Церебрально-кишечная ось играет особую роль в теле человека. Вы когда-нибудь задумывались, откуда взялось «чувство»? Получается, что наша голова не полностью за них отвечает. Благополучие рождается где-то благодаря передаче сигналов между мозгом и кишечником (ось кишечник-мозг). Сложный обмен информацией происходит на 90% в сторону мозга и только 10% приходится на обратную связь. Кишечник и населяющие его организмы посылают сигналы – в основном через блуждающий нерв – о том, как мы себя чувствуем. Это объясняет, почему при стрессе мы чувствуем напряжение в животе, а во время любовных подъемов чувствуются «бабочки в животе». Многие болезни, такие как депрессия, также происходят из кишечника.
Церебрально-кишечная ось – это сигнальный путь между желудочно-кишечным трактом и центральной нервной системой. За это отвечает блуждающий нерв. Пищеварительный тракт состоит из пищевода, желудка, тонкого и толстого кишечника и других органов, таких как поджелудочная железа и печень. Вместе с центральной нервной системой они образуют сеть, называемую осью кишечник-мозг (Gut-Brain Axis, GBA).
Церебрально-кишечная ось — почему кишечник является «вторым мозгом»?
Каковы реакции между мозгом и кишечником? Структура кишечно-мозговой оси очень активна. Коммуникация на уровне мозга и кишечника происходит постоянно на различных уровнях круглосуточно. Коммуникационный маршрут – это сильно иннервируемая сеть, которую создает:
- блуждающий нерв, единственный выходящий из области головы и шеи — «блуждает», отсюда и его название. Относится к вегетативной нервной системе парасимпатической природы (отвечает за отдых, улучшение пищеварения);
- ганглии задних корешков, задний корешок нервной системы, с одной стороны соединяются с периферическими рецепторами, а с другой — со спинным мозгом;
- вегетативная нервная система, работающая «автоматически» — разделенная на симпатическую и парасимпатическую части, обе антагонистические друг другу.
Кроме того, связь также осуществляется в плоскости мозг-кровь-кишечник через клетки иммунной и кроветворной систем (включая костный мозг), которые реагируют на следующие сигналы клеточного и бактериального происхождения:
- аутокринный (независимый – клетка сама вырабатывает гормон, и сама на него реагирует, так называемая положительная обратная связь);
- паракринный (местный — клетка стимулирует соседние клетки вырабатывать гормоны без участия кровеносной системы)
- эндокринный (дальний — стимулирует выработку гормонов даже в отдаленных органах, используя систему кровообращения).
Сюда включены такие соединения, как, например, гормоны, цитокины, хемокины и продукты бактериального метаболизма.
Материал по теме: Вредная еда для мозга: топ 5 диетических угроз
Неотъемлемым составляющим элементом является кишечный барьер, в состав которого включаются:
- кишечная микробиота;
- кишечные эпителиальные клетки и энтероциты;
- эндотелиальные клетки;
- сосуды лимфатической системы;
- плотные трансмембранные переходы.
Кишечный барьер во многом напоминает гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), в состав которого включаются:
- эндотелиальные клетки, астроциты;
- клетки микроглии и сосуды лимфатической системы;
- плотные трансмембранные переходы.
Материал по теме: Нежирная диета при воспалительных заболеваниях кишечника. Что такое диета с низким содержанием клетчатки?
Следующее элементы также играют важную роль в функционировании церебрально-кишечной оси:
- система гипоталамус – гипофиз – надпочечники (англ. гипоталамус – гипофиз – надпочечник HPA)
- гормон стресса – кортизол;
- короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA);
- энтеральная нервная система (ENS).
Эффекты взаимодействия включают влияние микрофлоры кишечника, которая участвует в регуляции тревоги, боли, когнитивной дисфункции и настроения путем стимуляции определенных областей нервной системы.
Что влияет на церебрально-кишечную ось?
- Дисбактериоз
это нарушение функции кишечной микрофлоры (обычно используемый термин кишечная микрофлора неверен, потому что флора относится к миру растений, а кишечник населен в основном бактериями). Может привести к нарушению кишечного барьера, из-за чего церебрально-кишечная ось расстраивается, ее функция нарушается.
