Nylig publiserte tidsskriftet Nature en annen artikkel som beskylder en rekke menneskelige sykdommer, inkludert mentale, på mikrober - innbyggerne i tarmen vår. I et halvt århundre med å studere tarmbakterier har forskere ikke klart å bestemme hva de gir mer - nytte eller skade. Men vi klarte å sørge for at blant annet mikrober kan forårsake endringer i menneskelig atferd og mental helse. Vi oversetter signalene fra mikrobielt språk til menneskelig språk og inviterer leseren til å bestemme selv om bakterier er venner eller fiender (men vi lover ikke at de ikke vil påvirke hans mening).
Om mikrober og mennesker
Husker du den sovjetiske tegneserien om en elg, på hvis horn skogsdyr red og laget et hus der? Kroppen vår er den samme elgen for billioner av encellede organismer (de fleste av dem bakterier), som samlet kalles mikrober, mikroflora eller mikrobiota. Du kan til og med si at vi og våre mikrober utgjør en meta-organisme, som må betraktes som en helhet, siden det ikke er mennesker uten mikrober.
Mennesker og mikrober har forenet seg i navnet til den mest verdifulle tingen en levende organisme trenger - mat. Folk vet hvordan de skal få det, og mikrober kan fordøye det. For fredelig sameksistens trenger de imidlertid å oppfylle ikke-aggresjonspakten. Derfor, ved å virke på akkumulering av immunceller i tarmveggen, demper bakterier den mulige immunresponsen. Hvis dette ikke skjer, for eksempel på grunn av mangel på bakterier, blir personens immunitet mer aggressiv. Sannsynligvis er det på grunn av dette at barn som vokser opp under forhold med lavt bakterieinnhold (ren, ut av kontakt med moren og melken hennes) har større sannsynlighet for å utvikle allergier og autoimmune sykdommer. For deres del ødelegger ikke mikrober tarmveggen. De forblir imidlertid fredelige naboer bare til de trenger inn i menneskekroppen. Der forårsaker de alvorlig betennelse,som det ikke er lett å takle.
I tillegg krever mikrober beskyttelse av interessene deres. For eksempel er det viktig for dem at de regelmessig får mat, og at tarmveggen ikke skader dem. For å gjøre dette frigjør de signalmolekyler som regulerer aktiviteten til de omkringliggende vertscellene, for eksempel absorpsjon eller sekresjon av enzymer, eller til og med deponering av fett (ja, det er bevis på at overvekt er assosiert med en ubalanse i tarmens mikrobiota). Og til slutt fører slik sameksistens noen ganger til rare effekter. For eksempel kan mikrober innta eller modifisere medisiner som er tatt av verten, noe som noen ganger reduserer effektiviteten av behandlingen. Eller de kan skille ut DNAet sitt (som en del av genutveksling med andre bakterier), som kan tas opp av det omkringliggende vertsvevet. Så langt er det ingen entydige bevis for at bakteriegener fungerer i cellene i tarmveggen. Imidlertid er lignende tilfeller kjent hos insekter og ormer. Og i menneskets genom ble det funnet noen sekvenser som er mistenksomt lik bakterielle. Sannsynligvis er det litt mer til felles mellom oss og våre mikroinnbyggere enn det ser ut ved første øyekast.
Hva gjør mikrober i menneskekroppen? Illustrasjon: Mikhail Fomin, loftet.
Det viser seg på den ene siden at faren alltid er i nærheten. På den annen side er det umulig å bli kvitt det, fordi fraværet av mikrober blir enda verre konsekvenser enn deres tilstedeværelse. I følge den "hygieniske hypotesen", for eksempel, er overdreven bestrebelse på renslighet og hygiene helseskadelig, og tidlig kontakt av barnet med bakterier og allergener styrker tvert imot immunforsvaret. Imidlertid publiseres det fortsatt artikler hvis forfattere anser mikrober som parasitter som bruker mennesker til eget behov. Og her blir innflytelsen fra mikrobiota på det menneskelige nervesystemet et sterkt argument.
Salgsfremmende video:
Stien til hjernen gjennom magen
Det ser ut til, hvor er hjernen, og hvor er magen? Likevel er det første kroppen trenger for å overleve mat, noe som betyr at hjernen tydelig må forstå om den er der, hva som skjer med den og om fordøyelsessystemet fungerer bra. Spesielt for dette er enterokromaffinceller lokalisert i tarmveggen - mikrogland, som utskiller mange regulatoriske stoffer. Noen av dem virker på celler i nærheten, stimulerer eller bremser fordøyelsen. Andre aktiverer nevroner i tarmveggen, spesielt enden av vagusnerven, som går direkte til hjernen. I tillegg er det smertefulle avslutninger under overflaten av tarmen, som også reagerer på stoffer som skilles ut av enterokromaffinceller, og kan signalisere at kroppen har spist noe galt. Endelig er tarmveggen befolket med immunceller,følsom for penetrerende stoffer. Når en fiende blir oppdaget, utløser disse cellene betennelse, mens det frigjøres stoffer som virker på nerveenderne og kommer inn i blodomløpet. Dermed kan stress gå fra lokalt til globalt.
