То, что мы едим, когда мы едим и сколько мы едим, напрямую влияет на обмен веществ и митохондрии. Всем известно, что наш рацион играет определенную роль в развитии ожирения, диабета и сердечно-сосудистых заболеваний. Между тем большинство людей, возможно, не знают, что питание также сильно влияет на наше психическое здоровье и на наш мозг в целом.
В этой области есть где разгуляться. О влиянии питания на обмен веществ и митохондрии было написано множество научных статей и учебных материалов. Большинство из них посвящены ожирению, диабету, сердечно-сосудистым заболеваниям, болезни Альцгеймера, старению и долголетию. Хотя исследования в этой области, как правило, не улавливают связи с психическим здоровьем, я надеюсь, что теперь вы ее увидите.
Эти связи выходят далеко за рамки простых корреляций. Они пересекаются на уровне нейронных контуров в мозге и, конечно, всей сети обмена веществ и митохондрий в человеческом организме. Так, нейронные контуры, управляющие аппетитом и пищевым поведением, напрямую связаны с зависимостью от табака и алкоголя [1]. Большинство людей этим не удивишь. Чему они могут удивиться, так это тому факту, что нейронные контуры, связанные с одиночеством, напрямую пересекаются с нейронными цепями, которые предупреждают о голоде [2]. Одно исследование, опубликованное в журнале Nature, показало, что хроническая социальная изоляция у плодовой мушки приводит к увеличению потребления пищи и сокращению сна. Таким образом, «социальная» проблема приводит к изменениям в аппетите и сне. Когда исследователи искусственно стимулировали нейронную цепь социальной изоляции, мухи начинали больше есть и меньше спать. Другое исследование выявило специфические нейронные контуры ГАМК и серотонина, которые непосредственно связаны с ожирением, тревогой и депрессией [3]. Один и тот же нейронный контур влияет как на ваш вес, так и на ваше самочувствие.
Некоторые люди называют область, изучающую роль питания в психическом здоровье, психиатрией питания. Лично я считаю, что это слишком узкое понятие. Речь идет не только о том, как питание влияет на работу мозга, но и о том, как наше психическое состояние влияет на обмен веществ, который может, в свою очередь, влиять на аппетит и пищевое поведение, а они, соответственно, на общее состояние здоровья.
⇨ Мы снова имеем дело с двунаправленной связью. Обмен веществ влияет на психику, а психика – на обмен веществ.
Как я уже сказал, это очень обширная область, и одной главы недостаточно, чтобы ее подробно проанализировать. Тем не менее я дам вам общее представление о том, как она связана с нашим психическим здоровьем, рассмотрев несколько факторов, которые касаются пищи, и показав, что эти факторы являются способствующими причинами в рамках теории мозга.
Одна из простых тем, с которых можно начать, – это витамины и нутриенты. Известно, что дефицит некоторых витаминов может приводить к психическим и неврологическим расстройствам. Исправление этого дефицита в состоянии полностью решить появившуюся проблему. Наряду с гормональным дисбалансом, дефицит витаминов – один из немногих примеров в психиатрии, когда существует четко определенная проблема, требующая простого лечения.
Достоверно известно о трех витаминах, дефицит которых может привести к психическим и неврологическим симптомам: это тиамин, фолат и витамин B12. Уровень этих витаминов следует регулярно проверять у пациентов с психиатрическими и неврологическими расстройствами, поскольку при их дефиците существует четкое лечение. Для чего нужны эти витамины? Все они участвуют в митохондриальном энергообмене. В случае дефицита любого из них происходит нарушение выработки энергии в митохондриях – развивается митохондриальная дисфункция.
В полном соответствии с теорией «от тела к мозгу», симптомы, связанные с дефицитом этих витаминов, довольно обширные и включают большинство диагностических категорий. Существует множество как физических, так и психических симптомов. К психическим относятся депрессия, апатия, потеря аппетита, раздражительность, спутанность сознания, ухудшение памяти, нарушения сна, усталость, галлюцинации и бред, и это только некоторые из них. Дефицит названных витаминов у беременных женщин также может привести к аномалиям развития у их детей, что подчеркивает роль митохондрий в формировании организма.
Существует множество других витаминов и нутриентов, которые можно легко связать с митохондриями и обменом веществ, но я не буду на этом задерживаться. Как я уже сказал, это очень обширная область.
За последние 50 лет наше питание сильно изменилось. Растения генетически модифицируют. Крупный рогатый скот, свиней и кур накачивают антибиотиками и гормонами роста, чтобы они наращивали массу. Переработанные продукты насыщают искусственными ингредиентами, в то время как полезных нутриентов, включая клетчатку, витамины, минералы и различные растительные компоненты, недостает. Все это так или иначе влияет на обмен веществ человека.
Все мы слышали споры о том, какие ингредиенты для нас вредны. Одни винят во всех проблемах жиры, другие – углеводы, третьи – продукты животного происхождения. Этим спорам нет конца и края. Я приведу три примера диетических факторов, которые напрямую связаны с функцией митохондрий, а также метаболическим и психическим здоровьем.
