Áttörés, amely újraértelmezi a bélrendszer és az agy kommunikációját

Egy áttörést jelentő tanulmányban, amely újragondolja a bélrendszer és az agy kommunikációját, a kutatók felfedezték az úgynevezett „neurobiotikus érzéket” – egy új rendszert, amely lehetővé teszi az agy számára, hogy valós időben reagáljon a bélrendszerünkben élő mikrobáktól érkező jelekre.

A Duke Egyetem Orvostudományi Karának idegtudósai, Dr. Diego Bojorquez és Dr. M. Maya Kelberer által a Nature folyóiratban publikált új tanulmány a neuropodákra, a vastagbél hámját bélelő apró érzékszervi sejtekre összpontosít. Ezek a sejtek felismernek egy gyakori mikrobiális fehérjét, és gyors jeleket küldenek az agynak, amelyek segítenek elnyomni az étvágyat.

De ez csak a kezdet. A csapat úgy véli, hogy ez a neurobiotikus érzékelés tágabb platformként szolgálhat annak megértéséhez, hogy a bélrendszer hogyan érzékeli a mikrobákat, befolyásolva mindent az étkezési szokásoktól a hangulatig – sőt azt is, hogy az agy hogyan alakítja a mikrobiomot válaszul.

„Az érdekelt minket, hogy a szervezet képes-e valós időben felismerni a mikrobiális jeleket – nemcsak immun- vagy gyulladásos válaszként, hanem olyan idegi válaszként is, amely azonnal befolyásolja a viselkedést” –
mondta Diego Bojorquez PhD, a Duke Egyetem Orvostudományi Karának orvostudományi és neurobiológiai professzora, a tanulmány vezető szerzője.

A fő összetevő a flagellin, egy ősi fehérje, amely a baktériumok ostorát, a baktériumok mozgáshoz használt farokszerű szerkezetét alkotja. Eszéskor egyes bélbaktériumok flagellint szabadítanak fel. A neuropodák egy TLR5 nevű receptoron keresztül érzékelik, és jelet küldenek a vagus idegen, a bél és az agy közötti fő kommunikációs vonalon keresztül.

Az Egyesült Államok Nemzeti Egészségügyi Intézetei által támogatott csapat merész hipotézist állított fel: a vastagbélben lévő baktériumokból származó flagellin aktiválhatja a neuropodákat, és étvágycsökkentő jelet küldhet az agynak – ez közvetlen mikrobiális hatás a viselkedésre.

A kutatók úgy tesztelték ezt, hogy egereket éheztettek egy éjszakán át, majd kis dózisú flagellint injektáltak közvetlenül a vastagbélbe. Ezek az egerek kevesebbet ettek.

Amikor a kutatók megismételték ugyanazt a kísérletet TLR5 receptorral nem rendelkező egereken, semmi sem változott. Az egerek tovább ettek és híztak – ami arra utal, hogy ez az útvonal segít szabályozni az étvágyat. Az eredmények arra utalnak, hogy a flagellin a TLR5-ön keresztül küld egy „elég” jelet, lehetővé téve a bélrendszer számára, hogy üzenjen az agynak, ideje abbahagyni az evést. E receptor nélkül az üzenet nem jut el célba.

A felfedezést a tanulmány vezető szerzői, Dr. Winston Liu és PhD Emily Olway, mindketten az Egészségügyi Tudósok Képzőprogramjának hallgatói, valamint Dr. Naama Reicher posztdoktori ösztöndíjas tették lehetővé. Kísérleteik kimutatták, hogy ennek a jelátviteli útvonalnak a megzavarása megváltoztatja az egerek táplálkozási viselkedését, ami a bélmikrobák és a viselkedés közötti mélyebb összefüggésre utal.

„A jövőre nézve úgy gondolom, hogy ez a munka különösen hasznos lesz a tágabb tudományos közösség számára annak magyarázatában, hogy a mikrobák hogyan befolyásolják viselkedésünket” – mondja Bojorquez.
„A következő nyilvánvaló lépés annak tanulmányozása, hogy az egyes étrendek hogyan változtatják meg a bél mikrobiális összetételét. Ez kulcsfontosságú elem lehet olyan problémák megoldásában, mint az elhízás vagy a mentális zavarok.”