На протяжении двух месяцев жизни среди индейцев яномамо я видел матерей, которые кормили грудью не только младенцев, но и детей ясельного (в нашем понимании) возраста. Более того, они кормят детей грудью в течение трех полных лет, после первого года добавляя к диете платано, как и во многих других традиционных сообществах охотников и собирателей. В этот период у ребенка формируется не только кишечный микробиом, но и головной мозг. Развитие мозга продолжается и в подростковом возрасте, но особенно важны первые несколько лет жизни. Может ли грудное вскармливание изменить общение между головным мозгом, ЖКТ и микробиотой так, чтобы это пошло на пользу здоровому развитию важнейших цепей и систем головного мозга?
Результаты долговременных исследований грудного вскармливания позволяют ответить на этот вопрос утвердительно. В ходе нескольких таких исследований детей не только наблюдали на протяжении всего периода взросления, но и измеряли их познавательные и интеллектуальные способности. Такие исследования, в ходе которых ученые на протяжении многих лет периодически получали от испытуемых интересующие их показатели, можно считать своего рода кинофильмом, демонстрирующим развитие определенного процесса. И главное состоит здесь в том, что ученые при таком подходе могут выявить причинно-следственные зависимости. Долговременные исследования показали, что чем дольше ребенок находится на грудном вскармливании, тем больше его головной мозг, что, как считают, свидетельствует о лучшем умственном развитии.
Кормление грудью может улучшить эмоциональное и социальное развитие ребенка. Ученые из ИнститутМакса Планка впциге исследовали способность восьмимесячных младенцев, находившихся на грудном вскармливании, распознавать эмоции, выражаемые языком тела. Для этого им показывали изображения людей, испытывавших состояние счастья или страха. Результаты оказались впечатляющими: младенцы, которых вскармливали грудью в течение более длительного времени, чаще реагировали на телесные проявления счастья, чем младенцы, которых меньше кормили грудью. Умение узнавать такие важные эмоции, как счастье или гнев, по выражению лица и позе предоставляет младенцам очень важный инструмент, имеющий решающее значение для их эмоционального и социального развития.
Как именно грудное вскармливание изменяет участки головного мозга, отвечающие за усвоение указанных навыков? Результаты лейпцигского исследования позволяют предположить, что это происходит отчасти благодаря действию окситоцина. Разнообразие сенсорных стимулов, в том числе нежные прикосновения, укачивание ребенка или вызванные питательными веществами ощущения в пищеварительном тракте, высвобождают в головном мозге окситоцин. Этот гормон выделяется и в мозге кормящей матери (где он стимулирует отделение молока), и в мозге ее ребенка. Окситоцин усиливает аффилирование — потребность в симпатии и привязанности окружающих, а это наводит на мысль о том, что его высвобождение во время кормления способствует большему сближению матери и ребенка. Последующие исследования дали основания предположить, что положительный эффект продолжительного грудного вскармливания зависит от состава генов младенцев, так как благоприятное воздействие наблюдалось только у младенцев, которые имели определенную генетическую вариативность в сигнальной системе окситоцина.
Хотя исследования взаимосвязи между грудным вскармливанием и эмоциональной реактивностью сами по себе представляют большой интерес, в них не ставился вопрос о том, какой именно аспект грудного вскармливания отвечает за выброс окситоцина в головном мозге. «Грудное вскармливание — нечто гораздо большее, чем просто питание», — писал руководитель этих исследований Тобиас Гроссманн. Что является причиной — положительный опыт, получаемый младенцем при более продолжительном контакте с матерью, оральная стимуляция (способствующая высвобождению окситоцина у матери) или потребление молочного сахара (что может стимулировать высвобождение опиоидоподобных молекул в мозге младенца)? Или все дело в том, что схожий с валиумом метаболит воздействует на аминокислоту ГАМК, которую кишечная микробиота младенца производит в ответ на регулярное поступление олигосахаридов грудного молока?
В ходе нашего эксперимента в Калифорнийском университете в Лос-Анджелесе проводилась томография головного мозга взрослых женщин-добровольцев, которым на регулярной основе давали обогащенные пробиотиками йогурты. Было установлено, что пробиотики влияют на активность некоторых эмоциональных областей головного мозга. Интересно, что частично эти области совпадают с областями, которые активизировались при грудном вскармливании младенцев, как это было установлено в исследованиях группы Тобиаса Гроссманна. Нам удалось обнаружить, что между объемом определенных областей головного мозга и общим составом кишечной микробиоты существует корреляция. Быть может, эта взаимосвязь между головным мозгом и кишечными микроорганизмами развивается в раннем возрасте, когда формируются и архитектура головного мозга, и состав кишечной микробиоты? Судя по тому, что мы знаем обо всем этом сегодня, решающую роль здесь может играть количество и продолжительность поступления олигосахаридов грудного молока в механизм производства метаболитов в пищеварительном тракте младенца.
Может ли смена диеты нарушить микробиоту ЖКТ?
Изменение диеты может коренным образом поменять условия жизни кишечных микроорганизмов. В пищеварительном тракте их триллионы, и многие могут быстро размножаться. Это означает, по крайней мере в теории, что естественный отбор также может действовать быстро, давая возможность размножиться более приспособленным микроорганизмам, а менее пригодным — затаиться или вообще исчезнуть.
Но это не единственно возможный сценарий. Живущие в пищеварительной системе микроорганизмы тоже могут адаптироваться к новым условиям, меняя экспрессию генов, чтобы активизировать новые базовые функции и отключить те, которые больше не нужны. Чтобы выяснить, по какому сценарию будут развиваться события и как серьезное изменение диеты влияет на состав кишечных микроорганизмов, несколько групп ученых провели исследования того, насколько различия в пищевых привычках людей, живущих в промышленно развитых странах, находят отражение в изменениях их микробиоты и производимых ею метаболитов. Группа Питера Тернбо из Гарвардского университета изучала срочный эффект переключения здоровых людей с привычной для них диеты на диету на растительной основе (богатую зерновыми, бобовыми, фруктами и овощами) или, наоборот, на диету с обилием продуктов животного происхождения и высоким содержанием жиров (мясо, яйца, сыры).
Кратковременный переход отдельных людей с привычной диеты на растительную или животную приводил к изменению состава их кишечной микробиоты. Эти изменения были схожи с теми, о которых мы говорили, анализируя различия микробиомов травоядных и плотоядных животных и различия микробиомов жителей США и представителей племен с доисторической диетой. Интересно, что по сравнению с диетой на растительной основе животная диета с высоким содержанием жиров сильнее влияет на базовый состав микробиоты и приводит к преобладанию определенных видов микроорганизмов. Можно предположить, что такая диета представляет собой более серьезное отклонение от прежней диеты испытуемых, чем растительные диеты. У испытуемых, которые придерживались диет на животной основе, также наблюдалось увеличение численности микроорганизмов, устойчивых к желчным кислотам (необходимых для всасывания жира в тонкой кишке) и сниженным уровням бактерий, которые усваивают сложные молекулы сахара, содержащиеся
