время) и основные механизмы, участвующие в работе пищеварительной системы. Об этом Центре и сделанных в нем научных открытиях, о его харизматичном основателе и об ученике Гроссмана по имени Джон Уолш написаны книги, а рассказы об их работах можно услышать и сегодня.

Когда я приехал в Лос-Анджелес в начале 1980-х гг. и начал работать в Центре, я хотел изучать биологию процессов коммуникации в пищеварительном тракте. В учебной программе медицинского факультета Университета Людвига и Максимилиана в Мюнхене, где я учился, тема взаимодействия головного мозга и ЖКТ почти не затрагивалась. Я только что закончил стажировку по внутренним болезням в Университете Британской Колумбии в Ванкувере и не мог дождаться начала обучения в ординатуре, чтобы продолжить углубленно заниматься интересующей меня темой. Я полагал, что на эти исследования и ординатуру у меня уйдет два года.

В то время Джон Уолш был блестящим молодым исследователем, который уже принял много дальновидных решений и сделал немало открытий, руководствуясь своими внутренними ощущениями, что я понял гораздо позже. Он уже тогда заинтересовался группой таинственных сигнальных молекул — «кишечных гормонов» или «кишечных пептидов», которые были выделены из кожи экзотических лягушек, а затем из ЖКТ и головного мозга млекопитающих. В то время биологи полагали, что эти сигнальные молекулы работают как простые химические переключатели, которые запускают или останавливают выработку желудком соляной кислоты, или секрецию поджелудочной железой пищеварительных гормонов, или сокращения желчного пузыря. Однако в течение следующих нескольких лет, которые я провел в этой колыбели новейших исследований пищеварительного тракта и головного мозга, я видел, как менялось понимание функции сигнальных молекул — от простых двухпозиционных переключателей до основы сложного универсального биологического языка, которым пользуются триллионы микроорганизмов для общения с пищеварительной системой и головным мозгом человека.

Группа итальянских биологов под руководством Витторио Эрспамера обнаружила первые гастроинтестинальные (кишечные) пептиды в коже экзотических лягушек. В тот момент казалось, что роль этих веществ заключалась в отпугивании хищников. Когда неопытная молодая птица проглатывает лягушку, эти молекулы выбрасываются в ее желудочно-кишечный тракт, вызывая такую острую реакцию, что это побуждает птицу отрыгивать лягушку. Неприятный опыт учит птицу не трогать этот вид лягушек в будущем. А так как лягушка вырабатывает пептид, на который реагирует желудок птицы, то получается, что лягушки и птицы имеют общую систему химической связи, что и показали результаты исследований.

Вскоре после того, как итальянцы сообщили о своих находках, Виктор Матт с коллегами из Каролинского института в Швеции начал поиски гастроинтестинальных пептидов в тканях млекопитающих. В конце концов они научились выделять эти молекулы в промышленном масштабе из специально подготовленных свиных кишок и снабдили ими интересующихся этой темой исследователей во всем мире. Драгоценные экстракты были отправлены и в лабораторию Уолша. Мы отнеслись к ним с благоговением, зная, сколько труда и времени потребовалось для их выделения. Позже мы стали сами ездить по утрам на бойню в Лос-Анджелесе и возвращались оттуда с контейнерами свиных кишок, из которых выделяли гастроинтестинальные пептиды. Мы вводили одно из этих веществ — гастрин — и наблюдали, как желудок животного усиливал секрецию соляной кислоты. Инъекция другого пептида — секретина — приводила к секреции пищеварительных соков поджелудочной железой, а инъекция соматостатина, как правило, обе эти функции выключала. Гастроинтестинальные пептиды также называют гастроинтестинальными гормонами, так как, попав в кровь, они могут достигать отдаленных целей в организме, как вырабатываемые щитовидной железой или яичниками гормоны, отправляющие свои сообщения на дальние в масштабах тела расстояния.

Ученым не потребовалось много времени, чтобы обнаружить, что гастроинтестинальные пептиды присутствуют не только в гормон-содержащих клетках пищеварительного тракта, но и в нервных клетках энтеральной нервной системы, которая использует их для тонкой настройки перистальтики, поглощения жидкости и секреции. Далее нейробиологи обнаружили идентичные вещества в головном мозге. Там пептиды играли роль химических переключателей, которые могут включать и выключать различные модели поведения и моторные программы, участвующие в формировании чувства голода, гнева, страха и тревоги.

История приняла неожиданный оборот в начале 1980-х гг., когда группа ученых из Национальных институтов здоровья США (National Institutes of Health) во главе с биологами Джесси Ротом и Дереком леройтом решила выяснить, существуют ли микроорганизмы, способные производить те же сигнальные молекулы, которые Уолш, Матт и Эрспамер выделили у лягушек, свиней, собак и других животных. Они выращивали различные микроорганизмы в питательном бульоне, отделяли их и проверяли на наличие инсулина — гормона, который посылает тканям сигнал выделять энергию из сахара.

И в клетках, и в бульоне были обнаружены молекулы, похожие на человеческий инсулин, — настолько похожие, что они стимулировали выращенные в лаборатории жировые клетки крыс выделять энергию из сахара. Этот впечатляющий результат позволил предположить, что инсулин впервые появился не у животных, как думали биологи, а у примитивных одноклеточных организмов, которые возникли около миллиарда лет назад.

Я узнал об увлекательном исследовании Рота и Леройта, когда они прислали экстракты других микроорганизмов в лабораторию Уолша. Там для идентификации и количественной оценки этих молекул был проведен радиоиммунологический анализ. Он дал удивительные результаты: помимо инсулина мои коллеги обнаружили молекулы, похожие на гастроинтестинальные пептиды других млекопитающих. С тех пор были идентифицированы древние микробные версии многих гастроинтестинальных и других пептидов, гормонов и сигнальных молекул, в том числе норадреналина, эндорфина и серотонина и их рецепторов.

В статье, опубликованной в 1982 г. в журнале New England Journal of Medicine, Рот и Леройт обобщили полученные результаты и написали, что сигнальные молекулы, которые эндокринная система и головной мозг человека используют для коммуникаций, вполне вероятно, возникли у древних микроорганизмов. Несколько лет спустя меня так сильно заинтересовало это формировавшееся направление науки, что я решил написать дискуссионную обзорную статью. К работе над ней я привлек моего друга и блестящего математика Пьера Бальди, работавшего в Калифорнийском технологическом институте. И хотя один известный профессор лингвистики пытался тогда убедить меня, что о языке можно говорить только в контексте общения между людьми, мы назвали нашу работу так: «Не являются ли гастроинтестинальные пептиды словами универсального биологического языка?» (Are Gut Peptides the Words of a Universal Biological Language?). Наша статья была опубликована в American Journal of Physiology в 1991 г.

Когда я показал ее рукопись Уолшу, он шутливо заметил: «Тебе повезло, что этот дискуссионный материал приняли к публикации. Эти идеи лет на тридцать опережают наше время». (И эта оценка, как всегда бывало с предсказаниями Уолша, оказалась точной.) В статье мы высказали предположение, что сигнальные молекулы являются своего рода словами универсального биологического языка, которым пользуются не только пищеварительный тракт, но и нервная система, в том числе маленький и большой мозг, а также иммунная система. Не только люди используют эту систему клеточных коммуникаций: ученые уже показали, что ей также пользуются лягушки, растения и даже микроорганизмы, живущие в пищеварительной системе человека. Применив к биологическим данным математическую теорию, которая называется теорией информации, мы даже оценили объемы информации, которые различные типы сигнальных молекул — от гормонов до нейромедиаторов — могли бы посылать между разными клетками и органами.

К сожалению, научный мир еще не был готов осознать значение тех открытий. Как и предсказывал Уолш, потребовалось почти три десятилетия исследований взаимодействия между головным мозгом и пищеварительным трактом, чтобы кишечная микробиота снова привлекла к себе серьезное внимание.

Оборотная сторона раннего очищения кишечника

Далия вошла в мой кабинет в черной одежде и темных очках, как будто после визита в клинику она собралась на похороны. Меня не удивил ее вид, за годы врачебной практики я повидал много таких пациентов. Темные очки могут означать повышенную чувствительность к свету, она часто встречается при мигренях у людей, страдающих от стресса. А может быть, ее одежда была покровом, за которым сорокапятилетняя женщина пыталась скрыть разочарование.

Далия попросила ее принять, чтобы я помог ей справиться со стойкими запорами, однако ее проблемы со здоровьем не ограничивались только проблемами с кишечником. К другим симптомам относились хронические боли по всему телу, усталость, головные боли и мигрени. Во время беседы с нею мне стало ясно, что Далия также страдает от хронической депрессии, которую она объясняла исключительно проблемами в желудочно-кишечном тракте. Она рассказала мне, что трудности с регулярным опорожнением кишечника начались еще в младенчестве. Мать регулярно ставила ей клизмы — обычная практика, к которой прибегали в те времена, чтобы добиться ежедневной дефекации у детей.

К сожалению, единственным способом, при помощи которого Далия могла гарантированно добиваться дефекации, оставались ежедневные клизмы и глубокие еженедельные орошения (более интенсивные клизмы, когда горячую воду впрыскивают в верхнюю часть толстой кишки). Без этого, по ее словам, она не могла добиться спонтанного испражнения в течение нескольких недель. Далия была уверена, что ее толстая кишка «омертвела» и больше не в состоянии транспортировать содержимое. Она очень боялась, что без ежедневных принудительных процедур ее состояние станет невыносимо дискомфортным, и была убеждена, что никогда не сможет обходиться без клизмы.