Трансжирные кислоты (ТЖК) – это искусственные, переработанные жиры, которые первоначально рекламировались как более здоровая альтернатива насыщенным жирам. Нам говорили, что «здоровый растительный жир» куда лучше сала. На протяжении многих лет ТЖК повсеместно присутствовали во многих американских продуктах питания. К сожалению, выяснилось, что все они наносят вред здоровью человека, и в настоящее время запрещены к использованию на территории США. Было доказано, что их употребление связано с повышенным риском развития сердечно-сосудистых заболеваний, депрессии, поведенческой агрессии, раздражительности и болезни Альцгеймера [4]. Хотя точные механизмы до сих пор не ясны, в одном исследовании на животных была предпринята попытка их выяснить – для этого ученые оценивали влияние ТЖК на крыс и их потомство [5]. Исследователи добавляли беременным и кормящим крысам в рацион либо ТЖК, либо соевое/рыбье масло. Появившиеся на свет детеныши получали стандартный рацион без ТЖК. Через 60 дней после рождения у крыс, родившихся от матерей, которых кормили ТЖК, наблюдалась повышенная тревожность, более высокий уровень РФК, более сильный уровень воспаления и пониженное количество глюкокортикоидных рецепторов в гиппокампе. Это исследование демонстрирует наглядную связь. Один-единственный фактор в питании матери в итоге повлиял на тревожность ее детей, функцию митохондрий, воспаление и уровень глюкокортикоидных рецепторов, которые играют роль в реакции на стресс. Вот это да! К счастью, с 2018 года эти продукты запрещены в США, но может ли что-то подобное объяснить более высокий уровень депрессии и тревожности среди американской молодежи? Я описал, как родители могут передавать детям предрасположенность к психическим заболеваниям в результате перенесенной в прошлом тяжелой психологической травмы. Это исследование предполагает, что если ваша мать ела трансжиры во время беременности, то это может отразиться на вашем метаболическом здоровье.
Проблема вредных продуктов не только в содержании нездоровых ингредиентов, но и в отсутствии полезных. Возьмем для примера клетчатку. Как вы, вероятно, знаете, эти пищевые волокна содержатся во всех фруктах, овощах и цельных злаках и в настоящее время настоятельно рекомендуются к употреблению. Большинство экспертов сходятся во мнении, что клетчатка оказывает благоприятное влияние на метаболическое здоровье и старение. Некоторые исследования указывают и на ее роль в психическом здоровье.
Было показано, что соблюдение средиземноморской диеты, которая, как известно, включает большое количество фруктов, овощей, цельных злаков и оливкового масла, связано с более низким уровнем депрессии и когнитивных нарушений [6].
Одно из наиболее полезных свойств клетчатки – возможность ее преобразования кишечными микробами в бутират, короткоцепочечную жирную кислоту. Бутират, в свою очередь, служит основным источником топлива для митохондрий в клетках кишечника (колоноцитах). Кроме того, он выполняет важные функции в клетках печени. Одна исследовательская группа обнаружила, что бутират напрямую изменяет функцию митохондрий, их эффективность и динамику (слияние и разделение) и что эти изменения оказывают прямое влияние на инсулинорезистентность, отложение жира в печени и общий обмен веществ [7]. Между кишечником и мозгом существуют тесные связи, которые я вкратце затрону, однако бутират, что любопытно, напрямую влияет на наш сон! Еще более интересно, что процесс, который за это отвечает, сосредоточен в печени или в вене, которая к ней идет (воротная вена). Чтобы выяснить это, исследователи изучали мышей [8]. Они вводили бутират в их кишечник или воротную вену и обнаружили, что после этого мыши спали на 50–70 % больше. Когда они вводили бутират в другие части тела, это не оказывало никакого влияния на их сон. Другое исследование показало, что бутират снижает нейровоспаление у стареющих мышей, что может защитить от болезни Альцгеймера [9].
Иногда дело не в каком-то одном конкретном ингредиенте, а в количестве пищи. Нездоровая еда может вызывать привыкание, по крайней мере у некоторых из нас. Является ли переедание проблемой? Оно может привести к повышению уровня инсулина и глюкозы в крови, особенно у людей с инсулинорезистентностью. Я уже рассказывал, как инсулинорезистентность связана с психическими расстройствами и митохондриями. Оказывает ли высокий уровень глюкозы в крови более прямое влияние? Согласно некоторым данным, оказывает.
Так, в ходе одного исследования на крысах с диабетом было обнаружено, что высокий уровень глюкозы напрямую нарушает работу митохондрий, о чем свидетельствует снижение выработки АТФ, увеличение окислительного стресса и уменьшение антиокислительного потенциала, а все это чревато повреждениями нейронов [10].
В другом исследовании изучались эндотелиальные клетки человека (клетки, выстилающие артерии), чтобы выяснить, влияет ли высокий уровень глюкозы на их митохондриальную функцию. Было обнаружено, что влияет. Хотя это никак не отразилось на базовом уровне выработки энергии, под воздействием стресса у клеток, к которым поступала кровь с повышенным уровнем глюкозы, снижалась способность вырабатывать дополнительную энергию. И снова парадокс. Избыточная глюкоза – то есть избыточное топливо – приводила к снижению уровня АТФ [11].
Еще одно исследование проводилось на 20 пациентах с диабетом с целью выяснить, как высокий уровень глюкозы в крови влияет на их настроение и работу мозга [12]. Для искусственного контроля уровня глюкозы использовалась специальная методика, и все люди поочередно подвергались воздействию как нормального, так и высокого уровня глюкозы. Высокий привел к ухудшению скорости обработки информации, памяти и внимания, а также к снижению уровня энергии, более высокому уровню грусти и тревожности. Таким образом, согласно этому исследованию, когда люди с инсулинорезистентностью заедают стресс, это может вызывать у них чувство грусти и тревоги, наряду с когнитивными нарушениями.
Наконец, был проведен метаанализ 46 исследований, включавших в общей сложности более 98 000 участников, которые еще не страдали диабетом, с целью понять, связан ли повышенный уровень глюкозы в крови с дополнительным риском изменений в мозге, вызывающих развитие болезни Альцгеймера. Оказалось, что высокий уровень глюкозы действительно увеличивает риск накопления амилоида и уменьшения размера мозга [13].
Может ли повышенный уровень глюкозы в крови объяснять более высокий уровень депрессии и болезни Альцгеймера у людей с диабетом? Все эти исследования показывают, что глюкоза способна играть тут определенную роль.
Но подождите… перед нами же очередная петля обратной связи! Оказывается, митохондрии непосредственно участвуют в контроле уровня глюкозы. Исследование, опубликованное в журнале Cell, показало, что митохондрии в клетках вентромедиального ядра гипоталамуса (ВЯГ), области мозга, которая, как известно, регулирует уровень глюкозы во всем организме, играют решающую роль в этой регуляции [14]. Их взаимодействие друг с другом и уровень РФК напрямую контролируют уровень глюкозы во всем организме. Таким образом, если эти митохондрии не работают нормально, будет нарушена регуляция глюкозы в крови. Это, в свою очередь, может привести к печали и тревожности, а также повысить риск развития болезни Альцгеймера.
