Антибиотики и мозг

Новое исследование показало: короткий курс антибиотиков после травмы головы способен заметно снизить воспаление и уменьшить повреждение мозговой ткани. Учёные из Houston Methodist Research Institute обнаружили, что временное изменение бактериального состава кишечника помогает мозгу во время самого критического периода восстановления. Работа опубликована в журнале Communications Biology.

Травма головы запускает сложную иммунную бурю по всему организму. Мозг получает удар, клетки повреждаются — начинается локальное воспаление. Параллельно травма нарушает баланс микробов в кишечнике — ту самую экосистему бактерий, вирусов и грибков, которую называют микробиомом. Кишечник напрямую «общается» с мозгом через систему нервов и химических сигналов, поэтому сбой в этой связи приводит к чрезмерной иммунной реакции, ещё сильнее ухудшая последствия травмы.

Обычно пациентам с такими травмами назначают антибиотики для профилактики инфекций. Но как эти препараты влияют на восстановление мозга — оставалось туманным вопросом. Антибиотики уничтожают большие группы кишечных бактерий, и исследователи захотели понять, как эта перестройка влияет на процессы регенерации.

Команда под руководством Ханны Флинн и Сонии Вильяпол поставила эксперимент на лабораторных мышах. Животных разделили на группы с одной травмой или двумя, нанесёнными с интервалом чуть больше месяца. Часть мышей после удара получала трёхдневный курс широкого спектра антибиотиков в питьевой воде, остальные — обычную воду.

Учёные измеряли площадь повреждённой ткани мозга, уровень гибели клеток и активность иммунных клеток. Также исследовали состав микробов в кишечнике, анализируя ДНК бактерий в кале. Антибиотики практически «выжгли» большую часть микробиома — но, вопреки ожиданиям, мыши с антибиотиками восстановились лучше. Повреждения мозга у них были меньше, а количество погибших клеток — ниже.

Более того, в мозге таких животных оказалось меньше активированных иммунных клеток — микроглии и макрофагов. Обычно эти клетки убирают мусор, но в избытке наносят дополнительный вред. У мышей, получивших антибиотики, иммунный ответ оказался куда спокойнее.

Учёные ожидали, что антибиотики снизят уровень короткоцепочечных жирных кислот — полезных молекул, которые уменьшают воспаление. Так и произошло, но воспаление в мозге всё равно снизилось. Причина оказалась в том, что два штамма бактерий пережили антибиотический апокалипсис: Parasutterella excrementihominis и Lactobacillus johnsonii. Исследователи предполагают, что именно они могут обладать уникальными свойствами, успокаивающими иммунитет.

Чтобы понять, хуже ли отсутствие микробиома вообще, учёные изучили мышей, выращенных в стерильных условиях — полностью без бактерий. Эти животные перенесли травму хуже всех: обширные поражения, сильнейшее воспаление. Вывод: нужен не ноль микробов, а правильная их перенастройка.

Но есть и обратная сторона. Кишечник мышей, получавших антибиотики, пострадал: ворсинки стали короче и менее организованными, уменьшилось количество клеток, вырабатывающих защитную слизь.

Исследование имеет ограничения: участвовали только самцы, период наблюдения был коротким, а долгосрочные эффекты пока неизвестны. Учёные подчёркивают: никто не предлагает выдавать антибиотики при любой травме головы. Речь идёт о том, чтобы в будущем разработать точечные препараты — например, на основе двух выживших бактерий.

По словам Вильяпол, если научиться вовремя останавливать воспаление, можно снизить риск долгосрочных нарушений, включая деменцию. В будущем планируется создание специализированных пробиотиков, способных заменить грубые антибиотики.