For nylig udgav tidsskriftet Nature en anden artikel, der beskylder en række menneskelige sygdomme, inklusive mentale sygdomme, på mikrober - indbyggere i vores tarme. I et halvt århundrede med undersøgelse af tarmbakterier har forskere ikke været i stand til at bestemme, hvad de bringer mere - gavn eller skade. Men det lykkedes os at sikre, at blandt andet mikrober kan forårsage ændringer i menneskelig adfærd og mental sundhed. Vi oversætter deres signaler fra mikrobielt sprog til menneskeligt sprog og inviterer læseren til selv at beslutte, om bakterier er venner eller fjender (men vi lover ikke, at de ikke vil påvirke hans mening).
Om mikrober og mennesker
Kan du huske den sovjetiske tegneserie om en elg, på hvis horn skovdyr red og lavede et hus der? Vores krop er den samme elg for billioner af encellede organismer (de fleste af dem bakterier), som samlet kaldes mikrober, mikroflora eller mikrobiota. Du kan endda sige, at vi og vores mikrober udgør en meta-organisme, som skal betragtes som en helhed, da der ikke er mennesker uden mikrober.
Mennesker og mikrober har forenet sig i navnet på den mest værdifulde ting, som en levende organisme har brug for - mad. Folk ved, hvordan man får det, og mikrober kan fordøje det. For fredelig sameksistens er de imidlertid nødt til at opfylde ikke-aggressionspagten. Derfor påvirker bakterier den mulige immunrespons ved at virke på akkumulering af immunceller i tarmvæggen. Hvis dette ikke sker, for eksempel på grund af mangel på bakterier, bliver personens immunitet mere aggressiv. Det er sandsynligvis på grund af dette, at børn, der er vokset op under tilstande med et lavt bakterieindhold (ren, ud af kontakt med moren og hendes mælk) er mere tilbøjelige til at udvikle allergier og autoimmune sygdomme. For deres del ødelægger mikrober ikke tarmvæggen. De forbliver imidlertid fredelige naboer, indtil de trænger ind i den menneskelige krop. Der forårsager de svær betændelse,som ikke er lette at håndtere.
Derudover kræver mikrober beskyttelse af deres interesser. For eksempel er det vigtigt for dem, at de regelmæssigt får mad, og at tarmvæggen ikke skader dem. For at gøre dette frigiver de signalmolekyler, der regulerer aktiviteten af de omgivende værtsceller, for eksempel absorption eller sekretion af enzymer eller endda deponering af fedt (ja, der er bevis for, at fedme er forbundet med en ubalance i tarmens mikrobiota). Og endelig fører sådan sameksistens undertiden til underlige effekter. For eksempel kan mikrober indtage eller modificere lægemidler taget af værten, hvilket undertiden markant reducerer effektiviteten af behandlingen. Eller de kan udskille deres DNA (som en del af genudveksling med andre bakterier), som kan absorberes af det omgivende værtsvæv. Indtil videre er der ingen entydige beviser for, at bakteriegener fungerer i cellerne i tarmvæggen. Imidlertid er lignende tilfælde kendt hos insekter og orme. Og i det humane genom blev der fundet nogle sekvenser, der mistænkeligt ligner bakterielle. Der er sandsynligvis lidt mere til fælles mellem os og vores mikroindbyggere end det ser ud ved første øjekast.
Hvad laver mikrober i den menneskelige krop? Illustration: Mikhail Fomin, Attic.
På den ene side viser det sig, at faren altid er nær. På den anden side er det umuligt at slippe af med det, fordi fraværet af mikrober bliver endnu værre konsekvenser end deres tilstedeværelse. Så for eksempel ifølge den "hygiejniske hypotese" er overdreven stræben efter renlighed og hygiejne skadelig for helbredet, og en tidlig kontakt af et barn med bakterier og allergener styrker tværtimod immunforsvaret. Dog offentliggøres der stadig artikler, hvis forfattere betragter mikrober som parasitter, der bruger mennesker til deres egne behov. Og her bliver mikrobiotaens indflydelse på det menneskelige nervesystem et stærkt argument.
Salgsfremmende video:
Stien til hjernen gennem maven
Det ser ud til, hvor er hjernen, og hvor er maven? Ikke desto mindre er den første ting kroppen har brug for for at overleve mad, hvilket betyder, at hjernen klart skal forstå, om den er der, hvad der sker med den, og om fordøjelsessystemet fungerer godt. Specielt til dette er enterochromaffin-celler placeret i tarmvæggen - mikrogland, som udskiller mange regulerende stoffer. Nogle af dem virker på celler i nærheden og stimulerer eller bremser fordøjelsen. Andre aktiverer neuroner i tarmvæggen, især enden af vagusnerven, der går direkte til hjernen. Derudover findes smertefulde afslutninger under overfladen af tarmen, som også reagerer på stoffer, der udskilles af enterokromaffinceller, og kan signalere, at kroppen har spist noget forkert. Endelig befolkes tarmvæggen med immunceller,følsom over for penetrerende stoffer. Når der opdages en fjende, udløser disse celler betændelse, mens der frigøres stoffer, der virker på nerveenderne og kommer ind i blodomløbet. Således kan stress gå fra lokalt til globalt.
