Кишечные бактерии могут напрямую влиять на развитие и функционирование мозга
Исследователи из Северо-Западного университета (США) впервые представили убедительные экспериментальные данные, показывающие, что микробиом кишечника способен влиять на различия в работе мозга у различных видов приматов. Новые выводы подтверждают более ранние результаты лаборатории: оказалось, что кишечные бактерии приматов с относительно крупным мозгом при пересадке мышам производят больше метаболической энергии. Поскольку мозг нуждается в большом количестве ресурсов для роста и нормального функционирования, эта дополнительная энергия может играть важную роль.
В нынешней работе ученые шагнули дальше и сосредоточились непосредственно на мозге. Их интересовало, могут ли микробы приматов с разным относительным размером мозга действительно менять работу мозга у мышей-хозяев. Чтобы проверить гипотезу, команда провела тщательно контролируемый эксперимент: мышам без собственной микрофлоры пересадили кишечные бактерии двух приматов с крупным мозгом (человека и беличьей обезьяны) и одного вида с меньшим мозгом (макаки).
Через восемь недель обнаружились заметные различия в мозговой активности. У мышей, получивших микробы от приматов с небольшим мозгом, активность мозга отличалась от той, что наблюдалась у животных, получивших микробы от видов с крупным мозгом. У мышей с микробиотой от приматов с большим мозгом фиксировалась повышенная активность генов, связанных с выработкой энергии и синаптической пластичностью – механизмом, который позволяет мозгу обучаться и изменяться. Эти процессы были значительно менее выражены у животных, получивших микробы от приматов с меньшим мозгом.
Кроме того, ученые выявили неожиданный эффект: у мышей с микробами от приматов с маленьким мозгом обнаружились генетические паттерны, ассоциированные с СДВГ, шизофренией, биполярным расстройством и аутизмом. Ранее уже находили связь между особенностями микробиоты кишечника и такими состояниями, как аутизм, однако прямых доказательств того, что именно кишечные микробы вызывают развитие подобных расстройств, пока недостаточно.
