Nedavno je časopis Nature objavio još jedan članak koji okrivljuje brojne ljudske bolesti, uključujući i mentalne, na mikrobe - stanovnike naših crijeva. Tijekom pola stoljeća proučavanja crijevnih bakterija, znanstvenici nisu uspjeli utvrditi što im donosi više - korist ili štetu. Ali uspjeli smo osigurati da, između ostalog, mikrobi mogu uzrokovati promjene u ljudskom ponašanju i mentalnom zdravlju. Njihove signale s mikrobnog jezika prenosimo na ljudski jezik i pozivamo čitatelja da sam odluči jesu li bakterije prijatelji ili neprijatelji (ali ne obećavamo da neće utjecati na njegovo mišljenje).
O mikrobi i ljudima
Sjećate se sovjetskog crtića o lošu, na čijim rogovima su jahale šumske životinje i ondje napravile kuću? Naše tijelo je isti loš za triliju jednoćelijskih organizama (većinom bakterija), koji se u zajednici nazivaju mikrobi, mikroflora ili mikrobiota. Možete čak reći da mi i naši mikrobi tvore jedan metaorganizam, koji se mora smatrati cjelinom, jer nema ljudi bez mikroba.
Ljudi i mikrobi ujedinili su se u ime onog najvrjednijeg što živi organizam treba - hranu. Ljudi ga znaju dobiti, a mikrobi ga mogu probaviti. Međutim, za miran suživot trebaju ispuniti pakt o nenapadanju. Stoga, djelujući na nakupljanje imunoloških stanica u crijevnoj stijenci, bakterije ublažavaju mogući imunološki odgovor. Ako se to ne dogodi, na primjer, zbog nedostatka bakterija, imunitet osobe postaje agresivniji. Vjerojatno, upravo zbog toga djeca koja su odrasla u uvjetima niskog sadržaja bakterija (čisto, izvan kontakta s majkom i njezinim mlijekom) imaju veću vjerojatnost da će razviti alergije i autoimune bolesti. Sa svoje strane, mikrobi ne uništavaju crijevnu stijenku. Međutim, oni ostaju mirni susjedi samo dok ne prodru u ljudsko tijelo. Tamo uzrokuju jaku upalu,s kojima se nije lako nositi.
Uz to, mikrobi zahtijevaju zaštitu svojih interesa. Na primjer, važno im je da redovito primaju hranu i da ih crijevna stijenka ne ozljeđuje. Da bi to postigli, oslobađaju signalne molekule koje reguliraju aktivnost okolnih stanica domaćina, na primjer, apsorpciju ili izlučivanje enzima ili čak taloženje masti (da, postoje dokazi da je pretilost povezana s neravnotežom mikrobiote crijeva). I, konačno, takav suživot ponekad dovodi do čudnih učinaka. Na primjer, mikrobi mogu gutati ili mijenjati lijekove koje uzima domaćin, što ponekad značajno smanjuje učinkovitost liječenja. Ili mogu izlučiti svoju DNK (u sklopu razmjene gena s drugim bakterijama), koju mogu apsorbirati okolna tkiva domaćina. Do sada nema nedvosmislenih dokaza da bakterijski geni djeluju u stanicama crijevne stijenke. Međutim, slični su slučajevi poznati kod insekata i crva. I u ljudskom genomu pronađeni su neki nizovi koji su sumnjivo slični bakterijskim. Vjerojatno postoji nešto više zajedničkog između nas i naših mikro-stanovnika nego što se čini na prvi pogled.
Što mikrobi rade u ljudskom tijelu? Ilustracija: Mihail Fomin, potkrovlje.
Ispada da je s jedne strane ta opasnost uvijek blizu. S druge strane, nemoguće ju je riješiti, jer izostanak mikroba pretvara se u još gore posljedice od njihove prisutnosti. Tako, na primjer, prema "higijenskoj hipotezi", pretjerano nastojanje za čistoćom i higijenom štetno je za zdravlje, a rani kontakt djeteta s bakterijama i alergenima, naprotiv, jača imunološki sustav. Ipak, još uvijek se objavljuju članci čiji autori smatraju mikrobe parazitima koji ljude koriste za vlastite potrebe. I ovdje utjecaj mikrobiote na ljudski živčani sustav postaje snažan argument.
