Gali atrodyti, kad mūsų smegenys yra fiziškai nutolusios nuo žarnyno, tačiau pastaraisiais metais tyrimai pateikė svarių įrodymų, leidžiančių manyti, kad didžiulės mikrobų bendruomenės, sutelktos mūsų virškinamajame trakte, sukuria ryšį tarp smegenų ir žarnų. Žarnyno mikrobiomas daro įtaką kognityvinei funkcijai ir emocijoms, veikia nuotaikos ir psichinės sveikatos problemas ir net tai, kaip apdorojama informacija. Bet buvo sunku suprasti, kaip tai daro mikroflora.
Iki šiol žarnyno ir smegenų ryšio tyrimai daugiausia parodė tik ryšį tarp žarnyno mikrofloros būklės ir smegenyse vykstančių procesų. Nauji atradimai padeda sukurti išsamesnį vaizdą, pagrįstą tyrimais, kurie parodo mikrobiomo dalyvavimą reaguojant į stresą. Susitelkę ties tokiomis reakcijomis kaip baimės jausmas ir ypač į tai, kaip bėgant laikui baimė išnyksta, tyrėjai dabar ištyrė, kaip skiriasi pelių, turinčių sumažintą mikroflorą, elgesys. Jie nustatė neuroninių tinklų, smegenų veiklos ir genų ekspresijos skirtumus, taip pat nustatė, kad neilgai trukus po asmens gimimo atsirado mikroflora, ty bakterijų kolonizacija,vis dar gali užkirsti kelią suaugusiųjų elgesio sutrikimams. Jie net nustatė keturias konkrečias medžiagas, kurios gali prisidėti prie šių pokyčių. Gali būti per anksti numatyti, kokie gydymo būdai gali būti pasiūlyti, kai suprasime šį žarnyno mikrofloros ir smegenų ryšį, tačiau šie specifiniai skirtumai patvirtina gilaus abiejų sistemų ryšio hipotezę.
- „Salik.biz“
Kolorado universiteto Boulderio universiteto Integruotosios fiziologijos katedros docento Christopherio Lowry teigimu, nustatyti šiuos sąveikos su smegenimis mechanizmus yra pagrindinis iššūkis atliekant mikrobiomų tyrimus. „Mokslininkai turi keletą įdomių idėjų“, - sakė jis.
Coco Chu, pagrindinis naujojo tyrimo autorius ir Weilio Kornelio medicinos koledžo tyrėjas, susidomėjo idėja, kad mūsų kūne gyvenantys mikroorganizmai gali įtakoti tiek mūsų jausmus, tiek veiksmus. Prieš keletą metų ji nusprendė labai išsamiai ištirti šią sąveiką bendradarbiaudama su psichiatrais, mikrobiologais, imunologais ir kitų sričių mokslininkais.
Tyrėjai atliko klasikinį pratimą, skirtą ugdyti pelių elgesio įgūdžius, kai kuriems iš jų buvo duoti antibiotikai, kad dramatiškai sumažėtų mikrofloros kiekis jų kūne, o kai kurie iš jų buvo užauginti izoliuotai, kad išvis neturėjo mikrofloros. Visos pelės vienodai gerai išmoko bijoti garso, o po to - elektros smūgio. Kai mokslininkai nustojo naudoti pelių elektrinius smūgius, paprastos pelės pamažu išmoko nebijoti garso. Bet „steriliose“pelėse, kuriose sumažėjo mikrofloros kiekis arba visai nebuvo mikrofloros, baimė neišnyko - garsui pasigirdus, jos, kaip taisyklė, dažniau pateko į stuporą nei paprastos pelės.
Žvelgdami į medialinę prefrontalinę žievę, smegenų žievės regioną, kuris apdoroja reakcijos baimę, tyrėjai pastebėjo aiškių skirtumų sumažėjusios mikrofloros pelėse: kai kurių genų aktyvumas buvo mažesnis. Tos pačios rūšies glialinės ląstelės nebuvo sukurtos. Vadinamieji dendritiniai spygliukai - neuronų išsikišimai, susiję su informacijos apdorojimo ir mokymosi procesu, atsirado rečiau ir dažniau išnyko. Vienos rūšies ląstelėse pastebėtas mažesnis neuronų aktyvumas. Susidaro įspūdis, kad pelės be sveikų mikrobiomų negali pamiršti baimės ir išmokti nebijoti. Ir tyrėjai galėjo tai pamatyti ląstelių lygiu.
