Drugi mózg znajduje się w brzuchu? Sensacyjne odkrycie lekarzy

Na początek kilka liczb: ten organ, znajdujący się w naszym ciele, waży od 1 do 3 kilogramów (mózg ok. 1,5 kg), zawiera sto trylionów osobników należących do 1000 gatunków i dysponuje 7 milionami genów. Jego komórki stanowią 90 proc. wszystkich tworzących nasz organizm. To niemożliwe, żebyśmy mieli coś takiego? Ależ jak najbardziej!

To krótki opis mikrobioty jelitowej, czyli ogółu mikroorganizmów zamieszkujących ludzki przewód pokarmowy. Niektórzy naukowcy nazywają ją "zapomnianym narządem" - badania nad nią wciąż trwają i ciągle przynoszą zdumiewające odkrycia. W 2007 roku amerykańskie Narodowe Instytuty Zdrowia zainicjowały specjalny program mający zbadać mikrobiotę. Jeśli weźmiemy pod uwagę, że w ciele człowieka na jeden jego gen przypada 360 genów bakterii, jest to potężne zadanie! Ale skąd się wzięła w ludzkim wnętrzu tak bogata i różnorodna "społeczność"? Jak to możliwe, że tak długo nie zdawaliśmy sobie sprawy z tego współistnienia?

Mimo że bakterie pojawiły się na świecie miliardy lat przed powstaniem naszego gatunku, pierwszy raz zobaczył je zaledwie 300 lat temu, przez zbudowany własnoręcznie mikroskop, holenderski przyrodnik Antoni van Leeuwenhoek. A towarzyszą nam one przez całe życie - te jednokomórkowce zaczynają kolonizować ciało każdego człowieka jeszcze w łonie matki!

Ostatnie badania wykazały, że już w krwi pępowinowej, płynie owodniowym, smółce i na łożysku znajdują się bakterie jelitowe. Do kolejnego - i arcyważnego - etapu zasiedlenia ciała dziecka przez pożyteczne mikroby dochodzi w pochwie matki, podczas naturalnego porodu. Skład tej obfitej bakteryjnej zbiorowości kształtuje się w ciągu trzech pierwszych lat ludzkiego życia. Dziecko, podczas naturalnego kontaktu z różnorodnymi czynnikami środowiska, styka się z drobnoustrojami, które są bardzo istotne dla jego przyszłego zdrowego funkcjonowania.

Przez długie lata bakteriom przypisywano przede wszystkim złe zamiary i kojarzono je (w dużej mierze słusznie) z wywoływaniem chorób. Kiedy odkryto antybiotyki, świat zachłysnął się ich możliwościami. Po olbrzymich i  niezaprzeczalnych sukcesach tych ratujących życie leków nadszedł czas na refleksję: okazało się, że antybiotyki (z greckiego antí  - "przeciw", biotikós  - "dotyczący życia") wywołują wiele niepożądanych skutków, unicestwiając także pożyteczne organizmy, bytujące w ludzkim ciele.

To niezwykłe zbiorowisko bakterii zamieszkuje równie fascynujące miejsce - czyli nasze jelita. Przez wiele lat nauka i medycyna traktowały je jak maszynkę do przetwarzania pożywienia i pozbywania się jego niepotrzebnych części. Tymczasem jest to niesłychanie skomplikowany organ, pełniący wiele funkcji! Posiada własny, jelitowy układ nerwowy (JUN), ze względu na swoje możliwości nazywany "drugim mózgiem". Składa się on aż z 50-100 milionów komórek nerwowych, co odpowiada liczbie neuronów w rdzeniu kręgowym.

Jelita są też miejscem, w którym gromadzi się zdecydowana większość komórek odpornościowych, broniących organizmu przed atakiem intruzów - czyli niebezpiecznych bakterii, wirusów lub toksyn, trafiających do układu pokarmowego z zakażoną żywnością albo wodą. Tutaj również, w błonie jelitowej, znajduje się ogromna liczba komórek wydzielniczych, produkujących 20 różnych hormonów i kierujących je do krwiobiegu.

Liczne badania wykazały, że mikroorganizmy zamieszkujące nasze jelita mogą komunikować się z mózgiem dzięki wydzielaniu tzw. cząsteczek sygnałowych, które są odczytywane przez ludzki układ nerwowy

---

Gdyby te komórki zebrać w jedno skupisko, byłoby ono większe od wszystkich pozostałych gruczołów wydzielania wewnętrznego razem wziętych. Jelita magazynują 95 proc. zawartej w ludzkim ciele serotoniny - neuroprzekaźnika, który pełni ważną rolę w koordynacji skurczów jelit oraz w takich funkcjach życiowych, jak sen, apetyt, nastrój czy wrażliwość na ból.

