Nemrégiben a Nature folyóirat újabb cikket tett közzé, amely számos emberi betegséget, beleértve a mentális betegségeket is, a mikrobákra - a belek lakosaira - hibáztat. A bélbaktériumok tanulmányozásának fél évszázada alatt a tudósok nem tudták meghatározni, mit hoznak többet - haszon vagy árt. De sikerült megbizonyosodnunk arról, hogy többek között a mikrobák változásokat okozhatnak az emberi viselkedésben és a mentális egészségben. Lefordítottuk jelzéseiket a mikrobiális nyelvről az emberi nyelvre, és felkérjük az olvasót, hogy döntje el saját maga, hogy a baktériumok barátok vagy ellenségek (de nem ígérjük, hogy ezek nem befolyásolják az ő véleményét).
A mikrobákról és az emberekről
Emlékszel a szovjet rajzfilmről a jávorszarvasról, akinek szarván erdei állatok lovagoltak és házat készítettek ott? A testünk ugyanaz a jávorszám egy milliomos egysejtű organizmusok (ezek többségében baktériumok), amelyek együttesen mikrobák, mikroflóra vagy mikrobiota elnevezésűek. Még azt is mondhatjuk, hogy mi és a mikrobáink egy meta-organizmust alkotnak, amelyet egésznek kell tekinteni, mivel nincsenek emberek mikrobák nélkül.
Az emberek és a mikrobák egyesülnek az élő szervezet számára legértékesebb dolog - étel - nevében. Az emberek tudják, hogyan lehet megszerezni, és a mikrobák emészthetik azt. A békés együttéléshez azonban teljesíteniük kell az agresszió-mentes paktumot. Ezért a baktériumok az immunsejtek felhalmozódásával a bél falában enyhítik a lehetséges immunválaszt. Ha ez nem történik meg, például baktériumok hiánya miatt, akkor az ember immunitása agresszívebbé válik. Valószínűleg ennek köszönhetően azok a gyermekek, akik alacsony baktériumtartalmú körülmények között nőnek fel (tisztaak, nem érintkeznek az anyával és anyatejével), nagyobb valószínűséggel allergiát és autoimmun betegségeket jelentenek. A mikrobák a maga részéről nem pusztítják el a bél falát. Mindazonáltal csak békés szomszédok maradnak, amíg be nem hatolnak az emberi testbe. Ott súlyos gyulladást okoznak,amelyekkel nem könnyű foglalkozni.
Ezenkívül a mikrobák érdekeik védelmét igénylik. Például fontos számukra, hogy rendszeresen kapjanak táplálékot, és hogy a bélfal ne sértse meg őket. Ehhez olyan jelző molekulákat szabadítanak fel, amelyek szabályozzák a környező gazdasejtek aktivitását, például az enzimek felszívódását vagy szekrécióját, vagy akár a zsír lerakódását (igen, vannak bizonyítékok arra, hogy az elhízás a bél mikrobiota egyensúlyhiányához kapcsolódik). És végül: az ilyen együttélés néha furcsa hatásokhoz vezet. Például a mikrobák lenyelhetik vagy módosíthatják a gazdaszervezet által alkalmazott gyógyszereket, ami néha jelentősen csökkenti a kezelés hatékonyságát. Vagy szekretálhatják a DNS-t (a többi baktériummal történő géncsere részeként), amelyet felszívhatnak a környező gazdaszövetek. Eddig nincs egyértelmű bizonyíték arra, hogy a baktériumgének működnek-e a bélfal sejtjeiben. Hasonló esetek ismertek azonban a rovarok és férgek esetében is. És az emberi genomban olyan szekvenciákat találtak, amelyek gyanúsan hasonlóak a baktériumokhoz. Valószínűleg valamivel több közös van köztünk és mikro-lakosaink között, mint az első pillantásra tűnik.
Mit csinálnak a mikrobák az emberi testben? Illusztráció: Mihail Fomin, tetőtér.
