Wpływają nie tylko na nasze fizyczne samopoczucie, ale również na nastrój, zachowania, sprawność intelektualną,  tolerancję na stres. Odpowiadają nawet za neuroplastyczność mózgu – jego zdolność do tworzenia nowych struktur i  rozwijania nowych umiejętności. Nie będzie przesady w stwierdzeniu, że mikroskopijni lokatorzy naszych jelit w  znacznym stopniu sterują naszym życiem.

Tekst: Przemysław Ćwik

Zdjęcie: pixabay.com

Powiedz mi, jaką masz florę jelitową, a powiem ci, kim jesteś – już niebawem taką obietnicą będą mogli reklamować  swoje usługi analityczne mikrobiolodzy. W ostatnich latach w błyskawicznym tempie przybywa badań na temat  wpływu mikrobiomu jelitowego na nasze zdrowie: zarówno fizyczne, jak i psychiczne. Na razie do pełni wiedzy w tym  zakresie mamy znacznie dalej niż bliżej, naukowcy zdołali jednak zidentyfikować kilka gatunków bakterii, które  szczególnie wyraźnie oddziałują na nasz umysł i emocje. Ukuli dla nich również specjalny termin: psychobiotyki.

Psychobiotyki

Po raz pierwszy w literaturze naukowej pojawił się on w 2013 r., na łamach czasopisma „Biological Psychiatry”, w  opisie badania przeprowadzonego przez profesorów Teda Dinana i Johna Cryana z University College Cork w  Irlandii. Naukowcy przez 30 dni podawali grupie zdrowych ochotników preparat zawierający bakterie Lactobacillus helveticus i Bifidobacterium longum. Okazało się, że przyjmowanie probiotyku doprowadziło u nich do zmniejszenia  poziomu stresu w wyraźnie większym stopniu niż u osób z grupy kontrolnej.

W ramach innego badania, przeprowadzonego na grupie 124 ochotników o średniej wieku 61,8 roku, naukowcy  wykazali, że u osób, które przez trzy tygodnie spożywały jogurt z bakteriami probiotycznymi doszło do bardziej  zauważalnej poprawy nastroju niż w gronie osób przyjmujących placebo.

Ciekawe wyniki uzyskano również podczas badań na zwierzętach. W swoim kolejnym eksperymencie Dinan i Cryan  dokonali przeszczepu flory jelitowej osób cierpiących na depresję do układu pokarmowego szczurów. W efekcie  również gryzonie zaczęły zdradzać objawy tej choroby. Zależności między kondycją psychiki a składem flory jelitowej  potwierdzają również badania opisane w zeszłym roku. Naukowcy z kanadyjskiego McMaster University wprowadzili florę kałową pobraną od osób cierpiących na zespół jelita drażliwego (IBS) i zaburzenia  lękowe do układu pokarmowego myszy laboratoryjnych. W rezultacie u gryzoni rozwinęły się nie tylko objawy IBS, ale również zachowania lękowe podobne do tych obserwowanych u ludzkich dawców. Tego typu następstw nie  stwierdzono u zwierząt z grupy kontrolnej.

Analogiczne rezultaty dała transplantacja flory jelitowej myszy o żywym usposobieniu i dużej ciekawości poznawczej  do organizmów ich nieśmiałych „krewniaków”. W efekcie przeszczepu strachliwe myszy nabrały odwagi i upodobniły  się pod względem zachowań do dawców.

Co łączy jelita z mózgiem?

Fenomen wpływu bakterii na kondycję psychiczną ma związek z tzw. osią jelitowo-mózgową. To system sygnalizacji  biochemicznej, łączącej silnie unerwione jelita – czasem zwane z tego powodu „drugim mózgiem” – z centralnym  układem nerwowym. W przesyłaniu sygnałów w znacznym stopniu pośredniczą bakterie. W efekcie mogą one  modulować określone funkcje mózgu. Przykładowo, bakterie Bifidobacterium infantis, zaliczane obecnie do grupy  psychobiotyków, wpływają na metabolizm tryptofanu – aminokwasu będącego źródłem m.in. serotoniny i  melatoniny.

Oba te związki regulują sen i rytmy dobowe, oddziałują również na nastrój. Serotonina odgrywa pod tym względem  kluczową rolę – dlatego bywa nazywana „hormonem szczęścia”. Jej niedobór może przyczyniać się do zaburzeń  depresyjnych, apatii, agresywnych zachowań, a także osłabienia pamięci i funkcji poznawczych. Na regulacji poziomu serotoniny oraz innych neuroprzekaźników opiera się mechanizm działania większości leków przeciwdepresyjnych.

