Žarnynas kaip antrieji smegenys: kas slypi už šio palyginimo
Kai prieš dešimtmetį mokslininkai pradėjo rimtai kalbėti apie žarnyno ir smegenų ryšį, daugelis skeptiškai kilstelėjo antakius. Kaip gi bakterijos, gyvenančios mūsų virškinimo trakte, gali turėti ką nors bendra su mintimis, nuotaika ar net psichikos sutrikimais? Tačiau šiandien šis ryšys nebėra vien teorija – tai viena sparčiausiai besivystančių neuromokslo sričių, atverianti visiškai naują požiūrį į tai, kaip funkcionuoja mūsų protas.
Žmogaus žarnyne gyvena apie 100 trilijonų bakterijų – tai maždaug dešimt kartų daugiau nei turime ląstelių visame kūne. Šios mikroorganizmų bendruomenės, vadinamos mikrobiota arba mikrobioma, sveria apie 2 kilogramus ir sudaro unikalų ekosistemą, kuri nuolat bendrauja su mūsų organizmu. Ilgą laiką manyta, kad šios bakterijos tiesiog padeda virškinti maistą ir gaminti kai kuriuos vitaminus. Bet pastarųjų metų tyrimai atskleidė kur kas sudėtingesnį vaizdą.
Pasirodo, žarnyno bakterijos gamina daugybę neurotransmiterių – tų pačių cheminių medžiagų, kurias naudoja mūsų smegenys komunikuodamos tarp neuronų. Serotoninas, dopaminas, GABA – visos šios molekulės, kurias paprastai siejame su nuotaika ir psichine sveikata, iš dalies gaminamos ir žarnyne. Faktiškai net 90 procentų viso organizmo serotonino yra gaminami būtent virškinimo trakte. Tiesa, šios molekulės negali tiesiogiai kirsti kraujo-smegenų barjero, tačiau jos veikia per sudėtingus neuroendokrininius kelius, kuriuos mokslininkai tik dabar pradeda iššifruoti.
Blukus nervas: pagrindinis komunikacijos kanalas
Vienas svarbiausių žarnyno ir smegenų ryšio elementų yra blukus nervas – ilgiausias ir sudėtingiausias mūsų kūno nervų. Šis nervas jungia smegenų kamieną su beveik visais vidiniais organais, įskaitant visą virškinimo traktą. Įdomiausia tai, kad informacijos srautas šiuo keliu vyksta abiem kryptimis, bet net 90 procentų signalų keliauja iš žarnyno į smegenis, o ne atvirkščiai.
Tai iš esmės reiškia, kad žarnynas nuolat „pasakoja” smegenims, kas jame vyksta. Kai kurie mokslininkai net vadina žarnyną „antruoju smegenimis”, nes jame yra apie 500 milijonų neuronų – daugiau nei stuburo smegenyse. Ši enterinė nervų sistema gali veikti gana autonomiškai, bet ji nuolat siunčia informaciją į centrinę nervų sistemą per blukų nervą.
Tyrimai su laboratoriniais gyvūnais parodė įspūdingus rezultatus. Kai mokslininkai perkirto pelėms blukų nervą, daugelis mikrobiota sukeliamų elgesio pokyčių išnyko. Tai patvirtino, kad šis nervas tikrai yra pagrindinis komunikacijos kanalas. Be to, eksperimentai su probiotikais parodė, kad tam tikros bakterijų rūšys gali sumažinti nerimo ir depresijos simptomus – bet tik tuo atveju, jei blukus nervas yra nepažeistas.
Kaip bakterijos keičia mūsų elgesį ir nuotaiką
Galbūt labiausiai intriguojantys yra tyrimai, rodantys tiesioginį mikrobiota poveikį elgesiui. Vienas iš labiausiai cituojamų eksperimentų buvo atliktas su dviem skirtingomis pelių veislėmis – viena drąsi ir tyrinėjanti, kita nerimastinga ir atsargi. Kai mokslininkai „persodino” vienos veislės žarnyno bakterijas kitai (naudojant išmatų transplantaciją), pelės iš dalies perėmė ir donoro elgesio bruožus. Drąsios pelės tapo atsargesnės, o nerimastingos – drąsesnės.
Žinoma, žmonėms situacija sudėtingesnė, bet panašūs dėsningumai pastebimi ir klinikai. Žmonės, sergantys depresija, dažnai turi pakeistą žarnyno mikrobiota sudėtį, palyginti su sveikais asmenimis. Ypač pastebimas tam tikrų bakterijų, gaminančių trumpųjų grandinių riebalų rūgštis (SCFA), trūkumas. Šios medžiagos yra svarbios ne tik žarnyno sveikatai, bet ir smegenų funkcijai – jos gali veikti uždegimo procesus ir net keisti genų raišką smegenyse.
