Аутизм — митохондриальное расстройство
Если бы развитие аутизма было связано исключительно с такими факторами, как избыток бактерий клостридий и пропионовой кислоты, то лечение этого расстройства не представляло бы сложностей. Однако, как известно, аутизм — чрезвычайно сложное комплексное заболевание, а его изучение все еще находится на начальном этапе. Я уверен, что будут определены новые возбудители, вызывающие развитие этого расстройства. Вероятно, клостридии — не единственный род бактерий, способных к чрезмерному росту и перепроизводству молекул, токсичных для мозга при попадании в ток крови, стимулирующих ответ иммунной системы и раздражающих нервную систему. Могу предположить, что в ходе дальнейших исследований будут обнаружены другие бактерии, не менее опасные для функций мозга, чем клостридии, способные провоцировать развитие неврологических расстройств, таких как аутизм. Интересно, что случаи аутизма довольно редки в развивающихся странах, например в Камбодже, где уровень общей гигиены гораздо ниже, чем на Западе. У представителей западной цивилизации разнообразие и количество бактерий в микрофлоре организма гораздо меньше, что обусловлено благоприятными санитарными условиями жизни и привычками питания.
Авторы популяционных исследований фактически придумали термин «теория истощения биома» для описания нехватки бактерий и даже паразитов в урбанистических, постиндустриальных обществах, где отмечается относительно высокий уровень заболеваемости аутизмом. Недостаток этих микроорганизмов в западных культурах означает, что иммунной системе представителей западной цивилизации не приходится взаимодействовать с этими микроорганизмами. Следовательно, иммунная система не становится сильнее и устойчивее, чтобы держать под контролем патогенные бактерии, например клостридии. Это может быть причиной, по которой иммунная система детей из западных стран отличается чрезмерной реакцией, вызывающей воспалительный ответ, который у ослабленных людей проявляется в виде симптомов расстройства аутического спектра.
В связи с этим позвольте мне кратко остановиться на еще одной серии исследований, подтверждающих взаимосвязь между микробиотой кишечника и аутизмом. В 2012 году микробиолог из Калифорнийского технологического института Элейн Хсиао вошла в состав команды ученых, которые провели интересный эксперимент{220}. Он опирался на уже имевшиеся доказательства, что у женщин, которые во время беременности болели гриппом, был в два раза выше риск рождения ребенка с аутизмом. Для проведения эксперимента беременным грызунам ввели фиктивный вирус для получения потомства с симптомами, напоминающими симптомы при аутизме. Фиктивный вирус сработал, и у мышей родилось потомство с классическими признаками аутизма (у мышей), такими как навязчивая идея вылизывать себя, закапывать камешки в клетке и отказ социализироваться с другими особями. Кроме того, у этих грызунов наблюдался синдром повышенной проницаемости кишечника. Что и требовалось доказать! (Небольшое уточнение: вирус не обязательно должен был оказать сильное влияние на мышь-«мать», он вызывал в ее организме ответ иммунной системы на инфекцию, что сказалось на развивающемся плоде.)
Элейн Хсиао стремилась выяснить, как микрофлора кишечника этих подопытных грызунов влияла на их поведение. Она проанализировала образцы их крови и обнаружила, что у мышей-«аутистов» был в 46 раз превышен показатель таких молекул, как, например, пропионовая кислота, которая производится кишечными бактериями и, как доказано, вызывает симптомы аутизма при попадании из кишечника в ток крови.
После этого Элейн Хсиао добавила в пищу грызунов бактерии B. fragilis — пробиотик, который, как было доказано, лечит проблемы с пищеварительным трактом у мышей. Результат превзошел все ожидания. Пять недель спустя от синдрома повышенной проницаемости кишечника у мышей с «аутизмом» не осталось и следа, уровень патогенных молекул в крови резко снизился. Кроме того, у грызунов изменились поведенческие реакции, симптомы аутизма почти исчезли. Они стали менее тревожными и более социальными, прекратились повторяющиеся поведенческие акты.
К разочарованию Элейн, однако, подопытные грызуны держались в стороне от новой особи, которую поместили в клетку. Это еще раз подтверждает, что аутизм — сложная, комплексная проблема. Суть этого расстройства составляют трудности в социальном взаимодействии, возникающие у многих детей, страдающих аутизмом. Очевидно, что B. fragilis или любые другие отдельные пробиотики не могут гарантировать результат. Но я нисколько не сомневаюсь, что в будущем специалисты, занимающиеся лечением расстройства аутического спектра, будут включать в терапию пробиотики, которые в случае с некоторыми пациентами могут творить настоящие чудеса в том, что касается некоторых симптомов этого заболевания. Кроме того, я могу прогнозировать, что в будущем болезни головного мозга, такие как аутизм, будут считаться митохондриальными заболеваниями, тесным образом связанными с состоянием микробиоты кишечника.
На протяжении всей книги я провожу взаимосвязи между состояниями, о которых вы, возможно, даже и не подумали бы как о связанных, например между диабетом и деменцией. Я делюсь информацией об общем факторе риска в развитии большинства болезней головного мозга — о процессе воспаления. Даже у аутизма много общего с другими заболеваниями мозга, если рассматривать их относительно митохондрий{221}. Такие разнообразные неврологические расстройства, как аутизм, шизофрения, биполярное расстройство, болезни Паркинсона и Альцгеймера, можно свести к дисфункции митохондрий{222}. Это важный новый ключ к пониманию всех этих заболеваний, особенно в том, что касается аутизма, поскольку это расстройство отличается сильным разнообразием интенсивности его проявления.
