A Duke University School of Medicine úttörő felfedezése közvetlen kapcsolatot tár fel a mikrobiom és az agy között, új fényt vetve a viselkedés és az étvágy szabályozására.
A jelentős tudományos fejlesztés keretében a kutatók azonosítottak egy új módszert, amellyel az agy és a belek kölcsönhatásba lépnek egymással, felfedve azt, amit ők "neurobiotikus érzéknek" neveznek. Ez az eddig ismeretlen rendszer lehetővé teszi az agy számára, hogy azonnali jeleket kapjon a bélben élő mikroorganizmusoktól.
A Nature folyóiratban megjelent, a Duke University School of Medicine idegtudósai, Diego Bohórquez és M. Maya Kaelberer által végzett tanulmány a neuropodoknak nevezett speciális sejtekre összpontosítottak. Ezek a vékonybél nyálkahártyájában található apró érzékelő sejtek képesek felismerni a bélbaktériumok által termelt fehérjéket. Miután felismerték, a neuropodok gyorsan továbbítják a jeleket az agynak, segítve ezzel az étkezés csökkentését.
A kutatók szerint ez a felfedezés csak a felszínt kapargatja. Úgy vélik, hogy a neurobiotikus érzék egy szélesebb mechanizmust képviselhet, amelyen keresztül a bél figyeli a mikrobiális aktivitást. Ez a rendszer nemcsak az étkezési viselkedést, hanem az érzelmi állapotokat is befolyásolhatja, és potenciálisan azt is, hogy az agy hogyan befolyásolja a bél mikrobiális környezetét.
"Kíváncsiak voltunk, hogy a test képes-e valós időben érzékelni a mikrobiális mintákat, és nem csak immun- vagy gyulladásos reakcióként, hanem valós időben a viselkedést irányító idegi reakcióként" - mondta Bohórquez, a Duke University School of Medicine orvostudományi és neurobiológiai professzora és a tanulmány vezető szerzője.
A flagellin és a neuropodok szerepe
A kulcsszereplő a flagellin, egy ősi fehérje, amely a baktériumok flagellájában (ostorában) található, egy farokszerű szerkezetben, amelyet a baktériumok úszáshoz használnak. Amikor eszünk, egyes bélbaktériumok flagellint bocsátanak ki. A neuropodok egy TLR5 nevű receptor segítségével érzékelik ezt, és üzenetet küldenek a bolygóidegen (nervus vagus) keresztül - ez a bél és az agy közötti fő kommunikációs csatorna.
Az amerikai Egészségügyi Intézet támogatásával a kutatócsoport merész elméletet állított fel: a vastagbélben található bakteriális flagellin hatására a neuropodok étvágycsökkentő jelzést küldenek az agynak - ezáltal a mikrobiális flóra közvetlenül befolyásolja a viselkedést.
Kísérletek a mikrobiális üzenetküldéssel
A kutatók ezt úgy tesztelték, hogy egereket egy éjszakán át éheztettek, majd kis adag flagellint adtak nekik közvetlenül a vastagbélbe. Ezek az egerek kevesebbet ettek.
Amikor a kutatók ugyanezt a kísérletet TLR5 receptorral nem rendelkező egereken próbálták ki, semmi sem változott. Az egerek továbbra is ettek és híztak, ami arra utal, hogy ez az út segít szabályozni az étvágyat. Az eredmények arra utalnak, hogy a flagellin a TLR5-en keresztül "elég volt" jelet küld, amelynek segítségével a bél jelzi az agynak, hogy ideje abbahagyni az evést. E receptor nélkül az üzenet nem jut el a céljához. A kísérleteikből kiderült, hogy az út megzavarása megváltoztatta az egerek étkezési szokásait, ami a bélmikroorganizmusok és a viselkedés közötti mélyebb kapcsolatra utal.
"A jövőre nézve úgy gondolom, hogy ez a munka különösen hasznos lesz a tudományos közösség számára, hogy megmagyarázza, hogyan befolyásolják viselkedésünket a mikrobák" - mondta Bohórquez. "A következő lépés egyértelműen annak vizsgálata, hogy a specifikus étrendek hogyan változtatják meg a bél mikrobiális környezetét. Ez kulcsfontosságú lehet olyan állapotok esetében, mint az elhízás vagy a pszichiátriai rendellenességek."