Naujausi tyrimai atskleidė, kad mikrobiota gali veikti ir streso atsaką. Pelės, užaugusios visiškai sterilioje aplinkoje be jokių bakterijų (vadinamos germ-free pelėmis), rodo perdėtą streso reakciją ir turi padidintą kortizolo lygį. Kai joms „įdiegiamos” normalios bakterijos, šis atsakas normalizuojasi – bet tik tuo atveju, jei tai daroma ankstyvame amžiuje. Tai rodo, kad yra kritiniai vystymosi periodai, kai mikrobiota formuoja ilgalaikius smegenų funkcijos parametrus.
Uždegimas kaip tarpininkas tarp žarnyno ir smegenų
Vienas iš pagrindinių mechanizmų, kaip žarnyno mikrobiota veikia smegenis, yra uždegimas. Kai žarnyno mikrobiota yra subalansuota, ji padeda palaikyti sveiką žarnyno gleivinės barjerą. Tačiau kai šis balansas sutrinka (būsena vadinama disbioze), žarnyno sienelė gali tapti pralaidesnė – tai kartais vadinama „prakiurusio žarnyno” sindromu.
Per prakiurusią žarnyno sienelę į kraują gali patekti bakterijų fragmentai, tokie kaip lipopolisacharidai (LPS), kurie sukelia sisteminio lygio uždegimo reakciją. Šis uždegimas nepalieka ramybėje ir smegenų – jis aktyvuoja mikrogliją (smegenų imuninės sistemos ląsteles) ir gali sutrikdyti normalią neuronų funkciją. Daugelis tyrimų rodo, kad chroniškas mažo lygio uždegimas yra susijęs su depresija, nerimo sutrikimais ir net neurodegeneracinėmis ligomis.
Įdomu tai, kad tam tikros bakterijos gamina medžiagas, kurios turi priešuždegiminį poveikį. Pavyzdžiui, jau minėtos trumpųjų grandinių riebalų rūgštys, ypač butiratas, ne tik maitina žarnyno gleivinės ląsteles, bet ir mažina uždegimą visame organizme, įskaitant smegenis. Kai kurie tyrimai rodo, kad butirato papildai gali pagerinti nuotaiką ir sumažinti depresijos simptomus, nors šie rezultatai dar reikalauja platesnių klinikinių tyrimų.
Mikrobiota ir neurodegeneracinės ligos
Viena iš įdomiausių naujausių tyrimų krypčių yra mikrobiota ryšys su tokiomis ligomis kaip Parkinsono ir Alzheimerio. Tai gali pasirodyti keista, bet vis daugiau įrodymų rodo, kad šių ligų pradžia gali būti susijusi su procesais, vykstančiais žarnyne.
Parkinsono ligos atveju mokslininkai pastebėjo, kad vienas iš ankstyviausių simptomų dažnai yra vidurių užkietėjimas – kartais net dešimtmetį prieš pasirodant klasikiniams motoriniams simptomams. Be to, tyrimai rodo, kad Parkinsono ligai būdingi baltymų (alfa-sinukleino) sankaupai gali prasidėti žarnyne ir paskui keliauti į smegenis per blukų nervą. Eksperimentuose su gyvūnais, kai šis nervas buvo perkirtas, liga neišsivystė arba progresavo lėčiau.
Alzheimerio ligos atveju taip pat pastebėti ryšiai su mikrobiota. Sergantys šia liga žmonės dažnai turi pakeistą žarnyno bakterijų sudėtį ir padidėjusį žarnyno pralaidumą. Kai kurie tyrimai rodo, kad bakterijų gaminami lipopolisacharidai gali skatinti amiloido plokštelių formavimąsi smegenyse – vieną iš pagrindinių Alzheimerio ligos požymių. Nors šie ryšiai dar nėra galutinai įrodyti, jie atveria naujas galimybes prevencijai ir gydymui.
Mityba kaip įrankis smegenų sveikatai per žarnyną
Jei mikrobiota tokia svarbi smegenų funkcijai, logiška klausti: kaip mes galime ją paveikti? Gera žinia ta, kad mikrobiota yra gana plastiška ir reaguoja į mitybos pokyčius – kartais net per kelias dienas.
Vienas svarbiausių veiksnių yra skaidulų kiekis mityboje. Skaidulos yra pagrindinis „maistas” naudingoms žarnyno bakterijoms, kurios jas fermentuodamos gamina tas pačias trumpųjų grandinių riebalų rūgštis. Tyrimai rodo, kad žmonės, valgantys daugiau skaidulų, turi įvairesnę mikrobiotą ir mažiau uždegiminių žymenų kraujyje. Rekomenduojama suvartoti bent 25-30 gramų skaidulų per dieną, bet daugelis žmonių suvartoja vos pusę šio kiekio.