Далия уже перепробовала множество терапевтических подходов, и все они оказались неудачными, она лечила депрессию различными лекарственными средствами, которые лишь кратковременно влияли на ее запоры. Казалось, какой-то неизвестный механизм упорно искажал взаимодействие между ее головным мозгом и пищеварительным трактом. Я назначил ей ряд диагностических обследований, но ни одно не выявило причин ее состояния. Самым интересным было то, что обследование транзита толстой кишки показало: время, которое требовалось для прохождения отходов пищеварения по толстой кишке, было абсолютно нормальным.

Далия была также убеждена, что ее симптомы тревоги, депрессии, усталости и хронические боли были вызваны брожением токсичных отходов в кишечнике, а неспособность организма самопроизвольно избавляться от отходов серьезно влияла на ее самочувствие. Часто врачи, встретив пациентов с совокупностью таких симптомов и выслушав их странные истории, прибегают к колоноскопии, выписывают им рецепт на получение нового слабительного и отправляют к психиатру. Однако, как мы теперь знаем, при такой стратегии игнорируются некоторые важные биологические факторы, влияющие на симптомы пациента. Вполне вероятно, что клизмы, которые Далии делали в раннем детстве, в первые годы ее жизни, помешали формированию нормального состава кишечной микробиоты, в итоге это привело к продолжительным изменениям в способе общения между ее микробиотой и нервной системой. Мы до сих пор точно не знаем, в чем заключаются те ранние изменения в составе кишечной микробиоты, которые приводят к появлению таких симптомов, как у Далии. И все же ее история наводит на мысль, что такие изменения могут создавать риск развития у пациентов неврологических симптомов и провоцировать постоянные, продолжающиеся на протяжении всей жизни сбои диалога головного мозга и ЖКТ. Я не сомневаюсь, что в будущем появятся терапевтические стратегии, позволяющие исправить ошибки программирования на ранних стадиях взаимодействия между головным мозгом и ЖКТ. Но пока полезен, скорее, целостный подход к лечению. Он включает комбинацию фармакологических методов и поведенческих коррекций, которые должны помочь справиться с неврологическими симптомами, а также добиться более разнообразного состава кишечной микробиоты, для чего потребуются пробиотики, диета с высоким содержанием растительной клетчатки и прием слабительных средств растительного происхождения, чтобы стимулировать секрецию жидкости в толстой кишке. В случае с Далией этот подход позволил постепенно ослабить не только ее желудочно-кишечные симптомы, но и симптомы тревоги и депрессии.

На протяжении многих лет врачебной практики я видел массу пациентов со сложными и, казалось бы, необъяснимыми симптомами и по результатам этих встреч усвоил один важный урок: нужно обязательно выслушивать их рассказы — непредвзято, независимо от того, насколько странно они звучат и насколько соответствуют современным научным взглядам, считающимся догмой. Студентов-медиков не учат тому, как ставить диагноз таким пациентам, и потому даже опытный гастроэнтеролог вполне мог оставить без внимания странные предположения Далии, сочтя их специфическими психологическими отклонениями. Однако я думаю, что помимо нарушения коммуникации между микробиотой и головным мозгом состояние Далии отчасти было следствием давно укоренившегося убеждения, что отходы, скапливающиеся в толстой кишке, — причина всех проблем, от соматических до психологических, и потому необходимо прибегать к очищению толстой кишки. Страх перед гнилостным разложением остатков пищи в кишечнике и аутоинтоксикацией (самоотравлением организма) такой же древний, как египетские папирусы, и исцелить человека от этой напасти пытались испокон веков во всех частях обитаемого мира.

Кишечник под подозрением

В Древнем Египте и Месопотамии люди считали, что гниющая в кишечном тракте пища образует ядовитые вещества, а кровоток разносит их по всему телу, что приводит к повышению температуры и в конце концов к болезни. Для излечения таких недугов в папирусе Эберса, египетском медицинском тексте, датируемом XIV в. до н.э., предписывается клизма, пригодная, как тогда считалось, для лечения более 20 различных проблем желудка и кишечника путем «удаления экскрементов». Древние египтяне утверждали, что бог мудрости Тот рассказал о самоотравлении и об очистке кишечника, к которой надо прибегать, чтобы избежать болезни. Узнав об этом, фараон назначил специального служителя, который назывался «смотритель за прямой кишкой», он отвечал за постановку клизм фараону, что было одной из первых грязных работенок в истории.

В Древней Месопотамии шумеры, представители первой известной нам цивилизации, также прибегали к клизмам для изгнания болезни. Так же поступали вавилоняне и ассирийцы, на чьих глиняных скрижалях, относящихся к 600 г. до н.э., упоминается использование клизм. Отец индийской хирургии Сушрута в своих рекомендациях, приведенных в санскритских медицинских текстах, детально описал использование шприцев, бужей и ректальных расширителей. Эта традиция продолжилась в медицине аюрведы: самым важным из пяти аюрведических средств детоксикации и очищения организма считались клизмы, использовавшиеся для очистки нижней части пищеварительного тракта. Лекари также широко применяли niruha basti — декоктовые (с отварами) клизмы^[7] — дословно «то, что удаляется». Басти — разновидность клизм, применявшихся для лечения различных заболеваний, включая артрит, боли в спине, запоры, синдром раздраженного кишечника, неврологические расстройства и ожирение. Китайских и корейских целителей также беспокоили опасности, создаваемые нечистым кишечником. Они назначали клизмы и орошение кишечника, чтобы избежать «внутренней сырости», которая, по их мнению, могла вызвать множество проблем, в том числе, прибегая к современным терминам, высокий уровень холестерина, синдром хронической усталости, фибромиалгию, аллергии и рак.

У основоположников западной медицины были иные представления о том, как аутоинтоксикация влияет на тело, но они соглашались с тем, что это влияние, безусловно, вредное. Древнегреческий врач Гиппократ, чьим именем названа врачебная клятва, в своих трактатах писал о применении клизмы для лечения лихорадки и других телесных расстройств. Гиппократу также приписывают известное утверждение, что все болезни начинаются в кишечнике. Древние греки приняли идею египтян о том, что гниющая пища внутри нас приводит к образованию токсинов, которые в свою очередь вызывают болезни. В результате такого толкования появилась теория о наличии в организме четырех жизненных соков (жидкостей), соотношение которых для поддержания здоровья должно быть сбалансированным. Эта теория была в ходу на протяжении всего средневековья.

Почему люди в течение столь длительного времени и так упорно интересовались опасностями, таящимися в кишечнике? И сейчас многие пациенты, с которыми я встречаюсь в своей клинике, при всех различиях в происхождении, образовании и социально-экономическом положении твердо верят в эту теорию. Они убеждены, что ответственность за проблемы в пищеварении и другие трудности со здоровьем несут слабо выявленные и по большей части бездоказательные с научной точки зрения процессы, происходящие в ЖКТ. На протяжении многих лет «под подозрением» оставались кандидоз желудочно-кишечного тракта, аллергии и гиперчувствительность ко всем видам пищевых компонентов, непроходимость кишечника, а в последнее время — и дисбаланс микробиоты ЖКТ. Чтобы справиться с подозрительными недугами, люди нередко прибегают к дорогостоящим и обременительным процедурам, включая жесткие ограничения в диете, употребление пищевых добавок и даже антибиотиков. Однако тот факт, что они до сих пор приходят в мою клинику с непрекращающимися пищеварительными проблемами, заставляет меня задаться вопросом, существует ли метод лечения, прибегнув к которому они ощутили реальную пользу, или в лучшем случае все ограничивается лишь ослаблением тревоги у пациентов?

Люди прибегают к самым разным ненаучным объяснениям и ритуалам, чтобы уменьшить свой страх перед болезнями, с которыми они не могут справиться. В этом отношении особенно популярны диетические очистительные процедуры, в том числе диеты, предназначенные для очищения кишечника, — практики, сами по себе являющиеся противоречивыми. Сейчас страхи и беспокойство резко усилились из-за бесконечного потока публикуемых в популярных изданиях историй, в которых рассказывается об опасностях, таящихся в пище, которую мы едим. Исследования ученых показывают, что страхи, связанные с микроорганизмами, живущими в ЖКТ, и веществами, которые они могут продуцировать, в какой-то степени обоснованы. Как в человеческом обществе есть преступники, мошенники и компьютерные хакеры, точно так же имеются микроорганизмы, которые не играют по общим правилам. Некоторые из этих временно появляющихся микроорганизмов, в частности паразиты и вирусы, имеют особое предназначение (как правило, производство потомства), и в стремлении его реализовать они игнорируют здоровье и самочувствие человека или даже вредят ему. Они научились взламывать нашу самую сложную компьютерную систему — головной мозг, чтобы использовать его операционные программы, относящиеся к эмоциям, для достижения собственной эгоистичной выгоды.

Чтобы продемонстрировать, насколько сложными могут быть эти организмы, позвольте мне поделиться с вами захватывающей историей, которую я впервые услышал 15 лет назад на встрече психиатров в Сан-Франциско. Роберт Сапольски, ведущий эксперт по влиянию хронического стресса на головной мозг, выступил с вдохновляющей речью, в которой рассказал о злом и умном микроорганизме под названием Toxoplasma gondii. В ходе выступления он упомянул опубликованную в 2000 г. работу Мануэля Бердоя и его группы из Оксфордского университета. Это исследование показало, что у T. gondii имеется собственная программа выживания и воспроизводства, выполнением которой она занимается удивительно хитрым и эгоистическим способом.

