De utallige bakteriene som lever i kroppen vår er involvert i ikke bare fordøyelse av mat, men mye mer. Ny forskning antyder at bakterier i tarmen vår til og med har en direkte dialog med hjernen.
Vi oppfatter en vanlig person som en uavhengig organisme. Men det vi ofte glemmer, er at vi ikke er alene i kroppen vår. Mennesket er et helt økosystem med milliarder av mikroorganismer - faktisk er disse mikroorganismer enda flere enn cellene i kroppen vår.
Blant disse mikroorganismer er vi mest kjent med bakterier, som inntil for noen år siden hovedsakelig ble oppfattet som tilfeldige passasjerer som ikke hadde en konkret effekt på mennesker. De siste årene har det imidlertid kommet frem at forholdet mellom mennesker og mange bakterier kan karakteriseres snarere som gjensidig fordelaktig.
Noen forskere har gått lenger og antydet at mennesker og deres bakteriepopulasjon kan sees på som en stor organisme. Et ekstra organ er hva hele bakteriesamlingen kan vurderes.
De siste årene har det faktisk blitt oppdaget at bakteriene som lever av og hos mennesker, spiller en stor rolle i vår utvikling og helse. I tillegg begynner vi å forstå at disse mikroorganismene kan påvirke systemer som vi tidligere utelukkende vurderte som våre egne.
Mikroflora i magen
Den rette kombinasjonen av mikroorganismer er veldig viktig for mange prosesser i menneskekroppen. Vi kaller populasjonen av bakterier i et gitt individ for mikrobiomet.
Salgsfremmende video:
Denne definisjonen inkluderer bakterier både på huden og i kroppen, men mest oppmerksomhet rettes mot de mange bakteriene som lever i mage-tarmkanalen.
Det er her de aller fleste interaksjoner mellom bakterier og mennesker foregår. I denne artikkelen vil uttrykket "mikrobiom" også utelukkende referere til mage-tarmkanalen.
Mange bakterier som lever i fordøyelsessystemet er involvert i fordøyelsen av maten vi spiser, produserer viktige vitaminer og beskytter oss også mot sykdomsfremkallende bakterier eller virus som sniker seg inn i kroppen vår.
Påvirker de hjernens funksjon?
Bakteriene som bebor tarmene våre kan ikke trenge utenom den hvis den ikke er skadet, så i normale situasjoner kommer de ikke i direkte kontakt med resten av kroppen.
Og dette er viktig, for ellers vil disse bakteriene provosere betennelse. Imidlertid er bakterier og avfallet de frigjør i løpet av deres levetid knyttet til organer i kroppen på mange måter.
Det har lenge vært kjent at hjernen og tarmen utveksler signaler, men oppdagelsen av forbindelsen mellom mikrobiomet og hjernen har fått mye oppmerksomhet. Kanskje fordi nyheten om at små, encellede organismer kan ha innvirkning på våre komplekse hjerner, skader vår selvtillit - anser vi oss som den dominerende arten.
Hvis bakterier påvirker måten hjernen vår fungerer, så hvem er egentlig ved roret?
Kortkjedede fettsyrer snakker med hjernen
Bakterier kommuniserer med hjernen gjennom kjemiske reaksjoner og elektriske signaler. Elektrisk kommunikasjon foregår gjennom nervesystemet, som knytter tarmene og hjernen. Nervesystemet kan påvirkes direkte eller indirekte av stoffer som utskilles av bakterier under deres vitale aktivitet.
Disse avfallsproduktene av bakterier kan også nå hjernen gjennom blodomløpet, og trenger inn i tarmveggen. Spesielt er kortkjedede fettsyrer aktivt involvert i kommunikasjonen med hjernen.
I tillegg kan kortkjedede fettsyrer også forstyrre produksjonen av hormoner i tarmen og dermed indirekte påvirke de stedene i hjernen som er påvirket av disse hormonene.
Vi legger ikke merke til dem - for det meste
Immunsystemet er også aktivt involvert i kommunikasjonen mellom hjernen og mikrobiomet.
Immunceller er til stede på ytterveggen i tarmen og kan starte vekster inni den, og registrerer endringer i tarmmiljøet, for eksempel en ubalanse med bakteriepopulasjonen. Når ubalansen er fikset, begynner immunceller å avgi signaler som reiser gjennom blodomløpet til hjernen.
Under normale omstendigheter skader ikke den konstante kommunikasjonen mellom bakterier og hjernen menneskers helse og utvikling, og det er grunnen til at vi stort sett lever uten å vite noe om bakteriefloraen vår.
Imidlertid er det situasjoner når bakteriemiljøet blir ubalansert, noe som kan resultere i en unormal tilstand, noe som plutselig får oss til å ta hensyn til de mange mikroorganismer som lever i kroppen vår.
