Mikrobiom jelitowy i stany lękowe
Ludzie są symbiotycznymi stworzeniami, podobnie jak wszystkie inne zwierzęta. Ocenia się, że w ludzkim ciele jest tyle bakterii ile ludzkich komórek. Komórki bakterii są dużo mniejsze, więc odpowiada to 1-3 procentów wagi ciała.
Komórki bakteryjne wyścielają wszystkie błony śluzowe, gdzie wykonują niezbędne funkcje. Mają decydujące znaczenie dla naszego układu odpornościowego, wypychając inne bakterie i organizmy, które potencjalnie mogą powodować infekcje. Wiele z naszych bakterii żyje w przewodzie pokarmowym i stanowi nasz „mikrobiom jelitowy”, „mikrobiotę jelitową” lub „florę bakteryjną”, gdzie pomagają także w trawieniu.
Jak to się często dzieje, naukowcy odkrywają, że nasze związki z naszymi przyjaznymi bakteriami są bardziej skomplikowane niż myśleliśmy. Mikrobiom nie jest zbiorem przypadkowych bakterii, ale stabilnym ekosystemem. Istnieją dowody, że u ludzi jest tylko kilka odrębnych rodzajów bakteryjnego ekosystemu. Mamy “enterotyp”, który może wpływać na nasze zdrowie.
Gromadzą się także dowody, że nasza mikrobiota jelitowa nie tylko ma lokalne efekty na nasz układ pokarmowy, ale także odległe efekty na mózg i układ nerwowy. To sugeruje, że niektóre bakterie produkują neuroprzekaźniki, hormony lub jakiś sygnał chemiczny, który może dostać się do krwi, a następnie podróżować do innych części ciała i na nie wpływać.
Mikrobiom i lęk
Niedawne badanie dodaje kolejne dowody o odległych efektach naszego mikrobiomu jelitowego. Badacze karmili myszy wysokotłuszczową dietą, prowadzącą do otyłości. Monitorowali także zachowania, które służą jako markery lęku i depresji u myszy, takie jak zachowania kompulsywne. Stwierdzili, że myszy karmione dietą wysokotłuszczową miały podniesione poziomy lęku i depresji.
Karmili jednak inną grupę myszy wysokotłuszczową dietą i antybiotykami. One także zyskały na wadze, ale nie wykazywały zachowań lękowych i depresji. Ten efekt był niemal całkowicie zablokowany. Jedną interpretacją tego wyniku jest to, że zmiany w mikrobiomie, które zostały zablokowane przez antybiotyki, powodowały lęk i depresję. Są jednak inne możliwe interpretacje, takie jak bezpośredni wpływ antybiotyków.
Badacze przenieśli także mikrobiom jelitowy od lękliwych myszy karmionych wysokotłuszczową dietą do myszy karmionych normalną dietą i one także zaczęły wykazywać markery lęku i depresji. Razem te dowody silnie sugerują związek mikrobiomu jelitowego z lękiem.
Oczywiście, głównym ograniczeniem tego badania, jeśli chodzi o stosowanie jego wyników do ludzi, jest to, że przeprowadzono je na myszach. Nie można zrobić takiego samego badania na ludziach ze względów etycznych. Badacze mogą jednak dowiedzieć się o efektach i zastosować tę wiedzę do dalszych badań na ludziach. Badacze koncentrują się teraz na identyfikowaniu molekularnych sygnałów, którymi, jak podejrzewają, są neuroprzekaźniki, które są odpowiedzialne za zaobserwowany efekt.
Celem byłoby zidentyfikowanie takiego samego lub podobnego mikrobiomu u ludzi z lękami i/lub depresją, a następnie zastosować terapię na lęk przez zmianę mikrobiomu.
Inni naukowcy badają inne możliwe odległe lub biochemiczne efekty wynikające z różnych mikrobiomów jelitowych lub enterotypów. Istnieją związki z samą otyłością, zapaleniami i (niezaskakująco) objawami z układu pokarmowego, takimi jak zespół jelita drażliwego.
Warto zauważyć, że przynajmniej jedna choroba jest ewidentnie spowodowana przez bakterię jelitową – H. pylori powodująca wrzody żołądka, co z powodzeniem leczy się antybiotykami.