Promotivni video:
Put do mozga kroz želudac
Činilo bi se, gdje je mozak, a gdje želudac? Ipak, prvo što je tijelu potrebno za preživljavanje je hrana, što znači da mozak mora jasno razumjeti je li tamo, što se s njim događa i radi li probavni sustav dobro. Posebno zbog toga stanice enterokromafina nalaze se u crijevnoj stijenci - mikroglavi, koji izlučuju mnoge regulatorne tvari. Neki od njih djeluju na obližnje stanice, potičući ili usporavajući probavu. Drugi aktiviraju neurone u crijevnoj stijenci, posebno na kraju vagusnog živca, koji ide izravno u mozak. Osim toga, ispod površine crijeva postoje bolni završeci, koji također reagiraju na tvari koje izlučuju stanice enterokromafina i mogu signalizirati da je tijelo pojelo nešto pogrešno. Napokon, crijevna stijenka naseljena je imunološkim stanicama,osjetljiv na prodorne tvari. Kada se otkriju neprijatelji, ove stanice pokreću upalu, dok se oslobađaju tvari koje djeluju na živčane završetke i ulaze u krvotok. Dakle, stres može preći iz lokalnog u globalni.
Naravno, informacije o aktivnosti bakterija također se brzo pojavljuju u mozgu. Prvo, "miroljubivi" mikrobi potiču probavu, a mnoga hrana koju su probavili ili sintetizirali ulaze u krvotok. Na primjer, kratkolančane masne kiseline (razbijanjem kojih dobivamo 5-10% naše dnevne energije). Stanice mozga imaju receptore koji ih zahvaćaju i signaliziraju osjećaj sitosti. Uz to, s dostupnošću energetskih resursa, mozak se razvija bolje. Šizofrenija i bipolarni poremećaj češći su kod djece koja su pothranjena u maternici. Povećana količina kratkolančanih masnih kiselina u krvi, naprotiv, potiče učenje i pamćenje.
Drugo, bakterije aktivno komuniciraju sa crijevnom stijenkom (i kroz nju - s mozgom domaćina), oslobađajući tvari koje djeluju na stanice enterokromafina. Zanimljivo je da su signalne tvari bakterija samo izravni analozi naših vlastitih hormona i neurotransmitera: pokazalo se da crijevna mikroflora može stvarati norepinefrin, dopamin, serotonin, testosteron, histamin, kao i neurotransmiter gama-amino-maslačnu kiselinu i proteine - regulatore apetita (na primjer, grelin i leptin). Štoviše, neke bakterije mogu izlučiti benzodiazepine - tvari koje imaju smirujući učinak (među rodbinama, na primjer, poznati fenazepam za umirenje). Znanstvenici vjeruju da su sve ove signalne molekule vrlo drevne i da ih je bakterija koristila za međusobno komuniciranje u te dane.kad su se višećelijski organizmi tek razvijali. To jest, crijevna mikroflora djeluje kao dodatno željezo u ljudskom tijelu.
Ilustracija: Mihail Fomin, potkrovlje.
Pa što mikrobi žele?
U prvom približavanju motivacija mikroba nije teška: oni žele hranu. Ako nema dovoljno hranjivih tvari za njih, tada mogu izlučiti tvari koje stimuliraju bolne završetke u crijevnoj stijenci. Postoji čak i zastrašujuća hipoteza da kolike kod beba uzrokuju i bakterije: bol tjera tijelo da preusmjerava unutarnje resurse energije u područje crijeva, a plač (uzrokovan djelovanjem mikroba na mozak) privlači roditelje koji pokušavaju nahraniti dijete kako bi ga smirili.
Ako je vlasnik dovoljno star, tada je moguće regulirati proizvodnju hrane izravno kroz njegov živčani sustav. Na primjer, s obzirom na dovoljno hrane, neki od naših korisnih susjeda sintetiraju esencijalnu aminokiselinu triptofan, koja je osnova za proizvodnju serotonina u našem tijelu, takozvanog "hormona sreće". Serotonin, zauzvrat, regulira aktivnost živčanog sustava, izazivajući osjećaj sitosti, smirenosti i radosti. Uz nedostatak hrane, mikrobni hormoni i neurotransmiter mogu preusmjeriti ponašanje prema anksioznosti i istraživačkom ponašanju. U poznatom eksperimentu znanstvenici su transplantirali mikrofloru iz linije miševa s povećanom anksioznošću u normalne miševe, a povećala se i njihova razina tjeskobe. Značajke mikrobiote pronađene su i kod osoba s poremećajima u ponašanju, poput onih koji pate od depresije, šizofrenije i anoreksije. Znanstvenici vjeruju da neravnoteža neurotransmitera uzrokovana bakterijama crijeva može biti uzrok ovih poremećaja.