Хотя токсоплазмы могут размножаться только в одном месте — желудочно-кишечном тракте зараженных кошек, — на деле этот паразит может проникнуть в головной мозг любого млекопитающего (включая человека), умело преодолев гематоэнцефалический барьер, который, как экран, защищает головной мозг от нежелательных воздействий. Инфицированные кошки распространяют этот микроорганизм через свои экскременты. По этой причине гинекологи рекомендуют беременным женщинам не держать кошек и их лотки дома, а также воздерживаться от работ в саду в тех местах, где кошки могут закапывать свои фекалии. В нашем, идеальном для токсоплазмы мире кошки освобождаются от паразитов, которых поглощают грызуны. После этого паразиты образуют круглые тканевые цисты в теле грызуна, в частности в его головном мозге. Кошка, в свою очередь, питается зараженными грызунами, цисты формируются в желудочно-кишечном тракте кошки, она с экскрементами выводит наружу новых паразитов, и цикл их жизни продолжается.

В этом месте рассказ делает захватывающий сюжетный поворот, свидетельствующий о замечательной ловкости этого микроорганизма. При нормальных обстоятельствах возбудитель из организма инфицированной крысы вряд ли снова попал бы в организм кошки, поскольку грызуны инстинктивно стараются избегать кошек. Однако крысы, инфицированные токсоплазмой, не только теряют инстинктивный страх перед своими врагами, но даже предпочитают участки, на которых пахнет кошачьей мочой.

Чтобы это произошло, крошечные цисты паразита должны попасть в определенную часть головного мозга крысы — и они попадают точно туда. Их цель — эмоциональная операционная система, отвечающая за срабатывание реакции «испугайся и убегай». Эта эмоционально-моторная программа обычно заставляет крыс убегать при первом колебании воздуха от движения приближающейся кошки. Однако паразит особым образом устраняет у крыс страх перед кошками. При этом инфицированные крысы продолжают проявлять обычное защитное поведение по отношению к другим хищникам, не кошкам, и показывают нормальные показатели при лабораторных испытаниях памяти, эмоций тревоги, страха и поведения по отношению к другим животным. Но, когда дело доходит до кошек, цисты не останавливаются на достигнутом. Они повышают активность центров мозга, контролирующих половое влечение, заставляя инфицированных токсоплазмой крыс, которые чуют запах кошек, испытывать к ним сексуальное влечение. Это ловкое вмешательство в операционную систему мозга крысы — во врожденную реакцию страха, которая подавляется с помощью сексуального влечения, вызываемого кошачьим запахом. Другими словами, у зараженной крысы вырабатывается фатальное влечение к кошкам.

В основе этих стратегий лежит замечательный эволюционный интеллект. Фармацевтические компании потратили миллиарды долларов на разработку лекарств, предназначенных для решения тех задач, с которыми легко справляется токсоплазма. Большая часть этих инвестиций не привела к успеху. Вещества, разработанные для ослабления реакции страха при тревожных расстройствах и блокирования действия молекулы кортиколиберина, принимающей участие в реакции на стресс, как и вещества, созданные для повышения либидо у женщин со сниженным сексуальным влечением, оказались слабыми и вдобавок обладали потенциально опасными побочными эффектами.

Существует много других микроорганизмов, которые разработали поразительно сложные способы манипулирования поведением животного-хозяина. Когда вирус бешенства делает его носителя — собаку, лисицу или летучую мышь — агрессивным, он добивается этого путем проникновения в центр головного мозга, отвечающий за гнев и агрессию. Это повышает вероятность того, что зараженное животное набросится на другое животное (или человека) и покусает его, тем самым передавая дальше вирус, который в составе слюны окажется в ране жертвы. Токсоплазма и вирус бешенства отличаются специализированными знаниями о нервной системе их животных-хозяев, но и многие другие болезнетворные микро�

Переводчик В. Егоров

Научный редактор Е. Хиразова

Редактор В. Потапов

Руководитель проекта Д. Петушкова

Корректоры М. Миловидова, С. Чупахина

Компьютерная верстка А. Фоминов

Дизайн обложки Ю. Буга

© 2016 by Dr. Emeran Mayer

© Издание на русском языке, перевод, оформление. ООО «Альпина нон-фикшн», 2018

Все права защищены. Данная электронная книга предназначена исключительно для частного использования в личных (некоммерческих) целях. Электронная книга, ее части, фрагменты и элементы, включая текст, изображения и иное, не подлежат копированию и любому другому использованию без разрешения правообладателя. В частности, запрещено такое использование, в результате которого электронная книга, ее часть, фрагмент или элемент станут доступными ограниченному или неопределенному кругу лиц, в том числе посредством сети интернет, независимо от того, будет предоставляться доступ за плату или безвозмездно.

Копирование, воспроизведение и иное использование электронной книги, ее частей, фрагментов и элементов, выходящее за пределы частного использования в личных (некоммерческих) целях, без согласия правообладателя является незаконным и влечет уголовную, административную и гражданскую ответственность.

* * *

Мину и Дилану – настойчиво призывавшим меня прислушиваться к внутренним чувствам.

Моему наставнику Джону Уолшу, пробудившему интерес к коммуникации между мозгом и пищеварительным трактом

Часть I

Наше тело – разумный суперкомпьютер

Глава 1

Разум и тело действительно взаимодействуют друг с другом

Когда в 1970 г. я начинал изучать медицину, врачи относились к человеку как к сложной машине, состоящей из конечного числа независимо работающих узлов. Считалось, что эта машина прослужит примерно 75 лет, если о ней нормально заботиться и заправлять подходящим топливом. Как любой автомобиль высокого класса, она хорошо ездит, если только не попадала в аварии, не получала серьезных повреждений или тем более ее части не ломалась. Все, что нужно делать, чтобы избежать неприятных неожиданностей с машиной нашего организма, – проходить регулярные осмотры. А для устранения таких неотложных проблем, как инфекционные заболевания, случайные травмы или болезни сердца, у медицины в целом и хирургии в частности есть в наличии мощные инструменты.

Однако за последние 40–50 лет с нашим здоровьем стало твориться что-то неладное, причем на глубинном уровне, и поэтому прежняя модель здоровья, по всей видимости, уже не может ни объяснить причин кардинальных сбоев, ни тем более подсказать, как с ними справиться. Происходящее с организмом уже нельзя объяснить только неправильной работой одного органа или гена. Мы начинаем понимать, что на сложные регуляторные механизмы, помогающие нашему телу и мозгу адаптироваться к динамично меняющейся среде, влияют перемены в образе жизни. Эти механизмы не функционируют независимо друг от друга, а работают как части единого целого, образуя систему. Они регулируют потребление нами пищи, обмен веществ и вес, работу иммунной системы, а также развитие и здоровье головного мозга[1]. Только сейчас мы начинаем понимать, что желудочно-кишечный (ЖКТ, пищеварительный) тракт с живущими в нем микроорганизмами и сигнальными молекулами, которые они производят из своих генов, является одним из основных компонентов этих систем.

В этой книге я познакомлю вас с новым, революционным взглядом на то, как мозг, ЖКТ и триллионы обитающих в нем микроорганизмов (микробиота/микробиом[2]) взаимодействуют друг с другом, образуя условную ось. Особое внимание будет уделено роли этого взаимодействия в сохранении здоровья мозга и пищеварительной системы. Также будут показаны негативные последствия для здоровья этих двух органов, возникающие при нарушениях взаимодействия между ними, и предложены способы достижения оптимального здоровья за счет восстановления и оптимизации связей между мозгом и пищеварительным трактом.

Уже на студенческой скамье меня не устраивали доминирующие традиционные подходы к медицине. Изучая системы, органы и механизмы заболеваний, я не переставал удивляться тому, что головной мозг и его возможная роль в возникновении таких распространенных заболеваний, как язва желудка, гипертония или хронические боли, упоминались крайне редко. Во время врачебных обходов в больнице я видел многих пациентов, у кого даже самые тщательные диагностические исследования не помогли выявить причины возникновения симптомов. В основном они проявлялись как хронические боли – в животе, тазовой области и грудной клетке. Поэтому на третьем году обучения я решил, что буду писать дипломную работу по биологии взаимодействия головного мозга с организмом, надеясь, что это поможет мне лучше разобраться в причинах многих распространенных заболеваний. В течение нескольких месяцев я задавал вопросы профессорам, которые специализировались в лечении таких болезней. «Мистер Майер, – сказал мне как-то Карл, профессор кафедры внутренних болезней моего университета, – мы все знаем, насколько важную роль в хроническом заболевании играет психика. Но у нас нет ни одного научного способа, который позволил бы изучить это явление клинически. Поймите, у вас нет шансов написать дипломную работу на эту тему».

Модель болезни, которой следовал профессор Карл и остальные представители традиционной системы медицины, была хорошо приспособлена для описания механизма ряда острых заболеваний. Такие болезни возникали внезапно и/или продолжались недолго, как это случается при инфекциях, сердечных приступах или неотложных состояниях, требующих операций, например при воспалении аппендикса. Благодаря успехам в лечении таких болезней вера представителей современной медицины в традиционную модель только крепла. В тот период едва ли оставалось какое-нибудь инфекционное заболевание, которое нельзя было бы вылечить набирающими мощность антибиотиками. Считалось что новые хирургические методы могут справиться со многими болезнями: пришедшие в негодность части организма можно было удалить или заменить. Оставалось только выяснить оставшиеся, в том числе малейшие, детали общей конструкции машины нашего организма, которые обеспечивали функционирование ее отдельных узлов. Американская система здравоохранения, все больше и больше зависящая от развития новых технологий, активно поддерживала всеобщий оптимизм и веру в то, что в конце концов нам удастся справиться даже со смертельно опасными хроническими заболеваниями, в том числе с таким бичом человечества, как рак.