Mikroflora ubalanse
Bakteriene som utgjør mikrobiomet, konkurrerer stadig om plass i tarmøkosystemet. I de første årene av en persons liv opprettes en balanse mellom bakterier av forskjellige arter, hvoretter det ikke lenger oppstår alvorlige svingninger i det relative antall bakterier av forskjellige arter.
Forholdet mellom bakterier i mikrobiomet varierer fra person til person, så det er ingen spesifikk sammensetning av mikrobiomet som kan kalles "riktig" for alle. Imidlertid påvirkes denne individuelle balansen gjennom livet av forskjellige faktorer som kan undergrave den.
Kosthold påvirker i stor grad hvilke typer bakterier som dominerer tarmen, og store endringer i kostholdet kan endre bakteriesammensetningen til mikrobiomet. Dette er fordi en bestemt diett kan favorisere en eller flere typer bakterier som begynner å spre seg.
På samme måte kan en mageinfeksjon, det vil si den midlertidige tilstedeværelsen av fremmede mikroorganismer som folker ut en eller flere vanlige bakteriearter, påvirke mikrobiomet og forårsake ubalanser.
Merkelig nok kan behandling av slike infeksjoner med antibiotika også påvirke den eksisterende mikrofloraen negativt, siden en viss type antibiotika ødelegger en eller flere typer bakterier, og dermed gir plass til andre.
De eldre er mer sårbare enn de unge
Mange studier indikerer at en persons alder påvirker mikrobiomet. Det er vist at i eldre mennesker er sammensetningen mindre stabil og mangfoldig enn hos yngre mennesker. Dette gjør eldre mennesker mer utsatt for infeksjoner.
En ubalanse i mikrobiomet fører til en rekke endringer som kan påvirke kroppen vår. Antallet forskjellige avfallsprodukter av bakterier kan øke og redusere, reaksjonen i immunforsvaret kan endre seg, og andre signaler vil gå til nervesystemet.
Flere forskningsresultater antyder at disse endringene kan påvirke normale hjerneprosesser og føre til en rekke psykologiske og nevrologiske problemer.
Bakterier for godt og for skade
Effekten av bakteriell ubalanse er potensielt et veldig bredt emne, men vanskelig å studere fordi mikrobiomet er dynamisk og konstant påvirket av andre kroppssystemer. Derfor blir det forsøkt å skille de forskjellige effektene fra hverandre.
Bakterier under mikroskop.
Mikrobiomet generelt og dets rolle i hjerneutvikling spesielt er studert hos sterile dyr som mangler et mikrobiom.
Mus uten et mikrobiom har for eksempel en underutviklet blod-hjerne-barriere, en annen hjernestruktur og viser derfor ulik oppførsel, og reagerer sterkere på stressstimuli sammenlignet med mus med en normal bakteriepopulasjon.
Hvis sterile mus i begynnelsen av livet mottar et mikrobiom fra normale mus, blir disse forskjellene fullstendig utjevnet. Men hvis dette skjer på et senere tidspunkt i livet, endrer ingenting seg.
Dermed ser det ut til at mikrobiomet bare kan påvirke utviklingen av hjernen i løpet av en viss periode i en organisms liv.
Disse funnene har vekket interesse for den potensielle koblingen mellom mikrobiotiske ubalanser og syndromer assosiert med underutviklede hjernefunksjoner som autisme.
Bakterier endres på grunn av depresjon
Nevrologiske syndromer som følger med alder, som demens og Parkinsons sykdom, har også blitt assosiert med mikrobiomet, ettersom de merket at bakteriefloraen med årene blir mindre og mindre mangfoldig parallelt med forverringen av nevrologiske funksjoner.
Etter oppdagelsen av superintensive stressresponser hos sterile mus, ble det klart at mikrobiomet kunne påvirke utviklingen av psykologiske syndromer som stress eller depresjon.
Til å begynne med undersøkte forskere mikrobiomene til deprimerte pasienter for å finne ut om bakteriesammensetningen deres var annerledes enn hos friske mennesker.
Disse studiene har vist at pasienter med depresjon generelt har færre bifidobakterier og laktobaciller.
Ved å kunstig øke antallet bakterier av denne typen og måle konsekvensene av slike handlinger, for eksempel antall visse nevrotransmittere i hjernen, kan du finne ut om det er noen sammenheng.
Dermed ble det ved hjelp av mus funnet at kosttilskudd med laktobaciller, som ofte finnes i yoghurt, kan bidra til å redusere angst og lindre symptomer på depresjon ved å påvirke signaler som sendes til hjernen gjennom nervesystemet.
