Стресс в утробе матери
Давно известно, что высокий уровень стресса в период вынашивания плода может поставить под угрозу будущее здоровье ребенка. Дети, рожденные от матерей, которые испытывали высокий уровень стресса, развиваются медленнее, меньше весят при рождении и более восприимчивы к инфекциям. Однако до недавнего времени мы мало что знали о потенциально пагубных последствиях материнского стресса для развития головного мозга и формирования моделей поведения потомства.
Отдельные экспериментальные данные возлагают вину за эти эффекты стрессорного воздействия на микроорганизмы. Во-первых, эксперименты на обезьянах показали, что стресс, испытываемый матерью, изменяет микробиоту кишечника потомства. Нейробиолог Крис Коу из Университета Висконсин в Мэдисоне подвергал беременных самок макак-резусов воздействию беспокоивших шумов, включая и выключая их каждые десять минут на протяжении шести дней. Это вызывало у обезьян примерно такой же стресс, который испытывает из-за городского шума беременная женщина за несколько дней до родов. Удивительно, но в микробиоте новорожденных обезьян, чьи матери подвергались стрессу, было гораздо меньше «хороших» кишечных бактерий (лактобацилл и бифидобактерий), чем у обезьян, чьи матери до родов жили в спокойной обстановке.
Но как материнский стресс может изменить микробиоту новорожденного, в пищеварительном тракте которого в начале жизни практически нет микроорганизмов? Теперь мы знаем, что стресс может изменить микробиоту влагалища матери, что, в свою очередь, серьезно влияет на микробиоту пищеварительного тракта новорожденного. Невролог Трейси Бейл из Университета Пенсильвании и участники ее группы создавали стрессовые условия для беременных мышей, помещая их в различные некомфортные условия, в том числе подвергая длительному воздействию запаха лисы. Бейл и ее коллеги показали, что такое воздействие на матерей привело к серьезным последствиям для детенышей мужского пола: у них изменились цепи головного мозга, отвечающие за эмоции и стрессорный ответ.
Но исследователи из Университета Пенсильвании не только доказали факт опосредованного влияния стресса на микробиоту животных, они также обнаружили значительные изменения микробиомаих матерей, в частности снижение количества лактобактерий. Давно известно, что сокращение массы вагинальных лактобацилл под влиянием стресса может изменить кислотность среды влагалища и предрасположить женщин к вагинальным инфекциям. Но почему стрессорные воздействия на вагинальный микробиом матери оказались столь важными для развития головного мозга детеныша и его поведения?
Вагинальная микробиота матери сначала заселяет микробиоту кишечника детеныша, и эти мыши родили потомство с меньшим количеством лактобацилл в пищеварительном тракте, так же как и пережившие стрессорное воздействие самки обезьян рожают детей с пониженным количеством лактобактерий в ЖКТ. Такое влияние стресса особенно заметно проявляется в критический момент, когда сложные структуры кишечной микробиоты младенца и нервных цепей его головного мозга программируются на всю последующую жизнь.
К тому же стресс мыши-матери не только влияет на кишечную микробиоту ее потомства, но также сказывается и на его головном мозге! Проанализировав смесь молекул, производимых микробиотой мышей-младенцев, члены команды Трэйси Бейл обнаружили изменения в молекулах, снабжающих животных энергией, которую с жадностью потребляет головной мозг детеныша. Также исследователи зафиксировали поступление в организм детеныша аминокислот, помогающих мозгу быстро развиваться и устанавливать новые связи между некоторыми его областями.
Какие выводы из результатов этих лабораторных исследований имеют отношение к здоровью беременных женщин и матерей? Многие невротические расстройства головного мозга взрослого человека, в том числе тревога, депрессия, шизофрения, аутизм, а также, вероятно, СРК, сейчас считаются следствием нарушений развития нервной системы. Это означает, что основные изменения в головном мозге начинаются в очень раннем периоде жизни, многие из них происходят уже в утробе матери. Мы узнали, что стресс является основным фактором, влияющим на изменения нервной системы и психических функций при их формировании. Есть по крайней мере два объяснения того, как невзгоды раннего этапа жизни могут повлиять на взаимодействие головного мозга и пищеварительного тракта. Первое — эпигенетическая модификация системы реагирования на стресс и оси головной мозг — ЖКТ. Второе — вызванные стрессом изменения кишечной микробиоты и ее продуктов, которые могут дополнительно повлиять на развитие головного мозга. Значит, если мы действительно хотим всерьез и надолго влиять на развитие и динамику названных выше разрушительных болезней, вмешиваться в них придется очень рано в процессе жизни. Если взрослый пациент приходит в клинику с полномасштабно выраженным синдромом, большинство назначенных ему методов лечения будут в основном симптоматическими, а оказываемый ими эффект — временным и неустойчивым. Добиться долговременного успеха будет очень сложно. Но, как мы увидим, в случае с Дженнифер новое понимание ее проблем, подсказанное результатами современных научных открытий, дало более эффективные варианты лечения, в том числе взрослых пациентов.
Микроорганизмы, необходимые для здорового начала жизни
Много лет назад, только еще начиная свою исследовательскую карьеру, я стал свидетелем поразительного события, которое и сегодня заставляет меня задумываться о микроорганизмах — попутчиках нашей жизни. Однажды во время зимних каникул в университете мне посчастливилось присоединиться к экспедиции кинодокументалистов, которые снимали фильм об индейцах яномамо. Яномамо живут в верхнем течении реки Ориноко, в тропических лесах Бразилии и Венесуэлы. Как-то лунной ночью я не мог заснуть и долго лежал в гамаке возле жилища яномамо, слушая звуки джунглей. Услышав поблизости какой-то шум, я встал из гамака, сделал несколько шагов в сторону окружающего поселок леса и увидал пятнадцатилетнюю местную женщину, которая, сидя на корточках над положенным на землю большим листом банана, почти в полной тишине рожала ребенка. Ребенок появился, и она перерезала пуповину каким-то острым предметом.
Этот младенец появился на свет самым естественным образом, без помощи или вмешательства медиков, и все произошло так тихо, что, казалось, никто во всей деревне этих родов даже не заметил. Условия были далеки от тех, какие создают в современных родильных домах, которые я видел во время медицинской практики: никакой стерильной среды, никаких акушерок и гинекологов, которые первым делом обработали бы влагалище матери антисептическими средствами, очистив его от микроорганизмов. Новый индеец племени яномамо, появляясь на свет, не