Ожирение – сложная тема. Большинство думает, что все дело в переедании – мол, люди потребляют больше калорий, чем тратят. Вместе с тем в этом уравнении две переменные. Иногда люди действительно слишком много едят, однако у некоторых проблема связана со сжиганием калорий: сколько бы они ни ограничивали себя в пище, им никак не удается похудеть. Так что лучше поставить вопрос иначе: почему люди, страдающие ожирением, накапливают так много жира и/или не сжигают его? Реальность такова, что почти каждый человек иногда переедает. Например, на Новый год. Худые люди могут наесться до отвала и весь следующий день испытывать чувство сытости, в результате чего будут есть меньше. Или же их обмен веществ ускорится, чтобы избавиться от лишних калорий. Как бы то ни было, они остаются худыми. У людей с избыточным весом такого не происходит. Более того, иногда, когда страдающие ожирением худеют, их обмен веществ резко замедляется. Организм словно препятствует их попыткам похудеть.
Это все довольно сложные темы, и я не собираюсь сейчас на них задерживаться. Вместо этого я хочу подчеркнуть, что ожирение действительно играет важную роль в обмене веществ и работе митохондрий, и наоборот. Все это, в свою очередь, связано с психическим здоровьем.
Я уже упоминал, что существуют нейронные контуры, которые связаны как с тревогой, депрессией и сном, так и с аппетитом и пищевым поведением. Что произойдет в случае повышенной возбудимости этих нейронных контуров? Человек будет подавленным, тревожным, он будет чувствовать себя неоправданно одиноким, плохо спать и переедать. Знаете ли вы таких людей? Могу сказать, что за годы работы в психиатрии я повидал их немало.
И ожирение, и психические расстройства связаны с митохондриальной дисфункцией. Обе проблемы могут друг друга усугублять. Психические расстройства способны привести к еще большему набору веса. Ожирение, в свою очередь, может усилить депрессию, тревогу и биполярное расстройство. В одном исследовании приняли участие пациенты с биполярным расстройством, часть которых страдала от ожирения, и в результате у пациентов с ожирением наблюдалось больше депрессивных эпизодов, чем у худых [15]. Ожирение само по себе играло определенную роль в их аффективных симптомах.
Понять, почему это происходит, поможет инсулин. Я уже рассказывал о связи между инсулином, митохондриальной функцией и работой мозга. У людей с ожирением, как правило, наблюдается инсулинорезистентность клеток всего организма, в том числе в мозге. Группа исследователей решила выяснить, имеет ли место при этом митохондриальная дисфункция. Как и следовало ожидать, ученые обнаружили признаки нарушения функций митохондрий как в мозге, так и в печени у крыс с инсулинорезистентностью [16].
Между тем инсулинорезистентность живет своей собственной жизнью. Поджелудочная железа реагирует на нее, вырабатывая больше инсулина. Если его не хватает, то она посылает больше. Проблема в том, что повышенный уровень инсулина только усугубляет существующую инсулинорезистентность. Он провоцирует голод и увеличение веса. А одна из проблем с постоянным повышением уровня инсулина заключается в том, что инсулинорезистентность сама по себе подавляет биогенез митохондрий, усугубляя метаболическую проблему [17].
⇨ В мозге инсулин играет непосредственную роль в реакции митохондрий на стресс. Когда инсулиновые сигналы передаются нормально, митохондрии эффективно реагируют на эмоциональное перенапряжение.
Один из способов вызвать стресс митохондрий у мышей – кормить их рационом с высоким содержанием жиров, что обычно приводит к ожирению. Исследователи изучали мышей с инсулинорезистентностью, которым давали такой рацион, и обнаружили нарушение реакции митохондрий на стресс [18]. Когда они ввели мышам интраназально инсулин, митохондрии снова стали реагировать нормально, и, что любопытно, мыши стали набирать меньше веса. Таким образом, стимуляция нормальной работы митохондрий помогла мышам более эффективно справляться с негативными последствиями высокожирного рациона.
Другая исследовательская группа так же изучала роль митохондрий в клетках мозга мышей, получавших высокожирный рацион [19]. Они обнаружили, что микроглиальные клетки вызывали воспаление мозга в ответ на такое питание. Причем происходило это еще до того, как мыши успевали набрать вес. Когда исследователи попытались выяснить, что является движущей силой изменений в микроглиальных клетках, они обнаружили, что все дело в митохондриях. Наблюдалось увеличение специфического митохондриального белка, UCP2, который вызывал изменения в динамике митохондрий (движение, слияние и деление). Когда исследователи удалили этот белок, воспаление в мозге у мышей проходило, и, что удивительно, у них не развивалось ожирение, хотя они продолжали питаться высокожирным рационом. Более того, эти мыши, наоборот, стали меньше есть и сжигали больше калорий. Это исследование предполагает, что митохондрии на самом деле играют ключевую роль в том, как мозг и тело реагируют на высококалорийную пищу. Два других исследования, опубликованные в журнале Cell, подтверждают прямую роль митохондрий в клетках мозга в регуляции пищевого поведения, ожирения и лептинорезистентности [20].
Впервые прочитав об этом, я был озадачен. Исследователи четко продемонстрировали прямую роль митохондрий в воспалении мозга и последующем ожирении. Вместе с тем они вмешались в обычную работу митохондрий. Таким образом, можно предположить, что у клеток микроглии была митохондриальная дисфункция, а исследователи не дали митохондриям допустить ошибку. С другой стороны, может быть и так, что митохондрии получали неправильные сигналы из какой-то другой области в организме – возможно, от кишечного микробиома, непосредственно клеток кишечника или из печени. Также, возможно, все дело было в инсулинорезистентности, как я описал это ранее. Между тем есть еще одно предположительное объяснение: митохондрии делали ровно то, на что они запрограммированы; возможно, они заботились о долгосрочном здоровье организма. На данный момент мы не знаем, какой должна быть правильная реакция на вредную пищу. Может быть, развитие ожирения – это наиболее оптимальная стратегия выживания при злоупотреблении вредными и калорийными продуктами. Нельзя с уверенностью сказать, что предотвращение воспаления и ожирения в данном случае приведет к улучшению здоровья или увеличению продолжительности жизни, однако я считаю, что провести такое исследование можно. Как видите, все очень сложно и запутанно. Вместе с тем, с другой стороны… все просто. Если хотите предотвратить развитие ожирения у мышей, просто кормите их нормально.