Przewód pokarmowy jest także obszarem występowania sporej liczby receptorów smakowych oraz węchowych, które zazwyczaj kojarzymy tylko z ustami i nosem... Okazuje się więc, że jest to najbardziej złożony narząd zmysłu w ludzkim ciele. Jest również największy: gdyby powierzchnię jelit rozciągnąć płasko, miałaby rozmiary boiska do koszykówki!

Zebrane przez ten ogromny twór informacje są przekazywane do mózgu za pośrednictwem nerwu błędnego. Niekoniecznie muszą jednak trafiać do naszej świadomości. Bardzo wiele trzewnych doznań i reakcji rozgrywa się niezauważalnie lub na granicy ludzkiego postrzegania. Ale są też momenty, kiedy bardzo wyraźnie doświadczamy powiązań między naszymi dwoma "centrami dowodzenia". Na pewno każdy z nas przypomina sobie sytuację, kiedy przed trudnym egzaminem, rozmową kwalifikacyjną albo innym stresującym wydarzeniem musiał czym prędzej udać się do toalety.

Zdarza się, że ze zdenerwowania skręca się nam żołądek i czujemy mdłości. A może pamiętamy jeszcze stan zakochania i stado motyli trzepoczących w brzuchu? To wszystko wskazuje na silny związek emocji z procesami trawiennymi.

Pierwszym naukowcem, który zaobserwował i udokumentował tę zależność, był amerykański chirurg wojskowy William Beaumont. W 1822 roku jeden z żołnierzy został postrzelony w  brzuch. Doktor Beaumont uratował życie trapera, ale nie udało mu się "załatać" dziury w jego żołądku. Powstała przetoka, przez którą lekarz mógł przyglądać się działaniu tego organu.

Za zgodą pacjenta przeprowadzał eksperymenty, które polegały na opuszczaniu bezpośrednio do żołądka kawałków jedzenia przymocowanych do jedwabnej nici i obserwowaniu, z  jaką szybkością są trawione. Bywało to bolesne; żołnierz złościł się i denerwował. A Beaumont zauważył, że te uczucia spowalniały trawienie!

Czy jednak podobna relacja przebiega w drugą stronę? Czy to, co dzieje się w jelitach, ma wpływ na nasz nastrój, temperament, a nawet na podejmowane przez nas decyzje? Okazuje się, że tak. To niebywale złożony proces, w którym bierze udział nasze pożywienie, układ pokarmowy... oraz jego lokatorzy, czyli mikrobiota. Jak to możliwe?

W jaki sposób niewidoczne gołym okiem drobiny, składające się z zaledwie jednej komórki, mogą oddziaływać na człowieka -  istotę rozumną, obdarzoną umysłem, świadomością i wolną wolą? Liczne badania wykazały, że mikroorganizmy zamieszkujące nasze jelita mogą komunikować się z  mózgiem dzięki wydzielaniu tzw. cząsteczek sygnałowych, które są odczytywane przez ludzki układ nerwowy.

Jest to rodzaj pradawnego języka, ukształtowany podczas miliardów lat istnienia ziemskiego życia i używany do dziś przez wszystkie żywe organizmy. Dzięki temu jest możliwa komunikacja międzygatunkowa: ptak połykający trującą żabę zwraca ją, ponieważ wytwarzane przez skórę płaza substancje trafiają do odpowiednich receptorów w  ciele drapieżnika. Podobna "rozmowa" ma miejsce, kiedy dotykamy nagą ręką pokrzywy...

Prawidłowe funkcjonowanie jelit jest także zależne od odpowiedniej dawki ruchu

---

Niektórzy badacze podejrzewają, że mikroby mogą dosłownie sterować naszym postępowaniem, podobnie jak robią to niektóre pasożyty (np. Toxoplasma gondii), prowokując do zachowań, które są korzystne dla przetrwania ich gatunku, a niekoniecznie dla samego "nosiciela". Rola bakterii jelitowych nie ogranicza się więc tylko do rozkładania zjedzonej przez nas żywności oraz produkowania pewnych niezbędnych dla człowieka substancji (np. witamin). Ma znaczenie dla jakości naszego życia!

W eksperymencie, który w jasny sposób pokazał wpływ mikrobioty na zachowanie, wystąpiły tzw. myszy sterylne. Są to gryzonie, które przyszły na świat drogą cesarskiego cięcia, a następnie były hodowane w warunkach całkowicie pozbawionych drobnoustrojów. Zwierzęta te silniej reagują na stres i są dużo mniej towarzyskie niż ich pobratymcy żyjący w normalnym środowisku.