Egyrészt kiderül, hogy a veszély mindig közel van. Másrészt lehetetlen megszabadulni tőle, mivel a mikrobák hiánya még súlyosabb következményekkel jár, mint jelenléte. Tehát például a "higiéniai hipotézis" szerint a tisztaság és a higiénia túlzott törekvése káros az egészségre, és egy gyermek korai baktériumokkal és allergénekkel való érintkezése éppen ellenkezőleg, erősíti az immunrendszert. Mégis megjelennek olyan cikkek, amelyek szerzői a mikrobákat olyan parazitáknak tekintik, amelyek az embereket saját szükségleteikre használják. És itt a mikrobiota emberi idegrendszerre gyakorolt hatása erős érvvé válik.
Promóciós videó:
Az agyhoz vezető út a gyomoron keresztül
Úgy tűnik, hol van az agy és hol van a gyomor? Ennek ellenére az első dolog, amelyet a testnek túlélnie kell az étel, ami azt jelenti, hogy az agynak egyértelműen meg kell értenie, hogy van-e ott, mi történik vele, és hogy az emésztőrendszer jól működik-e. Különösen erre az enterokromaffin sejtek a bél falában helyezkednek el - mikrogörcsök, amelyek számos szabályozó anyagot választanak ki. Néhányuk a közeli sejtekre hat, stimulálva vagy lelassítva az emésztést. Mások aktiválják a bél falának neuronjait, különösen a vagus ideg végét, amely közvetlenül az agyba megy. Ezen túlmenően a bél felszíne alatt fájdalmas végződések találhatók, amelyek reagálnak az enterokromaffin sejtek által kiválasztott anyagokra is, és jelezhetik, hogy a test valami rosszat evett. Végül a bél falát immunsejtek töltik be,érzékeny a behatoló anyagokra. Az ellenség észlelésekor ezek a sejtek gyulladást idéznek elő, míg olyan anyagok szabadulnak fel, amelyek az idegvégződésekre hatnak, és bejutnak a véráramba. Így a stressz lokálisról globálisra válhat.
Természetesen a baktériumok aktivitásával kapcsolatos információk is gyorsan megjelennek az agyban. Először is, a "békés" mikrobák serkentik az emésztést, és sok olyan élelmiszer, amelyet emésztnek vagy szintetizálnak, belépnek a véráramba. Például a rövid szénláncú zsírsavak (azáltal, hogy lebontják, napi energiank 5-10% -át kapjuk). Az agysejtek olyan receptorokkal rendelkeznek, amelyek elfogják őket, és telítettség érzetét jelzik. Ezen felül, az energiaforrások rendelkezésre állásával az agy jobban fejlődik. A skizofrénia és a bipoláris zavar gyakoribb azoknál a gyermekeknél, akik alultápláltak a méhben. A rövid láncú zsírsavak mennyiségének növekedése a vérben éppen ellenkezőleg, stimulálja a tanulást és az emlékezetet.
Másodszor, a baktériumok aktívan kommunikálnak a bél falával (és azon keresztül - a gazda gazda agyával), felszabadítva az enterokromaffin sejteken ható anyagokat. Érdekes, hogy a baktériumok jelző anyagai egyszerűen a saját hormonjaink és idegátadóik analógjai: kiderült, hogy a bél mikroflóra képes előállítani norepinefrin, dopamin, szerotonin, tesztoszteron, hisztamin, valamint a neurotranszmitter gamma-amino-vajsav és fehérjék - étvágy-szabályozók (pl. ghrelin és leptin). Ráadásul néhány baktérium kiválaszthatja a benzodiazepineket - nyugtató hatással bíró anyagokat (rokonai között például a híres nyugtató fenazepám). A tudósok úgy vélik, hogy ezek a jelzőmolekulák nagyon ősek és a baktériumok használták fel egymással való kommunikációra azokban a napokban.amikor a többsejtű organizmusok csak fejlődtek. Vagyis a bél mikroflóra további vasként működik az emberi testben.
