Billioner af mikroorganismer, der lever i dit fordøjelsessystem, kan have indflydelse på dit helbred, humør, selv din vægt.
Billioner af mikroorganismer lever inde i din tarm. Billede via Anatomy Insider / Shutterstock.
Af Jasenka Zubcevic, University of Florida og Christopher Martynuik, University of Florida
Et univers af organismer, der lever inde i dig, kan påvirke enhver del af din krop, fra din hjerne til dine knogler, og endda dine tanker, følelser og dine forsøg på at tabe sig.
Dette er et univers af billioner af mikroorganismer - eller hvad vi biologer kalder mikrobiota - der lever i din tarm, den del af din krop, der er ansvarlig for fordøjelsen af den mad, du spiser, og de væsker, du drikker.
Som forskere har vi i stigende grad undersøgt hvilken effekt disse bakterier har på deres værtkrop, fra fedme til mental sygdom og hjertesygdomme. Med fedme kan for eksempel disse små organismer muligvis spille en stor rolle ved at påvirke, hvilke fødevarer vi beder om, og hvordan vores kroppe holder fast i fedt.
I en nylig undersøgelse af tarmmikrobiomet satte vi os for at afgøre, om mikrobiotaen i tarmen ikke kun kan påvirkes af vores nervesystem, men også af en ikke-antaget kilde - vores knoglemarv.
Vores håb er, at ved at forstå mikrobiomets interaktion med andre dele af kroppen, kunne der udvikles en dags behandling for en række sygdomme.
Tarm-hjerne-knoglemarvsforbindelse <
Tarmen, som inkluderer din spiserør, mave, tynde og tarmtarm, kolon og andre dele af dit fordøjelsessystem, er den første forsvarslinje og den største grænseflade mellem værten - i dette tilfælde en person - og omverdenen.
Efter fødslen er tarmen det første indgangspunkt for miljømæssige og diætpåvirkninger på menneskers liv. Mikrobiota i tarmen spiller således en afgørende rolle under den menneskelige vækst, da de bidrager til udvikling og vedligeholdelse af vores immunsystem gennem vores levetid.
Mens vi oprindeligt troede på mikrobiotaen som relativt enkle organismer, er faktum, at de trods alt ikke er så enkle. Tarmmikrobiota kan være så personlig og kompleks som en finger.
Der er flere bakterier i din tarm alene end celler i hele din krop. Dette enorme bakterieunivers indeholder arter, der kombineres kan have op til 150 gange flere gener, end der findes i mennesker. Forskning antyder, at bakterierne i vores tarm foregår udseendet af mennesker, og at de muligvis har spillet en vigtig rolle i evolutionær adskillelse mellem vores abefædre og os.
Sunde bakterier interagerer aktivt med værtsimmunsystemet i tarmen. De bidrager til barrieren mellem sygdomsfremkaldende mikroorganismer eller infektioner indført ved indtagelse. De hjælper også med at forberede værtsimmunsystemet til at forsvare kroppen. Den forkerte blanding af mikrober kan på den anden side bidrage til mange fordøjelses-, immun- og mentale sundhedsforstyrrelser og endda fedme.
Disse små organismer arbejder meget hårdt på fordøjelsen. De hjælper med at fordøje vores mad og kan frigive næringsstoffer og vitaminer, der er vigtige for vores velbefindende, alt sammen til fordel for at være i et nærende miljø.
Forskere undersøger aktivt de mange facetter af dette symbiotiske forhold. Nylige data viser en forbindelse mellem tarmmikrobiotas mangfoldighed og rigdom og den måde, vi opbevarer fedt på, hvordan vi regulerer fordøjelseshormoner og blodsukkerniveau og endda hvilke fødevaretyper vi foretrækker.
Tarmmikro-biomet kan påvirke vores suget efter mad, inklusive chokolade. Billede via Shutterstock.
Dette kan også være en grund til, at vores spisevaner er så vanskelige at ændre. Nogle undersøgelser antyder, at mikrobiota kan generere suget efter fødevarer, de er specialiserede i - endda chokolade - eller dem, der giver dem mulighed for bedre at konkurrere om ressourcer mod andre bakterier.
