Lugematu arv baktereid, mis meie kehas elavad, on seotud mitte ainult toidu, vaid ka palju muu seedimisega. Uute uuringute kohaselt on meie soolestiku bakteritel isegi otsene dialoog ajuga.
Tajume tavalist inimest iseseisva organismina. Kuid mida me sageli unustame, on see, et me pole oma kehas üksi. Inimene on miljardite mikroorganismide terve ökosüsteem - tegelikult on mikroorganisme veelgi rohkem kui meie kehas on rakke.
Nendest mikroorganismidest tunneme kõige paremini baktereid, mida mõni aasta tagasi peeti peamiselt juhuslikeks reisijateks, millel ei olnud inimesele käegakatsutavat mõju. Viimastel aastatel on siiski ilmnenud, et inimeste ja paljude bakterite vahelisi suhteid võib iseloomustada pigem vastastikku kasulikena.
Mõned teadlased on läinud kaugemale ja pakkunud, et inimesi ja nende bakteripopulatsiooni võib vaadelda ühe suure organismina. Lisaelundiks võib pidada kogu bakterikogumit.
Tõepoolest, viimastel aastatel on avastatud, et inimestel ja inimestel elavatel bakteritel on suur roll meie arengus ja tervises. Lisaks oleme hakanud mõistma, et need mikroorganismid võivad mõjutada süsteeme, mida me varem pidasime eranditult meie omadeks.
Mao mikrofloora
Mikroorganismide õige kombinatsioon on paljude inimkehas toimuvate protsesside jaoks väga oluline. Kutsume antud indiviidi bakteripopulatsiooni mikrobiomiks.
Reklaamvideo:
See määratlus hõlmab baktereid nii nahal kui ka kehas, kuid kõige rohkem tähelepanu pööratakse paljudele seedetraktis elavatele bakteritele.
See on koht, kus valdav enamus interaktsioone toimub bakterite ja inimeste vahel. Selles artiklis osutab mõiste “mikrobiome” ka eranditult seedetraktile.
Paljud seedesüsteemis elavad bakterid osalevad meie söödava toidu seedimises, toodavad olulisi vitamiine ja kaitsevad meid ka meie kehasse tunginud haigusi põhjustavate bakterite või viiruste eest.
Kas need mõjutavad aju talitlust?
Meie soolestikus elavad bakterid ei saa sellest välja tungida, kui see pole kahjustatud, nii et normaalsetes olukordades ei puutu nad ülejäänud kehaga otseselt kokku.
Ja see on oluline, sest muidu provotseeriksid need bakterid põletikku. Bakterid ja jäätmed, mida nad elu jooksul eraldavad, on aga kehas asuvate elunditega seotud mitmel viisil.
Juba ammu on teada, et aju ja soolestik vahetavad signaale, kuid mikrobiomi ja aju vahelise ühenduse avastamine on pälvinud palju tähelepanu. Võib-olla sellepärast, et uudis, et pisikesed üherakulised organismid võivad meie keerukatele ajudele mõju avaldada, kahjustab meie enesehinnangut - peame end domineerivaks liigiks.
Kui bakterid mõjutavad meie aju toimimist, siis kes on tegelikult roolis?
Lühikese ahelaga rasvhapped räägivad ajuga
Bakterid suhtlevad ajuga keemiliste reaktsioonide ja elektriliste signaalide kaudu. Elektriline side toimub närvisüsteemi kaudu, mis seob sooled ja aju. Närvisüsteemi võivad otseselt või kaudselt mõjutada ained, mida bakterid elutähtsa tegevuse ajal eritavad.
Need bakterite jäätmed võivad vereringe kaudu jõuda ajju ka läbi soole seina. Eelkõige osalevad ajuga suhtlemisel aktiivselt lühikese ahelaga rasvhapped.
Lisaks võivad lühikese ahelaga rasvhapped häirida ka hormoonide tootmist soolestikus ja mõjutada seega kaudselt neid aju kohti, mida need hormoonid mõjutavad.
Me ei pane neid tähele - enamasti
Immuunsussüsteem osaleb aktiivselt ka aju ja mikrobiomi vahelises suhtluses.
Immuunsed rakud esinevad soolestiku välisseinal ja võivad käivitada kasvu selle sees, registreerides muutusi soolestiku keskkonnas, näiteks tasakaalustamatust bakteripopulatsioonis. Kui tasakaalutus on fikseeritud, hakkavad immuunrakud väljastama signaale, mis liiguvad vereringe kaudu ajju.
Tavaolukorras ei kahjusta pidev bakterite ja aju vaheline suhtlus inimese tervist ja arengut, mistõttu elame enamasti ilma bakterite taimestikust midagi teadmata.
Siiski on olukordi, kus bakteriaalne keskkond muutub tasakaalust väljas, mille tulemuseks võib olla ebanormaalne seisund, mis paneb meid ootamatult tähelepanu pöörama paljudele meie kehas elavatele mikroorganismidele.