Fermentuoti produktai – kitas svarbus elementas. Jogurtas, kefyras, rauginti kopūstai, kimči ir kiti fermentuoti maisto produktai natūraliai turtingi probiotinėmis bakterijomis. Nors ne visos šios bakterijos įsitvirtina žarnyne nuolat, jos vis tiek gali turėti teigiamą poveikį, bent laikinai pakeisdamos mikrobiota sudėtį ir gamindamos naudingus metabolitus.
Polimineralai ir įvairūs augaliniai junginiai taip pat svarbūs. Tyrimai rodo, kad mitybos įvairovė – valgant daugiau nei 30 skirtingų augalinių produktų per savaitę – yra susijusi su didesne mikrobiota įvairove. Omega-3 riebalų rūgštys, randamos riebiosiose žuvyse, ne tik tiesiogiai naudingos smegenims, bet ir skatina naudingų bakterijų augimą žarnyne.
Kita vertus, kai kurie maisto produktai gali pakenkti mikrobiotai. Dirbtiniai saldikliai, nors ir neturi kalorijų, gali neigiamai paveikti žarnyno bakterijas ir net padidinti gliukozės netoleranciją. Pernelyg apdorotas maistas, turtingas priedais ir konservantais, taip pat siejamas su sumažėjusia mikrobiota įvairove. Dažnas antibiotikų vartojimas – nors kartais būtinas – taip pat gali ilgalaikiai pakeisti mikrobiota sudėtį.
Probiotikai ir psichobiotikai: ar jie tikrai veikia?
Probiotikų rinka pastaraisiais metais išgyvena tikrą bumą, o gamintojai dažnai žada stebuklus – nuo geresnės virškinimo iki pagerėjusios nuotaikos. Bet ką iš tiesų sako mokslas?
Tiesa yra sudėtingesnė nei norėtųsi. Ne visi probiotikai yra vienodi, ir ne visi veikia visiems žmonėms. Mikrobiota yra labai individuali – kiekvieno žmogaus žarnyno bakterijų sudėtis yra unikali kaip pirštų atspaudai. Tai reiškia, kad probiotikai, kurie veikia vienam asmeniui, gali būti visiškai neefektyvūs kitam.
Tačiau yra ir gerų naujienų. Tam tikros bakterijų rūšys, vadinamos psichobiotikomis, rodo pažadą veikiant nuotaiką ir psichinę sveikatą. Ypač daug tyrimų atlikta su Lactobacillus ir Bifidobacterium genčių bakterijomis. Keletas gerai suplanuotų klinikinių tyrimų parodė, kad šios bakterijos gali sumažinti nerimo simptomus, pagerinti nuotaiką ir net sumažinti streso hormonų lygį.
Vienas įdomus tyrimas su sveikais savanoriais parodė, kad keturių savaičių Lactobacillus helveticus ir Bifidobacterium longum mišinio vartojimas sumažino psichologinio streso simptomus ir sumažino kortizolo lygį. Kitas tyrimas su depresija sergančiais pacientais parodė, kad probiotikų pridėjimas prie standartinio gydymo antidepresantais davė geresnių rezultatų nei vien antidepresantai.
Vis dėlto svarbu būti realistais. Probiotikai nėra stebuklinga tabletė ir neturėtų pakeisti įprastinio gydymo sunkių psichikos sutrikimų atveju. Jie greičiau turėtų būti laikomi papildomu įrankiu, kuris gali padėti palaikyti bendrą sveikatą. Be to, probiotikų kokybė labai skiriasi – daugelis rinkoje esančių produktų neturi pakankamai gyvų bakterijų arba jų sudėtis neatitinka etiketėje nurodytos.
Ateities perspektyvos: personalizuota medicina per mikrobiotą
Žvelgiant į ateitį, mikrobiota tyrimai gali revoliucionuoti ne tik tai, kaip suprantame smegenų veiklą, bet ir kaip gydome psichikos sutrikimus. Jau dabar vyksta klinikiniai tyrimai, kuriuose išmatų transplantacija (fecal microbiota transplantation, FMT) naudojama gydyti ne tik žarnyno ligas, bet ir psichikos sutrikimus.
Vienas iš labiausiai žadančių tyrimų yra susijęs su autizmo spektro sutrikimu. Nedidelis tyrimas parodė, kad vaikams, sergantiems autizmu, po išmatų transplantacijos ne tik pagerėjo virškinimo simptomai, bet ir sumažėjo autizmui būdingi elgesio simptomai – ir šis pagerėjimas išliko net po dvejų metų. Nors tai tik preliminarūs rezultatai ir reikia didesnių tyrimų, jie rodo įdomią galimybę.