К слову, высокожирный рацион может содержать и другие нездоровые ингредиенты, такие как сахароза – часто именно ее зловещее сочетание с жиром и приводит к ожирению. Я отметил это, потому что вскоре расскажу о другом типе высокожирного рациона, который обычно приводит к потере веса и снижению уровня воспаления, так что дело точно не в самом жире.
Голодание – это временный отказ от пищи в течение любого периода времени. Мы все голодаем во время сна. Длительное голодание приводит к многочисленным изменениям в обмене веществ и работе митохондрий. Любопытно, что оно также оказывает глубокое благотворное воздействие на организм человека. Большинство людей удивляются, когда слышат об этом. Мы привыкли считать, что наш организм нуждается в пище и нутриентах. Каждый с детства знает, что нужно питаться три раза в день. Мы должны постоянно снабжать свой организм топливом. Нам нужна энергия.
Это абсолютно верно для младенцев – как правило, они каждые два часа нуждаются в кормлении. Это верно и для детей на стадии активного роста. Что же касается взрослых, то в настоящее время есть огромное количество научных данных в пользу того, что непрерывное употребление пищи на самом деле вредит здоровью.
Голодание вынуждает организм экономить и стимулирует аутофагию, которая обладает огромным лечебным потенциалом. Организм начинает более рационально использовать имеющиеся ресурсы – приходит пора задействовать жировые запасы. Мы все знаем, что это может быть полезно, однако история еще не заканчивается. Каждая клетка на это реагирует, и митохондрии здесь правят балом. Они немедленно меняют форму: удлиняются, сливаются друг с другом и образуют длинные трубчатые сети [21]. Далее начинается генеральная уборка. Клетки выявляют старые и дефектные белки и клеточные компоненты. Они первыми подпадают под массовую кампанию по переработке. Эти белки и компоненты перемещаются в лизосомы для разрушения. Полученные в результате нутриенты используются по новой: из одних выделяется энергия, в то время как другие идут на строительство новых белков и клеточных компонентов.
А что же с митохондриями клеток? Они тоже уничтожаются? Что ж, дефектные митохондрии действительно идут в расход – начинается активная митофагия. Вместе с тем здоровые органеллы теперь активно работают сообща, объединившись в длинные трубчатые сети. Они поддерживают темп производства АТФ во время этого процесса, и эти сети защищают их от разрушения. Когда человек снова начинает есть, разрушенные компоненты клетки заменяются на новые – в том числе появляются и новенькие митохондрии!
Чрезмерное голодание, однако, может стать проблемой. Если человек слишком долго обходится без пищи, организм может перейти в защитный режим. Обмен веществ при этом замедляется для экономии энергии. Сердце начинает биться медленнее. Температура тела падает. Человек становится вялым, раздражительным, немотивированным, рассеянным, зацикленным на еде и в какой-то степени депрессивным.
Парадоксально, но в течение первой-второй недели голодания могут появиться симптомы гипомании. Вероятно, так реализуется адаптивная стратегия, позволяющая получить достаточно энергии, мотивации и уверенности, чтобы добыть пищу несмотря ни на что.
Уверен, вы понимаете, что в этом нет ничего хорошего. Клетки начинают давать сбой и умирать. Органы испытывают трудности, в том числе и головной мозг. Появляются неблагоприятные психические симптомы, включая депрессию, раздражительность, бессонницу, манию, расстройства питания, спутанность сознания, нарушения памяти, галлюцинации и бред.
Возможно, лучшим доказательством психических последствий голодания является знаменитый Миннесотский эксперимент, в ходе которого тридцать шесть здоровых мужчин на протяжении двадцати четырех недель в два раза снизили количество употребляемых в сутки калорий, после чего 20 недель проходили «реабилитацию». Эти мужчины сильно похудели и продемонстрировали признаки замедления обмена веществ. У них появились разнообразные и иногда тяжелые психические симптомы, включая депрессию, беспокойство, усталость, плохую концентрацию внимания и навязчивые мысли о еде. У некоторых наблюдалась кратковременная гипомания. Любопытно, что отдельные участники эксперимента столкнулись с наибольшими трудностями в процессе возвращения к нормальному рациону. У одних усилилась депрессия. Другие начали объедаться и «чиститься». У третьих возникли проблемы с образом тела. Один мужчина отрезал себе три пальца. Это исследование сегодня часто используется для понимания некоторых симптомов анорексии и булимии. Голодание само по себе может вызывать психические симптомы [22].
Это подводит нас к обсуждению расстройств пищевого поведения.
У некоторых людей расстройство пищевого поведения может начаться из-за давления общества, которое заставляет их худеть и быть стройными. Очевидным примером являются молодые женщины-балерины. Им недвусмысленно говорят, что они должны быть худыми, чтобы преуспеть. На них оказывается огромное давление. Девушки и женщины, которые следуют этим рекомендациям, могут довести себя до голодания, в результате чего запускается порочный круг метаболических нарушений, подрывающих работу мозга. Под ударом оказываются те его области, которые контролируют пищевое поведение, а также участки, отвечающие за восприятие собственного тела. В этом случае могут развиться серьезные искажения образа тела; люди, будучи в истощенном состоянии, могут начать считать себя толстыми. Иногда это граничит с бредом, потому что воспринимаемый образ может кардинально отличаться от того, как они выглядят на самом деле. Исследователи изучили модель анорексии на мышах, чтобы выяснить, действительно ли в мозге нарушается работа митохондрий – как и следовало ожидать, они обнаружили признаки окислительного стресса и нарушения работы определенных компонентов митохондрий в гипоталамусе [23]. В результате исследования с участием 40 женщин, половина из которых страдала анорексией, у последних была выявлена митохондриальная дисфункция в белых кровяных тельцах [24].
