Что, если вы сможете добиться большего за время тренировок, всего лишь позаимствовав кишечные микробы спортсмена? Этим вопросом задались ученые из Гарвардского университета. В течение двух недель они ежедневно собирали образцы кала 15 бегунов, принимавших участие в Бостонском марафоне 2015 года, – начали за неделю до забега и закончили неделю спустя – и сравнивали их с фекальными образцами, собранными также за две недели у десяти человек из контрольной группы, не занимающихся бегом. Исследователи обнаружили, что через несколько дней после марафона в анализах, взятых у бегунов, содержалось значительно больше бактерий Veillonella atypica, чем в анализах участников контрольной группы.
«Это открытие многое объяснило, поскольку вейлонелла обладает уникальным метаболизмом: любимый источник энергии для нее – лактат, соль молочной кислоты, – рассказывает Александар Костич из Джослиновского центра изучения диабета и Гарвардской медицинской школы. – И мы подумали: может, вейлонелла разлагает вырабатываемый мышцами лактат в организме спортсмена?». И, если это действительно так, нельзя ли, вводя ее штаммы людям, далеким от профессионального спорта, повышать их выносливость?
Затем ученые занялись лабораторными мышами: вейлонелл, выделенных из кала одного из бегунов, ввели 16 мышам с нормальным микробиомом, проверенным на наличие патогенов. После этого подопытных поместили на беговую дорожку и заставили бегать до изнеможения. То же самое сделали с 16 контрольными мышками; только им вводили бактерии, не потребляющие лактат. Как оказалось, мыши, «зараженные» вейлонеллами, бегали заметно дольше, чем контрольные зверьки, а значит, считают исследователи, микробиом может играть важнейшую роль в поддержании работоспособности.
По словам Костича, этот эксперимент – «замечательный пример того, что дает нам симбиоз». Вейлонелла процветает, когда человек, ее носитель, в результате физической нагрузки вырабатывает лактат, которым та питается, и, в свою очередь, приносит пользу человеку, превращая лактат в пропионат, влияющий на работоспособность «хозяина», поскольку, в числе прочего, повышает частоту сокращений сердца и улучшает кислородный обмен, и, возможно, препятствует развитию воспалений в мышцах.
«Такого рода отношения, как мне представляется, лежат в основе большинства взаимодействий между человеком и микробиомом, – поясняет Костич. – В конечном счете, отношения между ними носят такой вот взаимовыгодный характер».
Микробиом, возможно, несет ответственность и за менее приятные особенности человеческой натуры, в том числе за такие психические состояния, как тревожность и депрессия. В 2016 году ученые из Ирландского национального университета в Корке опубликовали результаты изучения влияния микробиома на развитие депрессии. Исследователи разделили 28 лабораторных крыс на две группы. Экспериментальной группе пересадили трансплантаты кишечной микрофлоры от трех мужчин, страдающих тяжелой депрессией, а контрольной группе – от трех здоровых мужчин.
Оказалось, что кишечный микробиом людей, страдающих депрессией, повергал в депрессию и крыс. По сравнению с контрольными животными у них наблюдалась потеря интереса к деятельности, приносящей удовольствие (у крыс это определяют по тому, насколько часто они хотят пить сладкую воду), и повышенная тревожность, выражающаяся у них в стремлении избегать открытых или незнакомых участков лабораторного лабиринта.
Учитывая большую разницу между крысами и людьми, ученые отмечают, что их исследование – новое свидетельство того, что микробиом кишечника способен играть определенную роль в развитии депрессии. Рано или поздно, заявляют они, может настать день, когда с депрессией и другими подобными расстройствами будут бороться, в том числе, и прицельно уничтожая те или иные бактерии в организме человека.