Микробиом раннего детства коррелирует с эмоциональным состоянием в школьном возрасте

Международная группа ученых показала, что состав кишечного микробиома в раннем детстве связан с эмоциональным состоянием ребенка в школьном возрасте через изменения в функциональной архитектуре мозга. Наличие бактерий порядка Clostridiales и семейства Lachnospiraceae коррелировало с изменением связности между областями мозга, отвечающими за эмоции, и с наличием тревожных и депрессивных черт. Авторы предполагают, что ранняя микробиота может программировать развитие нейронных сетей, влияющих на психическое здоровье.

Ученые все чаще рассматривают ось «микробиом–кишечник–мозг» как ключевой элемент психического здоровья. Если у взрослых влияние микробиоты на эмоциональное состояние уже по большей части подтверждено, то у детей оно изучено хуже. Предполагается, что первые годы жизни — критически важный период, когда микробиом быстро формируется и может задавать долгосрочные траектории развития мозга и поведения. Тогда нарушения микробного состава на этом этапе способны изменить работу нейронных сетей, связанных с эмоциями и стрессом, повышая риск тревожности и депрессии в дальнейшем. Чтобы проследить эту связь, международная группа исследователей проанализировала данные сингапурского проекта GUSTO, объединившего микробиом, нейровизуализацию и показатели поведения детей.

В исследовании участвовали 55 детей. В возрасте двух лет у них брали образцы кала для анализа микробиоты методом секвенирования 16S рРНК, в шесть лет проводили функциональную МРТ (фМРТ) в состоянии покоя, а в 7,5 лет родители (опекуны) заполняли анкету, оценивая проявления тревожно-депрессивных черт у ребенка. Для выявления взаимосвязей между микробиомом, мозговой активностью и поведением использовали метод машинного обучения sparse partial least squares (sPLS), позволяющий находить сочетания признаков, которые изменяются совместно.

Ученые выделили два типа функциональных сетей мозга, связанных с выраженностью симптомов. В первом случае повышенная активность и связность таких областей, как полосатое тело, миндалина, орбитофронтальная кора (SOFA) и медиальная височная область, коррелировали с тревожными и депрессивными чертами у детей. Более слабая связь между сетью значимости и париетально-медиальной сетью нейронов была также связана с большей выраженностью указанных черт. Во втором случае усиленные связи между SOFA и зрительной корой, сетью пассивного режима работы мозга, фронтопариетальной корой и другими крупными функциональными системами мозга были ассоциированы с тревожными и депрессивными чертами детей.

Затем исследователи сопоставили полученные методом фМРТ данные с микробиомом двухлетних детей. Были обнаружены три характерные микробные профиля, ассоциированные с активностью указанных сетей. Для первой сети была найдена микробная комбинация Microbial Profile 1, включавшая Eubacteriaceae (положительная связь) и Anaerobutyricum с Dialister (отрицательная связь). Для второй — Microbial Profile 2, содержащий Eubacterium с Terrisporobacter (положительная связь). Также со второй сетью был связан Microbial Profile 3, содержащий Veillonella с Intestinibacter (положительная связь) и Catenibacterium с Fusicatenibacter (отрицательная связь). Большинство значимых бактерий относились к порядку Clostridiales и семейству Lachnospiraceae, известных влиянием на воспалительные процессы и эмоциональную регуляцию.

Особенно важным оказался Microbial Profile 3, включавший представителей Veillonella и Lachnospiraceae: его влияние на психическое состояние проявлялось через изменение функциональных связей мозга, то есть мозг служил посредником между ранним микробиомом и эмоциональными симптомами в школьном возрасте. Также более высокое филогенетическое разнообразие микробиоты в два года было связано с изменениями в работе эмоциональных сетей, хотя напрямую с симптомами не коррелировала.

Таким образом, результаты указывают на каскадное влияние раннего микробиома на мозговые сети, а через них — на эмоциональное состояние в школьном возрасте. Микробы порядка Clostridiales могут играть ключевую роль в формировании предрасположенности к тревоге и депрессии.

Раннее отлучение от груди влияет на микробиом младенца и повышает риск развития астмы

Источник: pcr.news

Комментарии: