Nejsme na tomto světě sami. Naše těla jsou domovem bilionů mikroorganismů. Jedí, rozmnožují se, bojují o místo na slunci, umírají – a to vše se děje v našich tkáních a orgánech. Dnes již vědci prokázali, že jejich energická životní aktivita ovlivňuje naše zdraví. Ukazuje se ale, že všechna tato mikroflóra ovlivňuje i náš mozek. A to nemluvíme jen o špatné náladě kvůli kručícímu žaludku. Podle nejnovějších údajů mohou bakterie léčit nebo vést k progresi duševních chorob. MedAboutMe rozumí složitosti spojení mezi mozkem a střevem.
Účinná péče o citlivou, atopickou pokožku těla
Kdo žije v našem těle?
Na světě jsou tedy tvorové, pro které je člověk celým Vesmírem, a to ani v přeneseném slova smyslu. Řeč je o bakteriích, houbách a dalších mikroskopických tvorech, které obývají naše tělo.
Tradičně se veškerá tato rozmanitost nazývá „mikroflóra“ a v médiích se objevil i slangově zkrácený název „flora“. Dnes vědci stále častěji slýchají názor, že žádná „flóra“ není vhodná jako označení pro společenství mikroorganismů žijících v těle, neboť tento termín stále označuje rostlinný svět. A pokud mikrobiologové stále mluví o „mikroflóře“, pak odborníci z jiných oblastí vědy stále častěji mluví o „mikrobiomu“.
Obecně je biom biosystém, což je soubor několika ekosystémů existujících v jedné zóně stanoviště. Pokud považujeme naše tělo za biosystém, pak je mikrobiom souhrnem mikroorganismů, které ho obývají.
Mikrobiom je jedinečný jako otisky prstů a ještě více, protože například dvě jednovaječná dvojčata budou mít odlišné složení a procento mikroorganismů. Vědci hovoří o různých mikrobiomech: kůže, střeva, dýchací cesty, dutina ústní atd. Střevní mikrobiom je největší a tvoří ho stovky druhů bakterií, plísní atd.
Celkový počet mikroorganismů v těle se pohybuje v bilionech a jen ve střevech je minimálně 3x více bakterií než buněk v lidském těle.
Ale orgány našeho těla nejsou uzavřené systémy a interagují se vzdálenými i blízkými tkáněmi a orgány prostřednictvím krve a jiných tělesných tekutin. Bylo by zvláštní, kdyby se vliv takové armády mikroorganismů omezil pouze na gastrointestinální trakt.
Dnes se téměř každý měsíc objevují nové zprávy o tom, co dalšího ovlivňují mikroorganismy tvořící mikrobiom. A zejména bakterie v gastrointestinálním traktu mají vliv na lidskou psychiku – střevní mikrobiom se dokonce nazývá „druhý mozek“. Kde je ale psychika a kde střeva – jak se to může stát?
Osa střevo-mozek
Myšlenka vztahu mezi žaludkem a lidskou psychikou není nová. Již koncem XNUMX. a začátkem XNUMX. století byla prokázána souvislost mezi zdravím střev a emočním stavem pacienta. Později vědci zkoumali vliv stresu a fungování gastrointestinálního traktu.
Ale impulsem pro zintenzivnění výzkumu na moderní úrovni byla povodeň, ke které došlo v roce 2000 ve městě Walkerton (Kanada). E. coli a campylobacter byly nalezeny v městských vodních zdrojích. V důsledku toho se více než 2,3 tisíce lidí nakazilo gastrointestinální infekcí. Mnoho obětí v důsledku toho trpělo chronickým syndromem dráždivého tračníku. Po pozorování tolika subjektů během následujících 8 let si vědci všimli, že úzkost a deprese byly překvapivě spojeny se syndromem dráždivého tračníku.
Kanadští vědci začali experimentovat na myších. Ukázalo se, že když jsou vzorky střevního mikrobiomu transplantovány z jednoho zvířete do druhého, přenášejí se spolu s bakteriemi určitých kmenů také určité behaviorální rysy: například „plaché“ myši se staly „výzkumníky“. Dokonce i lidské bakterie z úzkostných pacientů s dráždivým střevem způsobily, že myši byly neklidné.
Dnes vědci hovoří o existenci takzvané „osy střeva a mozku“ – tento termín vytvořila americká neurovědkyně Rebecca Knickmeier, která se zabývá zejména studiem fekální mikroflóry dětí a jejich chování. Vědci se domnívají, že mezi mozkem a střevy lze nakreslit pomyslnou čáru. Hovoří o čtyřech faktorech, které poskytují spojení mezi psychikou a střevy:
- Hormonem dobré nálady je serotonin, který produkují střevní buňky. Tento takzvaný periferní serotonin může ovlivnit mozek.
- Cytokiny jsou sloučeniny produkované buňkami imunitního systému v reakci na aktivitu střevních bakterií. Mozek také reaguje na cytokiny.