В 2010 году в Journal of the American Medical Association были опубликованы результаты одного интересного исследования, добавившие еще один важный кусочек в пазл под названием «расстройство аутического спектра»{223}. Ученые из Калифорнийского университета в Дэвисе обнаружили, что у детей с аутизмом гораздо чаще бывает нарушена способность производить энергию на клеточном уровне, чем у детей без особенностей развития. Это указывает на тесную взаимосвязь между аутизмом и дисфункцией митохондрий. Хотя на эту взаимосвязь указывали и результаты предыдущих исследований, впервые она была обозначена настолько неопровержимо и стимулировала других ученых продолжить исследования в этой области.
Команда ученых из Калифорнийского университета в Дэвисе отобрала десять детей в возрасте от двух до пяти лет с диагнозом «аутизм» и десять детей той же возрастной категории и похожего социального положения без особенностей развития. Затем взяли образцы крови у всех детей и начали изучать митохондрии иммунных клеток — лимфоциты, — анализируя их метаболические механизмы. Ученые целенаправленно выбрали для наблюдений митохондрии иммунных клеток, поскольку в ходе предыдущих исследований наблюдения велись за митохондриями в мышцах, где дисфункция митохондрий не всегда очевидна. Клетки мышц способны генерировать большое количество собственной энергии без помощи митохондрий за счет процесса, который называется анаэробный гликоз. Тогда как в лимфоцитах, как и в нейронах мозга, процесс производства энергии в значительной степени зависит от митохондриального аэробного дыхания.
Результат говорит сам за себя: у детей с аутизмом отмечались признаки пониженной митохондриальной активности, поскольку их митохондрии потребляли гораздо меньше кислорода, чем митохондрии детей — участников контрольной группы. Иными словами, митохондрии у детей с аутизмом не справлялись с энергетическими потребностями их клеток. Авторы исследования выдвинули предположение, что неспособность митохондрий «заправлять горючим» нейроны мозга, возможно, ведет к некоторым когнитивным нарушениям, связанным с аутизмом.
При этом стоит учитывать, что митохондрии несут собственный набор генетической информации и представляют собой «энергетические станции» клеток. Исследователи отметили гораздо более высокий уровень оксидативного стресса у детей с аутизмом, если измерять по более высокому уровню перекиси водорода, вырабатываемой их митохондриями. Более того, у двух детей с аутизмом наблюдалась утрата митохондриального генетического материала, чего не было отмечено в контрольной группе детей. Все эти патологии митохондрий, проявлявшиеся в митохондриях детей с аутизмом, позволили ученым сделать вывод, что оксидативный стресс в этих жизненно важных органеллах может оказать влияние на развитие аутизма и помочь определить степень тяжести расстройства.
Результаты исследований не устанавливают причину расстройства аутического спектра: например, ученые не знают, возникла ли дисфункция митохондрий у детей — участников исследования до или после их рождения. Однако они определенно помогают оптимизировать поиск этой причины. По словам доктора Айзека Пессаха, директора Детского центра гигиены окружающей среды и профилактики заболеваний (Center for Children’s Environmental Health and Disease Prevention), исследователя Института мозга (MIND Institute) Калифорнийского университета в Дэвисе, профессора молекулярной биологии Школы ветеринарной медицины Калифорнийского университета в Дэвисе (Davis School of Veterinary Medicine): «Наиболее серьезная задача сегодня заключается в том, чтобы понять роль митохондриальной дисфункции у детей с аутизмом… Нарушения функций митохондрий могут возникать под влиянием многих стрессовых факторов окружающей среды. В зависимости от того, когда эта дисфункция проявилась, в период до или после рождения, и насколько она серьезная, это может объяснить спектр симптомов аутизма»{224}.
Подобные заявления обоснованы, если взглянуть на общую картину и принять во внимание фактор микробиоты кишечника. Если помните, в главе 2 я упоминал о том, что между микрофлорой кишечника и митохондриями существует сложная взаимозависимость и что их можно сравнить со вторым и третьим набором ДНК в дополнение к клеточной ДНК организма. Жизнедеятельность кишечных бактерий поддерживает здоровье митохондрий. Более того, при дисбалансе микрофлоры кишечника или при доминировании в кишечнике патогенных типов бактерий токсичные побочные продукты жизнедеятельности бактерий (например, молекулы пропионовой кислоты) наносят через механизм воспаления митохондриям прямой или косвенный вред.
Идея о том, что расстройство аутического спектра характеризуется уникальным образцом как микробиоты кишечника, так и митохондриальных функций, будет только продолжать набирать популярность в профессиональных исследовательских кругах. Это перспективная и быстро развивающаяся область, и, несомненно, исследования в этом направлении приведут к появлению более качественных инструментов диагностики и более эффективных методов лечения. Хотя на расшифровку сложного взаимодействия между всеми задействованными переменными — фактором окружающей среды, изменениями в митохондриях и микрофлоре кишечника, а также реакциями нервной и иммунной систем — могут потребоваться годы, у нас не должны уйти годы на то, чтобы признать важность и необходимость здоровой микрофлоры кишечника. Вне зависимости от того, являются ли кишечные бактерии ключевым фактором развития аутизма или любого другого неврологического расстройства, они играют жизненно важную роль в общей физиологии человека. И оптимальная поддержка этих бактерий — возможно, основной способ влияния на здоровье мозга и даже на собственную ДНК.
