"Zmysł jelitowy". Jak mózg reaguje dzięki bakteriom zamieszkującym jelita

Neurobiolodzy z Duke University School of Medicine koncentrowali się na tzw. neuropodach - drobnych komórkach czuciowych wyściełających nabłonek okrężnicy. Komórki te wykrywają powszechnie występujące białko mikrobiologiczne i wysyłają błyskawiczne sygnały do mózgu, pomagając ograniczyć apetyt.

Uczeni uważają, że zmysł neurobiotyczny może stanowić szerszą platformę do zrozumienia, w jaki sposób jelita wykrywają obecność mikroorganizmów, co wpływa nie tylko na nawyki żywieniowe, ale też na nastrój - a nawet na to, jak mózg może kształtować mikrobiom poprzez swoje odpowiedzi.

- Zastanawialiśmy się, czy ciało może wyczuwać wzorce mikrobiologiczne w czasie rzeczywistym - nie tylko jako reakcję immunologiczną lub zapalną, ale jako reakcję nerwową, która w czasie rzeczywistym wpływa na zachowanie - mówi prof. Diego Bohórquez z Duke University School of Medicine.

Kluczowym elementem jest flagelina - pradawne białko obecne w rzęskach bakterii, czyli strukturach przypominających ogon, które umożliwiają bakteriom poruszanie się. Gdy jemy, niektóre bakterie jelitowe uwalniają flagelinę. Neuropody wykrywają ją przy pomocy receptora TLR5 i wysyłają sygnał przez nerw błędny - główną linię komunikacyjną między jelitami a mózgiem.

Teraz postanowiono sprawdzić, czy bakteryjna flagelina obecna w okrężnicy może pobudzać neuropody do wysyłania sygnału tłumiącego apetyt do mózgu - czyli ma bezpośredni wpływ mikroorganizmów na zachowanie.

Naukowcy przetestowali to, poddając myszy nocnej głodówce, a następnie podając im bezpośrednio do okrężnicy niewielką dawkę flageliny. Myszy zjadły wówczas mniej.

Gdy ten sam eksperyment przeprowadzono na myszach pozbawionych receptora TLR5, nic się nie zmieniło - nadal jadły i przybierały na wadze, co sugeruje, że opisany szlak reguluje apetyt. Odkrycia wskazują, że flagelina wysyła sygnał "już wystarczy" przez receptor TLR5, umożliwiając jelitom przekazanie mózgowi informacji, że pora przestać jeść. Bez tego receptora sygnał nie dociera.

Eksperymenty wykazały, że zakłócenie wspomnianego szlaku zmieniało nawyki żywieniowe myszy, wskazując na głębsze powiązanie między mikrobiomem jelitowym a zachowaniem.

- Patrząc w przyszłość, uważam, że to odkrycie będzie szczególnie pomocne w wyjaśnianiu, jak nasze zachowania są kształtowane przez mikroorganizmy - mówi prof. Bohórquez. - Jednym z oczywistych kolejnych kroków jest zbadanie, jak konkretne diety zmieniają krajobraz mikrobiologiczny jelit. To może być kluczowy element układanki w takich przypadkach, jak otyłość czy zaburzenia psychiczne - dodaje.

Na podstawie:

Scientists uncover hidden gut ‘sense' that talks to your brain