Когда президент Ричард Никсон в 1971 г. подписал закон о Национальной программе борьбы с раком (National Cancer Act of 1971), западная медицина вышла на очередные рубежи и стала пользоваться новой метафорой – из военной области. Рак стал врагом нации, а организм человека – полем битвы. Чтобы избавить организм от болезни, врачи взяли на вооружение стратегию выжженной земли: теперь они использовали токсичные химические вещества, назначали смертельно опасные дозы радиации и проводили хирургические операции, чтобы наносить по раковым клеткам все более мощные удары. До этого медицина успешно использовала подобную стратегию в борьбе с инфекционными заболеваниями, предлагая широкий спектр антибиотиков, причем таких, которые могли убивать многие виды полезных бактерий, чтобы в конце концов уничтожить болезнетворные. Пока победа в целом была на стороне медиков, сопутствующий ущерб стал считаться приемлемым риском.

В течение многих десятилетий именно эта механистическая и милитаристская модель болезни определяла главное направление медицинских исследований: считалось, что, если можно чинить поврежденные части машины, значит, проблема рано или поздно будет решена. При таком подходе не было никакой необходимости разбираться в первопричине сбоя. Эта философия привела к методам лечения высокого кровяного давления с использованием бета-блокаторов и антагонистов кальция, чтобы блокировать аберрантные (неверные) сигналы, идущие от мозга к сердцу и кровеносным сосудам, и к ингибиторам протонной помпы, которыми лечат язвы желудка и изжогу, подавляя избыточную выработку соляной кислоты в желудке. При этом ни лечащие врачи, ни исследователи никогда не обращали внимания на сбои в функционировании головного мозга, который как раз и является главной причиной всех этих проблем. Иногда подход не срабатывал, и тогда в качестве последнего средства медики прибегали к еще более радикальным воздействиям. Если, например, ингибитор протонного насоса не мог подавить язву, всегда можно было вырезать и весь блуждающий нерв – мощный пучок нервных волокон, который соединяет головной мозг с пищеварительным трактом.

Безусловно, некоторые из этих приемов терапии были очень успешными, поэтому на протяжении многих лет казалось, что ни медицинской системе, ни фармацевтической промышленности не нужно изменять свой подход к лечению. В те годы медицина не предпринимала особых попыток по-новому влиять на пациента, чтобы предупредить возникновение и развитие болезни. Например, сложилось мнение, что не нужно изучать роль головного мозга и сигналов, которые он посылает организму в период стресса или тяжелого душевного состояния. Первоначально использовавшиеся для лечения высокого кровяного давления, болезней сердца и язвы желудка средства постепенно были заменены гораздо более эффективными методами лечения, которые помогали спасать жизнь больных, ослабляли их страдания и к тому же обогащали фармацевтическую отрасль.

Однако в наше время прежние механистические подходы и выражающие их метафоры начинают давать сбои. И это легко объяснить. Транспортные средства сорокалетней давности (автомобили, корабли и самолеты), на аналогии с которыми опиралась традиционная модель болезни, не имели современных компьютеров, которые в наши дни играют ведущую роль в работе машин. Даже у космических кораблей «Аполлон», летавших на Луну, на борту были примитивные вычислительные устройства, в миллионы раз менее мощные, чем у нынешних айфонов. ЭВМ на ракетах тех лет можно сравнить с калькулятором компании Texas Instruments 1980-х годов! Неудивительно, что общепринятые тогда механистические модели болезни не подразумевали серьезного использования вычислительных возможностей – основы интеллекта. Иначе говоря, в этих моделях болезни не принимали во внимание головной мозг.

Однако параллельно с технологическими изменениями стали меняться и модели, которыми мы пользуемся для объяснения работы организма человека. Вычислительная мощность компьютеров росла в геометрической прогрессии. Автомобили фактически превратились в мобильные компьютеры на колесах, контролирующие и регулирующие работу узлов таким образом, чтобы обеспечить их правильное функционирование. В скором времени машины будут ездить вообще без участия человека. Наш прежний повышенный интерес к механике и двигателям уступил место новому увлечению – сбору и обработке информации. Машинная модель действительно послужила медицине в разработке способов лечения некоторых заболеваний. Но, когда дело доходит до понимания сущности хронических заболеваний и работы головного мозга, такая модель больше не может служить нам помощником.

Цена машинной модели

Традиционный взгляд на болезнь как на поломку отдельных частей сложного механического устройства, которую можно устранить с помощью лекарственного или хирургического вмешательства, вел к постоянному и значительному расширению масштабов отрасли здравоохранения. Начиная с 1970 г. в США расходы на здравоохранение в расчете на душу населения возросли более чем на 2000 %. Оплата деятельности этой гигантской сферы эквивалентна 20 % стоимости всех товаров, производимых в экономике США за год.

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) в важном докладе, опубликованном в 2000 г., отметила, что американская система здравоохранения является самой затратной. По уровню эффективности она заняла разочаровывающе низкое – 37-е место – в рейтинге ВОЗ, а по общему состоянию здоровья населения – 72-е место среди исследованных 191 стран. Ненамного более высокой оказалась оценка и в последующем докладе Фонда Британского Содружества: по оценке Фонда, система здравоохранения США является самой дорогостоящей в расчете на душу населения среди 11 развитых стран Запада. Она почти вдвое дороже всех вместе взятых систем здравоохранения, исследованных этим Фондом, при этом по общему состоянию здоровья Соединенные Штаты оказались в этом рейтинге на последнем месте. Эти данные свидетельствуют об очень неприятном факте: несмотря на постоянно растущие расходы на здравоохранение, мы добились весьма незначительного прогресса в лечении такого хронического заболевания, связанного с головным мозгом и ЖКТ, как синдром раздраженного кишечника (СРК), или некоторых психических заболеваний – клинической депрессии, тревожно-депрессивного синдрома и нейродегенеративных заболеваний. Не объясняются ли неудачи в этой области тем, что модели, используемые для объяснения работы человеческого организма, устарели? С этим допущением соглашается все больше специалистов интегративной (холистической) медицины, специалистов медицины функциональных расстройств и даже ученых с традиционными взглядами. На горизонте явно обозначились перемены.

Загадочное ухудшение здоровья

Неспособность эффективно справляться со многими хроническими заболеваниями, включая синдром раздраженного кишечника, хронические боли и депрессии, – не единственный недостаток традиционной модели медицины, основанной на лечении отдельных болезней. С 1970-х гг. мы являемся свидетелями появления новых проблем со здоровьем – стремительного увеличения случаев ожирения и связанных с ним расстройств обмена веществ, роста числа таких аутоиммунных заболеваний, как воспалительные заболевания кишечника, астма и аллергии, а также заболеваний развивающегося и стареющего головного мозга – аутизма, болезней Альцгеймера и Паркинсона.

К примеру, уровень ожирения в США поднялся с 13 % (1972 г.) до 35 % населения (2012 г.). В настоящее время 154,7 млн взрослых американцев имеют избыточный вес или страдают ожирением, в том числе 17 % юных американцев в возрасте от 2 до 19 лет (каждый шестой). Каждый год из-за избыточного веса или ожирения в США умирают не менее 2,8 млн человек. Если рассматривать эту проблему в глобальном масштабе, то с избыточным весом и ожирением в мире связаны 44 % случаев диабета, 23 % случаев ишемической болезни сердца и от 7 до 41 % случаев некоторых видов рака. Если эпидемия ожирения продолжится, расходы на лечение людей, страдающих от болезней, связанных с ожирением, возрастут, по прогнозам, до ошеломляющей цифры – $620 млрд в год.

Мы все еще ищем причины внезапного обострения этих проблем со здоровьем, для большинства из них пока нет эффективных решений. Хотя продолжительность жизни в Соединенных Штатах, как и во многих других развитых странах, растет, мы далеко отстаем от государств-лидеров по показателям физического и психического здоровья людей, особенно в последние десятилетия их жизни. За общее увеличение числа прожитых лет мы расплачиваемся снижением качества жизни в пожилом возрасте.

Эти острые вызовы показали, что пришло время обновить доминирующую модель работы человеческого организма, чтобы понять, как он на самом деле функционирует, как обеспечить его оптимальную работу и как безопасно и эффективно устранять возникающие сбои и неполадки. Мы больше не можем соглашаться с такой высокой ценой и долгосрочным ущербом, который приносит следование устаревшей модели лечения болезней.

До сих пор мы в основном игнорировали критическую роль двух самых сложных и важных, если говорить о поддержании общего состояния здоровья, систем нашего организма: желудочно-кишечной (пищеварительной) и центральной нервной (головного мозга). Связь между работой мозга и тела – совсем не миф, это биологический факт и важное звено, необходимое для понимания того, как поддерживать здоровье организма в целом.

Пищеварительная система как суперкомпьютер

На протяжении десятилетий наше понимание механизма работы пищеварительной системы было основано на механистической модели: весь организм считали чем-то вроде машины, а кишечник в основном рассматривали как старомодное устройство, которое работало по принципам парового двигателя XIX в. В соответствии с этой моделью мы ели – жевали и глотали пищу, затем в желудке она дробилась на части при помощи механического измельчителя, которому помогала соляная кислота в составе желудочного сока. После этого гомогенизированная пища поступала в тонкую кишку, в которой из нее извлекались калории и питательные вещества, а непереваренная часть отправлялась в толстую кишку, которая распоряжалась тем, что оставалось. В конце концов остатки выводились из организма. Эта понятная всем метафора промышленного века влияла на представления о медицине многих поколений врачей, включая современных гастроэнтерологов и хирургов. Считалось, что неправильно функционирующие части пищеварительного тракта можно легко обойти или удалить, а некоторые даже поменять местами (перекомпоновать), что приведет к снижению веса. Мы стали искусными мастерами в выполнении таких операций, теперь их уже делают через эндоскоп, не прибегая к традиционным хирургическим приемам.

