Работа энтеральной нервной системы контролируется мозгом и центральной нервной системой. Центральная нервная система общается с кишечником при помощи симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы. Это ответвление нервной системы контролирует «непроизвольную» деятельность: сердцебиение, дыхание и пищеварение. Задача вегетативной нервной системы — регулировать скорость, с которой пища проходит по кишечнику, выработку кислоты в желудке и производство слизи на стенках кишечника. Еще один механизм, позволяющий мозгу взаимодействовать с кишечником, чтобы помогать контролировать пищеварение при помощи гормонов, — это гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая ось.
Система нейронов, гормонов и химических нейромедиаторов позволяет мозгу напрямую воздействовать на среду кишечника. Скорость продвижения еды и количество слизи на стенках (характеристики, которые может контролировать центральная нервная система) непосредственно влияют на условия, в которых существует микрофлора.
Как и в любой экосистеме, населенной конкурирующими видами, условия внутри кишечника определяют, какие обитатели будут процветать. Животные, приспособленные к влажности тропического леса, столкнутся с проблемами в пустыне. Точно так же микробы, выживающие за счет слизи, окажутся в трудном положении в кишечнике с тонким слоем защитного барьера. Добавьте слизи, и зависимые от нее микробы могут вернуться. Нервная система способна влиять на продолжительность кишечного транзита и выделение слизи, поэтому от нее зависит, какие микробы населят кишечник.
А что насчет другой стороны оси — микробов? Когда микрофлора приспосабливается к изменениям в рационе или к уменьшению продолжительности кишечного транзита, вызванного стрессом, узнает ли мозг о переменах? Исходит ли голос, требующий перекусить, от вашего разума или от ненасытной массы в кишечнике? Последние данные свидетельствуют о том, что влияние микрофлоры простирается далеко за пределы кишечника, затрагивая разум. Мало кто мог это предвидеть.
Например, кишечная микрофлора влияет на уровень в организме мощного нейромедиатора серотонина, который регулирует чувство счастья. Наиболее распространенные антидепрессанты эффективны именно благодаря тому, что повышают уровень серотонина. При этом серотонин, скорее всего, лишь один из большого числа биохимических посланников, управляющих нашим настроением и поведением и попадающих под воздействие микрофлоры.
МЫШИ БЕЗ МИКРОФЛОРЫ: ДЕРЗКИЕ И РАССЕЯННЫЕ
Идея о влиянии микробов на поведение не так уж нова. Многие патогены воздействуют на разум. Возбудитель сифилиса Treponema pallidum, очень подвижная бактерия в форме спирали, может проникать в спинной и головной мозг пораженного человека. Завладевая нервной системой, как зомби, Treponema pallidum способна вызвать у носителя депрессию, аффективные расстройства и даже психоз. Некоторые микробы воздействуют на мозг, чтобы как можно шире распространиться. Одноклеточные Toxoplasma gondii, инфицируя грызунов, проникают в их мозг и заставляют «забыть» естественную боязнь кошек. Ясно, что такие особи чаще становятся добычей. Съев зараженного грызуна, кошка помогает T. gondii завершить жизненный цикл, и одноклеточные распространяются через кошачьи фекалии. В данном случае «манипуляция сознанием» грызуна очень выгодна T. gondii. Известны многие примеры, когда «плохие» микробы манипулируют сознанием «жертвы» и получают преимущество. Гораздо меньше изучен вопрос, могут ли «хорошие» микробы проделывать подобные трюки.
Наблюдая за мышами без микрофлоры, живущими в стерильных пузырях, ученые выяснили, что кишечная микрофлора связана с работой мозга и поведением. Исследователи заметили, что стерильные мыши смелее и более склонны к исследованию пространства вокруг[77]
. В мышином эквиваленте экстремальных видов спорта эти грызуны пробегали бУченые обнаружили, что дерзкие мыши без микрофлоры после пересадки микробов становились более осторожными — как нормальные грызуны[78]
. Но микробы необходимо было пересадить прежде, чем особи достигали зрелости. Как только они взрослели, добавление микробов в кишечник уже не могло изменить излишнюю склонность к риску. Похоже, что роль кишечных микробов в настройке чувства самосохранения мышей ограничивается периодом детства. У человека детство — это время невероятно быстрого роста и развития мозга. Если микробы играют роль в развитии личности и поведения людей, логично, что сильнее всего их воздействие проявляется в детстве.