Znamienne, że głównym producentem serotoniny w naszym ciele nie jest mózg. 90 proc. tego hormonu wytwarzają  komórki enterochromafinowe, znajdujące się w wyściółce jelita. Struktury te wyposażone są w receptory, które  wykrywają m. in. związki wytwarzane przez bakterie. W reakcji na nie wydzielają serotoninę, która aktywuje  zakończenia nerwowe jelit połączone z mózgiem.

Co z mikroflorą bakteryjną?

Skalę tej zależności ukazuje badanie na myszach przeprowadzone przez naukowców z California Institute of  Technology. U gryzoni pozbawionych flory bakteryjnej komórki enterochromafinowe wytwarzały aż o 60 proc. mniej  serotoniny niż u zwierząt z grupy kontrolnej. Po przywróceniu myszom prawidłowej mikroflory poziom tego neuroprzekaźnika wrócił do normy. Naukowcom udało się również wskazać konkretne gatunki bakterii, które miały  największy wpływ na produkcję serotoniny – było ich ok. dwudziestu.

W kontekście przytoczonych badań zależność między składem mikroflory jelitowej a stanem emocji wydaje się jaśniejsza. Jednak od głębszego zrozumienia  powiązań między jelitami i umysłem wciąż dzieli nas wiele badań. Biorąc pod uwagę różnorodność flory jelitowej i  skomplikowane zależności hormonalne rządzące ludzkim organizmem, zagadnienie wydaje się wprost przepastne.

Szacuje się, że liczba mikroorganizmów w samym tylko jelicie grubym jest od dziesięciu do stu razy większa niż liczba komórek somatycznych w całym ciele. Co więcej, tylko ok. 43 proc. komórek w ludzkim ustroju to komórki ludzkie.  Pozostałe „należą” do bakterii, wirusów, archeonów, grzybów, pierwotniaków i innych mikroorganizmów. W ujęciu  genetycznym te proporcje są jeszcze bardziej szokujące. Ludzki genom – pełen zestaw instrukcji genetycznej dla organizmu – składa się z ok. 20 tys. genów. Tymczasem liczba genów zawartych w naszym mikrobiomie – czyli  wszystkich mikroorganizmach naszego ciała – może sięgać nawet 20 mln.

Za wszystkim psychobiotyki

Obecnie prace nad preparatami psychobiotycznymi obejmują ok. dziesięciu gatunków bakterii z trzech rodzajów: Lactobacillus, Bifidobacterium i Streptococcus. Wszystkie z nich odpowiadają za produkcję kwasu mlekowego,  związku powstającego w wyniku spalania glukozy w warunkach niedostatecznej ilości tlenu. Badania wykazały, że  regulują one poziom wielu neuroprzekaźników, oddziałując w ten sposób na psychikę. W zależności od gatunku,  wpływają m.in. na stężenie serotoniny, kortyzolu (hormon stresu, którego „nadwyżka” występuje również w stanach  depresji), dopaminy (zwana potocznie „przekaźnikiem przyjemności”), oksytocyny (nazywana „hormonem miłości”,  odpowiada m.in. za równowagę emocjonalną, empatię, ufność), receptorów kannabinoidowych (regulują postrzeganie bólu) i GABA (kwas γ-aminomasłowy, odpowiada za redukcję stresu i stanów lękowych).

Jednak wpływ bakterii na mózg nie ogranicza się do modulowania przekaźnictwa. Badanie z 2016 r. wskazuje, że  mikrobiom może również wpływać na mielinację – syntezę osłonki otaczającej wypustki włókien nerwowych – w  płacie czołowym. Innymi słowy bakterie mogą odgrywać rolę w tworzeniu nowych struktur w mózgu. Wiele wskazuje  na to, że nauka dopiero musnęła powierzchnię zagadnienia związanego z wpływem bakterii na zdrowie  psychosomatyczne.

Jednak już dotychczasowe rezultaty robią spore wrażenie.

– Przybywa dowodów przemawiających za tym, że flora  jelitowa może odgrywać rolę w całym spektrum zaburzeń pracy mózgu: od zaburzeń nastroju i stanów lękowych po  poważniejsze problemy, takie jak autyzm, choroba Parkinsona czy stwardnienie rozsiane – twierdzi prof. Premysl  Bercik z McMaster University.

W 2017 r. ukazała się książka autorstwa Dinana i Cryana, zatytułowana „The  Psychobiotic Revolution: Mood, Food, and the New Science of the Gut-Brain Connection” (Psychobiotyczna  rewolucja: nastrój, żywność i nowa nauka na temat związków mózgu z jelitami). W otwierającym akapicie pojawia się następujące stwierdzenie: „jeśli bakterie kontrolują mózg, to kontrolują wszystko”. Ta perspektywa wydaje się coraz  bardziej realna. Nie wiadomo tylko, czy powinniśmy się cieszyć z lepszego rozumienia zależności między kondycją jelit a stanem umysłu, czy niepokoić faktem, że prawdopodobnie nie jesteśmy gospodarzami we własnych ciałach.