Neseniai žurnalas „Nature“paskelbė kitą straipsnį, kuriame kaltina daugybę žmogaus ligų, įskaitant psichines, mikrobus - mūsų žarnyno gyventojus. Pusę amžiaus tyrinėdami žarnyno bakterijas, mokslininkai negalėjo nustatyti, ką jie duoda daugiau - naudos ar žalos. Bet mums pavyko įsitikinti, kad mikrobai, be kita ko, gali pakeisti žmogaus elgesį ir psichinę sveikatą. Mes verčiame jų signalus iš mikrobų kalbos į žmonių kalbą ir kviečiame skaitytoją pačiam nuspręsti, ar bakterijos yra draugai, ar priešai (tačiau mes nežadame, kad jie nepaveiks jo nuomonės).
- „Salik.biz“
Apie mikrobus ir žmones
Prisimeni sovietinį animacinį filmuką apie briedį, ant kurio ragų miškiniai gyvūnai važinėjo ir pasistatė namą? Mūsų kūnas yra tas pats briedis trilijonams vienaląsčių organizmų (dauguma jų yra bakterijos), kurie bendrai vadinami mikrobais, mikroflora arba mikrobiota. Jūs netgi galite pasakyti, kad mes ir mūsų mikrobai sudaro vieną metaorganizmą, kurį reikia vertinti kaip visumą, nes žmonių be mikrobų nėra.
Žmonės ir mikrobai susivienijo vardan vertingiausio daikto, kurio reikia gyvam organizmui - maisto. Žmonės žino, kaip jį gauti, ir mikrobai gali jį suvirškinti. Tačiau norint taikiai sugyventi, jie turi įvykdyti nepuolimo paktą. Todėl veikdamos imuninių ląstelių kaupimąsi žarnyno sienoje, bakterijos sušvelnina galimą imuninį atsaką. Jei to neįvyksta, pavyzdžiui, dėl bakterijų trūkumo, žmogaus imunitetas tampa agresyvesnis. Tikriausiai dėl šios priežasties vaikai, kurie auga mažo bakterijų skaičiaus sąlygomis (švarūs, nesiliečiantys su motina ir jos pienu), labiau linkę į alergiją ir autoimunines ligas. Savo ruožtu mikrobai nesunaikina žarnyno sienos. Tačiau jie lieka taikiais kaimynais tik tol, kol įsiskverbia į žmogaus kūną. Ten jie sukelia stiprų uždegimą,su kuriomis nėra lengva susidoroti.
Be to, mikrobams reikia apsaugoti jų interesus. Pavyzdžiui, jiems svarbu, kad jie reguliariai gautų maistą, o žarnyno siena jų nepažeistų. Norėdami tai padaryti, jie išskiria signalines molekules, kurios reguliuoja aplinkinių šeimininkų ląstelių aktyvumą, pavyzdžiui, fermentų absorbciją ar sekreciją ar net riebalų nusėdimą (taip, yra įrodymų, kad nutukimas susijęs su žarnyno mikrobiotos pusiausvyros sutrikimu). Ir galiausiai toks sambūvis kartais sukelia keistų padarinių. Pavyzdžiui, mikrobai gali nuryti ar modifikuoti šeimininko vartojamus vaistus, o tai kartais žymiai sumažina gydymo efektyvumą. Arba jie gali išskirti savo DNR (kaip genų mainų su kitomis bakterijomis dalį), kurią gali absorbuoti aplinkiniai šeimininko audiniai. Kol kas nėra vienareikšmiškų įrodymų, kad bakterijų genai veikia žarnyno sienelės ląsteles. Tačiau panašūs atvejai yra žinomi ir vabzdžiams bei kirminams. Žmogaus genome buvo rasta keletas sekų, kurios įtartinai panašios į bakterines. Tikriausiai tarp mūsų ir mūsų mikro gyventojų yra šiek tiek daugiau bendro, nei atrodo iš pirmo žvilgsnio.
Ką mikrobai veikia žmogaus organizme? Iliustracija: Michailas Fominas, palėpė.
