Andra hjärnan: Hur tarmbakterier kontrollerar våra sinnen

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

Vi är vana vid att hjärnan styr vårt beteende – men vad styr hjärnan? Det visar sig att ibland tysta passagerare-mikrober strävar efter att ta kontroll. Bird In Flight förstår hur man inte överlåter beslutsfattande till bakterier.

Tarmen och hjärnan kommunicerar genom vagusnerven, som färdas ner i nacken till bröstet och buken. Julia Anders, författare till bästsäljande boken Charming Gut. Hur det mest kraftfulla organet styr oss,”jämför vagusnerven med en telefontråd som förbinder tarmarna med hjärnans individuella centra.

Hjärnan leder alla kroppens organ, och många genom vagusnerven, men bara tarmen har autonomi: om nerven skärs av och "kopplar bort" hjärnan från tarmen, kommer den senare att fortsätta att fungera. Den har sitt eget nervsystem, som forskare kallar "den andra hjärnan". Den består av ett stort antal neuroner och hjälpceller och producerar flera dussin neurotransmittorer. Funktionerna hos ett sådant utvecklat nervsystem kan inte begränsas till regleringen av matsmältningen.

Hej, är de bakterier?

De flesta av signalerna längs vagusnerven överförs inte från topp till botten, utan från botten till toppen - till hjärnan. Forskare spekulerar i att tarmen påverkar vår mentala hälsa. En elektrisk vagusnervstimulator används redan för att behandla depression som inte svarar på läkemedelsbehandling. Det gör att nerven genererar de "rätta" impulserna.

Tarmarna producerar 90% av serotonin, lyckohormonet. Kanske är orsaken till depression inte i hjärnan, utan i tarmen. Forskare har också hittat ett samband mellan tarmhälsa och ångest, autism, neurodegenerativa sjukdomar som Parkinsons och Alzheimers.

Dessutom: inte bara tarmen själv sänder signaler genom vagusnerven, utan också mikroorganismerna som bor i den. Det gör de på olika sätt – till exempel genom att stimulera produktionen av serotonin hos celler i tarmslemhinnan. Mikroflorans inverkan på beteende och humör har bevisats i många experiment på laboratoriemöss.

Hur bedömer man det mentala tillståndet hos möss? Du kan lägga djur i en bassäng med vatten och se hur länge de kommer att simma: deprimerade möss ger upp snabbare i kampen mot problem. Neuroforskaren John Kryan från Irish National University i Cork lade till bakterien Lactobacillus rhamnosus JB-1 till försöksdjurs foder. Mössen simmade snabbare och mer aktivt och deras kroppar producerade färre stresshormoner jämfört med kontrollgruppen. Dissektion av vagusnerven förnekade effekten av de nyttiga bakterierna.

Inte bara tarmen själv skickar signaler genom vagusnerven, utan också mikroorganismerna som bebor den.

Om en viss mikroflora är förknippad med en depressiv eller optimistisk inställning till livet bör beteendet förändras när bakterierna byts ut. Detta har visats i experiment av forskare från McMaster University i Kanada. De valde ut flera rader av laboratoriemöss, som hade olika karaktärer. När blyga möss transplanterades med mikrofloran från äventyrsmöss visade de mer intresse för att utforska nya föremål.

Gillar du att kommunicera? Dela bakterier

Tarmbakterier påverkar också laboratoriemössens sociala beteende. Forskare från Baylor College of Medicine i Houston (USA) studerade sambandet mellan mödrars fetma och autismspektrumstörningar hos avkommor. Kontrollgruppen av möss åt normalt och experimentgruppen fick mat med hög fetthalt. Som väntat gick honorna från den andra gruppen upp i extra vikt.

Möss från övermatade mödrar var mycket mindre intresserade av att kommunicera med sina släktingar än avkomman från kontrollgruppen. Analys av tarmmikrofloran visade signifikanta skillnader mellan de två grupperna - i båda generationerna. Men hur kontrollerar man om benägenheten för antisocialt beteende beror på bakterier? Svaret är enkelt: att befolka tarmarna hos slutna djur med mikrofloran av sällskapliga släktingar.

