Dlaczego mózg potrzebuje mikrobów?
Mózg jest jednym z najbardziej energochłonnych narządów w organizmie. U ludzi, którzy mają największy względny rozmiar mózgu spośród wszystkich naczelnych, utrzymanie i rozwój tego organu wymaga ogromnych zasobów energetycznych. Dotychczas nie było jasne, w jaki sposób ewolucja „rozwiązała” ten problem. Najnowsze dane sugerują, że jednym z kluczowych czynników mógł być właśnie mikrobiom jelitowy.
Wcześniejsze badania wykazały, że mikroby pochodzące od naczelnych o większych mózgach są w stanie zwiększać produkcję energii metabolicznej u gospodarza. Nowe eksperymenty poszły o krok dalej — naukowcy sprawdzili, czy mikrobiom może bezpośrednio wpływać na funkcjonowanie mózgu.
Co wykazał eksperyment?
W kontrolowanych warunkach laboratoryjnych do myszy pozbawionych własnych drobnoustrojów wprowadzono mikrobiom jelitowy pochodzący od naczelnych o dużym mózgu (człowiek, małpa wiewiórcza) oraz naczelnych o mniejszym mózgu (makak).
Już po ośmiu tygodniach zaobserwowano wyraźne różnice w pracy mózgu zwierząt. Myszy z mikrobiomem od naczelnych o większym mózgu wykazywały zwiększoną aktywność genów odpowiedzialnych za produkcję energii, plastyczność synaptyczną, czyli zdolność mózgu do uczenia się i adaptacji.
U myszy z mikrobiomem pochodzącym od naczelnych o mniejszym mózgu ekspresja tych procesów była znacznie słabsza. Co szczególnie istotne, wzorce ekspresji genów w mózgach myszy przypominały te obserwowane u rzeczywistych naczelnych, od których pochodziły mikroby.
Mikrobiom a zdrowie psychiczne
Jednym z najbardziej zaskakujących odkryć była obecność wzorców ekspresji genów powiązanych z zaburzeniami neurorozwojowymi i psychicznymi, takimi jak: ADHD, schizofrenia, choroba afektywna dwubiegunowa, czy zaburzenia ze spektrum autyzmu.
Choć od lat obserwuje się związek między składem mikrobiomu jelitowego a tymi schorzeniami, nowe badanie sugeruje coś więcej niż korelację - mikroby mogą aktywnie wpływać na rozwój mózgu i zwiększać ryzyko wystąpienia objawów tych zaburzeń, zwłaszcza we wczesnym okresie życia.
Znaczenie kliniczne i przyszłość badań
Wyniki te otwierają nowe perspektywy dla medycyny i nauk o zdrowiu. Lepsze zrozumienie relacji między mikrobiomem a mózgiem może pomóc w wyjaśnieniu mechanizmów powstawania niektórych zaburzeń psychicznych i przyczynić się do rozwoju terapii opartych na modulowaniu mikrobiomu (np. poprzez dietę, probiotyki czy przeszczep mikrobioty).
Z perspektywy klinicznej badania te wzmacniają koncepcję osi jelita–mózg i wskazują, że zdrowie psychiczne może być w większym stopniu niż dotąd sądzono związane z tym, co dzieje się w naszym przewodzie pokarmowym.
Podsumowanie: mikrobiom jelitowy nie jest jedynie biernym „pasażerem” organizmu. Coraz więcej dowodów wskazuje, że aktywnie współtworzy rozwój i funkcjonowanie mózgu - od ewolucji gatunku po zdrowie psychiczne współczesnego człowieka.
Źródło: Northwestern University