Naturligvis vises information om bakteriens aktivitet også hurtigt i hjernen. For det første stimulerer "fredelige" mikrober fordøjelsen, og mange af de fødevarer, de fordøjer eller syntetiserer, kommer ind i blodomløbet. F.eks. Kortkædede fedtsyrer (ved at nedbryde dem får vi 5-10% af vores daglige energi). Hjernecellerne har receptorer, der fanger dem og signaliserer en følelse af metthed. Derudover udvikler hjernen bedre med tilgængeligheden af energiressourcer. Skizofreni og bipolar lidelse er mere almindelig hos børn, der er underernærede i livmoderen. En stigning i mængden af kortkædede fedtsyrer i blodet stimulerer tværtimod læring og hukommelse.
For det andet kommunikerer bakterier aktivt med tarmvæggen (og gennem den - med værtens hjerne) og frigiver stoffer, der virker på enterochromaffin-celler. Interessant nok er signalstoffer af bakterier simpelthen direkte analoger af vores egne hormoner og neurotransmittere: det viste sig, at tarmmikrofloraen kan producere noradrenalin, dopamin, serotonin, testosteron, histamin såvel som neurotransmitteren gamma-aminobutyric acid og proteiner - appetitregulatorer (f.eks. ghrelin og leptin). Derudover kan nogle bakterier udskille benzodiazepiner - stoffer, der har en beroligende virkning (blandt deres pårørende, for eksempel den berømte beroligende phenazepam). Forskere mener, at alle disse signalmolekyler er meget gamle og blev brugt af bakterier til at kommunikere med hinanden tilbage i disse dage.når multicellulære organismer bare udviklede sig. Det vil sige, tarmens mikroflora fungerer som et ekstra jern i den menneskelige krop.
Illustration: Mikhail Fomin, Attic.
Så hvad ønsker mikrober?
I en første tilnærmelse er motivationen af mikrober ikke vanskelig: de vil have mad. Hvis der ikke er nok næringsstoffer til dem, kan de udskille stoffer, der stimulerer smertefulde ender i tarmvæggen. Der er endda en skræmmende hypotese om, at kolik hos babyer også er forårsaget af bakterier: smerter får kroppen til at omdirigere indre energiressourcer til tarmområdet, og gråd (forårsaget af virkningen af mikrober på hjernen) tiltrækker forældre, der prøver at fodre babyen for at berolige den.
Hvis ejeren er gammel nok, er det muligt at regulere sin fødevareproduktion direkte gennem hans nervesystem. For eksempel, med nok mad, syntetiserer nogle af vores gavnlige naboer den essentielle aminosyre tryptophan, som er grundlaget for vores krops produktion af serotonin, det såkaldte "lykkehormon." Serotonin regulerer på sin side aktiviteten i nervesystemet og skaber følelser af sættethed, ro og glæde. Med mangel på mad kan mikrobielle hormoner og en neurotransmitter flytte adfærd mod angst og efterforskningsadfærd. I et berømt eksperiment transplanterede forskere mikroflora fra en række mus med øget angst til normale mus, og deres angstniveau steg også. Funktioner ved mikrobiotaen er også fundet hos mennesker med adfærdsforstyrrelser, såsom dem, der lider af depression, schizofreni og anoreksi. Forskere mener, at neurotransmitter ubalance forårsaget af tarmbakterier kan være årsagen til disse lidelser.
Derudover beder bakterier efter deres foretrukne mad. Mikrobiotaen er sammensat af mange typer bakterier, der adskiller sig i deres kostpræferencer. Og hver type bakterie søger at virke på værtens krop på en sådan måde, at den ofte spiser nøjagtigt deres foretrukne stoffer. Dette er sandsynligvis grunden til sammensætningen af tarmmikrofloraen også forskellig hos mennesker, der overholder forskellige diætregimer: de dominerende mikrober forårsager suget efter forskellige fødevaretyper. De kan f.eks. Opnå dette ved at omfordele smagsløgene. Det er kendt, at smagsfølelsen kan ændre sig under operationer i tarmen, hvor mikrobiel sammensætning uundgåeligt ændres. Men selv hos dem, der følger den samme diæt, kan bakterier forårsage et skift i fødevarepræferencer. Forskere har sammenlignet indholdet af bakterielle stoffer i urinen fra slik og folk, der er ligeglade med slik,der alligevel spiste det samme. Det viste sig, at disse stoffer i urinen er forskellige! Det viser sig, at suget efter sukker kan være en egenskab af mikrofloraen og ikke af dens ejer. Så hvis det ser ud til, at du patologisk er forelsket i chokolade, er det muligt, at dine mikrober faktisk elsker den.
