Isang pambihirang tagumpay na muling nag-iisip kung paano nakikipag-usap ang bituka at utak

Sa isang pambihirang pag-aaral na muling nag-iisip sa paraan ng pakikipag-usap ng bituka at utak, natuklasan ng mga mananaliksik ang tinatawag nilang "neurobiotic sense" - isang bagong sistema na nagpapahintulot sa utak na tumugon sa real time sa mga senyales mula sa mga microbes na naninirahan sa ating bituka.

Ang isang bagong pag-aaral ng mga neuroscientist ng Duke University School of Medicine na si Diego Bojorquez, PhD, at M. Maya Kelberer, PhD, at inilathala sa journal Nature, ay nakatutok sa mga neuropod, maliliit na sensory cell na nakahanay sa epithelium ng colon. Kinikilala ng mga cell na ito ang isang karaniwang microbial protein at nagpapadala ng mga mabilis na signal sa utak na tumutulong sa pagsugpo ng gana.

Pero simula pa lang yan. Naniniwala ang team na ang neurobiotic sense na ito ay maaaring magsilbi bilang isang mas malawak na platform para sa pag-unawa kung paano nararamdaman ng bituka ang mga mikrobyo, na naiimpluwensyahan ang lahat mula sa mga gawi sa pagkain hanggang sa mood - at maging kung paano mahuhubog ng utak ang microbiome bilang tugon.

"Kami ay interesado sa kung ang katawan ay maaaring makilala ang mga microbial signal sa real time - hindi lamang bilang isang immune o nagpapasiklab na tugon, ngunit bilang isang neural na tugon na agad na nakakaimpluwensya sa pag-uugali,"
sabi ni Diego Bojorquez, PhD, propesor ng medisina at neurobiology sa Duke University School of Medicine at senior author ng pag-aaral.

Ang pangunahing sangkap ay flagellin, isang sinaunang protina na bumubuo sa bacterial flagellum, ang hugis-buntot na istraktura na ginagamit ng bakterya upang gumalaw. Kapag kumakain tayo, ang ilang bakterya sa bituka ay naglalabas ng flagellin. Nakikita ito ng mga neuropod sa pamamagitan ng isang receptor na tinatawag na TLR5 at nagpapadala ng signal sa pamamagitan ng vagus nerve, ang pangunahing linya ng komunikasyon sa pagitan ng bituka at utak.

Ang koponan, na suportado ng US National Institutes of Health, ay naglagay ng isang matapang na hypothesis: ang flagellin mula sa bacteria sa colon ay maaaring mag-activate ng mga neuropod at mag-trigger ng signal na pumipigil sa gana sa pagkain sa utak - isang direktang microbial na impluwensya sa pag-uugali.

Sinubukan ito ng mga mananaliksik sa pamamagitan ng pag-aayuno ng mga daga sa magdamag at pagkatapos ay direktang iniksyon ang isang maliit na dosis ng flagellin sa kanilang colon. Mas kaunti ang kinakain ng mga daga na ito.

Nang ulitin ng mga mananaliksik ang parehong eksperimento sa mga daga na kulang sa TLR5 receptor, walang nagbago. Ang mga daga ay nagpatuloy na kumain at tumaba—isang palatandaan na ang landas ay nakakatulong sa pagkontrol ng gana. Iminumungkahi ng mga natuklasan na ang flagellin ay nagpapadala ng "sapat na" signal sa pamamagitan ng TLR5, na nagpapahintulot sa bituka na sabihin sa utak na oras na upang huminto sa pagkain. Kung wala ang receptor na ito, hindi makakarating ang mensahe.

Ang pagtuklas ay ginawang posible ng mga nangungunang may-akda ng pag-aaral, Winston Liu, MD, PhD, Emily Olway, parehong nagtapos na mga mag-aaral sa Health Scientists Training Program, at postdoctoral fellow Naama Reicher, PhD. Ipinakita ng kanilang mga eksperimento na ang pag-abala sa signaling pathway na ito ay nagbabago sa pag-uugali ng pagpapakain ng mga daga, na nagmumungkahi ng mas malalim na koneksyon sa pagitan ng gut microbes at pag-uugali.

"Sa pagtingin sa hinaharap, sa tingin ko ang gawaing ito ay magiging partikular na kapaki-pakinabang sa mas malawak na komunidad ng siyensya sa pagpapaliwanag kung paano naiimpluwensyahan ng mga mikrobyo ang ating pag-uugali," sabi ni Bojorquez.
"Ang malinaw na susunod na hakbang ay pag-aralan kung paano binabago ng mga partikular na diyeta ang komposisyon ng microbial sa bituka. Ito ay maaaring isang mahalagang elemento sa paglutas ng mga problema tulad ng labis na katabaan o mga sakit sa isip."