Recent, revista Nature a publicat un alt articol care blamează o serie de boli umane, inclusiv cele mentale, asupra microbilor - locuitorii intestinelor noastre. Timp de o jumătate de secol studiind bacteriile intestinale, oamenii de știință nu au reușit să determine ce aduc mai mult - beneficii sau rău. Dar am reușit să ne asigurăm că, printre altele, microbii pot provoca schimbări în comportamentul uman și sănătatea mintală. Traducem semnalele lor din limbajul microbian în limbajul uman și invităm cititorul să decidă singur dacă bacteriile sunt prieteni sau dușmani (dar nu promitem că nu vor afecta opinia lui).
Despre microbi și oameni
Îți aduci aminte de desenul sovietic despre un elan, pe ale cărui coarne animale de pădure călăreau și făceau o casă acolo? Corpul nostru este același elan pentru miliarde de organisme unicelulare (majoritatea bacterii), care sunt numite colectiv microbi, microflore sau microbiote. Puteți spune chiar că noi și microbii noștri constituim un meta-organism, care trebuie considerat ca un întreg, deoarece nu există oameni fără microbi.
Oamenii și microbii s-au unit în numele celui mai valoros lucru de care are nevoie un organism viu - hrana. Oamenii știu să-l obțină, iar microbii îl pot digera. Cu toate acestea, pentru o coexistență pașnică, ei trebuie să îndeplinească pactul de neagresiune. Prin urmare, acționând asupra acumulării de celule imune în peretele intestinal, bacteriile atenuează posibilul răspuns imun. Dacă acest lucru nu se întâmplă, de exemplu, din cauza lipsei de bacterii, imunitatea persoanei devine mai agresivă. Probabil, tocmai din acest motiv, copiii care au crescut în condiții cu un conținut bacterian scăzut (curat, fără contact cu mama și laptele ei) sunt mai susceptibili să dezvolte alergii și boli autoimune. La rândul lor, microbii nu distrug peretele intestinal. Cu toate acestea, rămân vecini pașnici doar până când pătrund în corpul uman. Acolo provoacă inflamații severe,care nu sunt ușor de abordat.
În plus, microbii necesită protecția intereselor lor. De exemplu, este important pentru ei că primesc regulat hrană și că peretele intestinal nu le dăunează. Pentru a face acest lucru, ele eliberează molecule de semnalizare care reglează activitatea celulelor gazdă din jur, de exemplu, absorbția sau secreția enzimelor sau chiar depunerea de grăsime (da, există dovezi că obezitatea este asociată cu un dezechilibru în microbiota intestinală). Și, în sfârșit, o astfel de coexistență duce uneori la efecte ciudate. De exemplu, microbii pot ingera sau modifica medicamente luate de către gazdă, ceea ce uneori reduce semnificativ eficacitatea tratamentului. Sau își pot secreta ADN-ul (ca parte a schimbului de gene cu alte bacterii), care poate fi absorbit de țesuturile gazdă din jur. Până în prezent, nu există dovezi fără echivoc că genele bacteriene funcționează în celulele peretelui intestinal. Cu toate acestea, cazuri similare sunt cunoscute la insecte și viermi. Și în genomul uman, s-au descoperit câteva secvențe care sunt suspecte similare cu cele bacteriene. Probabil, există mai mult în comun între noi și micro-locuitorii noștri decât pare la prima vedere.
Ce fac microbii în corpul uman? Ilustrație: Mikhail Fomin, mansardă.
Se pare, pe de o parte, că pericolul este întotdeauna aproape. Pe de altă parte, este imposibil să scapi de el, deoarece absența microbilor se transformă în consecințe și mai grave decât prezența lor. Deci, de exemplu, conform „ipotezei igienice”, eforturile excesive de curățenie și igienă sunt dăunătoare sănătății, iar contactul precoce al unui copil cu bacterii și alergeni, dimpotrivă, întărește sistemul imunitar. Cu toate acestea, sunt încă publicate articole ai căror autori consideră microbii ca paraziți care folosesc oamenii pentru propriile nevoi. Și aici influența microbiotei asupra sistemului nervos uman devine un argument puternic.
Video promotional:
Calea către creier prin stomac
S-ar părea, unde este creierul și unde este stomacul? Cu toate acestea, primul lucru pe care corpul trebuie să-l supraviețuiască este mâncarea, ceea ce înseamnă că creierul trebuie să înțeleagă clar dacă se află acolo, ce se întâmplă cu acesta și dacă sistemul digestiv funcționează bine. Mai ales pentru aceasta, celulele enterochromaffin sunt localizate în peretele intestinal - microglande, care secretă multe substanțe de reglare. Unele dintre ele acționează asupra celulelor din apropiere, stimulând sau încetinind digestia. Alții activează neuronii din peretele intestinal, în special capătul nervului vag, care merge direct la creier. În plus, terminațiile dureroase se găsesc sub suprafața intestinului, care răspund și la substanțele secretate de celulele enterochromaffin și pot semnala că organismul a mâncat ceva greșit. În cele din urmă, peretele intestinal este populat cu celule imune,sensibil la substanțe pătrunzătoare. Când este detectat un inamic, aceste celule declanșează inflamații, în timp ce substanțele sunt eliberate care acționează asupra terminațiilor nervoase și intră în fluxul sanguin. Astfel, stresul poate trece de la local la global.
