Prielom, ktorý nanovo chápe, ako črevá a mozog komunikujú

V prelomovej štúdii, ktorá prehodnocuje spôsob, akým črevo a mozog komunikujú, vedci objavili to, čo nazývajú „neurobiotický zmysel“ – nový systém, ktorý umožňuje mozgu reagovať v reálnom čase na signály z mikróbov žijúcich v našich črevách.

Nová štúdia neurovedcov Diega Bojorqueza, PhD., a M. Mayi Kelbererovej, PhD., z Lekárskej fakulty Duke University, publikovaná v časopise Nature, sa zameriava na neuropódy, drobné senzorické bunky, ktoré lemujú epitel hrubého čreva. Tieto bunky rozpoznávajú bežný mikrobiálny proteín a posielajú do mozgu rýchle signály, ktoré pomáhajú potláčať chuť do jedla.

Ale to je len začiatok. Tím verí, že tento neurobiotický zmysel by mohol slúžiť ako širšia platforma pre pochopenie toho, ako črevo vníma mikróby, ktoré ovplyvňujú všetko od stravovacích návykov až po náladu – a dokonca aj to, ako mozog dokáže v reakcii na to formovať mikrobióm.

„Zaujímalo nás, či telo dokáže rozpoznať mikrobiálne signály v reálnom čase – nielen ako imunitnú alebo zápalovú reakciu, ale ako nervovú reakciu, ktorá okamžite ovplyvňuje správanie,“
povedal Diego Bojorquez, PhD, profesor medicíny a neurobiológie na Lekárskej fakulte Duke University a hlavný autor štúdie.

Kľúčovou zložkou je flagelín, starodávny proteín, ktorý tvorí bakteriálny bičík, chvostovitý útvar, ktorý baktérie používajú na pohyb. Keď jeme, niektoré črevné baktérie uvoľňujú flagelín. Neuropody ho detegujú prostredníctvom receptora nazývaného TLR5 a vysielajú signál cez blúdivý nerv, hlavnú komunikačnú linku medzi črevom a mozgom.

Tím, podporovaný americkými Národnými inštitútmi zdravia, predložil odvážnu hypotézu: flagelín z baktérií v hrubom čreve by mohol aktivovať neuropody a spustiť signál potláčajúci chuť do jedla do mozgu – priamy mikrobiálny vplyv na správanie.

Výskumníci to otestovali tak, že myši nechali cez noc hladovať a potom im priamo do hrubého čreva injekčne podali malú dávku flagelínu. Tieto myši jedli menej.

Keď výskumníci zopakovali rovnaký experiment na myšiach, ktorým chýbal receptor TLR5, nič sa nezmenilo. Myši pokračovali v jedení a priberali na váhe – čo naznačuje, že táto dráha pomáha regulovať chuť do jedla. Zistenia naznačujú, že flagelín vysiela signál „dosť“ prostredníctvom TLR5, čo umožňuje črevu povedať mozgu, že je čas prestať jesť. Bez tohto receptora sa správa nedostane k mozgu.

Tento objav umožnili hlavní autori štúdie, Winston Liu, MD, PhD, Emily Olway, obaja študenti v programe vzdelávania zdravotníckych vedcov, a postdoktorandka Naama Reicher, PhD. Ich experimenty ukázali, že narušenie tejto signálnej dráhy mení stravovacie správanie myší, čo naznačuje hlbšie prepojenie medzi črevnými mikróbmi a správaním.

„Myslím si, že táto práca bude obzvlášť užitočná pre širšiu vedeckú komunitu pri vysvetľovaní toho, ako mikróby ovplyvňujú naše správanie,“ hovorí Bojorquez.
„Zjavným ďalším krokom je študovať, ako špecifické diéty menia mikrobiálne zloženie v čreve. To by mohlo byť kľúčovým prvkom pri riešení problémov, ako je obezita alebo duševné poruchy.“