- Metabolity jsou odpadní produkty bakterií. Některé z nich mění vlastnosti hematoencefalické bariéry a ta určuje, jaké látky pronikají do mozku z těla.
- Nervus vagus sahá z mozku do břišních orgánů. Mikroorganismy to mohou ovlivnit a v důsledku toho vést k výskytu impulsů vysílaných do mozku.
Bakterie a duševní poruchy
Jelikož je mezi střevy a mozkem tak úzký vztah, znamená to, že by se měly nejzřetelněji projevovat nemocemi na obou stranách. Dnes vědci sebevědomě poukazují na existující spojení mezi střevním mikrobiomem a duševními poruchami, jako je autismus, úzkost, deprese a posttraumatická porucha.
Pokud budete autistické myši krmit potravou s určitými bakteriemi, jejich stav se zlepší. Vědci z Kalifornského technologického institutu přidávali do krmiva pro zvířata Bacteriodes fragilis, který má pozitivní vliv na imunitní systém. Zároveň se snížily odchylky chování od normy u myší se známkami autismu. Mimochodem, je známo, že pacienti s autismem trpí gastrointestinálními problémy častěji než ostatní lidé.
Vliv střevního mikrobiomu na úroveň úzkosti u myší byl prokázán a dnes si vědci velmi věří v její regulaci přidáváním probiotik do stravy zvířat.
Již dlouho se uvádí, že lidé trpící vážnými duševními poruchami jsou častěji léčeni antibiotiky než průměrný duševně zdravý člověk. A myši s nedostatkem bakterií ve střevech se začnou chovat asociálně a depresivně a na tomto pozadí se jejich kognitivní funkce snižují. Studie na lidech také ukázaly, že středomořská strava je lepší než jiné dietní možnosti pro podporu zdravé střevní flóry a snížení deprese.
- Posttraumatická porucha.
Američtí vojenští pracovníci pracující v oblasti výzkumu posttraumatické poruchy rozehráli scénář „sociální porážky“ zahrnující myši. Malé myši byly napadány velkými agresory po dobu 10 dnů. Poté, co myši zcela znervózněly a jejich psychika byla výrazně poškozena, se ukázalo, že se výrazně změnilo složení jejich střevní mikroflóry. Poté, co byla zvířata krmena probiotiky, byla opět klidná a vyrovnaná, jako před experimentem. Armáda je přesvědčena, že bude možné přijít s antibiotiky a probiotiky pro vojáky vracející se z horkých míst, aby se obnovila jejich poškozená psychika.
Vědci také tvrdí, že můžeme hovořit o vlivu střevních bakterií na vznik duševních chorob jako je schizofrenie, bipolární porucha atp.
Vše v lidském těle je propojeno. Není divu, že tak důležitý orgán, jakým jsou střeva, ovlivňuje další, neméně důležitý orgán – mozek. A proto je obzvláště důležité porozumět tomu, co, proč a v jakém množství jíme. Na tom totiž může záviset nejen zdraví našeho žaludku a střev, ale i stav naší mysli.
Víme, že naše střeva jsou domovem zvěřince mikrobů. Vědecky: mikrobiom. Stav, ve kterém se nachází, velmi ovlivňuje naše zdraví. Mohly by se některé ze stejných bakterií, které žijí v našich střevech, přesunout do jiného domova – do našeho mozku?
O tom přemýšleli vědci na výročním zasedání Americké společnosti pro neurovědy poté, co viděli některé snímky pořízené mikroskopem s vysokým rozlišením. Ukazují bakterie, které zjevně pronikají do zdravého lidského mozku a „obývají“ jeho buňky. Práce je předběžná a autoři si dávají pozor, aby si všimli, že vzorky tkáně odebrané z mrtvol mohly být kontaminovány. Ale pro mnoho kolemjdoucích ve výstavní síni byla možnost, že bakterie mohou přímo ovlivňovat procesy v mozku – a dokonce i neurologická onemocnění – vzrušující.
“Toto je hit týdne,” řekl neurolog Ronald McGregor z Kalifornské univerzity v Los Angeles, který se na práci nepodílel. “Je to jako úplně nová molekulární továrna [v mozku] s vlastním životem.” Je to ohromující.”
Mozek je chráněné prostředí, které je částečně odděleno od krevního řečiště „stěnou“ buněk, které obklopují jeho cévy. Bakterie a viry, které mohou proniknout touto hematoencefalickou bariérou (fyziologická bariéra mezi oběhovým systémem a centrálním nervovým systémem), mohou způsobit život ohrožující zánět. Některé studie ukázaly, že vzdálené mikroby – ti, kteří žijí v našich střevech – mohou nepřímo ovlivňovat náladu, chování a dokonce i riziko neurologických onemocnění. Například nerovnováha ve střevním mikrobiomu může zvýšit produkci škodlivého proteinu, který může způsobit Parkinsonovu chorobu, pokud se pohybuje podél nervu, který spojuje střevo s mozkem.
