Исследование раскрывает детали биологических взаимодействий между мозгом и кишечником, которые могут когда-нибудь привести к пробиотическому лечению психических расстройств человека, таких как депрессия, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Molecular Psychiatry.
Ученые выяснили, что пересадка кишечных бактерий от животного, уязвимого к социальному стрессу, к животному без стресса, может вызвать повышено чувствительное поведение у реципиента.
«Мы обнаружили, что у крыс, которые демонстрируют депрессивное поведение в лабораторном тесте, стресс меняет микробиом кишечника - популяцию бактерий в кишечнике, - сказала руководитель исследования Сима Бхатнагар, доктор наук, невролог в отделении анестезиологии и реаниматологии детской больнице Филадельфии (Children's Hospital of Philadelphia (CHOP). - Более того, когда мы трансплантировали бактерии от этих подверженных стрессу животных крысам, у которых не было стресса, животные-реципиенты начали демонстрировать схожее поведение».
Бхатнагар добавил, что стресс также увеличивает воспаление в мозге уязвимых крыс и что это воспаление появилось у здоровых крыс после того, как они получили кишечные бактерии от уязвимых животных.
Бхатнагар руководит Программой нейробиологии стресса в CHOP, и многие из ее соавторов являются членами Программы микробиома PennCHOP - сотрудничества между исследователями из CHOP и Медицинской школы Перельмана в Университете Пенсильвании. Программа направлена на то, чтобы лучше понять сообщества микробов внутри нашего организма и изменить их свойства для улучшения здоровья людей. Доктор Чунью Чжао – также участник этой программы, выполнил анализ данных по микробиомам и является соавтором статьи.
Ученые уже знают, что мозг и кишечник влияют друг на друга. У пациентов с психическими расстройства популяции кишечных микробов отличаются от популяций здоровых людей, такие же результаты были получены в исследованиях на животных. В данной работе изучались механизмы, связанные с воспалением мозга, микробиомом и стрессом.
«Люди не одинаково реагируют на одни и те же стрессовые раздражители - некоторые более уязвимы к развитию психических расстройств, другие более устойчивы, - сказала Бхатнагар. - Нечто подобное происходит и у лабораторных животных».
У грызунов основными источниками стресса являются социальная иерархия и борьба за территорию. В лаборатории исследователи моделируют стрессогенные факторы с помощью проверенных поведенческих инструментов, таких как тест принудительного плавания или тест социального поражения, чтобы изучить, как животные используют стратегии преодоления стресса. Крысы, которые более пассивно справляются с ситуацией, более уязвимы к воздействию стресса, они также проявляют более тревожное и депрессивное поведение, в то время как крысы, которые более активно справляются с раздражителями, устойчивы к воздействию социального стресса. Основываясь на этих оценках, исследователи классифицировали животных как уязвимых или устойчивых.
Затем группа исследователей проанализировала фекальные микробиомы уязвимых, устойчивых крыс, контрольной группы без стресса. Они обнаружили, что уязвимые крысы имели более высокие пропорции определенных бактерий, таких как Clostridia, чем другие группы.
Затем они выполнили пересадку кала от трех донорских групп - уязвимых крыс, устойчивых крыс или контрольных крыс без стресса - крысам, которые не подвергались стрессу. Они обнаружили, что разные микробиомы изменяли депрессивное поведение. Крысы, получавшие трансплантаты от уязвимых крыс, с большей вероятностью развивали депрессивное поведение, тогда как крысы, получавшие трансплантаты от устойчивых животных или животных без стресса, не проявляли каких-либо изменений в поведении или в нервных показателях. Паттерны воспалительных процессов в головном мозге у реципиентов также напоминали паттерны, наблюдаемые в мозге уязвимых животных: видимо, иммуномодулирующие эффекты кишечных бактерий, таких как клостридий, могли способствовать этому воспалению. Однако трансплантация не приводила к тревожному типу поведения.
Обнаружение того, что трансплантация кишечных бактерий от уязвимых крыс усиливает депрессивное поведение, но не тревожное поведение у пациентов без стресса, может указывать на разные механизмы. Авторы говорят, что это различие говорит о том, что поведение депрессивного типа в большей степени регулируется кишечным микробиомом, тогда как поведение тревожного типа в основном зависит от изменений нервной активности, вызванных стрессовым опытом.
«Хотя предстоит еще много исследований, мы можем представить будущие приложения, в которых мы могли бы использовать знания о взаимодействии микробиома с мозгом для лечения психических расстройств человека, - сказал Бхатнагар. - Люди уже принимают безрецептурные пробиотики в качестве добавок. Если мы сможем в конечном итоге подтвердить положительные для поведения эффекты от конкретных бактерий, мы сможем подготовить почву для нового психиатрического лечения».
[Фото: illustrator: ru.123rf.com]