Endelig ønsker mikrober at rejse, ind i andre organismer og udveksle gener med fjerne slægtninge, der bor sammen med andre værter. Derfor ville det være fordelagtigt for dem at øge en persons socialitet. Det har faktisk vist sig, at mus, der er opdrættet i et kimfrit miljø, udviser adfærd, der ligner dem hos autistiske mennesker, fordi de ikke modtager et internt socialiserende signal. Forskere har også identificeret forskelle i mikrobiota hos børn med autismespektrumforstyrrelser fra raske børn. De fleste autistiske børn begrænser imidlertid deres kost til et lille sæt fødevarer. Det menes, at dette skyldes ubalancen i deres mikroflora: nogle mikrober er mange, andre er næsten ingen, derfor er smagspræferencer stærkt partisk, og der er ikke nok opfordringer til socialitet fra bakterier.
Smitsom appetit
Så mange adfærdsegenskaber eller lidelser kan være bakterielle. Dette fører til to konklusioner, der sandsynligvis vil påvirke fremtidens medicin.
1) Adfærdsegenskaber kan overføres af mikrober.
Dette understøttes af et eksperiment med mus, hvor transplantationen af mikroflora ændrede deres opførsel mod mere alarmerende. Derudover har forskere beregnet, at mennesker med nære kendte, der er overvægtige, har en øget risiko for at udvikle det samme symptom. Det er muligt, at tilbøjeligheden til fedme også kan overføres sammen med mikrober, skønt dette endnu ikke er direkte bevist. Endelig er der en hypotese om, at smagspræferencer (som, som vi allerede ved, også kan ændre sig under påvirkning af bakterier) er tættere i medlemmer af den samme familie end hos ukendte mennesker. Dette gør det sandsynligvis muligt at afsløre "hemmeligheden bag mors borscht" - mad, der tilberedes derhjemme kan virke smagere end andre, ikke kun fordi en person vænner sig til det fra barndommen, men også fordi hans pårørende har den nærmeste sammensætning af bakterier til ham,der kræver de samme næringsstoffer.
2) Adfærdsmæssige egenskaber kan behandles med mikrober.
Flere og flere sygdomme ser ud til at være forbundet med forskelle i tarmmikrobiota. For eksempel var forskere i 100% af tilfældene for nylig i stand til at skelne mellem mennesker, der lider af depression og raske mennesker ved hjælp af kun afføringsanalyse. Og når årsagen bliver kendt, åbnes mulighederne for behandling. Og på trods af det faktum, at generelt tilgængelig mikrobiel terapi endnu ikke er udviklet, viser isolerede studier fantastiske resultater. For eksempel kunne den samme depression helbredes mere succesfuldt, når antidepressiva blev kombineret med antibiotika (ødelægge overskydende tarmindbyggere). Og fækale transplantationer (komplekse procedurer, hvor bakterier fjernes fra afføringen hos raske mennesker, pakket i kapsler og fodres til patienter med dem) har reduceret alvorligheden af autismesymptomer hos mennesker. Endelig har mikrobiel forebyggelse også båret frugt: blandt en gruppe børn,der regelmæssigt blev fodret med probiotika (det vil sige et sæt mikrober fra "normal" mikroflora), ingen udviklede hverken Aspergers syndrom eller opmærksomhedsunderskudshyperaktivitetsforstyrrelse, mens 17% af børnene i kontrolgruppen voksede op med en af disse adfærds abnormiteter.
***
Den seneste nyhed fra vores tarmnaboers liv får os til at overveje vores syn på livet. Meget af det, der tidligere blev betragtet som en umistelig (og undertiden uhelbredelig) egenskab ved den menneskelige krop, viser sig at være et resultat af mikrobiel ubalance. Du undrer dig ufrivilligt: hvor er den rigtige person ikke underlagt disse mikroskopiske manipulatorer? I mellemtiden leder forskere efter en måde at forhandle med dem på, det anbefales ikke at få panik og drikke kefir: undersøgelser har vist, at mælkesyrebakterier ikke kun forbedrer fordøjelsen, men også munter op, og det bliver sjovere at vente til de næste opdagelser.