Desigur, informațiile despre activitatea bacteriilor apar rapid și în creier. În primul rând, microbii „pașnici” stimulează digestia și multe dintre alimentele pe care le digeră sau le sintetizează intră în fluxul sanguin. De exemplu, acizii grași cu lanț scurt (prin descompunerea acestora, obținem 5-10% din energia noastră zilnică). Celulele creierului au receptori care le prind și semnalează o senzație de sațietate. În plus, odată cu disponibilitatea resurselor de energie, creierul se dezvoltă mai bine. Schizofrenia și tulburarea bipolară sunt mai frecvente la copiii care sunt subnutriți în pântece. O creștere a cantității de acizi grași cu lanț scurt în sânge, dimpotrivă, stimulează învățarea și memoria.
În al doilea rând, bacteriile comunică activ cu peretele intestinal (și prin el - cu creierul gazdei), eliberând substanțe care acționează asupra celulelor enterochromaffin. Interesant este că substanțele de semnalizare ale bacteriilor sunt pur și simplu analogi direcți ai propriilor hormoni și neurotransmițători: s-a dovedit că microflora intestinală poate produce norepinefrină, dopamină, serotonină, testosteron, histamină, precum și neurotransmițătorul acid gamma-aminobutiric și proteine - regulatori ai apetitului (de exemplu, ghrelin și leptină). Mai mult, unele bacterii pot secreta benzodiazepine - substanțe care au un efect calmant (printre rudele lor, de exemplu, celebrul calmant fenazepam). Oamenii de știință cred că toate aceste molecule de semnalizare sunt foarte vechi și au fost folosite de bacterii pentru a comunica între ele în acele zile.când organismele multicelulare abia evoluau. Adică, microflora intestinală acționează ca un fier adițional în corpul uman.
Ilustrație: Mikhail Fomin, mansardă.
Deci, ce vor microbii?
Într-o primă aproximare, motivația microbilor nu este dificilă: ei își doresc hrană. Dacă nu există suficiente substanțe nutritive pentru ei, atunci pot secreta substanțe care stimulează terminațiile dureroase în peretele intestinal. Există chiar o ipoteză înfricoșătoare că colica la bebeluși este cauzată și de bacterii: durerea determină organismul să redirecționeze resursele energetice interne către zona intestinală, iar plânsul (cauzat de acțiunea microbilor asupra creierului) atrage părinții care încearcă să hrănească copilul pentru a-l calma.
Dacă proprietarul este suficient de bătrân, atunci este posibil să-și regleze producția de alimente direct prin sistemul său nervos. De exemplu, având în vedere suficientă mâncare, unii dintre vecinii noștri benefici sintetizează triptofanul aminoacidului esențial, care este baza pentru producerea de serotonină a corpului nostru, așa-numitul „hormon al fericirii”. La rândul său, serotonina reglează activitatea sistemului nervos, provocând sentimente de sațietate, calm și bucurie. În lipsa hranei, hormonii microbieni și un neurotransmițător pot schimba comportamentul spre anxietate și comportamentul explorator. Într-un experiment celebru, oamenii de știință au transplantat microflora de pe o linie de șoareci cu anxietate crescută la șoareci normali, iar nivelul lor de anxietate a crescut și el. Caracteristici ale microbiotei s-au găsit și la persoanele cu tulburări de comportament, precum cele care suferă de depresie, schizofrenie și anorexie. Oamenii de știință cred că dezechilibrele neurotransmițătorilor cauzate de bacteriile intestinale pot fi cauza acestor tulburări.
În plus, germenii își doresc mâncarea preferată. Microbiota este formată din mai multe tipuri de bacterii care diferă în preferințele lor dietetice. Și fiecare tip de bacterii încearcă să acționeze asupra corpului gazdei în așa fel încât să mănânce adesea cu precizie substanțele preferate. Acesta este probabil motivul pentru care compoziția microflorei intestinale diferă și la persoanele care respectă diferite regimuri alimentare: microbii dominanți provoacă poftă pentru diferite tipuri de alimente. Acestea pot obține acest lucru, de exemplu, redistribuind papilele gustative. Se știe că simțul gustului se poate schimba în timpul operațiilor asupra intestinelor, timp în care compoziția microbiană se schimbă inevitabil. Dar chiar și la cei care urmează aceeași dietă, bacteriile pot provoca o schimbare a preferințelor alimentare. Oamenii de știință au comparat conținutul de substanțe bacteriene din urina dulciurilor și a persoanelor care sunt indiferente față de dulciuri,care cu toate acestea mânca la fel. S-a dovedit că aceste substanțe din urină sunt diferite! Se pare că poftele de zahăr pot fi o proprietate a microflorei și nu a proprietarului acesteia. Așadar, dacă ți se pare că ești îndrăgostit patologic de ciocolată, atunci este posibil ca microbii săi adoră de fapt.
