Kako crijevni mikrobi pomažu miševima da ugase uspomene na strah?
Novo istraživanje na miševima pokazuje kako mikrobi u crijevima mogu utjecati na sposobnost oslobađanja odgovora na strah. Studija daje detaljne tragove o staničnim i molekularnim mehanizmima koji povezuju crijeva i mozak.
Tijekom posljednjih 10–20 godina znanstvenici su promatrali kako bakterije koje žive u i na ljudskom tijelu utječu na zdravlje.
Pojavili su se dokazi o tome kako su poremećaji u tim mikrobnim zajednicama povezani s bolestima, pa čak i s promjenama u ponašanju.
Te su povezanosti očite i u odnosima između određenih autoimunih poremećaja i psihijatrijskih stanja.
Na primjer, ljudi s multiplom sklerozom ili upalnom bolesti crijeva (IBD) možda su poremetili crijevne bakterije i imaju poremećaje raspoloženja, tjeskobu i depresiju.
Međutim, iako su ove istrage potvrdile postojanje osi crijeva i mozga, mehanizmi koji je podupiru bili su nejasni.
Nova studija, koja je objavljena u nedavnom Priroda rad nudi neviđene detalje staničnih i molekularnih procesa koji povezuju crijevne mikrobe i moždane stanice.
"Nitko još nije shvatio kako IBD i druga kronična gastrointestinalna stanja utječu na ponašanje i mentalno zdravlje", kaže suvisli autor studije David Artis, profesor imunologije i direktor istraživanja IBD-a na Weill Cornell Medicine u New Yorku.
"Naše je istraživanje početak novog načina razumijevanja cijele slike", dodaje.
Učenje i zaborav
Za istraživanje su prof. Artis i kolege pomoću miševa otkrili kako ometanje crijevnih mikroba utječe na moždane stanice.
Oni su se oslanjali na svoju stručnost u ponašanju životinja, sekvenciranju gena i kemiji stanica.
Istraga se usredotočila na to koliko su dobro životinje mogle naučiti i zaboraviti okidač straha koristeći eksperiment koji znanstvenici nazivaju "uvjetovanjem straha i izumiranjem".
U eksperimentu miševi nauče povezati električni udar na šapi s istodobnim zvukom tona.
Na kraju, sam ton može izazvati isti odgovor straha kao i električni udar.
Nakon ponovljene izloženosti tonu bez pratećeg električnog udara, miševi teže zaboraviti povezanost. To je zato što se njihov mozak ažurira na činjenicu da prijetnja više ne postoji.
Međutim, istraživači su otkrili da su miševi čija su crijeva bila klica slobodna od rođenja ili čiji su crijevni mikrobi bili znatno smanjeni zbog liječenja antibioticima, pokazali znatno smanjenje sposobnosti da saznaju da prijetnja više nije prisutna. Drugim riječima, mozak im se nije prilagođavao novim uvjetima.
Izmijenjeni geni u mikrogliji
Genetsko istraživanje mikroglije u mozgu životinja bacilo je malo svjetla na molekularni mehanizam koji stoji iza ovog učinka.
Istraživači su promatrali ekspresiju gena u medijalnom prefrontalnom korteksu (mPFC), "području mozga za koje je poznato da je presudno za učenje izumiranja".
Microglia su imune stanice koje žive u mozgu i igraju brojne uloge u njegovom razvoju i funkciji.
Jedan od njihovih poslova je poticanje i obrezivanje veza između neurona ili živčanih stanica kako bi se preuredili moždani krugovi.
Istraživači su otkrili da je odsutnost crijevnih mikroba promijenilo ekspresiju gena mikroglije u mPFC miševa na takav način da je poremetilo kako neuroni normalno stvaraju i uklanjaju veze tijekom učenja i zaboravljanja.
Tim je također otkrio značajne promjene u moždanim kemikalijama kod miševa kojima nedostaju crijevni mikrobi, poput promijenjenih razina molekula koje imaju ulogu u neuropsihijatrijskim stanjima poput autizma i shizofrenije.
Obnavljanje crijevnih bakterija djeluje samo rano u životu
Istraživači su također izvodili eksperimente u kojima su obnavljali crijevne bakterije u miševa bez klica u raznim dobnim skupinama.
Otkrili su da je moguće da ti miševi nauče uvjetovani odgovor na strah, ali samo ako obnove crijevne bakterije odmah nakon rođenja.
Oni su to vidjeli kao važno otkriće, jer mnoga psihijatrijska stanja povezana s autoimunitetom također imaju veze s problemima koji se javljaju u ranim fazama razvoja mozga.
"Os crijeva i mozak utječe na svakog pojedinog čovjeka, svaki dan u njegovom životu", primjećuje prof. Artis.
Iako je prerano da bismo bili sigurni, glavni istražitelj dr. Conor Liston sugerira da će daljnjim studijama ovi nalazi na kraju dovesti do novih ciljeva liječenja.
"To je nešto što ćemo trebati testirati u budućnosti", kaže.
"Počinjemo shvaćati više o tome kako crijeva utječu na tako raznolike bolesti kao što su autizam, Parkinsonova bolest, posttraumatski stresni poremećaj i depresija."
Prof. David Artis