Zmiana mikrobiomu
Choć wszystko to jest niesłychanie ciekawe i potencjalnie użyteczne, okazuje się, że trudno jest trwale zmienić mikrobiom jelitowy. Jest tak dlatego, że mikrobiom nie jest przypadkowym zestawem bakterii, ale stabilnym ekosystemem. Powodem, dla którego jest ograniczona liczba odrębnych mikrobiomów prawdopodobnie jest to, że istnieje ograniczona liczba stabilnych zestawów różnych gatunków bakterii. Przeciętnie człowiek ma około 100 różnych bakterii w mikrobiomie jelitowym.
Dodanie jednego lub kilku gatunków bakterii do mieszanki nie wydaje się wywierać skutku. Dlatego probiotyczne produkty na rynku są w znacznej mierze bezużyteczne. Jak powiedział kiedyś Marc Crislip, jest to jak posadzenie poletka kukurydzy w lesie deszczowym – nie jest prawdopodobne, by kukurydza wpłynęła na ekosystem. Probiotyki, jeśli podane wcześnie i w dużych ilościach, mogą być krótkoterminową prowizorką dla złagodzenia objawów gastryczno-jelitowych lub przeciwdziałać pojawieniu się patogenicznych bakterii przy przyjmowaniu antybiotyków. Zajmują miejsce do czasu aż normalny mikrobiom ma szansę na odtworzenie się. Zdrowym osobom jednak probiotyki nie wydają się dawać żadnych korzyści.
Jeśli chcemy zmienić jeden stabilny mikrobiom w inny, potrzebne są bardziej drastyczne środki. To dlatego badania skupiają się na transplantacji kałowej. Kał pełen jest całego zakresu bakterii jelitowych i dlatego może działać jako zaczyn do przeszczepienia całego ekosystemu, a nie tylko kilku gatunków. Najpierw jednak trzeba oczyścić przedpole, a to można zrobić antybiotykami.
I zasadniczo na tym etapie jest nauka. Odkrywamy sposoby, na jakie mikrobiom wpływa na zdrowie i tworzymy podstawową technologię do rekonstruowania, a może nawet całkowitej zmiany mikrobiomu.
Ta dziedzina jest jednak w kolebce. Ciekawe jest zgadywanie, dokąd może zajść. Oczywiście powinniśmy unikać krzykliwej reklamy, że każde nowe podejście jest panaceum i łatwo jest przesadzić potencjał całkowicie nowej dziedziny. Początkowo, kiedy odkrywa się nowe zjawisko biologiczne, istnieje tendencja do widzenia udziału tego zjawiska we wszystkim, a więc myślenia, że jesteśmy na tropie leku na wszystko. To się nigdy nie sprawdza, ale może prowadzić do nowych sposobów leczenia konkretnych chorób.
W chwili obecnej wydaje się możliwe, że z czasem wypracujemy skuteczne sposoby zmieniania mikrobiomu jelitowego, by pomóc zająć się kilkoma problemami – włącznie z lękiem, otyłością i kilkoma stanami zapalnymi. Prawdopodobnie jednak te interwencje będą skuteczne tylko dla podgrupy pacjentów z tymi zaburzeniami.
Być może odkryjemy nowe, stabilne enterotypy, które będziemy mogli zmieniać, co może dać korzyści, redukując czynniki ryzyka dla różnych chorób lub w inny sposób promując zdrowie. Kiedy technologia mikrobiomu uczyni dalsze postępy, możemy być w stanie dokonywać inżynierii genetycznej na bakteriach z bardzo specyficznymi właściwościami, by optymalizować zdrowie, wzmacniać funkcje odpornościowe lub redukować choroby układu krążenia. Mogą nawet pojawić się zaprojektowane bakterie do redukowania kaca, eliminowania nieprzyjemnego oddechu, zmniejszania objętości gazów i inne pomysłowe zastosowania.
Będę szczęśliwy obserwując, dokąd zaprowadzi ta technologia. Żyjemy w symbiozie z naszymi bakteriami – stanowią (licząc komórki) 50% nas. Z tej perspektywy ignorowaliśmy połowę komórek w naszych ciałach pod względem zdrowia i choroby. Zobaczmy, co potrafimy osiągnąć koncentrując się na tej połowie.
18 czerwca 2018
Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska
Steven Novella
Neurolog, wykładowca na Yale University School of Medicine. Przewodniczący i współzałożyciel New England Skeptical Society. Twórca popularnych (cotygodniowych) podkastów o nauce The Skeptics’ Guide to the Universe. Jest również dyrektorem Science-Based Medicine będącej częścią James Randi Educational Foundation (JREF), członek Committee for Skeptical Inquiry (CSI) oraz członek założyciel Institute for Science in Medicine.
Prowadzi blog Neurologica.