Illusztráció: Mihail Fomin, tetőtér.
Tehát mit akarnak a mikrobák?
Az első megközelítésben a mikrobák motiválása nem nehéz: enni akarnak. Ha nincs elég tápanyag számukra, akkor olyan anyagokat választhatnak ki, amelyek stimulálják a bél falának fájdalmas végződéseit. Van még ijesztő hipotézis, miszerint a csecsemőkben a kólikat baktériumok is okozzák: a fájdalom miatt a test a belső energiaforrásokat a bél területére irányítja, a sírás (amelyet az agyi mikrobák hatása okoz) vonzza azokat a szülőket, akik megpróbálják táplálni a csecsemőt, hogy megnyugtassák azt.
Ha a tulajdonos elég idős, akkor élelmezési termelését közvetlenül az idegrendszeren keresztül lehet szabályozni. Például, ha elegendő táplálékkal rendelkezik, néhány jótékony szomszédunk szintetizálja az esszenciális aminosavat, a triptofánt, amely a szervezetünk szerotonin, az úgynevezett "boldogsághormon" előállításának alapja. A szerotonin viszont szabályozza az idegrendszer aktivitását, telítettség, nyugalom és öröm érzetét idézve elő. Élelmezés hiányában a mikrobiális hormonok és a neurotranszmitter a viselkedést szorongásos és felfedező viselkedés felé fordíthatják. Egy híres kísérletben a tudósok a megnövekedett szorongással rendelkező egerek vonalától a normál egerekig átültették a mikroflórát, és szorongásuk szintje szintén megnőtt. A mikrobiota tulajdonságait viselkedési rendellenességekkel küzdő emberekben is megtalálják, például depresszióban, skizofrénában és anorexiaban szenvedőknél. A tudósok úgy vélik, hogy ezeknek a rendellenességeknek a következménye lehet a bélbaktériumok által okozott neurotranszmitterek egyensúlyhiánya.
Ráadásul a baktériumok vágynak a kedvenc ételeikre. A mikrobiota sokféle baktériumból áll, amelyek étrendi preferenciáikban különböznek egymástól. És minden baktériumtípus úgy próbál hatni a gazdaszervezetre, hogy gyakran pontosan megeszi a kedvenc anyagait. Valószínűleg ez az oka annak, hogy a bél mikroflóra összetétele eltér-e azoknál az embereknél, akik betartják a különféle étkezési szabályokat: a domináns mikrobák különféle ételek iránti vágyat okoznak. Ezt elérhetik például az ízlelőbimbók újraelosztásával. Ismeretes, hogy az ízérzet megváltozhat a belekben végzett műtétek során, amelyek során a mikrobiális összetétel elkerülhetetlenül megváltozik. De még azoknál is, akik ugyanazt a diétát követik, a baktériumok változást okozhatnak az étkezési preferenciákban. A tudósok összehasonlították az édességek vizeletében a baktériumtartalmat és az édességek iránt közömbös embereket,akik mindazonáltal megették. Kiderült, hogy ezek az anyagok a vizeletben különböznek! Kiderül, hogy a cukor iránti vágy lehet a mikroflóra tulajdonosa, nem pedig a tulajdonos. Tehát ha úgy tűnik, hogy kórosan szerelmes vagy a csokoládéba, akkor valószínű, hogy mikrobái imádják azt.
Végül a mikrobák utazni akarnak, bejuthatnak más szervezetekbe, és géneket cserélhetnek távoli rokonokkal, akik más gazdaszervezetekkel élnek. Ezért számukra előnyös lenne növelni az ember társaságát. Valójában azt találták, hogy a csíramentes környezetben nevelt egerek viselkedési mintái hasonlóak az autista emberek viselkedéséhez, mert nem kapnak belső szocializációs jelet. A tudósok emellett különbségeket azonosítottak az autizmus spektrum rendellenességgel küzdő gyermekek mikrobiótájában az egészséges gyermekektől. Ugyanakkor a legtöbb autista gyermek étkezését egy kis ételkészletre korlátozza. Úgy gondolják, hogy ennek oka a mikroflóra egyensúlytalansága: néhány mikrobában sok van, másokban szinte egyáltalán nincs, ezért az ízpreferenciák erősen elfogultak, és a baktériumok nem teszik elegendőnek a társadalmi szellemet.