- Инфекции
метаболические нарушения или генетическая предрасположенность (например, мутация C1orf106 у пациентов с воспалительными заболеваниями кишечника) могут существенно повлиять на передачу информации между желудочно-кишечным трактом и мозгом.
Материал по теме: Влияние диеты на гены, или почему вы то, что вы едите
Эти нарушения проявляются в виде различных заболеваний. Наиболее часто наблюдаемыми расстройствами являются диспепсия, синдром раздраженного кишечника, который в соответствии с новым определением называется расстройством взаимодействия кишечника и мозга.
Заболевания оси кровь-мозг-кишечник относятся к пациентам с аутоиммунным заболеванием печени, стеатогепатитом и циррозом, метаболическими нарушениями и ожирением, а также глютеновой болезнью.
Материал по теме: Ожирение и гены, которые стимулируют лишний вес
Интересно, что частым следствием этих расстройств является депрессия, сопровождающая заболевания желудочно-кишечного тракта. Модуляция церебральной и кишечной оси в настоящее время является важным элементом профилактики и лечения болезней цивилизации.
- Изменяемые факторы
Модификация образа жизни, соответствующая диета, различные типы поведенческих методов, изменение микробиоты кишечника и фармакотерапия могут иметь влияние.
- Микробиота — антибактериальная терапия
Даже дистанционная антибактериальная терапия может привести к нарушению некоторых функций по линии мозг-кишечник. Особенно опасна длительная или повторная терапия.Расстройства, связанные с приемом антибиотиков, приводят к повышенному риску рака или нейродегенеративных заболеваний даже через несколько лет после лечения антибиотиками.
В зависимости от состава микрофлоры кишечника организм может по-разному использовать одно и то же вещество, метаболиты которого имеют разное действие. Пример — триптофан. Незаменимая экзогенная аминокислота, которую организм не может производить самостоятельно, поэтому она должна поступать с пищей.
Только некоторые бактерии, обитающие в кишечнике, способны синтезировать этот компонент. Триптофан участвует в ряде реакций организма, и его роль тесно связана с психическим здоровьем и благополучием. Превращение триптофана является источником важных соединений: триптамина, серотонина, мелатонина, ниацина.
- Биосинтез активных ингредиентов триптофана
Кишечные бактерии влияют на синтез. Биосинтез активных ингредиентов из триптофана дает биологически активные вещества, такие как индолы и другие соединения:
- Индолы — производятся из триптофана бактериальной триптофаназой, которая представляет собой группу ферментов внутри клеток. Эти ферменты продуцируют Clostridium sporogenes (тип грамположительных бактерий), которые превращают триптофан в индол, а затем в 3-индолпропионовую кислоту (IPA), очень мощный нейрозащитный антиоксидант, улавливающий гидроксильные радикалы.
IPA связывается с рецептором прегнана X (PXR) в клетках кишечника, тем самым облегчая гомеостаз слизистой оболочки и барьерную функцию кишечника. После всасывания из кишечника и транспортировки в мозг IPA оказывает нейропротекторное действие, предотвращая церебральную ишемию и уменьшая развитие болезни Альцгеймера.
- Виды Lactobacillus — метаболизируют триптофан в индол-3-альдегид (I3A), который действует на рецептор арилароматических углеводородов (AhR) в иммунных клетках кишечника, увеличивая выработку интерлейкина 22 (IL-22).
- В настоящее время исследуется терапевтическое использование IL-22 для лечения таких заболеваний, как псориаз, язвенный колит, а также заболевания печени и поджелудочной железы.
- Индол сам по себе запускает секрецию глюкагоноподобного пептида-1 (GLP-1) в L-клетках кишечника и действует как лиганд (т.е. рецептор-связывающая молекула) для рецепторов ароматических углеводородов AhR.
Индол также может метаболизироваться в печени до индоксилсульфата, токсичного соединения в высоких концентрациях, связанного с сосудистыми заболеваниями и дисфункцией почек. AST-120 (активированный уголь), кишечный сорбент, принимаемый перорально, адсорбирует индол, что, в свою очередь, снижает концентрацию индоксилсульфата в плазме крови.