Как теперь выясняется, это слишком упрощенная модель: медики по-прежнему считают пищеварительную систему частью организма, которая в значительной степени не зависит от головного мозга. Однако стало известно, что эти два органа неразрывно связаны друг с другом. Такое понимание нашло отражение в концепции оси, соединяющей желудочно-кишечный тракт с головным мозгом. Если исходить из этой концепции, наша пищеварительная система – гораздо более тонкий, сложный и мощный механизм, чем мы полагали прежде. Новейшие исследования позволяют предположить, что благодаря тесному взаимодействию микроорганизмов желудочно-кишечный тракт может влиять на наши эмоции, восприятие боли, социальные контакты и на многие наши решения, не ограничиваясь вопросами пищевых предпочтений и размерами поглощаемой порции. Верность бытовых выражений вроде «нутром чуять» подтверждается нейробиологическими данными. Сложные связи между ЖКТ и головным мозгом, как выяснилось, играют важную роль в принятии и других, в том числе важнейших, жизненных решений.

Связь между пищеварительной системой и мозгом должна быть предметом изучения не только психологов, поскольку она проявляется не только «в головах» людей. Ось взаимодействия образуют анатомические соединения, к тому же биологические сигналы передаются через кровоток. Однако прежде чем углубиться в эти материи, давайте сделаем шаг назад и внимательно приглядимся к нашей пищеварительной системе (она же ЖКТ), которая устроена гораздо сложнее, чем просто машины для переработки пищи.

Желудочно-кишечный тракт обладает возможностями, превосходящими показатели работы всех других органов нашего тела, он может даже соперничать с головным мозгом. В ЖКТ есть собственная нервная система (энтеральная, ЭНС), которую в популярных статьях нередко называют «вторым мозгом». Она состоит из 50–100 млн нервных клеток, что примерно равно числу клеток спинного мозга.

Находящиеся в ЖКТ иммунные клетки – это значительная часть иммунной системы человека. Для сравнения: в стенке пищеварительного тракта их больше, чем в крови или в костном мозге. Есть весомая причина, объясняющая такое скопление иммунных клеток в этом месте: желудочно-кишечный тракт первым подвергается воздействию потенциально смертельных микроорганизмов, содержащихся в продуктах, которые мы едим. Иммунная система, сосредоточенная в ЖКТ, способна обнаруживать и уничтожать отдельные виды опасных бактерий, попадающих в пищеварительную систему с загрязненной пищей или водой. Интересно, что этот редут обороны защищает нас, выявляя небольшое количество потенциально смертоносных бактерий из невероятного множества – триллиона – полезных микроорганизмов, которые живут в ЖКТ и образуют его микробиоту. Постоянное выполнение этой сложной функции иммунными клетками гарантирует нам жизнь в полной гармонии с микробиотой ЖКТ.

Оболочка пищеварительного тракта выстлана огромным числом специализированных эндокринных клеток. Они содержат до 20 различных типов гормонов, которые при необходимости могут быть выпущены в кровоток. Если собрать эти клетки вместе, их вес превысил бы вес всех остальных эндокринных органов – половых желез, щитовидной железы, гипофиза и надпочечников – вместе взятых.

Желудочно-кишечный тракт также является крупнейшим хранилищем серотонина: в нем сосредоточено 95 % этого важного гормона, имеющегося в организме.

Серотонин – сигнальная молекула, играющая важную роль во взаимодействии мозга и ЖКТ. Серотонин нужен не только для нормальной работы ЖКТ, например для его скоординированных сокращений, продвигающих пищу по пищеварительному тракту, но и для осуществления таких жизненно важных функций, как сон, аппетит, болевая чувствительность и даже настроение и общее самочувствие. Эта активно участвующая в регулировании нескольких систем головного мозга сигнальная молекула является основной мишенью для большого класса антидепрессантов – ингибиторов обратного захвата серотонина.

Но если единственная функция ЖКТ состоит в управлении пищеварением, тогда зачем в составе его тканей имеется уникальная совокупность специализированных клеток и сигнальных систем? Один из вариантов ответа на этот вопрос может подсказать не слишком пока известная функция ЖКТ – он представляет собой огромный сенсорный орган, имеющий самую большую из всех органов тела поверхность. Если развернуть пищеварительный тракт, он будет размером с баскетбольную площадку, и эта поверхность усеяна тысячами датчиков, которые обрабатывают огромный объем информации, содержащейся в пище. Они делают это при помощи сигнальных молекул, распознающих свойства пищи – сладкая она или горькая, горячая или холодная, острая или нейтральная на вкус.

Пищеварительная система соединена с головным мозгом толстыми пучками нервов, по которым информация может передаваться в обоих направлениях, а также каналами связи через кровоток: гормоны и воспалительные сигнальные молекулы, создаваемые в ЖКТ, доводят сигналы до мозга, а гормоны, вырабатываемые мозгом, передают сигналы различным клеткам ЖКТ – гладким мышцам, нервам и иммунным клеткам, меняя характер их функционирования. Сигналы, поступающие из пищеварительного тракта в головной мозг, не только создают в нем разные ощущения, вроде насыщения после плотной еды, тошноты, дискомфорта и чувства удовлетворения, но и вызывают ответные реакции головного мозга – сигналы, которые мозг отправляет обратно в ЖКТ, чтобы тот отреагировал определенным образом. При этом сам мозг эти ощущения не забывает. В его обширных базах данных хранятся внутренние висцеральные ощущения, к которым впоследствии при принятии решений может быть обеспечен доступ. В конечном счете то, что ощущает наш желудочно-кишечный тракт, влияет не только на принимаемые решения: что нам есть, пить и с кем проводить время, но и на то, как мы оцениваем важную информацию, выступая в роли работников, членов жюри и руководителей.

В китайской философии есть концепция инь и ян, согласно которой противодействующие или противоположные силы можно рассматривать как дополняющие и взаимосвязанные, из взаимодействия которых появляется единое целое. Изучая связи мозга с пищеварительным трактом, можно рассматривать внутренние ощущения как инь, а внутренние реакции – как ян. Связь мозга с ЖКТ подобна связи между инь и ян – они являются двумя взаимодополняющими сторонами одной сущности. И внутренние ощущения, и внутренние реакции – различные аспекты одной и той же действующей в обоих направлениях сети, которую составляют головной мозг и пищеварительный тракт. Она чрезвычайно важна для нашего самочувствия, эмоций и способности принимать интуитивные решения.

Открытие кишечного микробиома

На протяжении нескольких десятилетий мало кто следил за изучением взаимодействия между мозгом и ЖКТ, однако в последние годы такие исследования заняли центральное место. Это смещение акцентов во многом можно объяснить экспоненциальным увеличением объема знаний и данных о бактериях, архебактериях (археях), то есть о сообществе древних микроорганизмов, грибов и вирусов, которые обитают внутри пищеварительного тракта и в совокупности называются кишечной микробиотой. Численность этих невидимых микроорганизмов огромна: в ЖКТ обитает в 100 000 раз больше микроорганизмов, чем людей на Земле. Мы узнали об их существовании около 300 лет назад, когда голландский ученый Антони ван Левенгук усовершенствовал устройство микроскопа. Взглянув в окуляр на соскобы, взятые с зубов, он увидел живые микроорганизмы. Левенгук назвал их микроскопическими организмами (парамециями, animalcules).

С тех пор прогресс принес огромные технологические изменения, позволяющие нам точнее выявлять и описывать такие микроорганизмы, и большая часть этих достижений выпала на последнее десятилетие. Главную роль в столь бурном прогрессе сыграл проект «Микробиом человека» (The Human Microbiome Project), выполнение которого началось в октябре 2007 г. по инициативе Национального института здравоохранения США (U. S. National Institute of Health) с целью определения и описания микроорганизмов, сосуществующих с людьми. Этот проект был призван выяснить состав микробных компонентов нашего генетического и метаболического ландшафта и понять, как они способствуют поддержанию нормального состояния нашего организма и формированию предрасположенности к заболеваниям.

В последнее десятилетие микробиота ЖКТ стала объектом изучения почти во всех областях медицины, включая далекие друг от друга психиатрию и хирургию. В нашем мире невидимые сообщества микроорганизмов обитают повсюду – в растениях, животных, почве, жерлах глубоководных вулканов и верхних слоях атмосферы, поэтому ими увлеклись ученые, которые изучают микроорганизмы, живущие в океанах, почвах и лесах. Ажиотаж охватил даже Белый дом, который в 2015 г. собрал ученых со всего мира, чтобы они совместно изучили влияние микроорганизмов на климат, обеспечение продовольствием и здоровье человека. На момент написания этих строк президент США Барак Обама планировал 13 мая 2016 г. объявить о начале реализации национального проекта «Микробиомная инициатива» (Microbiome Initiative) – аналога запущенной в 2014 г. инициативы BRAIN[3], в рамках которой были выделены миллиарды долларов на исследования головного мозга человека.

Польза, которую кишечная микробиота приносит человеку, многообразна. Больше всего исследовано и подтверждено ее участие в переваривании компонентов пищи, с которыми кишечник не может справиться самостоятельно; в регулировании обмена веществ во внутренних органах, переработке и обезвреживании опасных веществ, попадающих в организм с пищей; в тренировке иммунной системы и регулировании ее деятельности; предотвращении вторжения и развития опасных биологических патогенов. С другой стороны, нарушения и изменения в кишечном микробиоме (микробиоте ЖКТ в совокупности с ее генами и геномами) оборачиваются широким спектром болезней (воспалительные заболевания кишечника, вызванная приемом антибиотиков диарея, астма). Такие сбои даже могут повлиять на возникновение расстройств аутистического типа и таких нейродегенеративных заболеваний головного мозга, как болезнь Паркинсона.

