Nematoma ranka: mus valdo bakterijos

Jei paskaičiuosime, kiek ląstelių yra vidutinio - 30 metų, 170 cm ūgio ir 70 kg svorio - žmogaus kūne, gausime apie 30 trilijonų (trilijonas - vienetas su 12 nulių). Bakterijų tokiame statistiniame žmoguje bus maždaug tiek pat. Mažytės būtybės gyvena visur: ant kaktos, pažastyse, nosyje ir burnoje, ant pėdų, lytinių organų ir pirštų pagalvėlių.

Kolorado universiteto mikrobiologai nustatė, kad, pavyzdžiui, bakterijos, gyvenančios ant dešinės rankos, skiriasi nuo tų, kurios gyvena ant kairės. Maža to, ant kiekvieno piršto klesti ypatinga mikrobų bendruomenė, nepanaši į bendruomenes ant kitų pirštų. Analizuojant bakterijas, rastas ant kompiuterio pelės, galima 90 proc. tikslumu nustatyti, kieno ji yra.

Bet daugiausia mikrobų gyvena žarnyne. Bakterijos užpildo visus jo skyrius, padeda virškinti maistą ir sintetinti kai kuriuos vitaminus. Ilgai buvo manoma, kad tuo žarnyno gyventojų funkcija ir apsiriboja, todėl mokslininkai ir gydytojai jiems skirdavo ne itin daug dėmesio. Tačiau pastaraisiais metais tapo akivaizdu, kad žmonės gerokai neįvertina savo „sugyventinių".

Per milijonus bendro gyvenimo metų mūsų vidaus organuose gyvenantys mikrobai puikiai išmoko valdyti iš aukšto į jas žiūrintį „transportą". Jų tikslas - gyventi kuo patogiau, daugintis ir sočiai gauti maisto. Kad to pasiektų, bakterijos mus verčia daryti tai, ko reikia joms, o mes net nepastebime, kad kažkas mums vadovauja.

Nuotaika: „žarnyno smegenų" darbas

Kiekvienas yra patyręs dienų, kai nuotaika genda be matomos priežasties. O paskui, ir vėl tarsi savaime staiga pagerėja. Naujausi mokslo duomenys rodo, kad nepaaiškinamai nuotaikų kaitai gali „diriguoti" žarnyne gyvenančios bakterijos. Daugelis jų sintetina „žmogiškus" nervinius mediatorius, medžiagas, kurios valdo smegenų darbą. Pavyzdžiui, 90 proc. serotonino (nervinio mediatoriaus, suteikiančio gerą nuotaiką ir ramybę) gamina būtent žarnyno bakterijos. Mikrobai gamina ir daugelį kitų labai svarbių medžiagų, tarp jų pagrindinę nervų sistemos ramintoją gama amino sviesto rūgštį (GABA) ir pagrindinį motyvacijos mediatorių dopaminą.

Pasiekti smegenų žarnyno nerviniai mediatoriai negali, jų nepraleidžia vadinamasis hematoencefalinis barjeras - tankus ląstelių sluoksnis, filtruojantis potencialiai pavojingas medžiagas. Bet nėra būtina veikti galvą, kad pasikeistų nuotaika: mūsų vidaus organuose yra savos „smegenys", su kuriomis ir dirba bakterijos. Įvairiose žarnyno vietose yra daugiau kaip 100 milijonų neuronų, tai yra daug daugiau negu, tarkime, nugaros smegenyse. „Žarnyno smegenys" nemoka spręsti lygčių arba įsiminti svetimos kalbos žodžių, užtat 24 val. per parą prižiūri procesus, kurie vyksta mūsų vidaus organuose ir juos „reguliuoja" priklausomai nuo sąlygų. Dalis informacijos vadinamuoju nervu klajokliu nukreipiama aukštyn „pagrindinėms smegenims", o darydamos įtaką tai informacijai, bakterijos gali kontroliuoti nuotaiką.

Depresija ir stresas: užkrečiamas liūdesys

Polinkiu į tam tikrą elgesį galima „užkrėsti" kitus, o tam padeda reikalingi mikrobai. Airijos mokslininkai išskyrė bakterijas, gyvenančias žmonių su klinikine depresija žarnyne, ir persodino jas žiurkėms, kurios buvo užaugintos steriliomis sąlygomis, t.y. neturėjo savo mikrobiomo. Labai greitai sveikos žiurkės prarado gyvybingumą, nustojo ėsti ir visą laiką po vieną lindėdavo užkaboriuose. Pasikeitė ir jų nervinių mediatorių metabolizmas: pagal visus požymius gyvūnus apėmė depresija.

