Preboj, ki na novo predstavlja komunikacijo med črevesjem in možgani

V prelomni študiji, ki na novo preučuje način komunikacije med črevesjem in možgani, so raziskovalci odkrili tako imenovani "nevrobiotični čut" – nov sistem, ki možganom omogoča, da se v realnem času odzovejo na signale mikrobov, ki živijo v našem črevesju.

Nova študija nevroznanstvenikov z Medicinske fakultete Univerze Duke, dr. Diega Bojorqueza, in dr. M. Maye Kelberer, objavljena v reviji Nature, se osredotoča na nevropode, drobne senzorične celice, ki obdajajo epitelij debelega črevesa. Te celice prepoznajo pogost mikrobni protein in pošiljajo hitre signale v možgane, ki pomagajo zavirati apetit.

A to je šele začetek. Ekipa verjame, da bi ta nevrobiotični čut lahko služil kot širša platforma za razumevanje, kako črevesje zaznava mikrobe, ki vplivajo na vse od prehranjevalnih navad do razpoloženja – in celo kako lahko možgani oblikujejo mikrobiom kot odziv.

»Zanimalo nas je, ali lahko telo prepozna mikrobne signale v realnem času – ne le kot imunski ali vnetni odziv, temveč kot nevronski odziv, ki takoj vpliva na vedenje,«
je dejal Diego Bojorquez, doktor znanosti, profesor medicine in nevrobiologije na Medicinski fakulteti Univerze Duke in višji avtor študije.

Ključna sestavina je flagelin, starodavna beljakovina, ki sestavlja bakterijski flagelum, repu podobno strukturo, ki jo bakterije uporabljajo za gibanje. Ko jemo, nekatere črevesne bakterije sproščajo flagelin. Nevropodi ga zaznajo prek receptorja, imenovanega TLR5, in pošljejo signal prek vagusnega živca, glavne komunikacijske linije med črevesjem in možgani.

Ekipa, ki jo podpirajo ameriški Nacionalni inštituti za zdravje, je predstavila drzno hipotezo: flagelin iz bakterij v debelem črevesu bi lahko aktiviral nevropode in sprožil signal za zaviranje apetita v možgane – neposreden mikrobni vpliv na vedenje.

Raziskovalci so to preizkusili tako, da so miši čez noč postili in jim nato v debelo črevo neposredno vbrizgali majhen odmerek flagelina. Te miši so pojedle manj.

Ko so raziskovalci ponovili isti poskus pri miših, ki niso imele receptorja TLR5, se ni nič spremenilo. Miši so še naprej jedle in pridobivale na teži – namig, da ta pot pomaga uravnavati apetit. Ugotovitve kažejo, da flagelin pošilja signal »dovolj« prek TLR5, kar omogoča črevesju, da možganom sporoči, da je čas, da prenehajo jesti. Brez tega receptorja sporočilo ne pride do možganov.

Odkritje je omogočila glavna avtorja študije, dr. Winston Liu in dr. Emily Olway, oba podiplomska študenta programa usposabljanja zdravstvenih znanstvenikov, ter podoktorska sodelavka Naama Reicher. Njuni poskusi so pokazali, da motenje te signalne poti spremeni prehranjevalno vedenje miši, kar kaže na globljo povezavo med črevesnimi mikrobi in vedenjem.

»Mislim, da bo to delo v prihodnje še posebej koristno za širšo znanstveno skupnost pri razlagi, kako mikrobi vplivajo na naše vedenje,« pravi Bojorquez.
»Očitni naslednji korak je preučevanje, kako specifične prehrane spreminjajo mikrobno sestavo v črevesju. To bi lahko bil ključni element pri reševanju težav, kot so debelost ali duševne motnje.«