Neuroanatomička Rosalind Robertsová z University of Alabama v Birminghamu (USA) se pokusila prokřičet hluk ve výstavní síni a řekla publiku o předběžném zjištění, které naznačuje nečekaně úzký vztah mezi mikroby a mozkem.
Robertsova laboratoř hledá rozdíly mezi zdravými lidmi a lidmi se schizofrenií zkoumáním kousků mozkové tkáně uchované hodiny po smrti lidí. Asi před pěti lety byla neurovědkyně Courtney Walkerová, studentka v Robertsově laboratoři, fascinována neidentifikovanými tyčovitými objekty, které se objevovaly na jemně detailních snímcích kousků mozku z elektronového mikroskopu. Roberts už podobné předměty viděl. “Ale nevěnovala jsem jim žádnou pozornost, protože jsem hledala něco jiného,” říká.
Walker ale trval na tom, že je třeba je studovat, a Roberts se začal radit s kolegy na univerzitě. Letos ji bakteriolog doslova ohromil nečekanou zprávou: podivnými předměty byly bakterie. Dále více. Roberts a její tým našli bakterie v každém vzorku mozku, který studovali. Celkem vědci zkoumali 34 orgánů: jedna polovina z nich patřila zdravým lidem a druhá polovina lidem se schizofrenií.
Robertse zajímalo, zda během několika hodin mezi smrtí osoby a odebráním mozku mohly bakterie ze střeva uniknout krevními cévami do mozku. Podívala se tedy na zdravé myší mozky, které se zachovaly bezprostředně poté, co hlodavci uhynuli. Bakterií tam bylo ještě víc. Pak se podívala na mozkový orgán bezmikrobních myší, které byly bez choroboplodných zárodků. Nebyli ani v mozku.
Sekvenování RNA ukázalo, že většina bakterií patřila do tří kmenů charakteristických pro střevní mikrobiom: Firmicutes, Proteobacteria a Bacteroidetes. Roberts neví, jak se bakterie dostala do mozku. Možná „migrovali“ z krevních cév, pohybovali se podél nervů ze střev nebo dokonce vstupovali nosem. A nemůže říci, zda jsou užitečné nebo škodlivé. Vědec neviděl žádné známky zánětu, které by naznačovaly, že způsobují škodu. Ale dosud nebyla provedena kvantitativní analýza bakterií v mozcích poškozených schizofrenií a ve zdravých mozcích. Pokud se ukáže, že existují významné rozdíly, budoucí studie by mohly prozkoumat, jak může tento „mozkový mikrobiom“ podporovat nebo ohrožovat zdraví mozku.
V počátečním přehledu elektronových mikrofotografií si Robertsův tým všiml, že rezidentní bakterie mají své vlastní preference. Ukázalo se, že obývají buňky ve tvaru hvězdy – astrocyty, které interagují s neurony a podporují je. Konkrétně jsou mikrobi seskupení kolem konců astrocytů, které obklopují krevní cévy v hematoencefalické bariéře. Mnoho bakterií se také uchytilo na dlouhých výběžcích neuronů, které jsou pokryty tukovou látkou zvanou myelin. Roberts nemůže vysvětlit tyto preference, ale přemýšlí, zda jsou bakterie nakloněny tuku a cukru v těchto mozkových buňkách.
Proč si jiní vědci nevšimli bakterií v mozku? Jedním z důvodů může být to, že jen málo výzkumníků podrobuje mozek po smrti elektronové mikroskopii, říká Roberts. Kromě toho mohou neurovědci, jak to donedávna dělala sama Robertsová, ignorovat nebo nerozpoznat bakterie ve svých vzorcích.
Roberts uznává, že její tým stále musí vyloučit kontaminaci jako možnou příčinu vstupu mikrobů do mozkové tkáně. Mohou se mikrobi dostat do tkáně ze vzduchu nebo z chirurgických nástrojů během odstraňování mozku? Neuroanatom plánuje najít odpověď na tuto otázku. A i když bakterie nikdy neuspěly v živých mozcích, vzorce jejich invaze po lidské smrti jsou zajímavé, poznamenává Roberts.
Další výzkumník, Theodore Postolace, psychiatr z University of Maryland v Baltimoru, stojí na straně Robertse. Studoval protozoálního parazita Toxoplasma gondii, který napadá mozek, ale ne vždy způsobí zjevné onemocnění. “Ve skutečnosti se nedivím, že v mozku mohou žít jiné mikroorganismy, ale určitě by to byl revoluční objev, kdyby tomu tak bylo,” říká. Pokud se střevní bakterie běžně vyskytují v mozkových buňkách a kolem nich, mohou hrát klíčovou roli v regulaci imunitní aktivity mozku. “Je dlouhá cesta, abychom to dokázali v praxi,” říká psychiatr. Ale “je to vzrušující cesta.”
