Nové poznatky odhalují překvapivé souvislosti mezi mikrobiotou a mozkem

Střevní bakterie mohou ovlivnit odvahu člověka nebo vyvolat roztroušenou sklerózu

Stále více výzkumných prací potvrzuje význam „osy střevo – mozek“ pro neurologii a naznačuje, že spouštěče pro řadu neurologických onemocnění se mohou nacházet v gastrointestinálním traktu (GIT). „Intestinální  mikrobiom ovlivňuje centrální nervový systém, vývoj nervových buněk a imunitní systém. Lepší pochopení jeho púsobení by mohlo přinést revoluci v našich možnostech terapie,“ poznamenala Patricia Lepageová z Institut National de la Recherche Agronomique v Jouy-en-Josas, Francie, na druhém kongresu European Academy of Neurology (EAN) v Kodani.

Mikrobiota ovlivňuje chování

Intestinální mikrobiom je agregát lidských střevních mikroorganismů – bakterií, archeí, virů a plísní. Dlouho se zdálo nepravděpodobné, že by mikrobiom mohl být také odpovědný za procesy mimo zažívací trakt. Přesto vědecká komunita stále odhaluje další úžasná fakta. Nedávné studie na bezmikrobních laboratorních zvířatech například ukazují, že střevní mikroorganismy jsou dokonce schopné ovlivnit chování.

K tomu Lepageová řekla: „Střevní mikroorganismy mohou prokazatelně produkovat neuromediátory, které mají účinek na mozek. Například bezmikrobní myši vykazovaly méně úzkostné chování než stejné myši, jejichž střeva byla osídlena komensální mikrobiotou. Dosud však nemáme dost poznatků, jak tento proces funguje u lidského mozku.

Již se ale prokázalo, že GIT a mozek vzájemně spolu komunikují přes několik cest, včetně nervus vagus, imunitního systému, enterického nervového systému nebo prostřednictvím mikrobiálních metabolických procesů. Například enterobakterie přemění sacharidy na mastné kyseliny s krátkým řetězcem, např kyselinu máselnou. Ta zesiluje spojení mezi buňkami a posiluje hematoencefalickou bariéru, která slouží jako buněčná stěna chránící mozek před infekcí a záněty.

Mikrobiom reguluje mozkové procesy

Neurovědec John F. Cryan z APC Microbiome Institute, University College Cork, Ireland, studoval mozkovou tkáň bezmikrobních myší. „V jedné oblasti, v prefrontálním kortexu, jsme objevili zesílenou myelinizaci ve srovnání se zvířaty chovaných za normálních podmínek. To může mít přímé implikace pro demyelinizační onemocnění. U procesů závislých na mikrobiomu bylo také prokázáno, že zahrnuje hipokampální neurogenezi a aktivaci mikroglie,“ uvedl Cryan.

Experimentální modely ukazují, že intestinální mikrobiom hraje důležitou roli i v souvislosti s autoimunitními ději. Tento aspekt otevírá nový přístup k nalezení kauzality roztroušené sklerózy (RS).

RS je autoimunitní onemocnění, které je výsledkem kombinace genetických a environmentálních faktorů. Gurumoorthy Krishnamoorthy z Max Plank Institute for Neurobiology v Martinsriedu, Německo, sdělil: „Zdá se, že bakterie, která může spustit roztroušenou sklerózu nepatří k patologickým kmenům, ale spíše jde o užitečnou bakterii potřebnou pro trávení.“

Studie s geneticky modifikovanými myšmi ukázaly, že u zvířat s normální intestinální mikrobiotou a bez jakýchkoli vnějších vlivů docházelo k zánětům v mozku. Naproti tomu myši udržováné v bezmikr2obním prostředí zůstaly zdravé. Jak Krishnamoorthy vysvětlil, imunitní systém myší s normální mikrobiotou se aktivuje ve dvou fázích:  T-buňky se aktivují a dochází k jejich multiplikaci v lymfatických cévách GIT. Pak spolu s povrchovými proteiny v myelinových pochvách stimulují B-buňky k produkci protilátek způsobujících autoimunitní onemocnění. .

Krishnamoorthy pokračoval: „Tak jsou vyvolány zánětlivé reakce v mozku, které ničí myelinové pochvy v několika fázích – velmi podobným způsobem, jakým se RS rozvíjí u lidí.“

Tyto procesy ukazují, že nejde o poruchu nervového systému, ale spíše o změna v imunitním systému, která vede k RS. Výzkumníci předpokládají, že střevní mikrobiota může rovněž u lidí způsobit, že imunitní systém přehnaně reaguje na myelinové pochvy, pokud k tomu existuje adekvátní genetická predispozice. Stále se však neví, které bakterie jsou za vznik RS odpovědny.

Intestinální mikrobiom

Mikrobiom se skládá z až 1000 různých typů bakterií a asi 100 biliónů buněk. Jako takový má desetkrát tolik buněk a 150krát více genů než lidský genom. Mikrobiom se vyvíjí se svým lidským hostitelem v symbiotickém vztahu. Vývoj mikrobiomu jako jemně vyladěného ekosystému závisí na celé řadě faktorů: zda a které mikroorganismy člověk absorbuje z porodních cest matky při porodu; jaké potraviny jí; dále infekce; stres a genetická predispozice. Starší jedinci, kteří jsou ve špatném zdravotním stavu, často mají nižší diverzitu mikroorganismů v mikrobiomu.

Zdroj: Tisková zpráva European Academy of Neurology, Kodaň, 29. května 2016