Ученые объяснили, как пробиотический йогурт может влиять на мозг

То, что люди едят каждый день, может влиять на мозг гораздо более незаметным образом, чем многие предполагают. Диета может формировать системы, связанные с памятью, стрессом и эмоциональным контролем, задолго до того, как произойдут изменения в настроении или поведении.

Ученые все чаще изучают вопрос о том, могут ли повседневные продукты питания оставлять измеримые следы в самом мозге. Новые исследования предполагают, что ферментированные продукты могут играть в этом определенную роль. Результаты исследования были опубликованы в журнале Gut.

В ходе тщательно контролируемого эксперимента было установлено, что регулярное употребление пробиотического йогурта связано с незначительными изменениями в химическом составе и связности головного мозга, а также со сдвигами в микробиоме кишечника.

Полученные результаты поднимают новые вопросы о взаимодействии диеты, кишечной микробиоты и функций мозга.

Работу возглавил Вольфганг Маркс из Университета Дикина. Команда использовала тройное слепое исследование, то есть участники, персонал и аналитики не знали, к какой группе они относятся.

В ходе восьминедельного контролируемого исследования, проведенного в Центре изучения питания и настроения, исследователи привлекли к участию 40 здоровых женщин в возрасте от 18 до 55 лет.

Каждый участник ежедневно употреблял 120 мл пробиотического йогурта или аналогичного неферментированного молочного продукта, в то время как ученые отслеживали изменения в активности мозга.

Команда провела сканирование мозга, собрала образцы крови и кала до и после эксперимента, хотя небольшой размер группы ограничил возможность обобщения результатов.

Визуализация головного мозга была сосредоточена на гиппокампе — глубокой области мозга, отвечающей за память и реакции на стресс.

В одном из методов сканирования использовалась магнитно-резонансная спектроскопия для измерения химических сигналов, или метаболитов, в живой ткани головного мозга.

Другие методы сканирования позволили составить карту структуры мозга и паттернов активности, что дало исследователям возможность сравнить, как взаимодействовали области мозга, связанные с памятью, до и после диеты.

Поскольку эти показатели изменяются медленно, полученные результаты отражают скорее биологические процессы, чем повседневные изменения настроения вне лабораторных условий.

Были выявлены более прочные связи между гиппокампом и лобной областью, которая помогает управлять вниманием и эмоциональным контролем.

Исследователи сообщили о более высокой функциональной связности — то есть о большей синхронизации паттернов активности — между левым гиппокампом и левым лобным полюсом.

«Это исследование предоставляет предварительные доказательства того, что ферментированные продукты могут влиять на мозг, а не только на кишечник», — сказал Маркс.

Эти межмозговые связи могут изменяться незаметно для человека, поэтому данное открытие нуждается в подтверждении в более масштабных и длительных исследованиях.

В ходе исследования с помощью химического сканирования отслеживалось содержание глутатиона — молекулы, которая помогает нейтрализовать реактивные химические вещества, — внутри гиппокампа.

В двух группах наблюдались различные изменения уровня глутатиона, однако этот результат ослабел после коррекции на множественные сравнения.

Показатели объема гиппокампа и прилежащего ядра также различались, что указывает на синхронное перемещение нескольких мозговых маркеров.

Поскольку статистические поправки позволяют исключить случайные результаты, химические и объемные сигналы следует рассматривать как предварительные, а не окончательные.

Анализ образцов кала позволил отследить состав кишечной микробиоты — сообщества микроорганизмов, обитающих в кишечнике, — в двух группах, придерживающихся разных диет.

Исследователи обнаружили значительные изменения в бета-разнообразии — показателе различий между двумя микробиомами — между группами.

Более раннее исследование, посвященное питанию, связало потребление ферментированных продуктов с более высоким разнообразием кишечной микрофлоры и более низким уровнем воспалительных белков у взрослых.

Тем не менее, эксперимент с йогуртом не позволил точно определить, какие именно микробы изменились, поэтому биологическая цепочка от кишечника до мозга остается невыясненной.

Биологи описывают ось «кишечник-мозг», сеть нервов и сигналов, связывающую кишечник и мозг, как двустороннюю систему.

Микробы могут влиять на гормоны и молекулы иммунной системы, а также передавать сигналы через блуждающий нерв, соединяющий кишечник и головной мозг.

Многие микроорганизмы вырабатывают короткоцепочечные жирные кислоты — небольшие молекулы, образующиеся при переваривании бактериями клетчатки, — которые могут влиять на воспаление и барьерную функцию.

Поскольку ферментированные продукты одновременно изменяют множество параметров, для установления связи между отдельным химическим процессом и конкретным результатом в работе мозга потребуются тщательные исследования.

Несмотря на наличие измеримых сигналов в головном мозге, исследование не выявило явных изменений настроения, показателей памяти или симптомов со стороны желудочно-кишечного тракта после ежедневного употребления йогурта.

Здоровые добровольцы часто начинают с показателей, близких к верхней границе нормы, поэтому результаты опросников и тестов могут оставаться неизменными в течение нескольких месяцев.

А метаанализ 2019 года показал, что диетические программы приводят к незначительному снижению симптомов депрессии, главным образом у людей, испытывающих дистресс.

Этот контраст позволяет предположить, что изменения в мозге могут представлять собой ранние биологические сигналы, а не немедленную пользу для психического здоровья всех людей.

Производители продуктов питания используют термин «пробиотик» — живые микробы, которые в достаточном количестве способствуют здоровью, — для обозначения некоторых ферментированных продуктов.

В ферментированном йогурте эти микробы могут проникать в кишечник и взаимодействовать с находящимися там бактериями и клетками иммунной системы.

Обработка, хранение в холодильнике и время на полке могут снизить количество живых микробов, поэтому два разных йогурта могут содержать совершенно разное количество микроорганизмов.

Без подробной информации о штаммах и проверки жизнеспособности покупатели не могут предполагать, что любая чашка кофе будет соответствовать продукту, использованному в испытании.

В будущих исследованиях необходимо будет привлекать гораздо более крупные и разнообразные группы участников, чтобы отделить реальные эффекты от случайных результатов.

Более крупные выборки также позволили бы исследователям отслеживать, совпадают ли изменения в мозге со сном, стрессом и ежедневными колебаниями настроения.

«Однако это было небольшое исследование на ранней стадии, поэтому для подтверждения этих результатов и понимания того, приведут ли они к улучшению настроения или психического здоровья, необходимы гораздо более масштабные исследования», — сказал Маркс.

Четко определенные целевые показатели и более длительные периоды наблюдения будут особенно важны для проверки того, может ли ежедневное употребление ферментированных продуктов поддерживать психическое здоровье в течение длительного времени.

В совокупности полученные результаты связывают простое изменение рациона питания с измеримыми изменениями в нейронных сетях головного мозга и кишечной экосистеме, а также подчеркивают необходимость осторожности.

Небольшая выборка и широкий спектр тестов оставляют открытыми ключевые вопросы, на которые могут ответить только более масштабные и целенаправленные исследования.

* Информация представлена исключительно в ознакомительных целях и не служит рекомендацией для лечения заболеваний