Nesen žurnāls Nature publicēja vēl vienu rakstu, kurā vainoja mikrobus, kas apdzīvo mūsu zarnas, daudzām cilvēku slimībām, ieskaitot garīgās. Pusgadsimtu ilgi pētot zarnu baktērijas, zinātnieki nav spējuši noteikt, ko viņi dod vairāk - labumu vai kaitējumu. Bet mums izdevās pārliecināties, ka cita starpā mikrobi var izraisīt izmaiņas cilvēku uzvedībā un garīgajā veselībā. Mēs tulkojam viņu signālus no mikrobu valodas cilvēku valodā un aicinām lasītāju pats izlemt, vai baktērijas ir draugi vai ienaidnieki (bet mēs apsolām, ka tie neietekmēs viņa viedokli).
Par mikrobiem un cilvēkiem
Atcerieties padomju multfilmu par aļņiem, uz kuru ragiem meža dzīvnieki jāja un tur uzcēla māju? Mūsu ķermenis ir viens un tas pats aļķis triljoniem vienšūnu organismu (vairumā no tiem baktērijām), kurus kopīgi sauc par mikrobiem, mikrofloru vai mikrobiotu. Jūs pat varat teikt, ka mēs un mūsu mikrobi veido vienu metaorganismu, kas jāuzskata par veselumu, jo nav cilvēku bez mikrobiem.
Cilvēki un mikrobi ir apvienojušies visvērtīgākās lietas, kas nepieciešamas dzīvam organismam, - pārtikas - vārdā. Cilvēki zina, kā to iegūt, un mikrobi to var sagremot. Tomēr mierīgai līdzāspastāvēšanai viņiem ir jāizpilda neuzbrukšanas pakts. Tāpēc, darbojoties ar imūno šūnu uzkrāšanos zarnu sienā, baktērijas mazina iespējamo imūno reakciju. Ja tas nenotiek, piemēram, baktēriju trūkuma dēļ, cilvēka imunitāte kļūst agresīvāka. Droši vien tieši šī iemesla dēļ bērniem, kuri aug zemā baktēriju daudzuma apstākļos (tīri, ārpus kontakta ar māti un viņas pienu), ir lielāka iespēja saslimt ar alerģijām un autoimūnām slimībām. No savas puses mikrobi neiznīcina zarnu sienas. Tomēr viņi paliek mierīgi kaimiņi tikai līdz brīdim, kad iekļūst cilvēka ķermenī. Tur viņi izraisa smagu iekaisumu,ar kuriem nav viegli tikt galā.
Turklāt mikrobiem nepieciešama viņu interešu aizsardzība. Piemēram, viņiem ir svarīgi, lai viņi regulāri saņemtu ēdienu, un lai zarnu siena tos neievainotu. Lai to izdarītu, tie izdala signālmolekulas, kas regulē apkārtējo saimnieka šūnu aktivitāti, piemēram, fermentu uzsūkšanos vai sekrēciju vai pat tauku nogulsnēšanos (jā, ir pierādījumi, ka aptaukošanās ir saistīta ar zarnu mikrobiotas nelīdzsvarotību). Visbeidzot, šāda līdzāspastāvēšana dažreiz rada dīvainas sekas. Piemēram, mikrobi var norīt vai modificēt zāles, ko lieto saimnieks, kas dažreiz ievērojami samazina ārstēšanas efektivitāti. Vai arī viņi var izdalīt savu DNS (kā daļu no gēnu apmaiņas ar citām baktērijām), ko var absorbēt apkārtējie saimniekaudi. Pagaidām nav viennozīmīgu pierādījumu tam, ka baktēriju gēni darbojas zarnu sienas šūnās. Tomēr līdzīgi gadījumi ir zināmi arī kukaiņiem un tārpiem. Un cilvēka genomā tika atrastas dažas sekvences, kas ir aizdomīgi līdzīgas baktērijām. Droši vien starp mums un mūsu mikro iemītniekiem ir nedaudz vairāk kopīga, nekā šķiet no pirmā acu uzmetiena.
Ko mikrobi dara cilvēka ķermenī? Ilustrācija: Mihails Fomins, bēniņi.