Personalizuota mikrobiota analizė taip pat tampa vis labiau prieinama. Jau dabar galima atlikti išsamią savo žarnyno bakterijų sudėties analizę ir gauti rekomendacijas, kokia mityba būtų optimaliausia būtent jūsų mikrobiotai. Nors šios paslaugos dar nėra tobulos ir jų interpretacija kartais gali būti pernelyg supaprastinta, technologija nuolat tobulėja.
Mokslininkai taip pat dirba prie tikslinių psichobiotikų kūrimo – bakterijų, specialiai atrinktų ar net genetiškai modifikuotų tam, kad gamintų konkrečius neurotransmiterius ar kitas naudingus junginius. Tai gali atrodyti kaip mokslinė fantastika, bet kai kurie tokie produktai jau yra ankstyvose kūrimo stadijose.
Kitas įdomus tyrimo laukas yra mikrobiota ir miegas. Vis daugiau įrodymų rodo, kad žarnyno bakterijos gali veikti cirkadinius ritmus ir miego kokybę. Tam tikros bakterijos gamina melatoniną ir kitus su miegu susijusius junginius. Ateityje galbūt turėsime specifinių probiotikų, skirtų gerinti miego kokybę – o tai savo ruožtu pagerins ir smegenų funkciją.
Kas iš tiesų svarbu: praktiniai žingsniai šiandien
Nors mokslinis supratimas apie žarnyno ir smegenų ryšį sparčiai auga, jau dabar galime imtis konkrečių veiksmų, kad palaikytume sveikus šios ašies ryšius. Nebūtina laukti, kol atsiras tobuli personalizuoti sprendimai – daugelis dalykų, kurie naudinga mikrobiotai, yra naudinga ir bendrai sveikatai.
Pirma, įvairovė mityboje yra raktas. Stenkitės kiekvieną savaitę valgyti kuo įvairesnius augalinius produktus – skirtingas daržoves, vaisius, ankštinius, riešutus, grūdus. Kiekvienas augalas turi unikalų skaidulų ir fitocheminių medžiagų profilį, kuris maitina skirtingas bakterijų rūšis. Tikslas – ne mažiau 30 skirtingų augalinių produktų per savaitę.
Antra, neužmirškite fermentuotų produktų. Įtraukite į savo mitybą bent vieną fermentuotą produktą kasdien – tai gali būti natūralus jogurtas pusryčiams, kefyras užkandžiui arba rauginti kopūstai su pietumis. Tik įsitikinkite, kad produktai yra tikrai fermentuoti ir nesterilizuoti (nes sterilizacija nužudo naudingąs bakterijas).
Trečia, sumažinkite stresą. Chroniškas stresas tiesiogiai veikia žarnyno mikrobiotą – jis gali sumažinti naudingų bakterijų kiekį ir padidinti žarnyno pralaidumą. Reguliarios stresą mažinančios praktikos – meditacija, jogos, kvėpavimo pratimai, gamtoje leidžiamas laikas – naudingos ne tik protui, bet ir žarnynui.
Ketvirta, būkite atsargūs su antibiotikais. Nors kartais jie būtini, dažnai jie skiriami be reikalo, pavyzdžiui, virusiniams susirgimams. Kiekvieną kartą, kai gydytojas siūlo antibiotikus, paklauskite, ar jie tikrai būtini. O jei juos vartojate, apsvarstykite probiotikų vartojimą gydymo metu ir po jo, kad padėtumėte mikrobiotai greičiau atsigauti.
Penkta, judėjimas taip pat svarbus. Tyrimai rodo, kad reguliari fizinė veikla didina mikrobiota įvairovę ir skatina naudingų bakterijų augimą. Nebūtina tapti maratono bėgiku – net vidutinio intensyvumo vaikščiojimas 30 minučių per dieną gali turėti teigiamą poveikį.
Žarnyno ir smegenų ryšys primena mums, kad žmogaus kūnas yra neįtikėtinai sudėtinga ir tarpusavyje susijusi sistema. Tai, ką valgome, kaip gyvename, kokį stresą patiriame – visa tai veikia ne tik mūsų fizinę, bet ir psichinę sveikatą per daugelį mechanizmų, įskaitant mikrobiotą. Galbūt svarbiausias šių tyrimų pranešimas yra tas, kad rūpinimasis savimi turi būti visapusiškas. Nėra vienos stebuklingo sprendimo geresnei nuotaikai ar sveikesnėms smegenims – bet yra daug mažų dalykų, kuriuos galime daryti kasdien ir kurie kartu sukuria didžiulį skirtumą.