Исследование предполагает, что микробиом кишечника мог способствовать развитию большого мозга у людей

Новое исследование микробиома кишечника человека дало дополнительное понимание того, как он может влиять на эволюцию человеческого мозга.

Предыдущие исследования доказали, что микробиом кишечника влияет на здоровье и болезни человека. Например, было установлено, что микробы в кишечнике играют ключевую роль в переваривании пищи и высвобождении энергии из неё. Изменения в составе микробиома могут влиять на развитие ожирения и других заболеваний.

Экспериментальные наблюдения

В рамках нового исследования ученые проводили эксперименты, в которых заражали мышей микробами, взятыми из образцов кала различных приматов, включая людей и игрунок с более крупными мозгами, а также макак, у которых мозг меньше. Это позволило исследователям наблюдать, как со временем менялся микробиом мышей и как это влияло на их поведение и когнитивные функции. По словам одного из авторов исследования - доцента кафедры биологической антропологии Северо-Западного университета в Чикаго Кэтрин Амато, результаты показали, что микробы, полученные от приматов с более крупными мозгами, способствовали улучшению когнитивных функций у мышей за счет получения большего количества глюкозы из пищи – сахара, который является главным источником энергии для мозга.

Энергия для большого мозга

Так как большой мозг нуждается в большом количестве глюкозы, это открытие дает основание предполагать, что кишечные микроорганизмы могут стимулировать своих хозяев потреблять больше пищи, а затем перенаправлять избыток энергии в мозг. Подробности открытия изложены в статье, вышедшей 2 декабря в журнале Microbial Genomics.

Однако, по словам Амато, необходимы дополнительные данные, чтобы понять, как именно микробы в кишечнике могут влиять на размер мозга.

Например, в рамках того же исследования был проведен эксперимент, включающий анализ образцов кала мышей, который выявил интересные факты: у приматов с крупным мозгом кишечные бактерии производят большее количество определенных молекул, таких как короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA), по сравнению с макаками. Эти SCFA уже известны своим влиянием на работу мозга, что предполагает возможное участие этих молекул в сложной системе взаимодействия между кишечником и мозгом.

Однако, как отмечают сами исследователи, новые открытия представляют собой лишь часть общей картины. На самом деле, влияние микробиома на организм хозяина — это лишь одно звено в цепи сложных взаимодействий.

Эволюционный контекст

Другим важным аспектом является эволюция. Наши предки жили в совершенно иных условиях, нежели современные люди и приматы, участвующие в исследованиях. Изменения в образе жизни и питании человека, произошедшие за тысячи лет, наверняка сопровождались соответствующими изменениями в составе микробиома. Амато предполагает, что нынешние связи между микробиомом и размером мозга являются результатом длительного процесса эволюции.

Подробности исследования изложены в статье для журнала Microbial Genomics.