Ich mózgi - a zwłaszcza rejony odpowiedzialne za regulację emocji - rozwijają się w inny sposób. Jeśli jednak małym myszkom sterylnym przeszczepi się do jelit pożyteczne bakterie pobrane od zwyczajnych gryzoni, ich reakcje wracają do normy. Po myszach przyszła kolej na ludzi. Doświadczenie było na tyle proste i  przyjemne, że każdy z nas może powtórzyć je w domu.

36 kobiet podzielono losowo na 3 zespoły. Jedna grupa jadła dwa razy dziennie jogurt, zawierający kilka szczepów pożytecznych bakterii fermentacyjnych. Druga - spożywała produkt mleczny do złudzenia przypominający jogurt, ale bez tego żywego "wkładu". Grupa kontrolna nie dostawała żadnego z  tych specyfików. Ani uczestniczki eksperymentu, ani naukowcy nie wiedzieli, kto przyjmuje który preparat. Po czterech tygodniach, przy użyciu rezonansu magnetycznego, zbadano reakcje emocjonalne kobiet na negatywne bodźce.

Okazało się, że mózgi pań z grupy "jogurtowej" reagowały na nie o wiele słabiej, a ich poziom lęku był dużo mniejszy! Dalsze badania wykazały, że skład ich mikrobioty nie zmienił się, zatem dobroczynne bakterie nie osiedliły się w jelitach - zmianie uległy tylko wytwarzane przez stałych mieszkańców metabolity (czyli związki chemiczne produkowane przez komórki). 

Nie jest więc przypadkiem, że zaburzenia emocjonalne, stany lękowe i depresja często łączą się z takimi dolegliwościami, jak zespół jelita drażliwego, zaparcia, niestrawność, wzdęcia czy zgaga. Można powiedzieć krótko: jeśli nasze dobre bakterie są zadowolone, to i my jesteśmy szczęśliwi!

Dlaczego jednak nasi mali lokatorzy coraz częściej protestują? Całkowita zmiana trybu ludzkiego życia, która dokonała się w  ostatnich dziesięcioleciach, najwyraźniej nie była przewidziana przez ewolucję. Drobnoustroje jelitowe są gotowe na trawienie rozmaitych rodzajów żywności. Radzą sobie ze skrajnie różnymi dietami, takimi jak paleo (w dużej mierze oparta na mięsie) czy weganizm (jedzenie tylko pokarmów roślinnych). Rzecz jasna, są najlepiej przystosowane do przetwarzania znanych sobie produktów, czyli lokalnych - tych, z którymi zetknęły się w czasie kształtowania się składu mikrobioty (wczesny okres życia dziecka).

Tak właśnie człowiek i  jego przodkowie funkcjonowali przez setki tysięcy lat - jedząc to, co było dostępne w pobliżu miejsca zamieszkania. Kłopoty zaczęły się stosunkowo niedawno - równocześnie z powstaniem żywności wysoko przetworzonej i  wynalazków w  rodzaju sztucznych słodzików, wraz z  praktycznie nieograniczonym dostępem do rafinowanego cukru i  zwierzęcych tłuszczów, razem z wszechobecnymi antybiotykami i środkami chwastobójczymi, które są nierozerwalnie związane z wielkoprzemysłową hodowlą zwierząt i roślin. Do tej nagłej zmiany sposobu jedzenia (bo już nie bardzo można nazwać tego odżywianiem) bakterie jeszcze nie zdążyły się dostosować - i prawdopodobnie już tego nie zrobią.

Pojawienie się tzw. chorób cywilizacyjnych, czyli otyłości, cukrzycy, nadciśnienia, miażdżycy, alergii itp. jest związane właśnie z zaburzeniem subtelnej równowagi w środowisku i w relacjach mózg-jelita-mikrobiota. Zestawienie problemów trawiennych z nadwagą i zaburzeniami metabolicznymi wydaje się dość oczywiste. Ale schorzenia neurologiczne, takie jak autyzm albo choroby Alzheimera i Parkinsona rzadko kojarzone są z tym, co dzieje się w jelitach.

Tymczasem wiele wskazuje na to, że odpowiednia dbałość o mikroskopijnych mieszkańców naszego przewodu pokarmowego może zdziałać cuda nawet w wypadku tych chorób mózgu, wobec których tradycyjna medycyna jest obecnie bezradna.

Badacze mikrobioty proponują, abyśmy spróbowali traktować ją tak, jak dobry gospodarz obchodzi się ze swoimi zwierzętami hodowlanymi. Idealnie byłoby zacząć się troszczyć o nią wtedy, kiedy powstaje - czyli w czasie ciąży. Nigdy jednak nie jest za późno, aby zainwestować w swój stan zdrowia.