Izrādās, no vienas puses, ka briesmas vienmēr ir tuvu. No otras puses, no tā nav iespējams atbrīvoties, jo mikrobu neesamība pārvēršas vēl sliktākās sekās nekā to klātbūtne. Tātad, piemēram, saskaņā ar "higiēnas hipotēzi" pārmērīga tīrības un higiēnas tiekšanās ir kaitīga veselībai, un bērna agrīns kontakts ar baktērijām un alergēniem, gluži pretēji, stiprina imūnsistēmu. Tomēr joprojām tiek publicēti raksti, kuru autori mikrobus uzskata par parazītiem, kuri cilvēku izmanto savām vajadzībām. Un šeit mikrobiota ietekme uz cilvēka nervu sistēmu kļūst par spēcīgu argumentu.
Reklāmas video:
Ceļš smadzenēm caur kuņģi
Šķiet, kur ir smadzenes un kur ir kuņģis? Neskatoties uz to, pirmā lieta, kas ķermenim jāizdzīvo, ir pārtika, kas nozīmē, ka smadzenēm ir skaidri jāsaprot, vai tas tur atrodas, kas ar to notiek un vai gremošanas sistēma darbojas labi. Īpaši tam enterohromafīna šūnas atrodas zarnu sieniņās - mikrodaļiņās, kas izdala daudzas regulējošās vielas. Daži no tiem iedarbojas uz tuvumā esošajām šūnām, stimulējot vai palēninot gremošanu. Citi aktivizē neironus zarnu sienā, jo īpaši vagusa nerva galā, kas nonāk tieši smadzenēs. Turklāt zem zarnas virsmas ir sāpīgas galotnes, kas reaģē arī uz vielām, kuras izdala enterohromafīna šūnas, un var signalizēt, ka ķermenis ir ēdis kaut ko nepareizi. Visbeidzot, zarnu siena ir apdzīvota ar imūnām šūnām,jutīgs pret penetrējošām vielām. Atklājot ienaidnieku, šīs šūnas izraisa iekaisumu, bet izdalās vielas, kas iedarbojas uz nervu galiem un nonāk asinsritē. Tādējādi stress var pāriet no vietējā uz globālo.
Protams, smadzenēs ātri parādās arī informācija par baktēriju darbību. Pirmkārt, "mierīgie" mikrobi stimulē gremošanu, un daudzi no tiem sagremotajiem vai sintezētajiem pārtikas produktiem nonāk asinsritē. Piemēram, īsās ķēdes taukskābes (sadalot tās, mēs iegūstam 5-10% no mūsu ikdienas enerģijas). Smadzeņu šūnās ir receptori, kas tos aizķer un signalizē par sāta sajūtu. Turklāt, pateicoties enerģijas resursu pieejamībai, smadzenes labāk attīstās. Šizofrēnija un bipolāri traucējumi biežāk rodas bērniem, kuriem ir nepietiekams uzturs dzemdē. Īsās ķēdes taukskābju daudzuma palielināšanās asinīs, gluži pretēji, stimulē mācīšanos un atmiņu.
Otrkārt, baktērijas aktīvi sazinās ar zarnu sienu (un caur to - ar saimnieka smadzenēm), atbrīvojot vielas, kas iedarbojas uz enterohromafīna šūnām. Interesanti, ka baktēriju signālvielas ir vienkārši mūsu pašu hormonu un neirotransmiteru tiešie analogi: izrādījās, ka zarnu mikroflora var ražot norepinefrīnu, dopamīnu, serotonīnu, testosteronu, histamīnu, kā arī neirotransmitera gamma-aminosviestskābi un olbaltumvielas - apetītes regulatorus (piemēram, ghrelin un leptin). Turklāt dažas baktērijas var izdalīt benzodiazepīnus - vielas, kurām ir nomierinoša iedarbība (starp radiniekiem, piemēram, slavenais trankvilizators fenazepāms). Zinātnieki uzskata, ka visas šīs signalizācijas molekulas ir ļoti senas, un tajās dienās baktērijas tās izmantoja, lai sazinātos savā starpā.kad daudzšūnu organismi tikai attīstījās. Tas ir, zarnu mikroflora darbojas kā papildu dzelzs cilvēka ķermenī.
