Микроорганизмы из кишечной флоры могут перемещаться в мозг, используя блуждающий нерв в роли своеобразного "тоннеля". Такое открытие сделала группа ученых, исследовавших взаимосвязь кишечной микробиоты и нервной системы на примере лабораторных мышей. Результаты работы были обнародованы 12 марта в научном издании PLOS Biology.
Работа сосредоточена на изучении оси "кишечник – мозг" — системы двусторонней коммуникации между пищеварительным трактом и ЦНС. Ранее сбои в кишечном микробиоме уже ассоциировали с различными неврологическими болезнями, однако сам механизм прямого воздействия бактерий на мозговые ткани оставался малоизученным.
В рамках опыта грызунов кормили атерогенным рационом с повышенным содержанием жиров, известным как диета Пайгена. Такое питание меняет состав микрофлоры кишечника и увеличивает проницаемость его защитного барьера. В этих условиях специалисты выявили незначительное число бактерий непосредственно в мозговой ткани подопытных животных.
При этом микробы не обнаруживались в крови или иных органах, что исключает их распространение через кровеносную систему. Вместо этого они были найдены в блуждающем нерве, связывающем кишечник с мозгом. Когда ученые хирургическим путем перерезали правую ветвь этого нерва, концентрация бактерий в мозге существенно сокращалась. Это говорит о потенциальной роли нервного пути в транспортировке микроорганизмов.
Дополнительные изыскания продемонстрировали, что коррекция состава микробиома при помощи антибиотиков также воздействует на то, какие именно бактерии способны достигнуть мозга. В одном из тестов мышам вводили бактерию Enterobacter cloacae: впоследствии ее удалось выявить как в кишечнике, так и в мозге грызунов, сидевших на высокожировой диете.
Исследователи также установили, что данный процесс может носить обратимый характер. Когда животных возвращали к стандартному рациону, бактерии постепенно пропадали из мозговой ткани. Это указывает на связь проникновения микробов с состоянием кишечного барьера и трансформациями в микробиоме.
Любопытно, что признаки присутствия бактерий были найдены и в мозге мышиных моделей отдельных неврологических расстройств — в частности, при моделировании болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона и расстройств аутистического спектра. Авторы акцентируют, что пока данные получены лишь на животных моделях, однако они намекают на потенциальную роль кишечных бактерий в формировании различных неврологических состояний.
Ученые отмечают, что количество найденных бактерий было чрезвычайно мало и не связано с инфекцией или воспалительным процессом, подобным менингиту. Тем не менее, сама возможность их миграции из кишечника в мозг задает новые векторы для изучения взаимодействия микробиома и нервной системы.
По мнению авторов исследования, последующие изыскания должны выяснить, происходит ли аналогичный процесс у человека и может ли он иметь значение в развитии нейродегенеративных и нейроразвитийных заболеваний.
Журнал PLoS Biology 13 января информировал о необычном поведении вирусов в процессе эксперимента на Международной космической станции (МКС). Специалисты в ходе опыта с кишечной палочкой и бактериофагом Т7 установили, что существование в космосе изменяет характер взаимодействия бактерий и вирусов друг с другом. Исследователи зафиксировали общее замедление инфекций и эволюцию в условиях невесомости обеих форм, которая заметно отличается от земных процессов.