Osa střevo-mozek je termín, který v posledních desetiletích zaměstnává mnoho výzkumných týmů na celém světě. Ukazuje se totiž, že procesy v našem střevě významně ovlivňují fungování našeho mozku. Za velkou část těchto efektů pak může složitý ekosystém mikroorganismů ve střevě – střevní mikrobiom. Nedávno jsme psali o tom, jak mohou naše střevní bakterie určovat, na co máme zrovna chuť. V nejnovější studii, publikované v prestižním časopise Science, vědci popsali unikátní způsob, jakým mohou střevní bakterie přímo komunikovat s naším mozkem.

Střevní mikrobiota, tedy bakterie, kvasinky a viry přítomné ve střevě, mají značný vliv na náš organimus. Tato „zoologická zahrada“ totiž nemá své působiště pouze ve střevě, ale mikrobi mohou uvolňovat různé látky do krve a dalších částí těla. Neznámější z nich jsou takzvané mastné kyseliny s krátkým řetězcem (anglicky SCFA) nebo aminokyselina tryptofan, o jejímž vlivu na mozek jsme již psali.

Pro zaznamenávání různých bakteriálních produktů máme imunitní systém. Ten k tomu používá určité nástroje, které se nazývají „pattern recognition receptory“. Tyto molekuly na povrchu buněk (někdy i uvnitř) fungují jako senzory a imunitní buňky jimi prakticky „osahávají“ a rozpoznávají své okolí. I pomocí nich pak imunitní systém udržuje bedlivý dohled nad naší bakteriální osádkou ve střevě, aby se náhodou nedostala tam, kam nemá. Mezi tyto senzory patří i receptor NOD2, který zaznamenává bakteriální produkty, především takzvané muropeptidy.

Již dříve výzkum ukázal, že když někdo zdědí nefunkční NOD2, má mnohem větší riziko vzniku Crohnovy choroby – zánětlivého onemocnění střev. Tato nemoc je právě spjata se stavem, kdy imunita ztratí dohled nad střevní mikrobiotou. Navíc ale poruchový NOD2 receptor může vést k depresím, zde však vědci dlouho neviděli spojitost. Ve své studii se výzkumný tým z francouzského Pasteurova ústavu zaměřili právě na NOD2 receptor, který nalezli na nečekaném místě.

Všechny cesty vedou do mozku

Receptorem NOD2 jsou vybaveny především buňky přirozené imunity, ale také některé neurony. Pomocí moderních zobrazovacích metod vědci zjistili, že NOD2 receptor se vyskytuje hlavně v neuronech v části mozku zvané hypothalamus. Ta má velmi důležitou funkci – řídí totiž pochody jako příjem potravy nebo tělesnou teplotu. Neurony vybavené NOD2 pak jsou schopné přímo zaznamenat produkty střevních bakterií – muropeptidy.

Co to pak takový neuron udělá, když se k němu dostanou muropeptidy? Prakticky „usne“. Střevní bakterie, které mají dostatek potravy a mají se dobře, se hojně množí. A právě při blahobytu uvolňují muropeptidy, které se krví dostanou až do mozku. Tam se tato látka naváže na neurony v hypothalamu, sníží jejich aktivitu, čímž my přestaneme pociťovat hlad. Protože hlad nemají naše bakterie. „Je to neskutečný objev, že kousky bakterií přímo účinkují na tak důležité centrum mozku, jakým je hypothalamus. Ten je zodpovědný za řízení nezbytných funkcí, jako je tělesná teplota, rozmnožování, hlad a žízeň,“ vysvětluje Pierre-Marie Lledo, vedoucí vědecký pracovník z Pasteurova ústavu.

Bez bakterií k obezitě, diabetu a depresi

Výzkumníci tento efekt dále potvrdili tak, že laboratorní myši vzali senzory NOD2 přímo z neuronů v hypothalamu. Myší neurony tedy nebyly schopné zaznamenat bakteriální produkty ze střeva. Takové myši pak nezřízeně konzumovaly potravu, projedly se až do obezity, a dokonce se u nich zvýšilo riziko diabetu 2. typu. Navíc myši měly problém s udržováním tělesné teploty a ztratily zájem o stavění hnízda.

Jedná se stále o studii s použitím myšího modelu. Poznatky této studie by ale mohly přispět k vysvětlení potíží spjatých s nefunkčním NOD2. Práce francouzských vědců ale především naznačuje, že mezi námi a našimi střevními obyvateli funguje komunikace, která když je porušena, můžeme mít problém. „Přehnaná konzumace nevhodného jídla může způsobit růst nežádoucích bakterií nebo patogenů, což naruší střevní rovnováhu,“ dodává Gérard Eberl, vedoucí oddělení mikrobiologie a imunologie Pasteurova ústavu.

Originální studie: Gabanyi, I. et al (2022). Bacterial sensing via neuronal Nod2 regulates appetite and body temperature. Science (New York, N.Y.), 376(6590), eabj3986. IF: 47.728
Zdroj: ScienceDaily
Úvodní obrázek: David Selbert, Pexels

Další články na téma mikrobiomu na CZECHSIGHT

Za náš mlsný jazýček možná mohou obyvatelé našich střev
Mikrobi ve střevech myší ovlivňují to, co se zvířata rozhodnou jíst, a vytvářejí látky, které vyvolávají touhu po různých druzích potravin.
Láska prochází žaludkem, úzkost střevem
Poslední roky výzkumu přináší nespočet důkazů o tom, že naše soužití s mikroorganismy hraje důležitou roli v řadě onemocnění, a to včetně těch duševních. Nejnovější studie z dílny amerických vědců našla u myší spojitost mezi střevními bakteriemi a úzkostmi.
Mýty a fakta o probioticích
Manipulace s lidským mikrobiomem je téma, kterému věnují pozornost nejen vědci, ale i řada obchodníků. Trh s potravinovými doplňky je plný probiotik a zájem o ně stále roste. Co to ale vůbec probiotika jsou a je opravdu nutné je užívat skrze potravinové doplňky?