Ilustrācija: Mihails Fomins, bēniņi.
Ko tad mikrobi vēlas?
Pirmajā tuvināšanā mikrobu motivācija nav grūta: viņi vēlas ēdienu. Ja viņiem nav pietiekami daudz barības vielu, tad viņi var izdalīt vielas, kas stimulē sāpīgas galotnes zarnu sienā. Pastāv pat biedējoša hipotēze, ka koliku zīdaiņiem izraisa arī baktērijas: sāpes izraisa ķermeņa novirzīšanu iekšējiem enerģijas resursiem uz zarnu zonu, un raudāšana (ko izraisa mikrobu iedarbība uz smadzenēm) piesaista vecākus, kuri mēģina barot bērnu, lai to nomierinātu.
Ja īpašnieks ir pietiekami vecs, tad viņa pārtikas ražošanu ir iespējams regulēt tieši caur viņa nervu sistēmu. Piemēram, ar pietiekamu daudzumu pārtikas daži no mūsu labvēlīgajiem kaimiņiem sintezē neaizvietojamo aminoskābi triptofānu, kas ir pamats mūsu ķermeņa serotonīna, tā saucamā “laimes hormona”, ražošanai. Serotonīns savukārt regulē nervu sistēmas darbību, izraisot sāta sajūtu, mierīgumu un prieku. Ja trūkst pārtikas, mikrobu hormoni un neirotransmiters var mainīt izturēšanos pret trauksmi un izpētes izturēšanos. Slavenā eksperimentā zinātnieki transplantēja mikrofloru no peļu līnijas ar paaugstinātu nemieru līdz normālām pelēm, un arī viņu trauksmes līmenis palielinājās. Mikrobiotas pazīmes ir atrastas arī cilvēkiem ar uzvedības traucējumiem, piemēram, tiem, kuri cieš no depresijas, šizofrēnijas un anoreksijas. Zinātnieki uzskata, ka šo traucējumu cēlonis var būt neirotransmiteru nelīdzsvarotība, ko izraisa zarnu baktērijas.
Turklāt dīgļi alkst pēc iecienītākā ēdiena. Mikrobiotu veido daudzu veidu baktērijas, kas atšķiras pēc uztura izvēlēm. Un katrs baktēriju veids mēģina rīkoties ar saimnieka ķermeni tādā veidā, ka tas bieži ēd tieši viņu iecienītās vielas. Iespējams, tas ir iemesls, kāpēc zarnu mikrofloras sastāvs cilvēkiem, kuri ievēro dažādus uztura režīmus, atšķiras: dominējošie mikrobi izraisa alkas pēc dažāda veida pārtikas. Viņi to var sasniegt, piemēram, pārdalot garšas kārpiņas. Ir zināms, ka garšas sajūta var mainīties operāciju laikā zarnās, kuru laikā neizbēgami mainās mikrobu sastāvs. Bet pat tajos, kas ievēro vienu un to pašu diētu, baktērijas var izraisīt pārtikas izvēles maiņu. Zinātnieki salīdzināja baktēriju saturu saldumu urīnā un cilvēkus, kuri ir vienaldzīgi pret saldumiem,kurš tomēr ēda to pašu. Izrādījās, ka šīs vielas urīnā ir atšķirīgas! Izrādās, ka tieksme pēc cukura var būt mikrofloras, nevis tās īpašnieka īpašums. Tātad, ja jums šķiet, ka patoloģiski esat iemīlējies šokolādē, iespējams, ka jūsu mikrobi to patiešām dievina.
Visbeidzot, mikrobi vēlas ceļot, iekļūt citos organismos un apmainīties ar gēniem ar tāliem radiniekiem, kas dzīvo kopā ar citiem saimniekiem. Tāpēc viņiem būtu izdevīgi palielināt cilvēka sabiedriskumu. Patiešām, ir konstatēts, ka pelēm, kas audzētas vidē, kurā nav dīgļu, uzvedības paradumi ir līdzīgi kā autistiem, jo viņi nesaņem iekšēju socializācijas signālu. Arī zinātnieki ir identificējuši atšķirības bērnu ar autisma spektra traucējumiem mikrobiotā salīdzinājumā ar veseliem bērniem. Tomēr vairums autistu bērnu ierobežo uzturu tikai ar nelielu pārtikas produktu komplektu. Tiek uzskatīts, ka tas ir saistīts ar viņu mikrofloras nelīdzsvarotību: daži mikrobi ir daudz, citi gandrīz nav, tāpēc garšas izvēles ir stipri neobjektīvas, un baktēriju aicinājumi uz sabiedriskumu nav pietiekami.
