Črevesne bakterije in delovanje možganov

V številnih svetovnih jezikih poznajo takšno ali drugačno poimenovanje za dokaj razširjeni pojav, ko smo o nečem tako zelo prepričani, da tisto nekaj »prav čutimo v drobovju«. In čedalje več znamenj je, da ima ta neoprijemljivi, a pogosto nezmotljivi občutek stvarno podlago: da namreč bakterije v našem »drobu« lahko vplivajo tudi na naše razmišljanje in ravnanje.

»Že zaradi svojega poklica sem seveda skeptik,« je v tej zvezi povedal dr. Emeran Mayer, profesor medicine in psihiatrije na kalifornijski univerzi v Los Angelesu. »Kljub vsemu pa verjamem, da mikrobi v našem črevesju dejansko vplivajo na dogajanje v naših možganih.«

Svojo misel je pojasnil približno takole: bakterije v človekovem prebavnem sistemu med odraščanjem sodelujejo tudi pri izoblikovanju njegove možganske strukture, v odraslih letih pa morda vplivajo celo na njegovo razpoloženje, vedenje in občutja. Ta možnost pa seveda odpira povsem nove poti k razumevanju tako delovanja možganov kot pojmovanja zdravja in bolezni.

In profesor Mayer se je lotil proučevanja vsega naštetega. S tehniko magnetne resonance je slikal možgane nekaj tisoč prostovoljcev, nato pa njihovo strukturo primerjal z vrstami bakterij v črevesju teh ljudi. Po podrobni analizi obeh skupin podatkov, ugotovljenih na 60 prostovoljcih, je sklenil, da ima v rokah dovolj dokazov o tovrstni vzročno-posledični povezavi.

Odkril je namreč, da se povezave med raznimi predeli možganov razlikujejo glede na vrsto bakterij, ki prevladujejo v posameznikovem črevesju. Na tej podlagi je izvedel sklep, da specifična mešanica mikrobov v našem drobovju sodeluje pri določanju, kakšne možgane imamo – kako se razvijajo njihova omrežja in medsebojne povezave. Ni pa šel tako daleč, da bi postavil trditev, češ da ravno mikrobi povzročajo spremembe v možganski strukturi ali celo v vedenju.

Vendar nekateri raziskovalci že dlje časa iščejo dokaze prav takšne zveze, in sicer s proučevanjem črevesnih mikrobov pri miših. Pri enem takšnih poskusov so črevesne bakterije preplašenih laboratorijskih živali kratko malo nadomestili z bakterijami neustrašnih miši. In kaj se je zgodilo?

»Plahe miši so nenadoma postale precej manj boječe in precej bolj razigrane,« je povedal dr. Stephen Collins s kanadske univerze McMaster v Hamiltonu, vodja enega tovrstnih znanstvenih eksperimentov.

Večkratna potrditev

Za vsak primer so poskus izvedli še v obratni smeri – in znova potrdili takšno vzročno-posledično zvezo: pogumna miška je postala plašna in boječa, ko je dobila črevesne mikrobe prestrašene vrstnice. Agresivna žival pa se je opazno umirila, ko so ji avtorji poskusa spremenili sestavo črevesnih mikrobov – bodisi z drugačno prehrano, temelječo na probiotikih, bodisi z antibiotiki.

Da bi ugotovili, kaj natanko je sprožilo spremenjeno vedenje, je skupina profesorja Collinsa testiranim mišim podrobno proučila še kemijsko strukturo možganov. Tudi tokrat so odkrili opazne spremembe v predelu možganov, »pristojnem« za splošno počutje in čustva. Med njimi so posebno poudarili večjo vsebnost kemikalije, imenovane nevrotropični faktor (brain-derived neurotrophic factor), ki jo izločajo nevronske celice in igra pomembno vlogo pri učenju in spominjanju.

Največ pozornosti pa so namenili vprašanju, ki se postavlja tako rekoč samo od sebe: Kako črevesni mikrobi komunicirajo z možgani?