Andre typer bakterier, som bifidobakterier, øker mengden av hormonet serotonin i blodet og reduserer effekten av stress ved å jevne ut immunsystemets aktivitet, som påvirker hjernen gjennom blodomløpet.
Imidlertid er mye av det eksisterende vitenskapelige arbeidet med mikrobiomet og nevrologisk og psykologisk sykdom basert på sammenhenger, og videre forskning vil måtte gjøres før vi utvetydig kan peke på mikrobiomet som den avgjørende faktoren i denne forbindelse.
I tillegg til å forstå hvordan forskjellige typer bakterier påvirker kroppen, er det også viktig å forstå hvordan forskjellige typer bakterier interagerer med hverandre og hvordan deres interaksjon påvirker nevrologiske symptomer, fordi bakterier i mikrobiomet ikke eksisterer isolert fra hverandre.
Mikrobiotisk manipulasjon
Hvis vi forstår hvordan mikrobiomet påvirker helsen vår, kan potensielt denne kunnskapen brukes til å behandle sykdom ved å gjøre endringer i bakteriebalansen. Dette kan gjøres ved å konsumere matvarer eller medisiner som er før- eller probiotisk.
- Prebiotika er ofte komplekse karbohydrater som er spesielt gunstige for en eller flere typer bakterier, og ved å ta dem kan det hjelpe veksten av disse bakteriene.
- Probiotika er levende bakterier, så å spise probiotisk yoghurt, for eksempel, kan øyeblikkelig øke antall bakterier av enhver type. Visse typer bakterier kan også reduseres med antibiotikabehandling.
En annen, mer radikal måte å påvirke mikrobiomet på er å donere små doser av menneskelig avføring fra en sunn giver. Hensikten med dette er å gjenopprette en balansert populasjon av bakterier, fordi avføring inneholder et stort antall gunstige bakterier.
Behandling av denne typen er hittil hovedsakelig brukt mot infeksjoner med bakterien Clostridium difficile, der en person lider av alvorlig diaré og tarmbetennelse. Men det kan også være effektivt for infeksjoner som påvirker andre deler av kroppen.
Nytt felt for forskning, liten forståelse
Selv om antallet vitenskapelige artikler som er viet til mikrobiomet, har vokst enormt de siste 15 årene, er det fortsatt mye som må gjøres for å forstå og begynne å påvirke mikrobiomet intelligent for behandlingsformål.
Ved å forstyrre levetiden til mikrobiomet, for eksempel gjennom en avføringstransplantasjon, kan du skifte balansen i en uventet retning, og derved provosere en reaksjon fra andre deler av kroppen som ikke burde ha blitt påvirket i det hele tatt.
En positiv eller negativ effekt vil sannsynligvis avhenge både av bakteriesammensetningen til mikrobiomene til giveren og mottakeren, og av sykehistorien.
I tillegg kan det i mange tilfeller være vanskelig å avgjøre om en atypisk populasjon av bakterier er selve sykdommen eller dens konsekvens, eller til og med begge deler. På grunn av dette er det vanskelig å forutsi hvilken effekt en potensiell mikrobiotisk interferens vil ha.
Mye av den grunnleggende kunnskapen kommer fra dyreforsøk, og det kan derfor ikke sies med sikkerhet at resultatene vil være de samme hos mennesker.
Så langt er bestemmelsen av det humane mikrobiomet i stor grad avhengig av fekale analyser. Måten prøvene er lagret på og mengden informasjon som er hentet fra dem er av stor betydning for hvor komplette vi kan tegne et bilde av tarmenes økosystem.
I tillegg til bakterier, inneholder tarmen en rekke sopp og virus som også er involvert i kommunikasjon med immunforsvaret og andre deler av kroppen.
Så langt har vi en ganske dårlig forståelse av hvor mange forskjellige mikroorganismer som interagerer, og vi vet lite om hvor viktig deres individuelle arter er for menneskers helse.
Men ideen om at du kan takle nevrologiske problemer fra et helt nytt perspektiv er veldig interessant, og det er veldig spennende å følge utviklingen av forskning på dette området.
Utfordringer med å studere mikrobiomet
Det er vanskelig å få representative prøver av det humane mikrobiomet. De fleste bakterier finnes i tykktarmen, noe som betyr at samling av prøver krever en invasiv prosedyre.
Det er urealistisk å bruke inngripende metoder på antall eksperimentelle mennesker som krever seriøs forskning. Derfor er mest forskning avhengig av avføringsanalyse.
Imidlertid har studier som bruker invasive metoder vist at bakteriefloraen ikke er ensartet i tarmen.
Derfor gir bruk av fekale analyser for å studere mikrobiomet, det er fullt mulig, upresentative resultater, fordi mikrofloraen i avføring først og fremst vil være lik mikrofloraen i den nedre tarmen.
Kathrine Nielsen