Lipīga apetīte
Tātad daudzām uzvedības iezīmēm vai traucējumiem var būt baktēriju raksturs. Tas noved pie diviem secinājumiem, kas, iespējams, ietekmē nākotnes zāles.
1) Uzvedības iezīmes var pārnest mikrobi.
To atbalsta eksperiments ar pelēm, kurā mikrofloras transplantācija mainīja viņu izturēšanos pret satraucošāku. Turklāt zinātnieki ir aprēķinājuši, ka cilvēkiem ar tuviem paziņām, kuriem ir aptaukošanās, ir paaugstināts risks saslimt ar tādu pašu simptomu. Iespējams, ka tieksmi uz aptaukošanos var pārnest arī kopā ar mikrobiem, lai gan tas vēl nav tieši pierādīts. Visbeidzot, pastāv hipotēze, ka garšas vēlmes (kas, kā mēs jau zinām, var mainīties arī baktēriju ietekmē) ir tuvāk vienas ģimenes locekļiem nekā nepazīstamiem cilvēkiem. Tas, iespējams, ļauj atklāt "mātes boršča noslēpumu" - mājās gatavots ēdiens var šķist garšīgāks par citiem ne tikai tāpēc, ka cilvēks pie tā pierod jau no bērnības, bet arī tāpēc, ka radiniekiem viņam ir vistuvākais baktēriju sastāvs,kas prasa tās pašas barības vielas.
2) Uzvedības iezīmes var ārstēt ar mikrobiem.
Arvien vairāk slimību, šķiet, ir saistītas ar atšķirībām zarnu mikrobiotā. Piemēram, nesen zinātnieki 100% gadījumu spēja atšķirt cilvēkus, kuri cieš no depresijas, no veseliem cilvēkiem, izmantojot tikai izkārnījumu analīzi. Kad cēlonis kļūst zināms, paveras iespējas ārstēties. Un, neraugoties uz to, ka vispārpieņemtā mikrobu terapija vēl nav izstrādāta, atsevišķi pētījumi rāda pārsteidzošus rezultātus. Piemēram, to pašu depresiju varētu veiksmīgāk izārstēt, ja antidepresantus kombinēja ar antibiotikām (iznīcinot liekos zarnu iedzīvotājus). Un fekāliju transplantāti (sarežģītas procedūras, kurās baktērijas tiek izvadītas no veselīgu cilvēku izkārnījumiem, iesaiņotas kapsulās un pabarotas pacientiem ar tām) ir samazinājušas autisma simptomu smagumu cilvēkiem. Visbeidzot, mikrobu profilakse ir arī nesusi augļus: bērnu grupākuri regulāri tika baroti ar probiotikām (tas ir, mikrobu kopu no “normālas” mikrofloras), nevienam neveidojās ne Aspergera, ne uzmanības deficīta hiperaktivitātes traucējumi, savukārt kontroles grupā 17% bērnu uzauga ar vienu no šīm uzvedības novirzēm.
***
Jaunākās ziņas par zarnu trakta kaimiņu dzīvi liek mums pārskatīt mūsu dzīves skatījumu. Liela daļa no tā, kas iepriekš tika uzskatīts par neatņemamu (un dažreiz arī neārstējamu) cilvēka ķermeņa īpašību, izrādās mikrobu nelīdzsvarotības rezultāts. Jūs neapzināti domājat: kur ir īstā persona, kas nav pakļauta šiem mikroskopiskajiem manipulatoriem? Pa to laiku zinātnieki meklē veidu, kā ar viņiem vienoties, ieteicams nekrist panikā un dzert kefīru: pētījumi liecina, ka pienskābes baktērijas ne tikai uzlabo gremošanu, bet arī uzmundrina, un kļūst jautrāk gaidīt nākamos atklājumus.