Вместе с тем расстройство пищевого поведения может развиваться на фоне какой-то предрасположенности. Пищевое поведение влияет на обмен веществ, будь то переедание или недоедание. Это может приносить кратковременное чувство удовлетворения.
Некоторые люди чувствуют себя лучше, когда переедают, так как испытывающие трудности клетки мозга получают море инсулина и глюкозы, а также происходит стимуляция центров вознаграждения в мозге. Пожалуй, это самый быстрый и простой способ преодолеть инсулинорезистентность – есть много сахара. К сожалению, как я уже говорил, со временем это только усугубляет проблему. У других людей настроение может улучшаться, когда они, наоборот, ограничивают себя в еде, так как в результате выделяются гормоны стресса или кетоны (о них я вскоре расскажу поподробнее), которые также могут быть полезны для клеток мозга, испытывающих трудности. Эти две крайности – переедание и недоедание – способны вызывать положительные эмоции у разных людей. Так, людей с уже существующими психическими расстройствами может привлекать идея изменения своего пищевого поведения. Для некоторых это может стать новым образом жизни, даже несмотря на сопутствующие проблемы со здоровьем. Это, вероятно, объясняет, почему страдающие любыми психическими расстройствами более склонны к развитию расстройства пищевого поведения. Они ищут, как улучшить свое самочувствие.
За последние десятилетия было проведено множество исследований, которые показали, что наш кишечный тракт принимает значительное участие как в обмене веществ, так и в психическом здоровье. Пищеварительный тракт и мозг постоянно обмениваются всевозможными сигналами. Судя по всему, взаимодействие между ними происходит с помощью целого ряда различных механизмов. Я кратко рассмотрю некоторые из них.
Во-первых, становится все более очевидным, что триллионы бактерий, грибов и вирусов, обитающих в нашем кишечнике, играют важную роль в здоровье человека, особенно в развитии ожирения, диабета и сердечно-сосудистых заболеваний. Так, исследования на животных показали, что кишечные микробы могут влиять на вес. В одном из исследований ученые обнаружили, что микробиом мышей с ожирением извлекает из пищи больше питательных веществ и калорий, чем у худых мышей. Когда этот микробиом тучных мышей был пересажен худым, они тоже стали набирать вес [25]. Кроме того, появляется все больше данных в пользу роли кишечного микробиома в развитии психических расстройств. Животные модели и небольшие исследования на людях показали, что кишечный микробиом участвует в развитии депрессии, тревожности, аутизма, шизофрении, биполярного расстройства и расстройств пищевого поведения. Также существуют доказательства определенной роли кишечного микробиома в развитии эпилепсии и нейродегенеративных заболеваний.
⇨ Кишечные бактерии первыми получают доступ к пище, которую мы едим. Они производят различные метаболиты, нейромедиаторы и гормоны, которые затем попадают в кровь и могут оказывать влияние на обмен веществ и работу мозга.
Второй механизм передачи сигналов между кишечником и мозгом – это обмен гормонами и нейропептидами, выделяемыми клетками, которые выстилают кишечный тракт. Известно, что они также распространяются по всему телу, включая мозг, и оказывают широкое влияние на обмен веществ и работу мозга.
Наконец, кишечник обладает сложной нервной системой, которая напрямую взаимодействует с мозгом. Немаловажен в этом взаимодействии блуждающий нерв. Как я уже упоминал, около 90 % всего серотонина в организме вырабатывается в кишечном тракте.
Голова идет кругом, когда начинаешь думать о различных микробах, метаболитах, гормонах, нейромедиаторах, нейропептидах и других факторах. Тем не менее между ними существует четкая связь. Все они связаны с обменом веществ и митохондриями.
Есть доказательства того, что кишечные микробы посылают сигналы непосредственно в митохондрии клеток, которые выстилают кишечник, а также в иммунные клетки. Было выявлено, что эти сигналы изменяют обмен веществ митохондрий, барьерную функцию клеток кишечника и могут привести к воспалению [26].
Существует по крайней мере восемь различных способов эффективного применения диетических вмешательств для устранения неблагоприятных психических симптомов [27].
1. Устранение дефицита питательных веществ, например дефицита фолатов, витамина B12 и тиамина.
2. Устранение пищевых аллергенов или токсинов. Например, у некоторых людей имеется аутоиммунное заболевание под названием «целиакия», которое приводит к воспалению и другим метаболическим проблемам в ответ на глютен. Это также может оказывать влияние на работу мозга. Я уже описывал токсическое воздействие ТЖК. Существует множество других пищевых ингредиентов, которые также способны нарушать функцию митохондрий.
3. Потребление здоровой пищи, например средиземноморского рациона, может сыграть определенную роль для некоторых людей.
4. Применение голодания, интервального голодания и диет, имитирующих голодание (подробнее обо всех трех диетах ниже), которые стимулируют аутофагию и митофагию для улучшения нашего метаболического здоровья.
5. Оздоровление кишечного микробиома (подробнее об этом ниже).
6. Оптимизация обмена веществ и митохондриальной функции с помощью диетического вмешательства. Сюда входит улучшение инсулинорезистентности, скорости обмена веществ, количества митохондрий в клетках, общего состояния митохондрий, гормонального воздействия, воспаления и многих других известных регуляторов обмена веществ.
7. Диетические изменения, которые приводят к снижению веса, могут помочь смягчить проблемы, связанные с ожирением.
8. Диетические изменения, которые приводят к набору веса, могут стать спасительным вмешательством для тех, кто страдает от серьезного дефицита веса.
Всестороннее обсуждение всех этих вопросов выходит за рамки данной книги, так что я выделю лишь несколько ключевых моментов.