Mikrofloora tasakaalustamatus
Mikrobiomi moodustavad bakterid konkureerivad pidevalt soolestiku ökosüsteemis ruumi pärast. Inimese esimestel eluaastatel luuakse tasakaal eri liikide bakterite vahel, pärast mida enam ei esine tõsiseid kõikumisi eri liikide bakterite suhtelises arvust.
Bakterite suhe mikrobiomas on inimestel erinev, seega pole ühtegi mikrobiomi konkreetset koostist, mida saaks nimetada kõigile sobivaks. Seda individuaalset tasakaalu kogu elus mõjutavad aga mitmesugused tegurid, mis võivad seda kahjustada.
Dieet mõjutab suuresti seda, mis tüüpi bakterid soolestikus domineerivad, ja suured muutused dieedis võivad muuta mikrobiomi bakteriaalset meiki. Selle põhjuseks on asjaolu, et konkreetne dieet võib soosida ühte või mitut tüüpi baktereid, mis hakkavad vohama.
Samuti võib maoinfektsioon, võõraste mikroorganismide ajutine esinemine, mis tõrjub välja ühe või mitu tavalist bakterit, mõjutada mikrobiome, põhjustades tasakaalustamatust.
Kummalisel kombel võib selliste nakkuste ravi antibiootikumidega ka olemasolevat mikrofloorat negatiivselt mõjutada, kuna teatud tüüpi antibiootikumid hävitavad ühte või mitut tüüpi baktereid, muutes sellega ruumi teistele.
Eakad on haavatavamad kui noored
Paljud uuringud näitavad, et inimese vanus mõjutab mikrobiome. On tõestatud, et vanematel inimestel on selle koostis vähem stabiilne ja mitmekesine kui noorematel. See muudab vanemad inimesed nakkuste suhtes haavatavamaks.
Mikrobiomi tasakaalustamatus põhjustab mitmeid muutusi, mis võivad mõjutada meie keha. Bakterite mitmesuguste jäätmesaaduste arv võib suureneda ja väheneda, immuunsussüsteemi reaktsioon võib muutuda ja muud signaalid lähevad närvisüsteemile.
Mitmed uuringutulemused viitavad sellele, et need muutused võivad mõjutada aju normaalseid protsesse ja põhjustada mitmesuguseid psühholoogilisi ja neuroloogilisi probleeme.
Bakterid hea ja kahju jaoks
Bakterite tasakaalustamatuse mõju on potentsiaalselt väga lai teema, kuid seda on keeruline uurida, kuna mikrobioom on dünaamiline ja pidevalt mõjutatud muudest kehasüsteemidest. Seetõttu üritatakse erinevaid efekte üksteisest eraldada.
Bakterid mikroskoobi all.
Mikrobiome üldiselt ja selle rolli aju arengus on uuritud steriilsetel loomadel, kellel puudub mikrobioom.
Näiteks hiirtel, kellel pole mikrobiome, on vähearenenud hematoentsefaalbarjäär, erinev aju struktuur ja seetõttu on neil erinev käitumine, reageerides stressistimulatsioonidele tugevamalt kui normaalse bakteripopulatsiooniga hiirtel.
Kui steriilsed hiired saavad elu alguses tavalistest hiirtest mikrobiomi, siis need erinevused on täielikult võrdsustatud. Aga kui see juhtub hilisemas eluetapis, siis ei muutu midagi.
Seega näib, et mikrobioom võib aju arengut mõjutada ainult organismi teatud perioodil.
Need avastused on tekitanud huvi võimaliku seose kohta mikrobiotiliste tasakaalustamatuste ja sündroomide vahel, mis on seotud vähearenenud ajufunktsioonidega, näiteks autism.
Bakterid muutuvad depressiooni tõttu
Vanusega kaasnevaid neuroloogilisi sündroome, näiteks dementsust ja Parkinsoni tõbe, on seostatud ka mikrobiomiga, kuna märkasime, et bakterifloora on aastatega järjest vähem mitmekesistunud, paralleelselt neuroloogiliste funktsioonide halvenemisega.
Pärast ülikergete stressireaktsioonide avastamist steriilsetel hiirtel selgus, et mikrobiome võib mõjutada psühholoogiliste sündroomide, nagu stress või depressioon, arengut.
Alustuseks uurisid teadlased depressiooniga patsientide mikrobiomeid, et teha kindlaks, kas nende bakterikoostis erines tervete inimeste mikrobioomidest.
Need uuringud on näidanud, et depressiooniga patsientidel on üldiselt vähem bifidobaktereid ja laktobatsille.
Suurendades kunstlikult seda tüüpi bakterite arvu ja mõõtes selliste toimingute tagajärgi, näiteks aju teatud neurotransmitterite arvu, saate teada, kas sellel on mingit seost.
Nii leiti hiirte abiga, et laktobatsillidega toidulisandid, mida sageli leidub jogurtites, võivad aidata vähendada ärevust ja leevendada depressiooni sümptomeid, mõjutades närvisüsteemi kaudu ajule saadetud signaale.