С помощью новых технологий мы обнаруживаем и описываем различные популяции микроорганизмов, живущих на коже, лице, в ноздрях, полости рта, на губах, веках и даже между зубами. Однако местом обитания самых крупных популяций микроорганизмов является желудочно-кишечный тракт, в частности толстая кишка. В почти лишенном кислорода пищеварительном тракте человека обитают более 100 трлн микроорганизмов – примерно столько же, сколько имеется всех клеток в организме человека, включая эритроциты. Это означает, что в нашем организме только 10 % клеток являются собственно человеческими. (Если включить в эту категорию красные кровяные тельца, эритроциты, доля может оказаться выше – около 50 %.) Если собрать вместе все кишечные микроорганизмы человека и представить их в виде одного органа тела, его вес составит 900–2700 г, что вполне сопоставимо с весом головного мозга (около 1200 г). Понятно, почему кишечный микробиом иногда называют «забытым органом». В его состав входят 1000 видов бактерий, имеющих более 7 млн генов – до 360 генов бактерий на каждый человеческий ген. Из этого следует, что к человеческим по своему происхождению относится менее 1 % всех человеческих и микробных генов (так называемый хологеном, hologenome).

Все эти гены дают микроорганизмам не только огромный потенциал для производства молекул, посредством которых микробиом может взаимодействовать с нами, но и предоставляют впечатляющие возможности вариаций. Кишечная микробиота каждого человека уникальна, состав штаммов и видов составляющих микроорганизмов широко варьирует. То, какие микроорганизмы обитают в каждом конкретном пищеварительном тракте, зависит от многих факторов, в том числе от ваших генов, от микробиоты матери, которую человек в какой-то степени заимствует при рождении, от микроорганизмов, имеющихся у других членов семьи, входящих в контакт с ребенком, от диеты, от работы головного мозга и состояния сознания конкретного человека.

Чтобы в полной мере осознать важнейшую роль, которую микроорганизмы играют в наших телах, следует помнить, откуда они пришли и как связаны с нами, людьми. Об истории этой эволюции в своей книге «Пропавшие микроорганизмы» (Missing Microbes) прекрасно рассказывает Мартин Блейзер.

На протяжении примерно трех миллиардов лет единственными живыми обитателями на Земле были бактерии. Они заполняли собой каждый клочок земли, каплю воздуха и воды и способствовали осуществлению химических реакций, результаты которых создавали условия для эволюции многоклеточной жизни. Медленно, путем проб и ошибок в течение необъятного по продолжительности времени они изобрели сложные и надежные системы обратной связи, в том числе и наиболее эффективный язык, который до сих пор опосредует всю жизнь на Земле.

Все, что мы уже знаем о микробиоте кишечника, ставит под сомнение ряд традиционных научных воззрений. Это одна из причин того интереса и споров, которые эта тема породила в академической среде и в средствах массовой информации. Эти сомнения и дискуссии в свою очередь стали причиной того, почему некоторые люди задают в настоящее время более серьезные, философские вопросы о влиянии микробиома на жизнь человека. Не является ли наш организм всего лишь транспортным средством для живущих в нем микроорганизмов? Не манипулируют ли они нашим мозгом, заставляя нас искать и потреблять продукты, которые лучше всего подходят для них? Может ли тот факт, что численность нечеловеческих клеток превосходит число живущих на Земле людей, изменить нашу концепцию человеческой личности?

На кого-то подобные философские рассуждения, безусловно, производят впечатление, но современная наука их не поддерживает. Что, однако, не делает менее серьезными последствия открытий, которые сделали ученые, занимающиеся человеческим микробиомом, за последнее десятилетие. Хотя мы находимся в самом начале пути, открывающегося в результате этих исследований, мы больше не можем считать себя единственным интеллектуальным продуктом эволюции, отличающимся от всех других живых существ на планете. Подобно тому как революция Коперника в XVI в. коренным образом изменила понимание нашего положения в солнечной системе, а революционная теория эволюции Дарвина в XIX в. навсегда изменила место людей в животном царстве, наука о микробиоме человека заставляет нас переосмыслить нашу позицию на планете. Согласно новой науке о микробиоме, мы, люди, фактически являемся суперорганизмами, состоящими из неотделимо связанных между собой человеческих и микробных компонентов, чье выживание напрямую зависит один от другого. Может быть, больше всего в этом открытии нас беспокоит тот факт, что микробные составляющие вносят гораздо более весомый вклад в функционирование этого суперорганизма, чем собственно человеческие. Поскольку наша микробная составляющая через общую биологическую систему тесно связана с различными микробиомами почвы, воздуха, океанов, а микроорганизмы живут в симбиозе почти со всеми другими живыми существами, мы оказываемся прочно и неразрывно вплетены в общую паутину жизни на Земле. Новая концепция микробного суперорганизма уже серьезно повлияла на понимание нашей роли на земле и многих аспектов здоровья и болезни.

Когда связь между ЖКТ, микробиотой и мозгом выходит из равновесия

Здоровье любой экосистемы можно выразить через уровень ее устойчивости и гибкости (способности к самовосстановлению) при воздействии поражающих факторов и возникновении отклонений. Основными факторами, от которых зависит сохранение здоровья экосистемы, являются разнообразие и обилие составляющих ее организмов. То же самое верно в отношении экосистемы кишечной микробиоты. Появляется все больше доказательств того, что развиваются расстройства сообщества кишечных микроорганизмов, которые выводят эту экосистему из здорового стабильного состояния, в результате чего возникают расстройства кишечника (состояние, называемое дисбиозом[4]). Так, сообщалось, что одно из самых серьезных и наиболее выраженных состояний дисбиоза наблюдалось у небольшого числа пациентов, которых в больницах лечили антибиотиками. После этого лечения у них начались сильная диарея и воспалительные поражения кишечника. Такие заболевания, как псевдомембранозные колиты, развиваются, когда лечение антибиотиком широкого спектра действия приводит к значительному снижению разнообразия и количества нормальной кишечной микробиоты, что облегчает вторжение в организм патогенной Clostridium difficile – разновидности анаэробных грамположительных бактерий рода C. difficile. Еще одним подтверждением важности разнообразия микроорганизмов для здоровья кишечника является наблюдение, согласно которому воспаление толстой кишки можно быстро вылечить, если восстановить нарушившуюся структуру микробиоты кишечника. Единственным доступным сейчас способом восстановить разнообразие микробиоты у таких пациентов является перенос неповрежденной фекальной микробиоты от здорового донора в кишечник пациента. Это лечение, известное под названием «трансплантация фекальной микробиоты», приводит к почти чудесному восстановлению собственного состава микробиоты. Подробнее об этом новом типе лечения мы расскажем несколько позже.

В то же время гораздо меньше стали понятны степень влияния и истинная роль состояния дисбиоза в возникновении патофизиологии других хронических заболеваний пищеварительного тракта (неспецифический язвенный колит, болезнь Крона, синдром раздраженного кишечника), относящихся к расстройствам связи между головным мозгом и ЖКТ. Здесь еще много неясного. В мире от выраженного СРК, нарушений функций кишечника, болей и дискомфорта в животе страдает около 15 % населения. Ряд исследований показывает, что у части пациентов наблюдаются изменения в сообществах микроорганизмов в ЖКТ, но пока не ясно, какие из доступных методов восстановления баланса кишечной микробиоты (прием антибиотиков, пробиотиков, специальная диета или трансплантация фекальной микробиоты) лучше всего подходят конкретным пациентам.

Растущая роль микроорганизмов

Еще несколько лет назад все рассказанное выше было бы воспринято как научная фантастика. Однако новые открытия ученых подтверждают, что наш мозг, ЖКТ и населяющие его микроорганизмы общаются друг с другом на общем биологическом языке. Но как эти невидимые существа могут что-то нам говорить? Как мы можем их услышать, как вообще возможно такое общение?

Микроорганизмы обитают не только в содержимом нашего кишечника, многие их них располагаются в тончайших слоях слизи и клеток, которые выстилают внутреннюю оболочку ЖКТ. В этой уникальной среде обитания микроорганизмы почти неотделимы от иммунных клеток пищеварительной системы и многочисленных клеточных датчиков, которые декодируют ощущения, возникающие в ЖКТ. Другими словами, эти микроорганизмы живут в тесном контакте с основными системами сбора информации в организме. Такое расположение позволяет им вслушиваться в сигналы головного мозга, которые он посылает пищеварительному тракту: например, о том, насколько глубоко вы переживаете стресс или, наоборот, чувство счастья, испытываете ли вы беспокойство или гнев, причем даже тогда, когда вы сами не в полной мере осознаете свое эмоциональное состояние. Но микроорганизмы не ограничиваются прослушиванием этой информации. Это кажется невероятным, но они занимают позицию, позволяющую влиять на наши эмоции, генерируя и модулируя сигналы из ЖКТ и посылая их обратно в головной мозг. То, что начинается в мозге как эмоции, влияет на ЖКТ и генерируемые его микробиотой сигналы, и эти видоизмененные сигналы вновь направляются в мозг, усиливая, а иногда продлевая какое-то эмоциональное состояние.