Et trevejsopkald?
Der er voksende bevis for en forbindelse mellem hjernen og vores mikrobiota også. Hjernen er ækvivalent med en computers hovedprocessor, der regulerer alle fysiologiske variabler, herunder immunsystemet, kroppens forsvar mod infektion og sygdom.
Alle immunceller "fødes" i knoglemarven. Fra vores tidligere forskning vidste vi, at øget knoglemarvsbetændelse, en af mange konsekvenser af højt blodtryk, blev drevet af en direkte fra hjernen. Tarmen spiller også en vigtig rolle i forberedelsen af immunsystemet til kamp.
Fra dybt inde i vores knogler kommunikerer vores knoglemarv muligvis med andre dele af vores kroppe. Billede via Shutterstock.
Så vi spekulerede på: Kunne knoglemarvsimmunceller spille en rolle i signalerne mellem hjernen og tarmen? Vi ville finde ud af det.
Ved hjælp af en ny eksperimentel musemodel erstattede vi knoglemarven, der forekommer naturligt i en mus med knoglemarvsceller fra en anden, genetisk modificeret mus. Denne erstatningsmarv var mangelfuld i et specifikt molekyle kaldet adrenerg receptor beta, hvilket gjorde knoglemarven mindre lydhør over for de neurale s fra hjernen.
På denne måde kunne vi undersøge, hvordan værten hjerne-immun kommunikation vil ændre tarmmikrobiota.
Ved at studere denne nye musemodel bestemte vi faktisk, at vores nervesystem - styret af vores hjerne - kan ændre sammensætningen af tarmmikrobiota ved at kommunikere direkte med knoglemarvsimmuncellerne. Hjernen kan derfor ændre vores tarmmikrobiota indirekte ved at tale med knoglen.
Færre inflammatoriske celler i knoglemarv resulterede i færre i tarmen
Baseret på vores eksperimenter observerede vi, at færre inflammatoriske celler var til stede i kredsløbet af mus, der modtog den specielle knoglemarvserstatning end i dem, der ikke gjorde det. Dette betyder, at der er færre immunceller, der er i stand til at infiltrere tarmen og påvirke bakteriemiljøet.
Ved at undertrykke kommunikationen mellem hjernen og knoglemarven observerede vi således en dæmpet inflammatorisk respons i tarmen og en deraf følgende skift mod et "sundere", mere forskelligartet mikrobiom.
Dette ser ud til at være formidlet via specifikke ændringer i inflammatoriske gener i tarmen. Imidlertid er denne vekselvirkning mellem værten og tarmen mikrobiota meget kompliceret, og meget mere forskning er nødvendig for at kortlægge de nøjagtige mekanismer for deres tætte kommunikation.
Dette kan også beskytte mod vægtøgning på grund af den meget vigtige rolle, som både mikrobiota og immunsystemet spiller ved fedme.
Nøglen til hjertesundhed, mental sundhed og vægttab?
Denne konstatering kan også have konsekvenser for immunsygdomme såvel som behandlinger, der enten resulterer i eller anvender immunsuppression. Det sidstnævnte kan påvirke tarmmikrobiotaen, som igen kan forårsage uønskede virkninger i kroppen, herunder dem, der er forbundet med fordøjelses- og psykiske helbredsforhold.
Ved hjerte-kar-sygdom ser denne dæmpede inflammatoriske respons til at være fordelagtig, da den fører til gavnlig sænkning af blodtrykket i vores eksperimentelle mus.
Mest interessant er en forbindelse mellem tarmsmikrobiota og vores mentale sundhed for nylig blevet klarere. Nogle har især antydet, at tarmmikrobiota påvirker stress- og angstveje i hjernen på en måde, der kan ændre humør og adfærd både positivt og negativt, hvilket giver en helt ny betydning for udtrykket "magefølelse."
Dette kunne snart føre til en ny klasse medikamenter, kaldet psykobiotik.
Jasenka Zubcevic, lektor, University of Florida og Christopher Martynuik, lektor i toksikologi, University of Florida
Denne artikel blev oprindeligt offentliggjort på The Conversation. Læs den originale artikel.