Pasirodo, viena vertus, tas pavojus visada yra šalia. Kita vertus, jo atsikratyti neįmanoma, nes mikrobų nebuvimas virsta dar blogesnėmis pasekmėmis nei jų buvimas. Taigi, pavyzdžiui, remiantis „higienos hipoteze“, per didelis švaros ir higienos siekimas kenkia sveikatai, o ankstyvas vaiko kontaktas su bakterijomis ir alergenais, priešingai, stiprina imuninę sistemą. Tačiau vis dar publikuojami straipsniai, kurių autoriai mikrobus laiko parazitais, kurie žmones naudoja savo reikmėms. Ir čia mikrobiotos įtaka žmogaus nervų sistemai tampa svariu argumentu.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Kelias į smegenis per skrandį
Atrodytų, kur yra smegenys, o kur skrandis? Nepaisant to, pirmas dalykas, kurį kūnas turi išgyventi, yra maistas, o tai reiškia, kad smegenys turi aiškiai suprasti, ar ten jo yra, kas su juo vyksta ir ar gerai veikia virškinimo sistema. Ypač tam žarnyno sienelėje yra enterochromaffino ląstelės - mikrodalelės, išskiriančios daug reguliuojančių medžiagų. Kai kurie iš jų veikia šalia esančias ląsteles, stimuliuodami ar sulėtindami virškinimą. Kiti suaktyvina žarnyno sienelėje esančius neuronus, ypač mago nervo galą, einantį tiesiai į smegenis. Be to, po žarnyno paviršiumi yra skausmingų galūnių, kurios taip pat reaguoja į medžiagas, kurias išskiria enterochromafino ląstelės, ir gali signalizuoti, kad kūnas valgė kažką ne taip. Galiausiai žarnyno sienelė yra užpildyta imuninėmis ląstelėmis,jautrus skvarbioms medžiagoms. Aptikus priešą, šios ląstelės sukelia uždegimą, o išsiskiria medžiagos, kurios veikia nervų galus ir patenka į kraują. Taigi, stresas gali pereiti iš vietinio į globalų.
Žinoma, smegenyse greitai pasirodo ir informacija apie bakterijų aktyvumą. Pirmiausia, „taikūs“mikrobai skatina virškinimą, o daugelis maisto produktų, kuriuos jie virškina ar sintezuoja, patenka į kraują. Pavyzdžiui, trumpųjų grandinių riebiosios rūgštys (jas skaidydamos gauname 5–10% savo dienos energijos). Smegenų ląstelės turi receptorius, kurie jas gaudo ir signalizuoja, kad jaučiamas sotumas. Be to, turint energijos išteklių, smegenys vystosi geriau. Šizofrenija ir bipolinis sutrikimas labiau būdingi vaikams, kurių gimda yra nepakankama. Padidėjęs trumpųjų grandinių riebalų rūgščių kiekis kraujyje, atvirkščiai, skatina mokymąsi ir atmintį.
Antra, bakterijos aktyviai bendrauja su žarnyno siena (o per ją - su šeimininko smegenimis), išskirdamos medžiagas, veikiančias enterochromaffino ląsteles. Įdomu tai, kad signalizuojančios bakterijos yra tiesiog tiesioginiai mūsų pačių hormonų ir neuromediatorių analogai: paaiškėjo, kad žarnyno mikroflora gali gaminti norepinefriną, dopaminą, serotoniną, testosteroną, histaminą, taip pat neurotransmiterį gama-aminobutyro rūgštį ir baltymus - apetito reguliatorius (pvz., grelinas ir leptinas). Be to, kai kurios bakterijos gali išskirti benzodiazepinus - medžiagas, kurios turi raminamąjį poveikį (tarp jų artimųjų, pavyzdžiui, garsusis trankvilizatorius fenazepamas). Mokslininkai mano, kad visos šios signalizacijos molekulės yra labai senovės ir tomis dienomis bakterijos buvo naudojamos bendrauti tarpusavyje.kai daugialąsteliniai organizmai tik vystėsi. Tai yra, žarnyno mikroflora veikia kaip papildoma geležis žmogaus kūne.
