Получены доказательства того, как кишечные бактерии могут влиять на социальное поведение

Впечатляющее новое исследование выявило связь между социальным поведением и кишечными микробами у мышей. Оно показывает, как недостаток определенных кишечных бактерий может повысить уровень гормона, который напрямую активирует часть мозга, которая способствует антиобщественной деятельности.

Возможно, одним из самых странных уголков в мире исследований микробиома является работа по изучению связи между кишечными бактериями и социальным поведением. Есть доказательства связи между микробным разнообразием кишечника и депрессией, шизофренией или даже аутизмом. Одно недавнее поразительное исследование Оксфордского университета обнаружило связь между микробиомом и личностными качествами.

Многие из этих недавних открытий микробиома возникли в результате исследований на животных. Эти доклинические исследования, конечно, не всегда переносят свои результаты на людей, но они предлагают убедительные подсказки, направляя исследователей в определенных направлениях.

Что касается изучения взаимосвязи между социальным поведением и микробиомом, ученые знают, что когда мышей разводят без каких-либо следов кишечных бактерий, они проявляют повышенное антисоциальное поведение. Эти так называемые «стерильные» мыши показывают высокий уровень гормона стресса, называемого кортикостероном. У людей мы знаем этот гормон как кортизол.

Итак, это новое исследование было направлено на раскрытие странной взаимосвязи между антиобщественным поведением, кортикостероном и кишечными бактериями. После первого подтверждения связи между повышенным уровнем кортикостерона и уменьшением разнообразия микробиома исследователи посмотрели, какие именно части мозга животных активируются гормоном стресса.

«В организме много нейронов, которые реагируют на кортикостерон — так называемые нейроны, положительные по глюкокортикоидным рецепторам, — и мы хотели знать, какие популяции клеток и области мозга затем были ответственны за измененное социальное поведение у здоровых мышей», — говорит Саркис Мазманян, один из исследователей, работающих над проектом.

Особенно выделяется одна конкретная подгруппа нейронов в паравентрикулярном ядре гипоталамуса. Исследователи заблокировали активацию кортикостероном этих специфических нейронов у мышей, свободных от микробов. Невероятно, но мыши быстро вернулись к нормальному социальному поведению, хотя у них не было кишечных бактерий и уровень кортикостерона оставался высоким.

Следующим шагом было исследование того, как недостаток кишечных бактерий увеличивает уровень кортикостерона. Исследователи кропотливо и систематически сосредоточились на одном конкретном виде бактерий, которые, по-видимому, напрямую влияют на уровень гормона стресса.

После введения стерильным мышам Enterococcus faecalis уровень кортикостерона снизился, а их социальное поведение улучшилось. Это подтвердило, что кишечные бактерии влияют на социальное поведение мышей.

«Основные нейронные цепи, которые опосредуют влияние микробиома на поведение, ранее не были обнаружены», — объясняет Саркис Мазманян. «Наша работа укрепляет растущее понимание глубоких эффектов связи кишечника и мозга».

До сих пор неясно, как именно эта бактерия напрямую снижает уровень кортикостерона. Ученые предполагают, что другие виды бактерий могут оказывать аналогичные эффекты, и дальнейшие исследования, безусловно, помогут понять действующий механизм. Но на данный момент это исследование предлагает убедительное понимание конкретного нейронального пути, который реагирует на сигналы от кишечных бактерий и влияет на последующее поведение.

Высказывая гипотезу, почему могли возникнуть такие симбиотические отношения, исследователи предполагают несколько возможных вариантов.

Одна из предлагаемых идей заключается в том, что определенные микроорганизмы эволюционировали, чтобы подтолкнуть своего хозяина к более активному социальному поведению, чтобы лучше распространяться среди данной популяции.

«Заманчиво предположить, что симбиотические бактерии развили свойства, которые способствуют социальному поведению среди животных, находящихся в состоянии стресса, для распространения микроорганизмов в популяции, создания социальных групп среди животных для сохранения микробных сообществ и / или влияния на спаривание животных для расширения симбиоза хозяина и микробиома между поколениями», — пишут ученые в своей статье.

Новое исследование было опубликовано в журнале Nature.