Μια σημαντική ανακάλυψη που επαναπροσδιορίζει τον τρόπο επικοινωνίας του εντέρου και του εγκεφάλου

Σε μια πρωτοποριακή μελέτη που επανεξετάζει τον τρόπο με τον οποίο επικοινωνούν το έντερο και ο εγκέφαλος, οι ερευνητές ανακάλυψαν αυτό που αποκαλούν «νευροβιωτική αίσθηση» - ένα νέο σύστημα που επιτρέπει στον εγκέφαλο να ανταποκρίνεται σε πραγματικό χρόνο σε σήματα από τα μικρόβια που ζουν στο έντερό μας.

Μια νέα μελέτη από τους νευροεπιστήμονες της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Duke, Diego Bojorquez, PhD, και M. Maya Kelberer, PhD, που δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Nature, εστιάζει στα νευρόποδα, μικροσκοπικά αισθητήρια κύτταρα που καλύπτουν το επιθήλιο του παχέος εντέρου. Αυτά τα κύτταρα αναγνωρίζουν μια κοινή μικροβιακή πρωτεΐνη και στέλνουν γρήγορα σήματα στον εγκέφαλο που βοηθούν στην καταστολή της όρεξης.

Αλλά αυτή είναι μόνο η αρχή. Η ομάδα πιστεύει ότι αυτή η νευροβιοτική αίσθηση θα μπορούσε να χρησιμεύσει ως μια ευρύτερη πλατφόρμα για την κατανόηση του πώς το έντερο αντιλαμβάνεται τα μικρόβια, επηρεάζοντας τα πάντα, από τις διατροφικές συνήθειες μέχρι τη διάθεση - ακόμη και πώς ο εγκέφαλος μπορεί να διαμορφώσει το μικροβίωμα ως απάντηση.

«Μας ενδιέφερε να μάθουμε αν το σώμα μπορεί να αναγνωρίσει μικροβιακά σήματα σε πραγματικό χρόνο — όχι μόνο ως ανοσολογική ή φλεγμονώδη απόκριση, αλλά ως νευρωνική απόκριση που επηρεάζει άμεσα τη συμπεριφορά»,
δήλωσε ο Diego Bojorquez, PhD, καθηγητής ιατρικής και νευροβιολογίας στην Ιατρική Σχολή του Πανεπιστημίου Duke και κύριος συγγραφέας της μελέτης.

Το βασικό συστατικό είναι η φλαγκελλίνη, μια αρχαία πρωτεΐνη που αποτελεί το βακτηριακό μαστίγιο, την ουρά-μορφή που χρησιμοποιούν τα βακτήρια για να κινούνται. Όταν τρώμε, ορισμένα βακτήρια του εντέρου απελευθερώνουν φλαγκελλίνη. Τα νευρόποδα την ανιχνεύουν μέσω ενός υποδοχέα που ονομάζεται TLR5 και στέλνουν ένα σήμα μέσω του πνευμονογαστρικού νεύρου, της κύριας γραμμής επικοινωνίας μεταξύ του εντέρου και του εγκεφάλου.

Η ομάδα, υποστηριζόμενη από τα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας των ΗΠΑ, διατύπωσε μια τολμηρή υπόθεση: η φλαγκελλίνη από βακτήρια στο παχύ έντερο θα μπορούσε να ενεργοποιήσει νευρόποδα και να πυροδοτήσει ένα σήμα καταστολής της όρεξης στον εγκέφαλο - μια άμεση μικροβιακή επίδραση στη συμπεριφορά.

Οι ερευνητές το δοκίμασαν αυτό νηστεύοντας ποντίκια όλη τη νύχτα και στη συνέχεια εγχύοντας μια μικρή δόση φλαγελίνης απευθείας στο παχύ έντερο. Αυτά τα ποντίκια έτρωγαν λιγότερο.

Όταν οι ερευνητές επανέλαβαν το ίδιο πείραμα σε ποντίκια που δεν είχαν τον υποδοχέα TLR5, δεν άλλαξε τίποτα. Τα ποντίκια συνέχισαν να τρώνε και πήραν βάρος - μια ένδειξη ότι η οδός βοηθά στη ρύθμιση της όρεξης. Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι η φλαγκελλίνη στέλνει ένα σήμα «αρκετά» μέσω του TLR5, επιτρέποντας στο έντερο να πει στον εγκέφαλο ότι είναι ώρα να σταματήσει να τρώει. Χωρίς αυτόν τον υποδοχέα, το μήνυμα δεν περνάει.

Η ανακάλυψη κατέστη δυνατή χάρη στους κύριους συγγραφείς της μελέτης, Winston Liu, MD, PhD, Emily Olway, και οι δύο μεταπτυχιακοί φοιτητές στο Πρόγραμμα Εκπαίδευσης Επιστημόνων Υγείας, και την μεταδιδακτορική ερευνήτρια Naama Reicher, PhD. Τα πειράματά τους έδειξαν ότι η διαταραχή αυτής της σηματοδοτικής οδού μεταβάλλει τη διατροφική συμπεριφορά των ποντικών, υποδηλώνοντας μια βαθύτερη σύνδεση μεταξύ των μικροβίων του εντέρου και της συμπεριφοράς.

«Κοιτάζοντας μπροστά, πιστεύω ότι αυτή η εργασία θα είναι ιδιαίτερα χρήσιμη στην ευρύτερη επιστημονική κοινότητα για να εξηγήσει πώς τα μικρόβια επηρεάζουν τη συμπεριφορά μας», λέει ο Bojorquez.
«Το προφανές επόμενο βήμα είναι να μελετήσουμε πώς συγκεκριμένες δίαιτες αλλάζουν τη μικροβιακή σύνθεση στο έντερο. Αυτό θα μπορούσε να αποτελέσει βασικό στοιχείο για την επίλυση προβλημάτων όπως η παχυσαρκία ή οι ψυχικές διαταραχές».