Tyrėjai taip pat pasirinko išsiaiškinti, kaip žarnyno mikrofloros būklė sukėlė šiuos pokyčius. Vienas iš galimų variantų buvo tas, kad mikrobai siunčia signalus į smegenis per ilgąjį nervo nervą, kuris perduoda jutimo signalus iš virškinamojo trakto į smegenų kamieną. Bet išpjovus makšties nervą, pelių elgesys nepasikeitė. Be to, atrodė, kad žarnyno flora gali sukelti imuninį atsaką, kuris paveikia smegenis. Bet visų pelių imuninių ląstelių skaičius ir procentas buvo vienodi.
Tačiau tyrėjai nustatė keturių rūšių medžiagas, kurias išskiria žarnyno mikroorganizmai ir kurios veikia nervinius ryšius. Jų buvo daug mažiau pelių serume, smegenų virškinimo trakto skystyje ir išmatose, kurių mikroflora nepakankama. Kai kurios iš šių medžiagų jau buvo susietos su neurologiniais sutrikimais žmonėms. Anot mikrobiologo Deivido Artiso, Weill Cornell medicinos koledžo uždegiminių žarnyno ligų tyrimų instituto direktoriaus ir pagrindinio tyrimo autoriaus, jo vadovaujami mokslininkai pasiūlė, kad mikroflora gali išskirti tam tikras medžiagas dideliais kiekiais, o kai kurios molekulės įsiskverbia į smegenys.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Daugelyje laboratorijų auga susidomėjimas specifinių medžiagų, kurias išskiria bakterijos ir kurios perduoda signalus iš nervų sistemos, identifikavimu, sako Melanie Gareau, Kalifornijos universiteto Daviso universiteto anatomijos, fiziologijos ir citologijos katedros docentė. Tikėtina, kad daugybė metabolitų dalyvauja tokiuose procesuose ir metabolizmo keliai.
Emeranas Mayeris, Los Andželo Kalifornijos universiteto medicinos profesorius ir Streso bei atsparumo stresui neurobiologijos centro Oppenheimer direktorius, pažymi, kad tyrimų su kitais sutrikimais, pavyzdžiui, depresija, išvados taip pat rodo ryšį su tam tikromis medžiagomis, kurias išskiria mikrobai. Tačiau vis dar nėra sutarimo, kuris iš jų prisideda prie bet kokio pažeidimo atsiradimo. Ir nors daugeliui žmonių, turinčių smegenų sutrikimų, akivaizdžiai pasikeitė žarnyno mikroflora, dažnai neaišku, ar pokyčiai yra ligos priežastis, ar pasekmė, sako jis. Dėl mikrofloros būklės pokyčių gali kilti neurologinių problemų, tačiau ligos taip pat gali sukelti mikrobiomos būklės pokyčius.
Šioje srityje nesutariama ne tik dėl mikrofloros sutrikimų padarinių, bet ir dėl sveikos mikrofloros. „Mes ilgą laiką kreipėme dėmesį į tai, kad galėtume nustatyti tam tikras bakterijų rūšis, kurios arba kelia su stresu susijusių sutrikimų ir ligų riziką, arba yra atsparios joms, ir tai nebūtinai turi būti tam tikras mikrobas. - sako Lowry. Net sveikiems žmonėms mikroflora labai skiriasi. Specifiniams mikrobams gali būti nesvarbu, ar mikroflora yra pakankamai įvairi - lygiai taip pat, kaip ir daugelyje skirtingų rūšių sveikų miškų, vienos konkrečios medžio rūšys gali būti nereikalingos.
Tačiau mikrofloros poveikio nervų sistemai tyrimas yra nauja mokslo sritis, net nėra aišku, koks šis poveikis. Iš ankstesnių eksperimentų rezultatų padarytos išvados apie tai, ar mikrofloros pokyčiai prisideda prie to, kad gyvūnai pamiršta išmoktus įgūdžius ir nebejaučia baimės, buvo nepagrįsti ar prieštaringi. Kalbant apie Coco Chu ir jos kolegų padarytas išvadas, jos yra ypač svarbios, nes mokslininkai gali pateikti įrodymų, kad egzistuoja specifinis mechanizmas, sukeliantis jų stebimą elgesį. Tokie tyrimai su gyvūnais yra ypač svarbūs stiprinant aiškų nervų sistemos ir žarnų mikrofloros ryšį, net jei jie nėra skirti žmonėms gydyti, sako Kirstenas Tillischas. Los Andželo Kalifornijos universiteto Davido Geffeno medicinos mokyklos medicinos profesorius. „Tai, kaip mes apdorojame emocijas, fizinius pojūčius ir žinias žmogaus smegenyse, taip skiriasi nuo to, kaip tai vyksta su gyvūnais, kad tai tiesiog labai sunku pritaikyti“, - sako ji.