Muud tüüpi bakterid, näiteks bifidobakterid, suurendavad hormooni serotoniini kogust veres ja vähendavad stressi mõju, siludes immuunsussüsteemi tegevust, mis mõjutab vereringe kaudu aju.
Suur osa mikrobiome ning neuroloogilisi ja psühholoogilisi haigusi käsitlevatest olemasolevatest teadustöödest põhineb siiski korrelatsioonidel ja enne kui saame üheselt osutada mikrobiomile kui määravale tegurile, tuleb teha täiendavad uuringud.
Lisaks arusaamisele, kuidas erinevat tüüpi bakterid mõjutavad keha, on oluline mõista ka seda, kuidas eri tüüpi bakterid üksteisega suhtlevad ja kuidas mõjutavad nende koostoimed neuroloogilisi sümptomeid, sest mikrobiomi bakterid ei eksisteeri üksteisest eraldatuna.
Mikrobiootiline manipuleerimine
Kui me mõistame, kuidas mikrobiome mõjutab meie tervist, siis saab neid teadmisi kasutada haiguste raviks, muutes bakterite tasakaalu. Seda saab teha eel- või probiootiliste toitude või ravimite tarbimisega.
- Prebiootikumid on sageli keerulised süsivesikud, mis on eriti kasulikud ühe või mitme tüüpi bakterite jaoks ja neid võttes võivad need bakterid paljuneda.
- Probiootikumid on elusad bakterid, nii et näiteks probiootilise jogurti söömine võib kohe suurendada mis tahes tüüpi bakterite arvu. Teatud tüüpi baktereid saab vähendada ka antibiootikumravi abil.
Teine, radikaalsem viis mikrobiomi mõjutamiseks on annetada terve doonorilt väikestes annustes inimese väljaheiteid. Selle eesmärk on taastada tasakaalustatud bakteripopulatsioon, kuna väljaheited sisaldavad palju kasulikke baktereid.
Seda tüüpi ravi on seni kasutatud peamiselt bakteriga Clostridium difficile nakatumise korral, mille korral inimene põeb tugevat kõhulahtisust ja soolepõletikku. Kuid see võib olla efektiivne ka nakkuste korral, mis mõjutavad teisi kehaosi.
Uus uurimisvaldkond, vähe mõistmist
Ehkki mikrobiomile pühendatud teadusartiklite arv on viimase 15 aasta jooksul tohutult kasvanud, on mikroobioomi mõistmiseks ja ravitavaks mõistmiseks mõjutamiseks veel palju teha.
Segistades näiteks väljaheite siirdamise kaudu mikrobiomi elu, saate tasakaalu ootamatus suunas nihutada, provotseerides sellega reaktsiooni teistest kehaosadest, mida poleks tohtinud üldse mõjutada.
Positiivne või negatiivne mõju sõltub tõenäoliselt nii doonori ja retsipiendi mikrobiomide bakteriaalsest koostisest kui ka haigusloost.
Lisaks võib paljudel juhtudel olla keeruline kindlaks teha, kas ebatüüpiline bakteripopulatsioon on haigus ise või selle tagajärg või isegi mõlemad. Seetõttu on raske ennustada, millist mõju potentsiaalne mikrobiootiline sekkumine avaldab.
Suur osa põhiteadmistest tuleb loomkatsetest ja seetõttu ei saa kindlalt väita, et tulemused oleksid inimestel ühesugused.
Siiani sõltub inimese mikrobiomi seisundi määramine suuresti väljaheidete analüüsist. Proovide ladustamisviisil ja neilt saadava teabe hulgal on suur tähtsus soolestiku ökosüsteemist pildi saamiseks.
Lisaks bakteritele sisaldavad sooled mitmeid seeni ja viirusi, mis on seotud ka immuunsussüsteemi ja muude kehaosadega suhtlemisel.
Siiani on meil üsna halb arusaam sellest, kui palju erinevaid mikroorganisme interakteerub, ja me teame vähe sellest, kui olulised on nende üksikud liigid inimese tervisele.
Kuid idee, et saaksite neuroloogiliste probleemidega tegeleda täiesti uuest vaatenurgast, on väga huvitav ja selles valdkonnas teadusuuringute arengu jälgimine on väga põnev.
Väljakutsed mikrobiomi uurimisel
Inimese mikrobiomi tüüpiliste proovide saamine on keeruline. Enamik baktereid leidub käärsooles, mis tähendab, et proovide kogumine nõuab invasiivset protseduuri.
Invasiivsete meetodite rakendamine eksperimentaalsete inimeste arvu suhtes on ebareaalne, mis nõuab tõsiseid uuringuid. Seetõttu toetub suurem osa uuringutest väljaheite analüüsile.
Invasiivseid meetodeid kasutavad uuringud on aga näidanud, et bakteriaalne taimestik pole kogu soolestikus ühtlane.
Seetõttu annab fekalanalüüsi kasutamine mikrobiomi uurimiseks täiesti võimalikud tulemused, kuna väljaheidete mikrofloora sarnaneb peamiselt soolestiku alaosa mikroflooraga.
Kathrine Nielsen