În cele din urmă, microbii vor să călătorească, să intre în alte organisme și să facă schimb de gene cu rude îndepărtate care trăiesc cu alte gazde. Prin urmare, ar fi benefic pentru ei să crească socialitatea unei persoane. Într-adevăr, s-a constatat că șoarecii crescuți într-un mediu fără germeni prezintă modele comportamentale similare cu cele ale persoanelor autiste, deoarece nu primesc un semnal de socializare intern. De asemenea, oamenii de știință au identificat diferențe în microbiota copiilor cu tulburări ale spectrului de autism față de copiii sănătoși. Cu toate acestea, majoritatea copiilor autiști își limitează dieta la un set mic de alimente. Se crede că acest lucru se datorează dezechilibrului microflorei lor: unii microbi sunt mulți, alții sunt aproape niciunii, de aceea preferințele gustului sunt puternic părtinitoare și nu există suficiente apeluri pentru socializare din partea bacteriilor.
Pofta contagioasă
Deci, multe trăsături de comportament sau tulburări pot fi de natură bacteriană. Acest lucru duce la două concluzii care pot influența viitorul medicamentului.
1) Trăsăturile comportamentale pot fi transmise de microbi.
Acest lucru este susținut de un experiment cu șoareci, în care transplantul de microflora și-a schimbat comportamentul față de mai alarmant. În plus, oamenii de știință au calculat că persoanele cu cunoscuți apropiați care sunt obezi au un risc crescut de a dezvolta același simptom. Este posibil ca înclinația spre obezitate să poată fi transmisă împreună cu microbii, deși acest lucru nu a fost încă dovedit direct. În cele din urmă, există o ipoteză că preferințele gustului (care, așa cum știm deja, se pot schimba și sub influența bacteriilor) sunt mai apropiate la membrii aceleiași familii decât la persoanele necunoscute. Acest lucru face posibil să dezvăluie „secretul borșului mamei” - mâncarea preparată acasă poate părea mai gustoasă decât altele, nu doar pentru că o persoană se obișnuiește cu ea încă din copilărie, ci și pentru că rudele sale au cea mai apropiată compoziție de bacterii de el,care necesită aceiași nutrienți.
2) Caracteristicile comportamentale pot fi tratate cu microbi.
Din ce în ce mai multe boli par a fi asociate cu diferențe în microbiota intestinală. De exemplu, recent, oamenii de știință din 100% din cazuri au reușit să facă distincția între persoanele care suferă de depresie și persoanele sănătoase folosind doar analiza scaunelor. Și atunci când cauza devine cunoscută, oportunitățile de tratament se deschid. Și în ciuda faptului că terapia microbiană general disponibilă nu a fost încă dezvoltată, studii izolate arată rezultate uimitoare. De exemplu, aceeași depresie poate fi vindecată cu mai mult succes atunci când antidepresivele au fost combinate cu antibiotice (distrugând excesul de locuitori intestinali). Iar transplanturile fecale (proceduri complexe în care bacteriile sunt scoase din scaunul persoanelor sănătoase, ambalate în capsule și alimentate pacienților cu acestea) au redus severitatea simptomelor de autism la om. În cele din urmă, prevenția microbiană a dat și roade: în rândul unui grup de copii,care au fost hrănite cu probiotice în mod regulat (adică un set de microbi din microflora „normală”), nimeni nu a dezvoltat nici tulburarea hiperactivității cu Asperger, nici cu deficit de atenție, în timp ce în grupul de control, 17% dintre copii au crescut cu una dintre aceste anomalii comportamentale.
***
Ultimele știri din viața vecinilor noștri intestinali ne fac să ne reconsiderăm perspectivele asupra vieții. O mare parte din ceea ce a fost considerat anterior o proprietate inalienabilă (și uneori incurabilă) a corpului uman se dovedește a fi rezultatul dezechilibrului microbian. Vă întrebați involuntar: unde este persoana reală, care nu este supusă acestor manipulatori microscopici? Între timp, oamenii de știință caută o modalitate de a negocia cu aceștia, este recomandat să nu intrați în panică și să beți kefir: studiile au arătat că bacteriile cu acid lactic nu numai că îmbunătățesc digestia, ci și înveselesc și devine mai distractiv să așteptați la următoarele descoperiri.