Glavni živec parasimpatičnega živčevja nervus vagus (slovensko klatež) – ime je dobil zaradi svoje razprostranjenosti po telesu, saj poteka vse od trebušne votline do možganov in je pomemben pri uravnavanju delovanja skoraj vseh notranjih organov – je bil od vsega začetka glavni »osumljenec«. Ko je skupina irskih znanstvenikov laboratorijski miši prerezala ta živec, so se njeni možgani nehali odzivati na spremembe v njenem črevesju.

»Vagusni živec je nekakšna avtocestna povezava med dogajanjem v črevesju in dogajanjem v možganih,« je ugotovitve slikovito strnil dr. John Cryan z irske univerze Cork in pogost sodelavec dr. Collinsa.

Toda črevesni mikrobi lahko z možgani komunicirajo tudi po drugih poteh. Denimo tako, da modulirajo imunski sistem ali pa izločajo lastne živčne prenašalce (nevrotransmiterje).

»Opazili smo živčne kemikalije, ki jih očitno proizvajajo nekatere bakterije in doslej v strokovni literaturi še niso bile opisane,« je pojasnil dolgoletni proučevalec učinka mikrobov na endokrini sistem Mark Lyte z zdravstvenega raziskovalnega centra na teksaški univerzi v Abilenu. »In prav te bakterije so mikroorganizmi, ki v bistvu spreminjajo način delovanja možganov.«

Posnemanje narave

To dognanje pa odpira možnost, da bi nekoč izdelali zdravila, ki bi bodisi zvesto posnemala dražljaje, kakršni potujejo od črevesja proti možganom, ali pa bi za lajšanje posledic možganskih okvar ljudem preprosto zagotavljala »dobre bakterije« (probiotike).

Skupina znanstvenikov je tako že izvedla nekaj poskusov na miših, pri katerih so ugotovili simptome, podobne simptomom avtizma pri ljudeh. Njihova temeljna zamisel je bila, kako bi s probiotiki omilili ali celo odpravili težave proučevanih živali z gastrointestinalnim sistemom – kajti podobne težave imajo tudi številni avtistični otroci.

Po uživanju probiotikov je namreč avtistično vedenje pri miših nenadoma izginilo ali pa je bilo vsaj precej manj izrazito, je povedal dr. Paul Patterson s Kalifornijskega tehnološkega inštituta v Pasadeni; svoje ugotovitve je objavil v reviji Cell.

Vse torej kaže, da se širokopotezni znanstveni poskusi o tem, ali oziroma koliko črevesni mikrobi dejansko vplivajo na delovanje možganov, šele dobro začenjajo.

Skupina raziskovalcev iz Baltimora, denimo, se je lotila obsežnega preizkušanja probiotikov, da bi ugotovila, ali je mogoče z uživanjem takšnih »dobrih bakterij« preprečiti razpoloženjsko stanje manije pri ljudeh z bipolarno motnjo. »Radi bi se prepričali, ali zdravljenje s probiotiki lahko učinkovito spremeni človeški mikrobiom, nato pa po tej poti pripelje do omilitve psihotičnih simptomov,« je poskus utemeljila dr. Faith Dickerson, predstojnica oddelka za psihologijo v psihiatrični bolnišnici Sheppard-Pratta v Baltimoru. »In prvi rezultati so spodbudni.«

Tudi dr. Mayer podrobno proučuje učinek probiotikov na človeške možgane. V enem takšnih poskusov so zdrave ženske uživale jogurt, ki je vseboval probiotike, nato pa jim je Mayerjeva skupina slikala možgane. Tudi v tem primeru so opazili sicer šibke, a ne nepomembne spremembe. Kakor so zapisali v reviji Gastroenterology, so med drugim izmerili manjšo aktivnost v možganskem predelu, ki sodeluje pri zaskrbljenosti.

Tudi ti izsledki so jih opogumili za nadaljevanje tovrstnih, še smelejših raziskav.