Кофе, микробиом и мозг

Есть много доказательств того, что потребление кофе снижает риски депрессии, болезней Альцгеймера и Паркинсона. Но статистические данные только подтверждают полезный эффект, не отвечая на вопрос, как он возникает.
Кофе бодрит, потому что кофеин блокирует аденозиновые рецепторы, связанные с чувством сонливости. Менее известно, что делают сотни других соединений помимо кофеина: полифенолы, меланоидины, дитерпены и хлорогеновые кислоты.
Именно этот вопрос поставила перед собой группа Джона Крайана из Корка, Ирландия. Их исследование стало первым, где влияние кофе на внутренние органы было изучено системно: с измерением микробиома, метаболитов, гормонов стресса, когнитивных показателей и психологических параметров одновременно.

Как кофе взаимодействует с микрофлорой кишечника

Состав микробиома у любителей кофе и у тех, кто его не пьёт, заметно отличался. Два вида бактерий выделялись особенно: Cryptobacterium curtum и Eggerthella sp. Их популяция оказалась выше у регулярных потребителей кофе по сравнению с контрольной группой.

Eggerthella sp. участвует в стимуляции кислотной секреции в желудке и кишечнике — это может способствовать подавлению патогенных бактерий. Cryptobacterium curtum вовлечён в синтез жёлчных кислот, которые выполняют аналогичную защитную функцию. Оба вида считаются полезными для поддержания здоровой кишечной среды.

Кроме того, у потребителей кофе была выше доля Firmicutes — бактерий, которые, по некоторым данным, связываются с позитивными эмоциями.

Ещё у кофеманов отличалась концентрация метаболитов — веществ, которые кишечные бактерии производят в процессе своей жизнедеятельности. У регулярных потребителей кофе был снижен уровень трёх соединений по сравнению с контрольной группой.

• Индол-3-пропионовая кислота (IPA): её вырабатывают определённые виды кишечных бактерий, и в норме она защищает нейроны и снижает воспаление. По утверждению авторов исследования, однозначно объяснить это пока нельзя и это можно считать направлением для дальнейших исследований.
• Индол-3-карбоксальдегид, ещё один метаболит с противовоспалительными свойствами из того же семейства.
• ГАМК, гамма-аминомасляная кислота — это главный замедлитель центральной нервной системы, нейромедиатор, который отвечает за снижение тревожности и контроль импульсивных реакций. В организме человека ГАМК производят, в том числе, кишечные бактерии.

Как состояние кишечника действует на мозг? Это двунаправленная система коммуникации между кишечным микробиомом и центральной нервной системой.

Первый канал коммуникации — блуждающий нерв, который идёт от мозга в брюшную полость и передаёт сигналы в обе стороны. Второй — иммунная система: кишечник содержит около 70% всех иммунных клеток организма, и любое изменение в микробном составе мгновенно меняет иммунный фон, который мозг считывает как сигнал «спокойно» или «тревога». Потом идёт гормональная система: кишечные бактерии участвуют в регуляции кортизола и серотонина, около 90% которого производится именно в кишечнике. И четвёртым каналом коммуникации выступают метаболиты — они попадают в кровоток и влияют на работу мозга напрямую.

Именно поэтому состав микробиома способен влиять на настроение и наоборот, психологическое состояние влияет на состав микробиома.

• Кофеманы были чувствительней к физическим и эмоциональным стимулам.

• У участников, не пьющих кофе, оказалась лучше память.

Эта находка — одна из наиболее интересных в исследовании, и авторы обращают на это особое внимание. Важно: это долгосрочный эффект потребления кофе/воздержания от него. Есть вероятность, что импульсивные люди изначально расположены к потреблению кофе, а есть, что длительное воздействие кофе действительно модулирует поведение через микробиом кишечника. Как пишут авторы, возможность разделить причину и следствие выходит за рамки их исследования.

Рамки эксперимента

Авторы работы перечисляют следующие ограничения:

• Выборка: 62 человека (небольшая). Это достаточно для первичного анализа микробиомных изменений, но более точные и выверенные данные можно получить уже при масштабных экспериментах с тысячами участников.
• Время прохождения компонентов кофе по организму. Скорость прохождения содержимого по кишечнику влияет на состав микробиома — и её не измеряли напрямую.
• Ассоциация не равна причинно-следственной связи. Отличия, зафиксированные ещё до начала эксперимента, между организмом любителя кофе и того, кто его не употребляет, не обязательно были вызваны потреблением кофе.

Новые знания о свойствах кофейных напитков

Работа команды из Корка открыла простор для дальнейших исследований связи кофе с микробиомом кишечника. Уже видны контуры сложного взаимодействия компонентов кофе и организма человека.

Наш ежедневный латте, фильтр-кофе и в целом любой кофейный напиток — это сложная смесь из нескольких сотен биоактивных соединений, каждое из которых взаимодействует с кишечным микробиомом по-своему.

Полифенолы, количество которых в чашке кофе сравнимо с красным вином (в расчёте на объём), питают бактерии кишечника, а продукты их переработки попадают в кровь и напрямую влияют на мозг.

Это, вероятно, объясняет, почему декаф сохраняет полезные эффекты кофе с кофеином, ведь полифенолы никуда не деваются при декофеинизации.

Руководитель исследования профессор Крайан формулирует вывод своей команды так: «Кофе — это больше, чем просто кофеин. Это сложный диетический комплекс, взаимодействующий с нашими кишечными микробами, нашим метаболизмом и даже нашим эмоциональным состоянием».