ВИТАМИНЫ И ДОБАВКИ
Если у вас наблюдается дефицит каких-либо витаминов или других нутриентов, то чрезвычайно важно его устранить. Между тем большинство метаболических проблем не решить, просто принимая 20 разных витаминов и добавок. На самом деле иногда чрезмерное употребление витаминов и добавок может только спровоцировать новые метаболические проблемы. Для здорового обмена веществ важен баланс: все в меру.
Многие витамины и добавки могут играть определенную роль в улучшении митохондриальной функции. Список возможных вариантов очень длинный. В него входит L-метилфолат, витамин B12, SAMe, N-ацетилцистеин (NAC), L-триптофан, цинк, магний, омега-3 жирные кислоты, никотинамид рибозид, альфа-липоевая кислота, аргинин, карнитин, цитруллин, холин, коэнзим Q10, креатин, фолиевая кислота, ниацин, рибофлавин, тиамин, ресвератрол, птеростильбен и антиоксиданты [28]. Маловероятно, что все эти препараты будут полезны для всех людей, и ни в коем случае не стоит принимать их одновременно.
Вот отличный пример, демонстрирующий, почему важно быть осторожным с добавками. В рамках одного исследования ученые назначили 180 пациентам с биполярной депрессией один из трех видов лечения: 1) «митохондриальный коктейль», 2) только NAC или 3) плацебо в течение 16 недель в качестве дополнения к существующему лечению [29]. Митохондриальный коктейль включал N-ацетилцистеин, ацетил-L-карнитин, коэнзим Q10, магний, кальций, витамин D3, витамин E, альфа-липоевую кислоту, витамин A, биотин, тиамин, рибофлавин, никотинамид, пантотенат кальция, пиридоксина гидрохлорид, фолиевую кислоту и витамин B12. Вот это коктейль! И что бы вы думали? Между всеми тремя группами не было обнаружено ровным счетом никакой разницы.
Опять же низкий уровень этих витаминов и других факторов может быть просто следствием митохондриальной дисфункции, а не ее причиной. Если это так, то добавление дополнительных веществ может не решить проблему. Такие добавки к тому же никак не стимулируют биогенез митохондрий или митофагию. Между тем могут помочь диетические вмешательства, хороший сон, борьба со стрессом, отказ от лекарств, которые вредят нормальной работе митохондрий, и физические упражнения!
ДИЕТА И ГОЛОДАНИЕ
Я уже рассказывал вам о том, что люди, соблюдающие средиземноморскую диету (СД), менее склонны к развитию депрессии. Но может ли соблюдение этой диеты улучшить симптомы у людей, которые уже страдают депрессией? Похоже, что может, по крайней мере для некоторых. В одном из исследований, которое было названо SMILES, 67 человек с большим депрессивным расстройством были случайным образом поделены на две группы: одна группа соблюдала СД, в то время как другая получала социальную поддержку (контрольная группа). Участники продолжали придерживаться своего плана лечения депрессии. Через 12 недель 32 % людей из группы, соблюдавшей СД, достигли ремиссии, по сравнению с 8 % из контрольной группы [30]. Есть ли доказательства того, что это связано с обменом веществ или митохондриями? Что ж, есть как минимум одно исследование, которое на это указывает.
Ученые изучали макак-крабоедов. Одну группу подопытных обезьян 30 месяцев кормили средиземноморским рационом, в то время как вторая получала традиционной западный рацион (так называемый стандартный американский рацион). По окончании исследования у макак измеряли митохондриальную функции и различные биомаркеры, такие как инсулин, а также определяли, как именно распределялась потребляемая мозгом энергия. У обезьян, питавшихся западным рационом, в результате было обнаружено менее эффективное распределение энергии между различными областями мозга, которое коррелировало с уровнем инсулина и глюкозы. Среди митохондрий животных, питавшихся средиземноморским рационом, сохранялись различия в зависимости от конкретной области мозга, в то время как митохондрии обезьян из второй группы утратили эти нормальные различия. Известно, что затронутые области мозга участвуют в развитии диабета и болезни Альцгеймера.
Кроме того, существуют данные, указывающие на то, что голодание, интервальное голодание и диеты, имитирующие голодание, могут играть определенную роль в лечении психических расстройств. Все они приводят к выработке так называемых кетоновых тел, которые образуются, когда организм использует для получения энергии не глюкозу, а жир. Жир при этом преобразуется в кетоны, причем этот процесс, что любопытно, протекает исключительно в митохондриях – еще одна функция этих невероятных органелл.
Кетоны являются альтернативным источником энергии для клеток, а еще они служат важными метаболическими сигнальными молекулами, приводящими к эпигенетическим изменениям. Кетоны могут стать спасительным источником энергии для инсулинорезистентных клеток мозга. Если глюкоза с трудом проникает в эти клетки, то кетоны попадают в них без особых проблем. Кроме того, как я уже объяснял, голодание стимулирует аутофагию.
Существует несколько вариаций интервального голодания. Одни принимают пищу только в определенный интервал времени в течение дня, продолжительностью от 8 до 12 часов. Другие ограничиваются одним приемом пищи за день. Третьи стараются не есть в вечернее время.
В нашем распоряжении имеются доказательства того, что интервальное голодание улучшает настроение и когнитивные способности, а также защищает нейроны от повреждения в животных моделях эпилепсии и болезни Альцгеймера. Одна исследовательская группа предприняла попытку выяснить, почему это происходит [32]. Вы ни за что не догадаетесь, что они обнаружили – все дело в митохондриях! Когда ученые перевели мышей на интервальное голодание, они поняли, что главным двигателем улучшений, достигаемых в результате интервального голодания, является гиппокамп – область мозга, зачастую связанная с депрессией, тревогой и нарушениями памяти. Как оказалось, одним из главных факторов было увеличение уровня активности ГАМК, которая подавляет повышенную возбудимость клеток. Чтобы понять, из-за чего происходит это изменение активности ГАМК, ученые пошли еще дальше. Они искусственным образом удалили у мышей сиртуин-3 – я уже рассказывал, что этот белок играет ключевую роль в здоровье митохондрий и является уникальным для них. Когда они это сделали, интервальное голодание перестало приносить какую-либо пользу, что явно указывает на непосредственное участие митохондрий.
В другой обзорной статье описываются различные механизмы, которые, как считается, объясняют благоприятное влияние интервального голодания на здоровье мозга, включая снижение окислительного стресса и уровня воспаления, улучшение митофагии и биогенеза митохондрий, увеличение уровня нейротропного фактора мозга (BDNF), улучшение нейропластичности и повышение устойчивости к клеточному стрессу [33]. Ни один препарат не даст такого мощного оздоровительного эффекта!
Диеты, имитирующие голодание, могут обеспечивать лечебные эффекты голодания в течение более длительного периода времени без риска для здоровья. Самым известным примером является кетогенная диета. Вы, вероятно, помните, что именно эта диета и ее глубокое воздействие на одного из моих пациентов привели меня на этот путь.
История кетогенной диеты начинается с эпилепсии. Со времен Гиппократа было известно, что голодание помогает прекратить судорожные припадки, и оно применялось для лечения во многих культурах. С развитием современной медицины, однако, все это стали считать религиозным фольклором и, скорее всего, полной чепухой. Ситуация изменилась в 1920-х годах, когда один врач опубликовал научную статью о том, что с помощью голодания ему удалось остановить припадки у одного мальчика. Проблема с голоданием заключается в том, что, если голодать слишком долго, человек умрет – не самый эффективный метод лечения. А когда люди снова начинают нормально питаться, припадки, как правило, возвращаются. В 1921 году доктор Рассел Уайлдер для решения этой проблемы разработал кетогенную диету – диету с высоким содержанием жира, умеренным содержанием белка и низким содержанием углеводов. Он хотел выяснить, сможет ли диета имитировать состояние, которое возникает в результате голодания, для лечения эпилепсии, при этом не допустив истощения организма. И у него получилось! Кетогенная диета уменьшила или остановила припадки примерно у 85 % пациентов. В 1950-х годах она утратила свою популярность с появлением на рынке разнообразных противоэпилептических препаратов. Проглотить таблетку ведь намного проще, чем соблюдать эту диету.
К сожалению, таблетки, которые мы можем предложить, не помогают примерно 30 % пациентов с эпилепсией, поэтому кетогенная диета получила второй рождение в 1970-х годах в Университете Джона Хопкинса, где ее стали применять для лечения резистентной эпилепсии. С тех пор клиническое применение этой диеты распространилось по всему миру. Многие клинические испытания показали ее эффективность. В Кокрановском обзоре 2020 года (считается золотым стандартом метаанализа) было сделано заключение, что у детей с резистентной эпилепсией, которых лечат с помощью кетогенной диеты, в три раза больше шансов избавиться от приступов и в шесть раз – добиться снижения их количества на 50 % и более по сравнению с детьми, получающими обычное лечение [34].
Кетогенная диета в настоящее время является наиболее изученным диетическим вмешательством с точки зрения ее воздействия на мозг. Неврологи, нейробиологи и фармацевтические компании изучают ее на протяжении десятилетий, пытаясь лучше понять противосудорожное действие. Она обеспечивает альтернативный источник топлива, который может стать спасательным кругом для клеток мозга, устойчивых к инсулину. Кроме того, диета меняет уровень нейромедиаторов, регулирует кальциевые каналы, уменьшает воспаление, улучшает микробиом кишечника, повышает общую скорость обмена веществ, снижает инсулинорезистентность и, что самое важное, стимулирует митофагию и биогенез митохондрий [35]. После соблюдения этой диеты в течение нескольких месяцев или лет в клетках появляется больше здоровых митохондрий, что может способствовать долгосрочному выздоровлению. Многим людям удается прекратить соблюдать эту диету через несколько лет, при этом оставаясь здоровыми.
Исследования эффективности кетогенной диеты в лечении психических расстройств находятся пока на ранних стадиях. В своей работе я наблюдал, как люди с тяжелыми, устойчивыми к лечению психотическими расстройствами достигали полной ремиссии симптомов на длительные периоды времени благодаря кетогенной диете [36]. Об одном таком случае вы узнаете в конце этой главы. В первый год диета действует так же, как и лекарство. Люди должны строго ее придерживаться. Нельзя отступать даже на один день, подобно тому, как нельзя пропускать приемы лекарств. В противном случае их ждет сущий ад. Следует отметить, что в психиатрии часто применяют противоэпилептические препараты. Многие из них используются для лечения большинства психических расстройств. Таким образом, в этом по большому счету нет ничего нового. Просто в данном случае речь идет не о лекарственном средстве, а о диетическом вмешательстве.
⇨ В настоящее время проводится несколько клинических испытаний эффективности кетогенной диеты в лечении биполярного расстройства и шизофрении.
Ученые, занимающиеся изучением болезни Альцгеймера, провели исследование с участием 26 пациентов. Участники по 12 недель соблюдали кетогенную диету и диету с пониженным содержанием жиров с 10-недельным перерывом [37]. Причем одни начинали с кетогенной диеты, а другие – с маложирной, а те, кто оценивал их состояние, не знали, какую диету они соблюдают в данный момент. По окончании исследования оказалось, что когда пациенты придерживались кетогенной диеты, им было проще выполнять повседневные функции, качество жизни улучшалось. Следует отметить, что это лишь одно из немногих исследований, продемонстрировавших улучшение симптомов болезни Альцгеймера. Большинство работ, как, например, исследование интраназального инсулина, о котором я вам рассказывал ранее, продемонстрировали лишь прекращение прогрессирования болезни. Текущее состояние при этом никак не улучшалось. Очевидно, это было очень небольшое исследование, которое необходимо повторить, увеличив количество пациентов и время его проведения, однако современная наука объясняет потенциальную пользу кетогенной диеты.