Lygiai taip pat graužikus galima „užkrėsti" pomėgiu naujovėms. Persodinus smalsių pelių bakterijas, abejingos nuotykiams sterilios jų giminaitės taip pat pradėdavo aktyviai tyrinėti voljerus ir labirintus. Beje, pačios sterilios pelės visada pasižymi didesniu nerimastingumu. Ir ne šiaip sau. Kai gyvūnėlis gimsta, paprastai jo organizmo viduje iškart apsigyvena bakterijos: iš pradžių iš motinos gimdymo kanalų, paskui iš aplinkos. „Įsikraustę" į naujus namus, mikrobai pradeda siųsti įvairius cheminius signalus, kurie koreguoja atsako į stresą fiziologinių sistemų darbą. O laiku „neaprūpinti" bakterijomis gyvūnai tampa neadekvačiai jautrūs. Todėl yra taip svarbu užtikrinti „teisingos" mikrofloros srautą kūdikiams, ypač tiems, kurie gimė atlikus cezario pjūvį ir negavo mamos bakterijų. Perteklinis sterilumass čia tik kenkia.

Nutukimas: alkani genai

„Užkrėsti" galima ne tik depresija ir polinkiu tyrinėti, bet ir nutukimu. Steriliai užaugintos pelės, kurioms buvo persodintos bakterijos iš žmonių su antsvoriu žarnyno, per kelias savaites pastorėdavo dvigubai. Gyvūnėliai, gavę mikrobų iš liesų Homo sapiens, likdavo liekni. Bet ir tai dar ne viskas. Emorio universiteto mokslininkai dirbo su pelėmis, turinčiomis geno TLR5 mutaciją - gyvūnai ir žmonės su tokiu geno defektu visą laiką jaučiasi alkani ir dėl to persivalgo. Kai mokslininkai persodino bakterijas iš pelių mutančių žarnyno sveikiems graužikams, tie iškart ėmė ėsti visą iš eilės ir greitai sustorėjo. Bet kai antibiotikais buvo sunaikinta gyvūnų su TLR5 mutacija mikroflora, gyvūnėliai nustojo puldinėti prie visko, kas valgoma, ir jų svoris normalizavosi.

Kaip būtent bakterijos priverčia persivalgyti, kol kas nėra aišku, bet panašu, kad mikrobai ir metabolizmas dirba bendrai. Apkūnių žmonių žarnyne susidaro pavalgyti mėgstančių mikrobų bendruomenė, ir jie su įvairių mechanizmų pagalba priverčia šeimininką visą laiką užkandžiauti. Ir nesvarbu, ar pirminė nutukimo priežastis susijusi su genetika, ar antsvoris yra apsileidimo pasekmė, organizme apsigyvenus „storoms" bakterijoms, žmogus vis tiek tampa apsirijėliu. Gera žinia yra ta, kad nužudžius „netinkamus kaimynus" galima atkurti normalią medžiagų apykaitą. Beje, kartu su blogomis bakterijomis yra lengva sunaikinti ir naudingas, todėl nereikia negalvojant vartoti antibiotikus: tikimybė sau pakenkti, o ne padėti, yra gerokai didesnė.

Į klausimą, ar bakterijos su kokių nors cheminių signalų pagalba gali priversti savo šeimininkus valgyti tam tikrus produktus, atsakymo kol kas nėra. Bet netiesioginiai duomenys rodo, kad tai yra bent iš dalies įmanoma: kai žmogus valgo jame gyvenančių bakterijų požiūriu „neteisingą" maistą, jis yra blogiau virškinamas ir dėl to atsiranda diskomfortas. Per nervą klajoklį ši „apatinių" smegenų informacija perduodama „viršutinėms", ir žmogus, pats nesuprasdamas, kodėl, nutaria šių produktų nebevalgyti.