Iliustracija: Michailas Fominas, palėpė.
Taigi ko nori mikrobai?
Pirma apytiksliai paaiškinusi, kad mikrobų motyvacija nėra sunki: jie nori maisto. Jei jiems nėra pakankamai maistinių medžiagų, tada jie gali išskirti medžiagas, kurios stimuliuoja skausmingas žarnyno sienelių galūnes. Yra net gąsdinanti hipotezė, kad kūdikių dieglius taip pat sukelia bakterijos: skausmas verčia organizmą nukreipti vidinius energijos išteklius į žarnyno sritį, o verksmas (kurį sukelia mikrobų veikimas smegenyse) pritraukia tėvus, kurie bando maitinti kūdikį, kad jį nuramintų.
Jei savininkas yra pakankamai senas, tada jo maisto gamybą galima reguliuoti tiesiogiai per jo nervų sistemą. Pavyzdžiui, kai gauname pakankamai maisto, kai kurie mūsų naudingi kaimynai sintetina nepakeičiamą aminorūgštį triptofaną, kuris yra mūsų organizmo serotonino, vadinamojo „laimės hormono“, gamybos pagrindas. Serotoninas, savo ruožtu, reguliuoja nervų sistemos veiklą, sukeldamas sotumo, ramybės ir džiaugsmo jausmus. Trūkstant maisto, mikrobų hormonai ir neuromediatorius gali pakeisti elgesį link nerimo ir tiriamojo elgesio. Garsiame eksperimente mokslininkai persodino mikroflorą iš padidėjusio nerimo pelių linijos į normalias pelių linijas, taip pat padidėjo jų nerimo lygis. Mikrobiotos bruožų taip pat rasta žmonėms, turintiems elgesio sutrikimų, pavyzdžiui, kenčiantiems nuo depresijos, šizofrenijos ir anoreksijos. Mokslininkai mano, kad neurotransmiterių disbalansas, kurį sukelia žarnyno bakterijos, gali būti šių sutrikimų priežastis.
Be to, mikrobai trokšta mėgstamo maisto. Mikrobiota yra sudaryta iš daugelio rūšių bakterijų, kurios skiriasi savo mitybos galimybėmis. Ir kiekvienos rūšies bakterijos siekia paveikti šeimininko kūną taip, kad dažnai valgo tiksliai jų mėgstamas medžiagas. Tikriausiai todėl žarnyno mikrofloros sudėtis taip pat skiriasi žmonėms, kurie laikosi skirtingo mitybos režimo: dominuojantys mikrobai sukelia potraukį skirtingoms maisto rūšims. Jie gali tai pasiekti, pavyzdžiui, perskirstydami skonio pumpurus. Yra žinoma, kad skonio pojūtis gali pasikeisti atliekant žarnyno operacijas, kurių metu neišvengiamai keičiasi mikrobų sudėtis. Tačiau net ir laikydamiesi tos pačios dietos bakterijos gali pakeisti maisto pasirinkimą. Mokslininkai palygino bakterinių medžiagų kiekį saldainių šlapime ir saldainiams neabejingų žmonių,kurie vis dėlto valgė tą patį. Paaiškėjo, kad šios medžiagos šlapime yra skirtingos! Pasirodo, kad potraukis cukrui gali būti mikrofloros, o ne jos savininko nuosavybė. Taigi, jei jums atrodo, kad esate patologiškai įsimylėję šokoladą, gali būti, kad jūsų mikrobai iš tikrųjų jį dievina.
Galiausiai mikrobai nori keliauti, patekti į kitus organizmus ir keistis genais su tolimais giminaičiais, gyvenančiais su kitais šeimininkais. Todėl jiems būtų naudinga padidinti žmogaus socialumą. Iš tiesų buvo nustatyta, kad pelės, užaugintos aplinkoje, kurioje nėra gemalų, elgiasi panašiai kaip autistai, nes negauna vidinio socializacijos signalo. Taip pat mokslininkai nustatė autizmo spektro sutrikimų turinčių vaikų mikrobiotos skirtumus nuo sveikų vaikų. Tačiau dauguma autistiškų vaikų savo racioną apsiriboja nedideliu maisto produktų rinkiniu. Manoma, kad taip yra dėl jų mikrofloros pusiausvyros sutrikimo: vienų mikrobų yra daug, kitų beveik nėra, todėl skonio nuostatos yra stipriai šališkos, be to, nepakanka raginimų socialumui iš bakterijų.