I ett experiment med laboratoriemöss är detta inte svårt: det räcker att placera djur i en bur, att leva tillsammans leder oundvikligen till utbyte av tarmbakterier. Efter fyra till fem veckor blev mikrofloran hos icke-kommunikativa möss densamma som i kontrollgruppen, och det sociala beteendet återgick till det normala.

Forskare har funnit att möss med autistisk sjukdom har ett kraftigt minskat antal av bakterierna Lactobacillus reuteri i tarmarna. Denna mikroorganism påverkar produktionen av oxytocin, ett hormon som reglerar socialt beteende. En diet med hög fetthalt hämmar Lactobacillus reuteri i moderns tarmar, och hon överför sin störda mikroflora till sin avkomma.

Bristen på nyttiga bakterier och följaktligen oxytocin under utvecklingen av musen leder till dess asocialitet. Genom att lägga till levande bakterier, Lactobacillus reuteri, till dricksvattnet kunde forskarna återställa försöksdjurens beteende till det normala.

Du är vad du äter. Och vice versa

Mikroorganismer kan ha evolutionära skäl för att kontrollera vårt beteende. Enligt forskare stimulerar bakterier sina värdar att kommunicera, eftersom det främjar utbytet av mikroflora. De kan också påverka värdens matvanor, vilket tvingar dem att konsumera mat som främjar deras tillväxt och reproduktion. Kanske när du inte kan motstå kakan är det inte en svag vilja, utan mikroorganismer.

Vissa bakterier gillar fett, andra gillar socker, och ibland kommer fetma till priset av deras preferenser. Mikrober kan kontrollera en värds matbeteende på många sätt: de stör belöningssystemet i hjärnan, förändrar smaklökarnas känslighet, frigör ämnen som påverkar humöret och hackar även överföringen av signaler genom vagusnerven.

Hur kan man motstå mikroorganismer vars intressen inte sammanfaller med våra planer på att gå ner i vikt på det nya året? Skapa konkurrens mellan dem. Ju mer varierande sammansättningen av tarmmikrofloran är, desto mindre sannolikt kommer en art att segra över andra och ta över kommandot över hjärnan.

En kost rik på fett och enkla kolhydrater utarmar tarmens mikroflora; för att behålla en mängd olika bakterier måste du äta mer grönsaker, frukt och mejeriprodukter. En studie av kostens effekt på vikten, som omfattade 120 tusen människor, visade att huvudprodukten för viktminskning är yoghurt.

Bakterier för depression

Experiment som undersöker effekten av tarmmikrofloran på psyket visar att depression och ångestsyndrom kan behandlas med probiotika, som är nyttiga bakterier. Forskare använder ett nytt ord för dem - psykobiotika.

I en studie av iranska forskare fick patienter med egentlig depression bakterietillskott eller placebo. Psykobiotikan inkluderade Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei och Bifidobacterium bifidum. Efter åtta veckor hade patienter som tog psykobiotika signifikant förbättrade poäng på Beck Depression Inventory (ett allmänt använt test för att bedöma depression) jämfört med kontroller.

Japanska forskare undersökte effekten av kefir som innehåller Shirota-stammen av bakterien Lactobacillus casei på det psykologiska tillståndet hos läkarstudenter under en viktig undersökning. De fann att kefir normaliserar nivåerna av stresshormonet kortisol och ökar serotoninnivåerna. Dessutom minskar probiotikan manifestationen av besvär i samband med stress, såsom förkylningar och buksmärtor.

Experiment som studerar effekten av tarmmikroflora på den mänskliga hjärnan är fortfarande i ett tidigt skede, och vanligtvis deltar ett litet antal människor i dem, så det är för tidigt att tala om en otvetydigt bevisad koppling mellan tarmaktivitet och mentalt tillstånd. Men tidiga studier tyder på att studiet av psykobiotika är en lovande riktning. Tills det magiska pillret har uppfunnits, hjälp dina tarmar på beprövade sätt: ät yoghurt, grönsaker och frukt. Då tar inte bakterierna över hjärnans kontrollpanel.