Selvfølgelig vises informasjon om bakterienes aktivitet også raskt i hjernen. For det første stimulerer "fredelige" mikrober fordøyelsen, og mange av matvarene de fordøyer eller syntetiserer kommer inn i blodomløpet. For eksempel kortkjedede fettsyrer (ved å bryte ned disse får vi 5-10% av vår daglige energi). Hjernecellene har reseptorer som fanger dem og signaliserer en metthetsfølelse. I tillegg, med tilgjengeligheten av energiressurser, utvikler hjernen bedre. Schizofreni og bipolar lidelse er mer vanlig hos barn som er underernærte i livmoren. En økning i mengden kortkjedede fettsyrer i blodet stimulerer tvert imot læring og hukommelse.
For det andre kommuniserer bakterier aktivt med tarmveggen (og gjennom den - med vertens hjerne), og frigjør stoffer som virker på enterokromaffinceller. Interessant nok er signalstoffene til bakterier ganske enkelt direkte analoger av våre egne hormoner og nevrotransmittere: det viste seg at tarmmikrofloraen kan produsere noradrenalin, dopamin, serotonin, testosteron, histamin, så vel som nevrotransmitteren gamma-aminobutyric acid og proteiner - appetittregulatorer (for eksempel, ghrelin og leptin). Dessuten kan noen bakterier utskille benzodiazepiner - stoffer som har en beroligende effekt (blant deres pårørende, for eksempel den berømte beroligende fenazepam). Forskere mener at alle disse signalmolekylene er veldig eldgamle og ble brukt av bakterier for å kommunisere med hverandre i disse dager.når flercellede organismer bare var i utvikling. Det vil si at tarmens mikroflora fungerer som et ekstra jern i menneskekroppen.
Illustrasjon: Mikhail Fomin, loftet.
Så hva ønsker mikrober?
I en første tilnærming er motivasjonen til mikrober enkel: De vil ha mat. Hvis det ikke er nok næringsstoffer for dem, kan de skille ut stoffer som stimulerer smertefulle ender i tarmveggen. Det er til og med en skremmende hypotese om at kolikk hos babyer også er forårsaket av bakterier: smerter får kroppen til å omdirigere indre energiressurser til tarmområdet, og gråt (forårsaket av virkningen av mikrober i hjernen) tiltrekker foreldre som prøver å mate babyen for å roe den ned.
Hvis eieren er gammel nok, er det mulig å regulere matproduksjonen hans direkte gjennom nervesystemet. For eksempel, med nok mat, syntetiserer noen av våre gunstige naboer den essensielle aminosyren tryptofan, som er grunnlaget for kroppens produksjon av serotonin, det såkalte "lykkehormonet." Serotonin regulerer på sin side aktiviteten i nervesystemet og forårsaker metthetsfølelse, ro og glede. Med mangel på mat kan mikrobielle hormoner og en nevrotransmitter forskyve atferd mot angst og utforskende atferd. I et kjent eksperiment transplanterte forskere mikroflora fra en linje med mus med økt angst til normale mus, og deres angstnivå økte også. Egenskaper ved mikrobiotaen er også funnet hos personer med atferdsforstyrrelser, som de som lider av depresjon, schizofreni og anoreksi. Forskere tror at ubalanse i nevrotransmitter forårsaket av tarmbakterier kan være årsaken til disse lidelsene.
I tillegg ønsker bakterier sin favorittmat. Mikrobiotaen består av mange typer bakterier som avviker i kostholdsinnstillingene. Og hver type bakterie søker å virke på vertens kropp på en slik måte at den ofte spiser nettopp deres favorittstoffer. Dette er sannsynligvis grunnen til at sammensetningen av tarmmikrofloraen også er forskjellig hos personer som holder seg til forskjellige kostholdsregimer: de dominerende mikrober forårsaker sug etter forskjellige typer mat. De kan oppnå dette, for eksempel ved å omfordele smaksløkene. Det er kjent at smakssansen kan endre seg under operasjoner på tarmen, hvor den mikrobielle sammensetningen uunngåelig endres. Men selv hos de som følger samme kosthold, kan bakterier føre til et skifte i matpreferanser. Forskere har sammenlignet innholdet av bakterielle stoffer i urinen til søtsaker og folk som er likegyldige til søtsaker,som likevel spiste det samme. Det viste seg at disse stoffene i urinen er forskjellige! Det viser seg at sugetet etter sukker kan være en eiendom av mikrofloraen, og ikke av dens eier. Så hvis det ser ut til at du er patologisk forelsket i sjokolade, er det mulig at mikrobene dine faktisk elsker den.