Когда около десяти лет назад в научной литературе появились первые публикации на эту тему – в основном связанные с исследованиями на животных, – я был настроен скептически и по поводу их результатов, и по поводу их перспектив. Эти результаты тогда казались мне слишком далекими – они выходили за пределы общепринятой в то время точки зрения. Однако после того как наша исследовательская группа в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе под руководством Кирстен Тиллич завершила собственное исследование здоровых людей, мы смогли подтвердить результаты исследований на животных. После этого я решил глубже изучить вопрос о том, может ли взаимодействие между микробиотой ЖКТ и мозгом влиять на фоновые эмоции, социальные отношения и даже на нашу способность принимать решения. Неужели именно правильный баланс микроорганизмов является условием психического здоровья? Не вызывает ли нарушение связей между мозгом и ЖКТ риск развития хронических заболеваний головного мозга? Эти вопросы волнуют не только исследователей, но и далеких от науки людей, ведь заболевания головного мозга – это человеческие страдания и высокие расходы на здравоохранение, вот почему важно глубже разобраться в связях между ЖКТ и мозгом.

Статистика показывает, что в настоящее время быстро растет число расстройств аутистического спектра (РАС) – с 4,5 случая на 10 000 детей в 1966 г. до 1 на 68 детей в возрасте 8 лет в 2010 г. По данным National Health Interview Survey за 2014 г., диагноз расстройств аутистического спектра в тот или иной период жизни ставят почти 2,2 % детей в США, из этого можно предположить, что частота заболевания уже достигла показателя 1 на 58 детей. В какой-то мере такой рост можно объяснить большей осведомленностью людей о РАС и новыми диагностическими критериями, но имеющиеся данные свидетельствуют также о том, что частота появления расстройств аутистического спектра только за последнее десятилетие возросла по меньшей мере вдвое.

Одновременно с увеличением случаев РАС участились и случаи других заболеваний, связанных с изменением кишечной микробиоты, в частности аутоиммунные и метаболические расстройства. Такой синхронизм заставляет предположить, что в основе всех этих заболеваний лежит общий механизм, связанный с происходящим на протяжении последних 50 лет изменением микробиоты ЖКТ. Возможные причины этого изменения объясняли переменами в образе жизни, диетой и широким применением антибиотиков. Вероятность того, что такие связи действительно существуют, подтвердили недавние исследования на животных. Кроме того, недавно были начаты исследования связей между изменениями микробиоты ЖКТ и отклонениями в поведении.

Одновременно растет число нейродегенеративных расстройств. В промышленно развитых странах от болезни Паркинсона страдает один из ста человек старше 60 лет. В США ей болеют по крайней мере полмиллиона человек, причем каждый год диагностируется еще около 50 000 новых случаев заболевания. По оценкам, к 2030 г. число случаев заболевания болезнью Паркинсона удвоится, однако истинный показатель ее распространения трудно оценить, поскольку болезнь обычно не диагностируется по классическим неврологическим симптомам до тех пор, пока она не заходит слишком далеко. Недавние исследования показали, что в энтеральной нервной системе нервы претерпевают типичную для болезни Паркинсона дегенерацию задолго до появления классических симптомов этого заболевания, а сама болезнь сопровождается изменениями состава микробиоты ЖКТ.

Следует также учесть, что в 2013 г. 5 млн американцев жили с болезнью Альцгеймера, а к 2050 г. их число, по прогнозам, вырастет почти в три раза – до 14 млн человек. Симптомы болезни Альцгеймера впервые появляются после 60 лет, а это типичный возраст возникновения болезни Паркинсона, причем с возрастом риск заболевания возрастает. После 65 лет заболеваемость болезнью Альцгеймера удваивается с увеличением возраста на каждые 5 лет. Экономические издержки, связанные с этим заболеванием, уже сейчас очень велики, а если нынешние тенденции сохранятся, ожидается, что к 2050 г. достигнут $1,1 трлн в год. Могут ли изменения в функционировании микробиоты ЖКТ, происходящие на протяжении всей жизни человека, каким-то образом вызывать возникновение двух этих нейродегенеративных расстройств, наступающих примерно в одном и том же возрасте?

Состояние кишечной микробиоты также связывают с депрессией, которая является второй по важности причиной инвалидности в США. Чаще всего для лечения депрессии назначаются так называемые селективные ингибиторы обратного захвата серотонина – прозак (Prozaс), паксил (Paxil) и селекса (Celexa). Эти препараты повышают активность сигнальной системы серотонина, которая, как долго считали психиатры, обнаруживается исключительно в головном мозге. Однако теперь мы знаем, что на самом деле 95 % серотонина в организме содержатся в специализированных клетках ЖКТ, и на эти содержащие серотонин клетки оказывают влияние еда, которую мы поглощаем, химические вещества, выделяемые некоторыми видами кишечных микроорганизмов, а также сигналы, которые посылает им головной мозг, сообщая о нашем эмоциональном состоянии. Самое замечательное, что эти клетки тесно связаны с центростремительными (афферентными) нервами, по которым сигналы передаются обратно, в центры мозга, регулирующие эмоции, что делает их важными узлами оси головной мозг – ЖКТ. Благодаря своему стратегическому положению кишечные микроорганизмы и их метаболиты, вероятно, играют важную, хотя в целом пока недоказанную роль в развитии депрессии, а также ее тяжести и продолжительности. Ситуация интригующая: если это подтвердят контролируемые клинические исследования, могут открыться возможности для разработки более эффективных методов лечения, в том числе конкретных диетических рекомендаций.

В этой книге мы познакомимся с новыми данными, которые позволяют связать друг с другом некоторые разрушительные заболевания головного мозга и распространенные сбои взаимодействия по оси головной мозг – ЖКТ с нарушениями коммуникации кишечной микробиоты с головным мозгом и с тем, как на нее могут влиять наш образ жизни и диета.

Ты – то, что ты ешь, но только пока подсчитываешь микроорганизмы ЖКТ

«Скажи мне, что ты ешь, и я скажу тебе, кто ты», – писал Жан Антельм Брилья-Саварен, французский юрист, врач и автор книги по физиологии вкуса, оказавшей в XIX в. большое влияние на читателей. Этот знаток высокой кухни, в честь которого названы сыр и торт «Саварен», первым высказал несколько серьезных предположений о взаимосвязи между диетой, ожирением и расстройствами пищеварения. Однако в 1826 г., когда он об этом писал, Саварен еще не мог знать, что в качестве посредников процесса влияния пищи на наше психическое самочувствие и важные функции головного мозга выступают микроорганизмы ЖКТ. Фактически кишечная микробиота, находящаяся на границе раздела между пищеварительной и нервной системами, занимает стратегическую позицию, позволяющую ей связывать наше физическое и психическое самочувствие с тем, что мы едим и пьем, а это в свою очередь связывает наши чувства и эмоции с переработкой пищи.

Каждую миллисекунду желудочно-кишечный тракт собирает информацию о еде и среде. Он занят этим 24 часа в сутки и семь дней в неделю, даже когда вы спите. Большая часть процесса сбора этой информации происходит в желудке и начале тонкой кишки, где обитает лишь небольшое количество микроорганизмов и где их участие в диалоге между ЖКТ и головным мозгом, вероятно, является незначительным. Однако затем триллионы микроорганизмов, живущих в толстой кишке, перерабатывают оставшиеся компоненты пищи, в результате чего появляется огромное количество молекул, которые добавляют этому процессу новое измерение. Как известно из экспериментов на животных, отсутствие микроорганизмов в ЖКТ совместимо с жизнью, включая поддержание процессов пищеварения и усвоения питательных веществ, но только до тех пор, пока вы находитесь в среде, свободной от патогенных микроорганизмов. Как мы теперь уже знаем, серьезно нарушается развитие мозга лишенных микроорганизмов мышей, крыс и даже лошадей и, в частности, областей мозга, участвующих в регулировании эмоций. За существование в стерильной среде приходится расплачиваться отклонениями в развитии головного мозга.

От пищи, которую мы едим, зависит благополучие кишечной микробиоты: составляющие ее микроорганизмы в той или иной степени формируют свои пищевые предпочтения на протяжении нескольких первых лет нашей жизни. Тем не менее независимо от первоначального программирования эти микроорганизмы могут переварить практически все, чем вы их кормите, независимо от того, всеядны вы или, допустим, являетесь вегетарианцем, употребляющим рыбу и морепродукты. Чем бы вы ни кормили микроорганизмы ЖКТ, они используют огромное количество информации, хранящейся в миллионах своих генов, чтобы преобразовать частично переваренную пищу в сотни тысяч метаболитов. И хотя мы только начинаем понимать, как метаболиты влияют на организм, уже доказано, что некоторые из них серьезно воздействуют на желудочно-кишечный тракт, включая его нервы и иммунные клетки. Другие метаболиты попадают в кровь и участвуют в передаче сигналов на бо́льшие расстояния, влияя на все органы тела, включая головной мозг. Особенно важная роль этих молекул, производимых микроорганизмами, состоит в их способности вызывать состояние слабого воспаления в органах, которые служат для них мишенями. Затем эти воспалительные процессы могут проявиться в виде ожирения, болезней сердца, хронических болей и дегенеративных заболеваний головного мозга. Роль воспалительных молекул и их влияние на определенные участки мозга, вполне вероятно, помогут нам лучше понять природу многих заболеваний головного мозга.

В чем важность этих открытий для здоровья?

Уже очевидно, что формирующаяся наука о коммуникациях между ЖКТ и головным мозгом за последние несколько лет стала одной из самых актуальных тем и для ученых, и для средств массовой информации. Кто бы мог еще недавно поверить, что простая пересадка фекальных гранул, содержащих кишечную микробиоту мыши-экстраверта, может заметно изменить поведение робких мышей и те начнут вести себя как мыши – доноры микробиоты? Или что в эксперименте с пересадкой фекальных масс от тучных мышей с избыточным аппетитом их тощие сородичи также быстро обретут избыточный аппетит? Или что потребление здоровыми женщинами в течение месяца йогуртов с повышенным содержанием пробиотика может ослабить реакцию головного мозга на негативные эмоциональные стимулы?

