Синтез серотонина в кишечнике и влияние диеты на ось «кишечник-мозг»

Исследования в области физиологии человека подтверждают, что около 90% серотонина в организме генерируется в желудочно-кишечном тракте, и этот процесс значительно зависит от потребляемой пищи. Экспериментальные данные показывают, что при полном отсутствии микробиоты кишечника выработка серотонина снижается на 60% по сравнению с нормальными условиями. Восстановление сбалансированного микробного состава быстро возвращает уровень этого нейромедиатора к исходным показателям.

Ключевым открытием стало обнаружение, что определенные штаммы бактерий, обитающих в кишечнике, способны непосредственно синтезировать серотонин. В частности, консорциум, включающий Limosilactobacillus mucosae и Ligilactobacillus ruminis, продемонстрировал способность к декарбоксилированию 5-гидрокситриптофана (5-HTP) с образованием серотонина in vitro. При этом монокультуры этих микроорганизмов не проявляли выраженной синтетической активности, что указывает на важность их кооперативного взаимодействия.

Питание играет определяющую роль в поддержании этих полезных микробных популяций. Продукты, богатые клетчаткой, такие как цельнозерновые культуры, овес и ферментированные продукты, служат необходимым субстратом для процветания этих бактерий, поддерживая эффективное производство серотонина. В процессе ферментации клетчатки, не перевариваемой организмом, производятся, в том числе, короткоцепочечные жирные кислоты, важные для здоровья кишечника.

Для синтеза серотонина в центральной нервной системе (ЦНС) необходим триптофан, который должен преодолеть гематоэнцефалический барьер (ГЭБ). Транспорт триптофана через ГЭБ осуществляется через систему АТ1М и конкурирует с другими крупными нейтральными аминокислотами, такими как тирозин и фенилаланин. Ученые установили, что потребление сложных углеводов, например, киноа, стимулирует высвобождение инсулина.

Этот гормональный ответ способствует активному поглощению конкурирующих аминокислот мышечными клетками, что снижает их концентрацию в крови. Как следствие, облегчается прохождение триптофана через ГЭБ в мозг. Таким образом, выстраивается сложная система, известная как ось «кишечник-мозг», где растительная диета, богатая пребиотиками, поддерживает микробиом, синтезирующий серотонин в кишечнике для регуляции моторики, а потребление сложных углеводов оптимизирует доставку триптофана в мозг для влияния на настроение.