Osim toga, klice žude za njihovom omiljenom hranom. Mikrobiotu čine mnoge vrste bakterija koje se razlikuju u prehrambenim preferencijama. A svaka vrsta bakterija nastoji djelovati na tijelo domaćina na takav način da često pojede upravo njihove omiljene tvari. Vjerojatno se zbog toga sastav crijevne mikroflore razlikuje i kod ljudi koji se pridržavaju različitih prehrambenih režima: dominantni mikrobi izazivaju žudnju za različitim vrstama hrane. To mogu postići, na primjer, redistribucijom okusnih pupoljaka. Poznato je da se okus okusa može promijeniti tijekom operacija na crijevima, tijekom kojih se mikrobni sastav neizbježno mijenja. Ali čak i kod onih koji slijede istu dijetu, bakterije mogu izazvati pomak u preferencijama prema hrani. Znanstvenici su usporedili sadržaj bakterijskih tvari u mokraći slatkiša i ljudi koji su ravnodušni prema slatkišima,koji su ipak jeli isto. Pokazalo se da su ove tvari u urinu različite! Ispada da žudnja za šećerom može biti svojstvo mikroflore, a ne njegova vlasnika. Dakle, ako vam se čini da ste patološki zaljubljeni u čokoladu, onda je moguće da je vaši mikrobi zapravo obožavaju.
Napokon, mikrobi žele putovati, ući u druge organizme i razmjenjivati gene sa udaljenim rođacima koji žive s drugim domaćinima. Stoga bi im bilo korisno da povećaju društvenu osobu. Zapravo, ustanovljeno je da miševi odgajani u okolišu bez klica pokazuju ponašanja slična onima kod osoba s autizmom, jer ne primaju interni signal socijalizacije. Također, znanstvenici su utvrdili razlike u mikrobioti djece s poremećajima spektra autizma od zdrave djece. Međutim, većina djece s autizmom ograničava svoju prehranu na mali set namirnica. Vjeruje se da je to zbog neravnoteže njihove mikroflore: neki su mikrobi mnogo, drugi gotovo nikakvi, pa su zato okusne sklonosti snažno pristrane, a nema dovoljno poziva na društvenu pripadnost bakterijama.
Zarazni apetit
Dakle, mnoge osobine ponašanja ili poremećaji mogu biti bakterijske prirode. To dovodi do dva zaključka koji vjerojatno utječu na medicinu budućnosti.
1) Svojstva ponašanja mogu prenijeti mikrobi.
Tome u prilog govori eksperiment s miševima, u kojem je transplantacija mikroflore promijenila njihovo ponašanje u alarmantnije. Pored toga, znanstvenici su izračunali da ljudi s bliskim poznanicima koji su pretili imaju povećan rizik od razvoja istog simptoma. Moguće je da se sklonost pretilosti može prenijeti i zajedno s mikrobovima, iako to još nije izravno dokazano. Konačno, postoji hipoteza da su sklonosti okusa (koje se, kao što već znamo, mogu mijenjati i pod utjecajem bakterija) bliže članovima iste obitelji nego kod nepoznatih ljudi. To vjerojatno omogućava otkrivanje "tajne majčinog borschta" - hrana pripremljena kod kuće može se činiti ukusnijom od drugih, ne samo zato što se osoba navikne na to iz djetinjstva, već i zato što rođaci imaju najbliži sastav bakterija,koji zahtijevaju iste hranjive tvari.
2) Značajke ponašanja mogu se liječiti mikrobama.
Čini se da je sve više bolesti povezano s razlikama u mikrobioti crijeva. Na primjer, nedavno su znanstvenici u 100% slučajeva uspjeli razlikovati ljude koji pate od depresije i zdrave ljude koristeći samo analizu stolice. A kad uzrok postane poznat, otvaraju se mogućnosti za liječenje. I usprkos činjenici da općenito dostupna mikrobna terapija još nije razvijena, izolirane studije pokazuju nevjerojatne rezultate. Na primjer, ista bi se depresija mogla izliječiti uspješnije kada su se antidepresivi kombinirali s antibioticima (uništavajući višak crijevnih stanovnika). A fekalne transplantacije (složeni postupci u kojima se bakterije uklanjaju iz stolice zdravih ljudi, pakiraju se u kapsule i hrane pacijentima) smanjile su ozbiljnost simptoma autizma kod ljudi. Napokon, mikrobna prevencija također je urodila plodom: među skupinom djece,koji su se redovito hranili probioticima (to je skup mikroba iz „normalne“mikroflore), nitko nije razvio ni Aspergerov sindrom, ni hiperaktivnost poremećaja pozornosti, dok je u kontrolnoj skupini 17% djece odrastalo s jednom od tih poremećaja u ponašanju.
***
Najnovije vijesti iz života naših crijevnih susjeda tjeraju nas da preispitamo svoj pogled na život. Veliki dio onoga što se prije smatralo neotuđivim (a ponekad i neizlječivim) svojstvom ljudskog tijela, ispada da je rezultat neravnoteže mikroba. Nesvjesno se pitate: gdje je prava osoba, koja nije podložna ovim mikroskopskim manipulatorima? U međuvremenu, znanstvenici traže način da se s njima dogovaraju, preporučuje se ne paničariti i piti kefir: studije su pokazale da bakterije mliječne kiseline ne samo da poboljšavaju probavu, već i razveseljavaju, a postaje zabavno čekati sljedeća otkrića.