Новые знания об оси микробиом – головной мозг и ее связи с пищей, которую мы едим, показывают, как именно взаимодействуют наш разум, головной мозг и кишечный микробиом. Это взаимодействие может сделать нас уязвимыми, и мы чаще будем болеть, а может помочь достигнуть оптимального здоровья. Можно сделать еще более революционный вывод: мы только начинаем по-новому понимать природу болезней, здоровья и психического благополучия. Это новое понимание основано на экологическом подходе к организму человека и особенно на понимании того, что бессчетные взаимосвязанные участники коммуникации, живущие в головном мозге и ЖКТ, обеспечивают нам стабильное здоровье и устойчивость к болезням.

Это новое понимание задает новые требования к системе здравоохранения. Мы хотим, чтобы она отказалась от устаревших представлений об организме как о механизме, в котором можно выделить отдельные части, и перешла к его восприятию как взаимосвязанной экологической системы, которая обеспечивает стабильность и устойчивость к возмущениям за счет разнообразия ее элементов. Как утверждал один известный ученый, нам нужно прекратить воевать против отдельных клеток или микроорганизмов и начать относиться к микробиоте ЖКТ как к смотрителю заповедника, который помогает сохранять биоразнообразие сложной экосистемы. Эта смена парадигмы имеет большое значение, такой подход помогает сохранять пищеварительную систему, а следовательно, и нас самих в состоянии, способном надежно противостоять болезням. Вероятно, это новое понимание поможет отыскать новые пути лечения и профилактики болезней, от которых страдают миллионы американцев.

Пришло время наделить себя полномочиями, благодаря которым мы станем инженерами собственной внутренней экосистемы, наших организмов, тел и сознания. Однако для этого необходимо понять, как головной мозг общается с ЖКТ, а ЖКТ разговаривает с мозгом и как на их диалог влияет микробиота. С новыми научными данными об этих системах связи вы познакомитесь на следующих страницах. И если мне удастся объяснить, как происходят эти взаимодействия, то к концу книги вы станете иначе смотреть и на себя, и на окружающий мир.

Глава 2

Как головной мозг общается с пищеварительным трактом

Представьте, что вы едете по шоссе и какой-то водитель внезапно обгоняет вас и резко тормозит прямо перед вашей машиной. Вам чудом удается затормозить, чтобы не врезаться в неожиданно появившееся перед вами препятствие, вас выносит на соседнюю полосу, и тут вы видите смеющееся лицо «подрезавшего» вас лихача. Мышцы шеи начинают напрягаться, вы стискиваете зубы, сжимаете губы, на лбу появляется межбровная складка. Сидящая рядом жена видит, что вы охвачены гневом. Для контраста представьте себя в подавленном состоянии. Лицо в это время становится обмякшим, взгляд потухает, и это ваше состояние сразу же также бросается в глаза окружающим.

Способность замечать эмоции на лицах других людей кажется нам совершенно естественной. Это умение помогает преодолевать языковые, расовые, культурные, национальные барьеры и даже видовые – мы ведь можем распознать, злая ли перед нами собака и испугалась ли ее кошка. Природа запрограммировала людей таким образом, чтобы они умели легко распознавать различные эмоции и соответствующим образом – правильно – оценивали различные эмоциональные реакции. Ваши эмоции видны окружающим, потому что мозг отправляет определенный набор сигналов множеству мелких мышц лица. Это означает, что каждой эмоции отвечает свое, характерное и соответствующее ей выражение лица. И окружающие могут мгновенно определить смысл этого выражения. Каждый из нас в этом отношении является настоящей открытой книгой.

Чего мы никогда не видим – это как проявляет эти эмоции наш пищеварительный тракт. Когда вы кипите от негодования, оказавшись на дороге в пробке, головной мозг посылает совокупность сигналов ЖКТ и мышцам лица. Те так же резко реагируют на поступающие сигналы. Когда вы негодуете на водителя, который вас «подрезал», ваш желудок начинает энергично сокращаться, что приводит к увеличению выработки соляной кислоты и замедлению процесса удаления съеденного на завтрак омлета. При этом кишечник сжимается и выделяет слизь и пищеварительные соки. Похожая, хотя и отличающаяся в некоторых деталях картина имеет место, когда вы беспокоитесь или расстроены. А вот когда вы подавлены, ЖКТ вряд ли вообще совершает какие-то движения. По сути, как мы теперь знаем, пищеварительный тракт отражает любые эмоции, которые возникают в головном мозге.

Работа этих нейронных цепочек влияет и на другие органы, результатом чего становится скоординированная реакция организма на переживаемые эмоции. Например, когда вы находитесь в состоянии стресса, учащается пульс и напрягаются мышцы шеи и плеч, если же вы расслаблены, реакции противоположные. Однако с ЖКТ мозг связан больше, чем с любым другим органом: «контактные провода» в этом случае оказываются самыми толстыми и широко разветвленными. Так как люди всегда ощущали отражение своих эмоций в пищеварительной системе, в языке бытует масса выражений, отражающих эту связь. Каждый раз, когда желудок скручивает в узел или в нем летают бабочки, когда вы испытываете непривычные ощущения или раздражены больше обычного, это результат включения генерирующих эмоции нейронных цепей головного мозга. Эмоции, мозг и ЖКТ уникальным образом связаны между собой.

Когда пациент с аномальными реакциями кишечника обращается за помощью к врачам и после эндоскопии у него не обнаруживается ничего серьезного, например воспаления кишечника или опухоли, врачи часто не пытаются анализировать симптомы. Разочарованные тем, что не в состоянии реально облегчить страдания пациента, медики чаще всего назначают лечебные диеты, пробиотики или таблетки, чтобы нормализовать опорожнение кишечника, и не занимаются причиной аномальной реакции ЖКТ.

Если бы и врачи, и пациенты понимали, что пищеварительный тракт на самом деле представляет собой театр, на сцене которого разыгрывается драма эмоций, дело реже оборачивалось бы для пациентов мучительной мелодрамой. Почти 15 % населения США страдает от аберрантных реакций пищеварительного тракта, в том числе синдрома раздраженного кишечника (СРК), хронического запора, расстройства желудка и функциональной изжоги. Все эти недуги попадают в категорию нарушений оси взаимодействия мозг – ЖКТ. Для всех этих недугов характерны одинаковые симптомы: тошнота, урчание в животе, вздутие до невыносимой боли. Это удивительно, но большинство пациентов, страдающих от аномальных реакций ЖКТ, даже не догадываются о том, что эти «проблемы с животом» отражают их эмоциональное состояние.

Еще более удивительно, что в большинстве случаев об этом не догадываются врачи.

Человек с непрерывной рвотой

Из множества пациентов, которых я видел за свою долгую карьеру гастроэнтеролога, больше других мне запомнился Билл. Ему было 25 лет, и, войдя в мой кабинет в сопровождении матери, он выглядел вполне здоровым молодым человеком. Разговор начала мать: «Я очень надеюсь, что вы сможете помочь моему сыну. Вы – наша последняя надежда. Мы в отчаянии».

За восемь предшествующих лет Билл провел бессчетное множество часов в отделениях скорой помощи, страдая от мучительной боли в желудке и непрекращающейся рвоты. Бывало, что он вызывал врачей по нескольку раз в неделю. Обычно врачи скорой помощи назначали ему обезболивающие и успокоительные средства, чтобы устранить у него чувство дискомфорта, но, судя по всему, никто не представлял, что же не так с парнем. Хуже того, некоторые врачи считали, что Билл таким образом добивается инъекции наркотических средств, и для этих подозрений у них были некоторые основания, поскольку никакие диагностические тесты и анализы, которые они проводили, не могли объяснить тяжесть наблюдаемых симптомов.

Билл не раз бывал на приеме у гастроэнтерологов, его тщательно обследовали, но не находили причин, вызывающих столь тяжелые симптомы. Непрекращавшиеся боли и продолжающаяся рвота вынудили Билла бросить учебу в колледже и вернуться к родителям, напуганным состоянием его здоровья.

Его мать, разочарованная тем, что врачи не смогли точно диагностировать болезнь, начала искать ответы на мучившие ее вопросы в интернете. При первой же встрече она сказала мне: «Я думаю, у Билла синдром циклической рвоты».

Как лечащий ее сына врач я хотел убедиться в этом сам.

Как это часто бывает при расстройствах оси мозг – ЖКТ, пытаясь объяснить совокупность симптомов синдрома циклической рвоты, медики выдвинули целый ряд теорий. Однако, исходя из результатов исследований, десятилетиями проводившихся моей командой и другими исследовательскими группами Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, я был уверен, что наиболее вероятным объяснением в данном случае была гипертрофированная реакция ЖКТ, вызванная слишком сильным ответом мозга на стресс.

Как правило, приступы циклической рвоты провоцируются стрессовыми событиями в жизни пациентов. Серьезный дисбаланс в организме могут вызвать, казалось бы, очень далекие друг от друга факторы – физические нагрузки, менструации, пребывание на больших высотах или просто длительный психологический стресс. Восприняв угрозу, мозг (и не обязательно та его часть, которая отвечает за сознательные действия) направляет в гипоталамус, важную область, координирующую все наши жизненные функции, сигнал срочно высвободить вещество, запускающее стрессорную реакцию, – кортиколиберин (КРГ). Он в свою очередь отвечает за высвобождение другого вещества – кортикотропина – и действует как главный переключатель, который переводит мозг (и организм в целом) в состояние стрессорного ответа. Порой у пациентов с синдромом циклической рвоты по нескольку месяцев, а то и лет не наблюдается никаких симптомов болезни, хотя все это время их КРГ находится в активизированном состоянии. Но стоит им испытать дополнительный стресс – симптомы тревоги начинают многократно проявляться.