Кофеин может помочь предотвратить симптомы депрессии, защищая связь кишечника и мозга
Кофеин, содержащийся в кофе и чае, давно привлекает внимание как возможное средство от депрессии. Ранее это связывали с воздействием кофеина на мозг, но теперь исследователи изучают его влияние и через связь между кишечником и мозгом.
Исследование, опубликованное в журнале European Journal of Pharmacology, было проведено учеными из Чунцинского медицинского университета. Для работы использовали признанную модель депрессии у животных – хронический непредсказуемый стресс. В течение двух недель мышей подвергали различным стрессовым воздействиям, таким как голод, холод, социальная изоляция и наклон клетки.
Перед началом стрессового периода животных разделили на три группы. Первая не подвергалась стрессу. Вторая испытывала стресс без какого-либо вмешательства. Третьей ежедневно вводили кофеин перед стрессом. Причем инъекции делались в начале активной фазы мышей, чтобы свести к минимуму возбуждающий эффект кофеина и сосредоточиться на его потенциальном защитном действии. Чтобы оценить симптомы депрессии и тревожности, исследователи провели три поведенческих теста. Тест с сахарозой позволял определить ангедонию – утрату удовольствия. Подвешивание за хвост использовали для оценки признаков безнадежности, а тест "открытое поле" – для анализа тревожного поведения. Также ученые следили за изменениями массы тела, что отражает влияние стресса на организм.
Кроме поведения, исследователи изучали биологические показатели, связанные с взаимодействием между кишечником и мозгом. Они анализировали микрофлору кишечника по калу, проверяли уровень белков, обеспечивающих защиту кишечного барьера, а также измеряли воспалительные молекулы – как в крови, так и в гиппокампе, зоне мозга, ответственной за настроение.
Результаты показали: у мышей, переживших стресс без кофеина, развились симптомы, похожие на депрессию – они теряли вес, меньше пили сладкую воду, избегали центра открытого пространства и дольше оставались неподвижными при подвешивании. Напротив, мыши, которым перед стрессом вводили кофеин, демонстрировали поведение, близкое к норме. Они сохраняли вес, проявляли интерес к сладкой воде, активно исследовали территорию и меньше времени проводили в неподвижности. Это говорит о защитном эффекте кофеина от последствий хронического стресса.
Ученые обнаружили, что стресс нарушает защиту кишечного барьера: у подвергшихся стрессу мышей снижался уровень белков ZO-1, клаудин-1 и MUC2, что позволяло воспалительным веществам, таким как липополисахарид (ЛПС), проникать в кровь. ЛПС, связанный с депрессией, и воспалительный маркер NLRP3 были повышены, тогда как у мышей, получавших кофеин, эти показатели оставались низкими. В мозге у стрессовых мышей также увеличивались уровни воспалительных молекул (ФНО-α и ИЛ-1β) и снижался BDNF – белок, важный для здоровья нейронов. У мышей, получавших кофеин, таких изменений не наблюдалось, что указывает на его защитное действие на мозг. Кроме того, стресс изменял состав кишечной микробиоты – увеличивалось количество Escherichia-Shigella и снижалось Enterorhabdus. Эти сдвиги были связаны с признаками депрессии и воспаления.
У мышей, получавших кофеин, не наблюдалось нарушений микробиоты – состав кишечных бактерий оставался близким к контрольному. Ученые отметили, что некоторые виды микробов связаны как с воспалением, так и с поведением, что указывает на возможную роль кофеина в регуляции психического состояния через микрофлору кишечника.
Авторы выдвинули гипотезу: хронический стресс нарушает кишечный барьер, позволяя бактериальным токсинам проникать в кровь, что вызывает воспаление и влияет на мозг, способствуя развитию депрессии. Кофеин помогает сохранить целостность кишечника и сбалансировать микробиоту, тем самым разрывая этот цикл.