Užkrečiamas apetitas
Taigi daugelis elgesio bruožų ar sutrikimų gali būti bakterinio pobūdžio. Tai lemia dvi išvadas, kurios gali turėti įtakos ateities vaistams.
1) Elgesio bruožus gali perduoti mikrobai.
Tai patvirtina eksperimentas su pelėmis, kurio metu mikrofloros persodinimas pakeitė jų elgesį labiau nerimą keliančiu būdu. Be to, mokslininkai apskaičiavo, kad nutukusiems artimiems pažįstamiems žmonėms padidėja rizika susirgti tuo pačiu simptomu. Gali būti, kad polinkis į nutukimą taip pat gali būti perduodamas kartu su mikrobais, nors tai dar nėra tiesiogiai įrodyta. Galiausiai yra hipotezė, kad skonio nuostatos (kurios, kaip jau žinome, taip pat gali pasikeisti veikiant bakterijoms) yra artimesni tos pačios šeimos nariams, nei nepažįstamiems žmonėms. Tai tikriausiai leidžia atskleisti „motinos barščio paslaptį“- namuose paruoštas maistas gali atrodyti skanesnis nei kiti ne tik todėl, kad žmogus įpratęs nuo vaikystės, bet ir todėl, kad jo giminaičiai turi arčiausiai jo esančių bakterijų,kuriems reikalingos tos pačios maistinės medžiagos.
2) Elgesio ypatybes galima išgydyti mikrobais.
Atsiranda vis daugiau ligų, susijusių su žarnyno mikrobiotos skirtumais. Pavyzdžiui, neseniai mokslininkai 100% atvejų sugebėjo atskirti nuo depresijos kenčiančius žmones nuo sveikų žmonių, naudodamiesi tik išmatų analize. Kai paaiškėja priežastis, atsiveria gydymo galimybės. Nepaisant to, kad vis dar taikoma mikrobų terapija dar nebuvo sukurta, pavieniai tyrimai rodo nuostabius rezultatus. Pavyzdžiui, tą pačią depresiją būtų galima sėkmingai išgydyti, kai antidepresantai būtų derinami su antibiotikais (naikinant žarnyno gyventojų perteklių). O išmatų persodinimas (sudėtingos procedūros, kurių metu bakterijos pašalinamos iš sveikų žmonių išmatų, supilamos į kapsules ir maitinamos pacientams su jomis) sumažino autizmo simptomų sunkumą žmonėms. Galiausiai mikrobų prevencija taip pat davė vaisių: tarp vaikų grupėskurie buvo reguliariai maitinami probiotikais (tai yra, mikrobų iš „normalios“mikrofloros rinkinys), nei vienas nei Aspergerio, nei Dėmesio deficito hiperaktyvumo sutrikimas nesukūrė, tuo tarpu kontrolinėje grupėje 17% vaikų užaugo turėdami vieną iš šių elgesio anomalijų.
***
Naujausios žinios apie mūsų žarnyno kaimynų gyvenimą verčia persvarstyti savo požiūrį į gyvenimą. Didžioji dalis to, kas anksčiau buvo laikoma neatimama (o kartais ir nepagydoma) žmogaus kūno savybe, paaiškėja dėl mikrobų disbalanso. Jums netyčia įdomu: kur yra tikrasis asmuo, kuriam netaikomi šie mikroskopiniai manipuliatoriai? Tuo tarpu mokslininkai ieško būdo su jais derėtis, rekomenduojama nepanikuoti ir gerti kefyrą: tyrimai parodė, kad pieno rūgšties bakterijos ne tik pagerina virškinimą, bet ir nudžiugina, o dar smagiau laukti kitų atradimų.