Til slutt ønsker mikrober å reise, gå inn i andre organismer og utveksle gener med fjerne slektninger som bor med andre verter. Derfor ville det være fordelaktig for dem å øke sosialiteten til en person. Det har faktisk blitt funnet at mus som er oppdratt i et kimfritt miljø, viser atferd som ligner på autistiske mennesker, fordi de ikke mottar et internt sosialiseringssignal. Forskere har også identifisert forskjeller i mikrobiota hos barn med autismespekterforstyrrelser fra friske barn. Imidlertid begrenser de fleste autistiske barn kostholdet sitt til et lite sett med mat. Det antas at dette skyldes ubalansen i mikrofloraen deres: Noen mikrober er mange, andre er nesten ingen, derfor er smakpreferanser sterkt partiske, og det er ikke nok samtaler om sosialitet fra bakterier.
Smittsom appetitt
Så mange atferdstrekk eller lidelser kan være bakterielle. Dette fører til to konklusjoner som sannsynligvis vil påvirke fremtidens medisin.
1) Atferdstrekk kan overføres av mikrober.
Dette støttes av et eksperiment med mus, der transplantasjonen av mikroflora endret deres oppførsel mot mer alarmerende. I tillegg har forskere beregnet at personer med nære bekjente som er overvektige har økt risiko for å utvikle det samme symptomet. Det er mulig at tilbøyeligheten til overvekt også kan overføres sammen med mikrober, selv om dette ennå ikke er bevist direkte. Endelig er det en hypotese om at smakspreferanser (som, som vi allerede vet, også kan endre seg under påvirkning av bakterier) er nærmere hos medlemmer av samme familie enn hos ukjente mennesker. Dette gjør det sannsynligvis mulig å avsløre "hemmeligheten bak mors borscht" - mat tilberedt hjemme kan virke smakligere enn andre, ikke bare fordi en person blir vant til det fra barndommen, men også fordi hans pårørende har den nærmeste sammensetningen av bakterier til ham,som krever de samme næringsstoffene.
2) Atferdsfunksjoner kan behandles med mikrober.
Flere og flere sykdommer ser ut til å være assosiert med forskjeller i tarmen mikrobiota. For eksempel nylig var forskere i 100% av tilfellene i stand til å skille mellom mennesker som lider av depresjon og sunne mennesker ved å bruke bare avføringsanalyse. Og når årsaken blir kjent, åpnes muligheter for behandling. Til tross for at generelt tilgjengelig mikrobiell terapi ennå ikke er utviklet, viser isolerte studier fantastiske resultater. For eksempel kunne den samme depresjonen kureres mer vellykket når antidepressiva ble kombinert med antibiotika (ødelegge overflødige innbyggere i tarmen). Og fekale transplantasjoner (komplekse prosedyrer der bakterier fjernes fra avføringen til sunne mennesker, pakket i kapsler og mates til pasienter med dem) har redusert alvorlighetsgraden av autismesymptomer hos mennesker. Endelig har også mikrobiell forebygging båret frukt: blant en gruppe barn,som regelmessig fikk mat av probiotika (det vil si et sett med mikrober fra "normal" mikroflora), ingen utviklet verken Aspergers syndrom eller Attention Deficit Hyperactivity Disorder, mens i kontrollgruppen vokste 17% av barna opp med en av disse atferdsavvikene.
***
De siste nyhetene fra livene til tarmnaboene våre gjør at vi vurderer livssynet vårt på nytt. Mye av det som tidligere ble ansett som en umistelig (og noen ganger uhelbredelig) egenskap i menneskekroppen, viser seg å være et resultat av mikrobiell ubalanse. Du lurer ufrivillig: hvor er den virkelige personen, ikke underlagt disse mikroskopiske manipulatorene? I mellomtiden leter forskere etter en måte å forhandle med dem på, det anbefales ikke å få panikk og drikke kefir: studier har vist at melkesyrebakterier ikke bare forbedrer fordøyelsen, men også heier på, og det blir morsommere å vente på de neste oppdagelsene.