Teoriškai tam tikrų mikrofloros išskiriamų medžiagų buvimas galėtų padėti nustatyti, kas yra labiausiai pažeidžiamas tokių sutrikimų, kaip potrauminio streso sutrikimas (PTSS). Tokie eksperimentai netgi galėtų nustatyti smegenų ir mikrobiomo sąveikos kelius, kuriuos gali paveikti gydymas. „Šie eksperimentai su pelėmis visada teikia daug vilties, kad artėjame prie intervencinių tyrimų stadijos“, - sako Emeranas Meyeris. Naudojant tikslius metodus, šie tyrimai dažnai duoda nuostabių rezultatų. Bet pelių smegenyse vykstantys procesai nelabai atitinka žmogaus smegenų veiklą. Be to, žmonėms ir pelėms skiriasi smegenų ir žarnyno mikrofloros sąveikos procesai, o šį neatitikimą apsunkina tai, kadkad jų žarnyno mikroflora skiriasi dėl vartojamo maisto skirtumo.
Žmonėms intervencija žarnyno mikroflorai pakeisti gali būti efektyviausia kūdikystėje ir ankstyvoje vaikystėje, kai dar vystosi žarnyno mikroflora ir smegenyse vyksta pirminis programavimas, sako Mayeris. Naujausiame tyrime tyrėjai pamatė tam tikrą laiko tarpą kūdikystėje, kai pelėms prireikė bendros mikrofloros, kad būtų galima sulaikyti baimę suaugus. Pelės, kurios pirmąsias tris savaites buvo visiškai atskirtos nuo mikrobų poveikio, vėliau buvo patalpintos tokiose sąlygose, kuriose jos buvo kartu su pelėmis, turinčiomis įprastą žarnyno mikroflorą. „Sterilios“pelės pasiėmė mikrobus iš kitų pelių, todėl jos sukūrė turtingą mikroflorą. Bet kai jie užaugo ir kartu su jais buvo atlikti tie patys „nujunkymo iš baimės“eksperimentai,jų rezultatai vis dar buvo žemi. Būdami vos kelių savaičių, jie visi buvo per anksti, kad įgytų įprastų įgūdžių išmokti slopinti savo baimę.
Bet kai buvo atkurta naujagimių pelių, kurioms buvo suteiktas turtingas mikrobiomas, mikroflora, gautos po globos tėvų, pelės užaugo ir elgėsi normaliai. Paaiškėjo, kad per pirmąsias kelias savaites po gimimo labai svarbi mikroflora - ir šis pastebėjimas visiškai atitinka universalesnę sampratą, kad nervinės grandinės, kurios valdo gebėjimą patirti baimę, yra jautrios ankstyvame amžiuje, sako Tillischas.
Artis teigė, kad sugebėjimas „nujunkyti iš baimės“, kurį tyrė tyrėjai, yra esminis įgūdis. Žinios, kas sukelia baimę, ir gebėjimas prisitaikyti, kai tai nebėra grėsmė, gali būti kritinės išgyvenimo priežastys. Nesugebėjimas užgniaužti baimės pastebimas ir žmonėms, sergantiems PTSS, ir yra susijęs su kitais smegenų sutrikimais, todėl gilesnės mokslinės žinios apie mechanizmus, turinčius įtakos šiam nervų tinklui, gali padėti suprasti pagrindinį žmogaus elgesį ir nustatyti gydymo galimybių pagrindą.
Žmogaus žarnyno flora evoliuciniu mastu pasikeitė didėjant miesto gyventojų skaičiui, o smegenų pažeidimai darosi vis akivaizdesni. Daugybė mikrobų, gyvenančių kiekviename iš mūsų, išsivystė kartu su mūsų rūšimis, ir labai svarbu suprasti, kaip jie veikia fizinę ir psichinę sveikatą, sako Lowry. Per mikroflorą aplinka taip pat gali paveikti mūsų nervų sistemą, o tai dar labiau apsunkina smegenų sveikatos ir ligų tyrimo procesą.
Jelena Renken