Fertőző étvágy
Tehát sok viselkedési vonás vagy rendellenesség baktérium jellegű lehet. Ez két következtetéshez vezet, amelyek valószínűleg befolyásolják a jövő orvosságát.
1) A viselkedési vonások átvihetők a mikrobák révén.
Ezt támasztja alá egy egérrel végzett kísérlet, amelyben a mikroflóra átültetése riasztóbbá tette a viselkedésüket. Ezenkívül a tudósok kiszámították, hogy az elhízott közeli ismerősöknél nagyobb a kockázata ugyanazon tünet kialakulásának. Lehetséges, hogy az elhízás iránti hajlamosság átvihető a mikrobákkal együtt, bár ezt még nem igazolták közvetlenül. Végül fennáll egy hipotézis, miszerint az ízpreferenciák (amelyek, amint már tudjuk, baktériumok hatására is megváltozhatnak) ugyanabban a családban vannak közelebb, mint ismeretlen embereknél. Ez valószínűleg lehetővé teszi az "anya cékla titkának" felfedését - az otthon készített ételek ízletesebbnek tűnhetnek, mint mások, nem csak azért, mert valaki gyermekkori megszokja, hanem azért is, mert rokonai számára a baktériumok legközelebb állnak hozzá,amelyek ugyanolyan tápanyagokat igényelnek.
2) A viselkedési vonások mikrobákkal kezelhetők.
Úgy tűnik, hogy egyre több betegség kapcsolódik a bél mikrobiota különbségeihez. Például a közelmúltban a tudósok az esetek 100% -ában csak a széklet elemzésével tudtak különbséget tenni a depresszióban szenvedő és az egészséges emberek között. És amikor az ok megismerésre kerül, lehetőségek nyílnak a kezelésre. És annak ellenére, hogy az általánosan elérhető mikrobiális terápiát még nem fejlesztették ki, az izolált tanulmányok elképesztő eredményeket mutatnak. Például ugyanazt a depressziót sikerült gyógyítani, ha az antidepresszánsokat antibiotikumokkal kombinálják (elpusztítva a felesleges béllakókat). A székletátültetések (összetett eljárások, amelyek során a baktériumokat eltávolítják az egészséges emberek székletéből, kapszulákba csomagolják és velük ellátott betegeknek) csökkentik az autizmus tüneteinek súlyosságát az emberekben. Végül, a mikrobiális megelőzés szintén hozott gyümölcsöt:akiket rendszeresen tápláltak probiotikumokkal (azaz a mikrobák egy része a "normál" mikroflórából), senki sem fejlesztette ki Asperger vagy a figyelemhiányos hiperaktivitás rendellenességet, míg a kontrollcsoportban a gyermekek 17% -a nőtt fel ezen viselkedési rendellenességek egyikével.
***
Bélszomszédaink életéről szóló legfrissebb hírek arra késztetnek minket, hogy újragondoljuk az élet kilátásainkat. A korábban az emberi test elidegeníthetetlen (és néha gyógyíthatatlan) tulajdonságainak nagy része a mikrobiális egyensúlyhiány következménye. Önkéntelenül kíváncsi: hol van az igazi ember, aki nem esik ezekre a mikroszkopikus manipulátorokra? Időközben a tudósok keresek egyeztetési módot velük, javasoljuk, hogy ne essen pánikba és igyon kefirot: a tanulmányok kimutatták, hogy a tejsavbaktériumok nemcsak javítják az emésztést, hanem felvidítanak, és szórakoztatóbbá válik a következő felfedezések várása.