Существует множество ее вариантов, в том числе для снижения веса, лечения диабета и эпилепсии, и они не всегда имеют одинаковый эффект. Питание также может быть подобрано в соответствии с личными предпочтениями, например вегетарианское, веганское, только мясо («плотоядная диета») или диета с использованием продуктов животного и растительного происхождения. Тем, у кого есть медицинские или психические расстройства, следует придерживаться этой диеты только под наблюдением врача, так как существуют определенные риски и побочные эффекты.
КИШЕЧНЫЙ МИКРОБИОМ
Как уже упоминалось, нет никаких сомнений в том, что кишечный микробиом играет определенную роль в психическом и метаболическом здоровье. Между тем исследования эффективности вмешательств в этой области пока что находятся в зачаточном состоянии.
Рассматривается четыре типа вмешательств.
1. По возможности избегать приема антибиотиков. Известно, что они нарушают микробиом и иногда могут непосредственно вызывать митохондриальную дисфункцию. Помимо отказа от приема антибиотиков без необходимости, важно избегать употребления продуктов, содержащих антибиотики. Это могут быть мясо, рыба, яйца, молоко и другие продукты, полученные от животных, которым давали антибиотики.
2. Питание играет для микробиома важнейшую роль. Исключите из рациона продукты глубокой переработки. Старайтесь есть больше продуктов с высоким содержанием клетчатки, таких как фрукты и овощи. Отдавайте предпочтение настоящей, натуральной еде.
3. Пробиотики могут помочь некоторым людям, хотя пока у нас недостаточно доказательств их пользы для обмена веществ или психического здоровья. Напомню, что в кишечнике обитают триллионы микробов. Неизвестно, помогут ли вам добавки, которые содержат только какой-то один вид бактерий. Прежде чем начать прием какого-либо пробиотика, изучите исследования его эффективности, особенно в отношении интересующего вас симптома или диагноза.
4. В настоящее время проводятся активные исследования эффективности трансплантации фекальной микробиоты, однако пока что эта процедура считается экспериментальной.
• Питание играет важную роль в обмене веществ и здоровье митохондрий.
• Необходимо выяснить, не наблюдается ли у вас дефицит каких-либо нутриентов, и устранить его в случае выявления. Это могут быть какие-то витамины, минералы, белки, незаменимые жирные кислоты и т. д. Возможно, имеет смысл проконсультироваться по поводу питания с диетологом.
• Необходимо исключить из рациона все диетические факторы, которые вредят обмену веществ. Это могут быть какие-то аллергены, а также продукты с доказанным вредом для здоровья, например содержащие ТЖК.
• Даже придерживаясь абсолютно здорового питания, вы все равно не застрахованы от проблем с обменом веществ и митохондриями. Они могут быть вызваны другими факторами: генетическими и эпигенетическими, воспалением, стрессом, проблемами со сном, гормонами, лекарствами, токсинами и т. д. Даже в таких случаях правильно подобранное диетическое вмешательство может помочь в лечении. Так, например, интервальное голодание и кетогенная диета стимулируют аутофагию и митофагию, независимо от того, что именно стало первопричиной проблемы. Кроме того, они обеспечивают инсулинорезистентные клетки альтернативным топливом в виде кетонов.
• Стратегии, направленные на улучшение здоровья кишечника, могут улучшить психическое здоровье.
• Следует скептически относиться к пробиотикам и другим добавкам, производители которых заверяют вас, что одна таблетка решит все ваши проблемы. В большинстве исследованияй, проведенных на сегодняшний день, их эффективность так и не удалось доказать.
• Психическое и метаболическое здоровье неразрывно связаны между собой. Это касается каждого, независимо от того, хотите ли вы просто похудеть, справиться с диабетом, предотвратить сердечный приступ или болезнь Альцгеймера. Диеты и физических упражнений зачастую оказывается недостаточно. Важны все факторы, которые я обсуждаю в этой книге.
У Милдред было ужасное, жестокое детство. Вне всяких сомнений, она страдала от симптомов посттравматического стрессового расстройства, тревоги и депрессии. В 17 лет ей также диагностировали шизофрению. Начались ежедневные галлюцинации и бред. Она стала хроническим параноиком. В течение последующих десятилетий женщина пробовала различные антипсихотики и стабилизаторы настроения, однако симптомы не поддавались. Она больше не могла самостоятельно заботиться о себе, и ей назначили опекуна. Она была несчастна, пыталась покончить с собой, выпив бутылку чистящего средства. Вдобавок к психическим симптомам она страдала ожирением и весила 150 килограммов.
В возрасте 70 лет, после 53 лет мучений и инвалидности из-за шизофрении, ее врач посоветовал ей обратиться в клинику по снижению веса при университете Дьюка, где для похудения применялась кетогенная диета. Она решила попробовать. Уже через две недели женщина не только начала терять вес, но и заметила значительное улучшение своих психотических симптомов. Она сказала, что впервые за много лет смогла услышать пение птиц на улице. Голоса в ее голове больше не заглушали его. Настроение Милдред также улучшилось, и у нее появилась надежда. Она смогла прекратить прием всех своих психиатрических препаратов. Симптомы пациентки перешли в стадию полной ремиссии. Она также похудела на 70 килограммов, и с тех пор не поправлялась.
Сейчас, 13 лет спустя, она по-прежнему не испытывает симптомов, не принимает лекарств и не нуждается в услугах психиатров. Научившись заботиться о себе, женщина избавилась и от опекуна. Когда я в последний раз разговаривал с Милдред, она сказала, что счастлива и рада тому, что жива. Она попросила меня поделиться ее историей со всеми, кто захочет ее выслушать, и выразила надежду, что это поможет другим избежать ада, в котором ей приходилось жить десятки лет.
Подобных случаев… в психиатрии попросту не бывает. Даже самые лучшие традиционные методы лечения, как правило, и близко не дают такого результата. История Милдред и теория «от тела к мозгу» говорят о том, что это возможно. Это новая эра в области психического здоровья, наполненная надеждой на то, что произошедшее с Милдред перестанет быть редкостью.