Imunitetas: etiologijos išaiškinimas

Mikrobiomas yra nepaprastai svarbus imuninei sistemai. Lakto- ir bifidobakterijos slopina uždegiminius procesus, tarp jų lėtinius, kurie prisideda prie širdies ir kraujagyslių ligų išsivystymo. Kaip būtent mikrobai veikia imunitetą, nėra iki galo aišku. Regis, bakterijų išskiriamos medžiagos daro įtaką imuninės sistemos genų darbui. Kai mokslininkai „priversdavo" žarnyno bakterijas gaminti daugiau trumposios grandinės riebalų rūgščių (SCFA), gyvūnams dingdavo alergijos, kuri, atrodytų, su žarnynu niekaip nesusijusi, požymiai.

Alergija - ne vienintelis pavyzdys. Kepenų suriebėjimas, plaučių ligos, aterosklerozė, daugelio rūšių vėžys ir kitos ligos, kurios, kaip buvo manoma, išsivystydavo dėl neaiškių priežasčių, pasirodė susijusios su mūsų vienaląsčiais „sugyventiniais". Bet ne ta prasme, kad vieni ar kiti mikrobai sukelia kokią nors ligą: bakterijos imunitetą reguliuoja kur kas subtiliau. Augant organizme susiformuoja „savų" bakterijų bendruomenė, kuri nesukelia imuninio atsako ir padeda organizmui geriau dirbti. Dar daugiau, mikrobai iš dalies formuoja pačią imuninę sistemą: sterilių pelių imuninės sistemos ląstelės skiriasi nuo paprastų pelių ląstelių ir pagal išvaizdą, ir pagal aktyvumą. Jei mikrobiomo ir šeimininko normalus „bendravimas" sutrikdomas, šeimininkas pradeda sirgti. Mokslininkai rado nemažai specialių struktūrų, kurios atpažįsta visokiausias bakterijų išskiriamas medžiagas ir koreguoja organizmo darbą, vadovaudamosi gautąja informacija.

Gydymas: psichobiotikų apgyvendinimas

Nors mokslininkai tik pradėjo tyrinėti sudėtingus bakterijų ir jų šeimininkų tarpusavio santykius, jie jau bando gydyti patologijas. Ir šiokių tokių rezultatų pavyko gauti. Pavyzdžiui, Lactobacillus helveticus ir Bifidobacterium longum kokteilis palengvina būklę ir pagerina nuotaiką pacientų, kamuojanų lėtinio nuovargio sindromo. Persodinus liesų vyrų bakterijų storiems, pastarieji lengviau numetė svorio. Sveikų žmonių mikrobų persodinus sergantiems pseudomembraniniu kolitu - paplitusia ligoninių infekcija, dėl kurios žmogus nuolatos vaikšto į tualetą ir gali net mirti nuo dehidratacijos ir sepsio - dingdavo visi simptomai. Tokie veiksmingi nėra nė vieni antibiotikai. Persodinus „teisingus" mikrobus, pavyko palengvinti žvyneline ir atopiniu dermatitu sergančių pacientų būklę. Bandymuose dalyvavę gyvūnai su „sugadintu" mikrobiomu blogiau įsimindavo naują informaciją, ypač apėmus stresui, tai yra, žarnyno bakterijos daro įtaką dar ir atminčiai.

Bakterijų padermės, pasižyminčios potencialiu gydomuoju poveikiu, yra vadinamos psichobiotikais. Bet kol kas mokslininkai nesukūrė patikimų strategijų, kaip jas įkurdinti žarnyne. Mikrobų santykiai su šeimininku yra labai sudėtingi, ir taktika, tinkama vienam pacientui, kitam gali būti nenaudinga. Bet palyginti sveiką mikroflorą galima palaikyti ir patiems. Ir tam nereikia pirkti brangių pro- ir prebiotikų, juolab daugumos jų efektyvumas nėra įrodytas. Daug teisingiau - keisti mitybos įpročius. Mokslo duomenys rodo, kad mikrobai, klestintys laikantis Viduržemio jūros regiono, vegetariškos arba pusiau vegetariškos dietos, yra naudingesni už bakterijas, kurios gerai dauginasi pirmenybę teikiant daug mėsos ir pieno produktų turinčiam racionui.

Išsiaiškinę, kaip trilijonai žarnyne gyvenančių mikrobų vairuoja mūsų organizmą, galbūt išmoksime ir jų darbą nukreipti tinkama linkme. O tada vietoj vaistų gydytojai išrašinės kefyrą, morkas arba avinžirnių pudingą.