Bakterie “in charge”

Twoje ciało jest domem dla około 100 bilionów bakterii i innych mikrobów, wspólnie określanych mianem mikrobiomu. Przyrodnicy po raz pierwszy zdali sobie sprawę z istnienia naszych niewidocznych lokatorów w XVII wieku, ale dopiero od kilku lat jesteśmy dobrymi znajomymi.
bakteryjkaSeria ostatnich badań nad mikrobiomem przyniosła mu coś na kształt sławy. Zaczęliśmy doceniać, ile korzyści przynoszą nam nasze bakterie – rozkładają jedzenie, walczą z infekcjami i pielęgnują system odpornościowy. To piękny, niewidoczny ogród, o który powinniśmy dbać dla własnego dobrego samopoczucia.
Niedawno jednak w magazynie „BioEssays” grupa naukowców przedstawiła przyprawiającą o dreszcze alternatywną wizję. Być może – napisali – nasza menażeria drobnoustrojów wpływa także na nasze zachowanie, by przyspieszyć własną ewolucję – np. wzbudzając w nas apetyt na określony rodzaj jedzenia.
Możliwe zatem, że mikrobiom człowieka to tak naprawdę nasz władca marionetek.
„Zaczęliśmy myśleć o nim trochę z perspektywy powieści kryminalnych” – mówi Carlo C. Maley, biolog ewolucyjny z University of California i współautor publikacji. „Czy mikroby mają środki, motywy i możliwości, by nami manipulować? Okazuje się, że mają wszystkie trzy”.

Pasożyt kontra gospodarz

Koncepcja, że prosty organizm mógłby kontrolować złożone zwierzę może wydawać się opowiastką z serii science fiction. W rzeczywistości jednak jest wiele udokumentowanych przykładów pasożytów kontrolujących swojego gospodarza.
Niektóre gatunki grzybów na przykład infiltrują mózgi mrówek i nakłaniają je, by wspinały się na rośliny i przywierały do spodu liści. Grzyby wyrastają wtedy z mrówek i rozsiewają zarodniki na niezakażone mrówki na ziemi.
Sposób, w jaki pasożyty kontrolują swoich gospodarzy, nadal pozostaje tajemnicą. Wygląda jednak na to, że uwalniają molekuły, które mogą bezpośrednio lub pośrednio wpływać na mózg gospodarza.

Badania na myszach

Mikrobiom człowieka ma biochemiczny potencjał, by robić dokładnie to samo. W naszych jelitach bakterie wytwarzają niektóre z tych samych związków chemicznych, które nasze neurony używają do wzajemnego komunikowania, m.in. dopaminę i serotoninę. Mikroby mogą dostarczać te związki do gęstej sieci zakończeń nerwowych wyścielających układ pokarmowy.
Kilka ostatnich badań dowiodło, że bakterie jelitowe potrafią używać tych sygnałów, by zmieniać skład biochemiczny mózgu. Naukowcy ustalili m.in., że myszy wyhodowane bez drobnoustrojów zachowują się inaczej niż te z bakteriami. Są na przykład bardziej niespokojne i mają problemy z pamięcią.
Dodanie określonych gatunków bakterii do normalnego mikrobiomu myszy ujawnia inne sposoby, na które mogą one wpływać na zachowanie zwierząt. Niektóre mikroby obniżają poziom stresu. Kiedy naukowcy przerywają sygnały nerwowe z jelit do mózgu efekt antystresowy znika.
Z niektórych eksperymentów wynika, że bakterie mogą także wpływać na sposób, w jaki odżywia się gospodarz. Dla przykładu, wolne od mikrobów myszy rozwinęły w jelitach więcej receptorów dla słodkiego smaku. Wolą także pić słodsze płyny niż normalne myszy.
Naukowcy odkryli również, że bakterie mogą zmieniać poziom hormonów, które zarządzają apetytem u myszy.

Jesz to, co podpowiada ci bakteria?

Maley i jego koledzy argumentują, że nasze nawyki żywieniowe stwarzają silny motyw dla mikrobów, by nami manipulować. „Z perspektywy drobnoustroju to, co jemy, to kwestia życia i śmierci” – mówi badacz.
Różne gatunki mikrobów czerpią korzyści z różnych rodzajów pożywienia. Jeśli uda im się zmusić nas do jedzenia rzeczy, od których zależą, mogą się rozmnażać.
Mikrobiologiczne manipulacje mogą wypełnić niektóre luki w naszym rozumieniu jedzeniowych zachcianek – twierdzi Maley. Naukowcy próbowali je wprawdzie wytłumaczyć jako sposób organizmu na tworzenie zapasów składników odżywczych albo jako uzależnienia, podobne do tych w przypadku narkotyków czy papierosów. Jednak oba wyjaśnienia okazały się niewystarczające. Na przykład czekolada: wiele osób zaciekle jej pragnie, ale nie jest to niezbędny składnik odżywczy. Poza tym czekolada nie zmusza do przyjmowania coraz większych dawek, by uzyskać ten sam efekt zadowolenia. „Z każdym kolejnym razem nie potrzebujesz więcej czekolady, by czerpać z niej przyjemność” – zauważa Maley.
Być może – sugeruje badacz – nasze zachcianki to po prostu efekt działania żywiących się czekoladą bakterii, które zmuszają nas, byśmy je karmili.

Obopólne korzyści

John F. Cryan, neurolog z University College Cork w Irlandii, który nie brał udziału w opisanym w „BioEssays” badaniu, uważa, że mikroby mogą nami manipulować w sposób, który przynosi korzyści zarówno im jak i nam. „To najprawdopodobniej nie jest prosty scenariusz pasożytniczy” – mówi.
Badania Cryana dowodzą, że zdrowy mikrobiom pomaga ssakom  w rozwoju społecznym. Na przykład wolne od mikrobów myszy mają skłonność do unikania kontaktu z innymi przedstawicielami swojego gatunku.
Ta więź społeczna, dobra dla ssaków, może być także korzystna dla bakterii.
„Jeśli ssaki żyją w grupach, bardziej prawdopodobnym jest, że będą miedzy sobą przekazywać mikroby” – tłumaczy Cryan.

My też możemy manipulować bakteriami?

„To bardzo interesująca i przekonująca idea” – komentuje Rob Knight, mikrobiolog z University of Kolorado, który także nie brał udziału w najnowszym badaniu.
Jeśli mikroby rzeczywiście nami manipulują – twierdzi – to być może także my mamy możliwość sterowania nimi dla własnych korzyści – na przykład jedząc jogurt z bakteriami, które nakłaniałyby nas do jedzenia zdrowej żywności.
„Oczywiście miałoby to ogromne znaczenie praktyczne” – mówi Knight. Przestrzega jednak, że badania nad wpływem mikrobiomu na zachowania zwierząt są „nadal we wczesnym stadium”.
Najlepsza rzeczą, którą możemy teraz robić – uważają zgodnie naukowcy – to kontynuowanie badań, które pozwolą ustalić, czy mikroby rzeczywiście nami manipulują.
Mark Lyte, mikrobiolog z Texas Tech University Health Sciences Center, który był pionierem tego typu eksperymentów już w latach 90., przeprowadza niektóre z tych badań. Obecnie stara się ustalić, czy określone gatunki bakterii mogą zmieniać preferencje myszy w stosunku do konkretnych rodzajów pożywienia.
„To jeszcze nic pewnego” – mówi Lyte – „Wciąż potrzebujemy twardych, naukowych dowodów”.

Carl Zimmer

Related News

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

COPYRIGHT 2014 ZYCIE PUBLISHING SERVICES. ALL RIGHTS RESERVED.