Črevesna mikrobiota je v zadnjem času eno od najbolj preučevanih delov človeškega telesa, ugotovitve pa vedno znova presenetijo. Ne samo, da je od mikroorganizmov, ki živijo našem črevesju, neposredno odvisno izražanje več kot 60 tisoč genov, vpliva tudi na razvoj organov pri plodu v nosečnosti.
Črevesne bakterije uravnavajo ključne molekule za razvoj ploda
Da črevesne bakterije vplivajo na razvoj možganov in živčevja pri plodu, so sicer dokazali šele pri miših. Vendar so avtorji raziskave prepričani, da se nekaj podobnega dogaja tudi pri ljudeh. Med brejostjo pri miših milijarde bakterij in drugih mikrobov, ki živijo v materinem črevesju, uravnavajo ključne molekule, ki so pomembne za zdrav razvoj plodovih možganov, poročajo biologi iz UCLA. Ugotovitve so 23. septembra letos objavili v reviji Nature.
Vpliv v kritičnih prenatalnih obdobjih
Iz prejšnjih študij znano, da je materina črevesna mikrobiota povezana z nepravilnostmi v delovanju možganov in vedenju potomcev – pogosto kot odziv na dejavnike, kot so okužba, prehrana z visoko vsebnostjo maščob in/ali stres med nosečnostjo. Vendar pa znanstveniki do zdaj niso vedeli, ali črevesne bakterije matere vplival na razvoj možganov v kritičnih prenatalnih obdobjih in brez okoljskih vplivov (stres…).
Da bi preizkusili vpliv črevesnih mikrobov na presnovke in druge biokemične snovi, ki krožijo v materini krvi in skrbijo za hitro razvijajoče se možgane ploda, so raziskovalci vzgojili dve vrsti miši. Pri enih so z antibiotiki načrtno uničili črevesne bakterije, druge so imele njihovo normalno sestavo.
Uničenje črevesne mikrobiote zmoti razvoj možganov
“Uničenje črevesne mikrobiote je zmotilo razvoj možganov ploda. Spremenilo se je izražanje genov, ključnih za razvijajoče se možgane, vključno s tistimi, ki sodelujejo pri tvorbi novih aksonov – drobnih vlaken, ki povezujejo možganske celice in jim omogočajo komunikacijo,” je povedala vodja študije Helen Vuong, podoktorska raziskovalka v laboratoriju Elaine Hsiao na UCLA.
Zmanjšanje aksonov tako po številu kot po dolžini
Raziskovalci so tudi ugotovili, da se je število aksonov, ki povezujejo talamus z možgansko skorjo, zmanjšalo tako po številu kot po dolžini. Ti aksoni so še posebej pomembni za sposobnost zaznavanja okolja, pojasnjuje Vuong. Potomci miši z uničeno črevesno mikrobioto so imeli hude motnje na tem področju. Mikrobiota materinega črevesja spodbuja zdrav razvoj plodovih možganov z uravnavanjem presnovkov, ki vstopajo v same plodove možgane, so v raziskovalno poročilo še zapisali avtorji.
“Ko smo merili vrste in ravni molekul v materini krvi, plodovi krvi in možganih ploda, smo ugotovili, da so se določeni presnovki pogosto zmanjšali ali so manjkali, če je imela mati uničeno črevesno mikrobioto.
Ugotovili tudi, presnovki katerih bakterij so ključni
Nato so biologi poskusili “obrniti proces”. V laboratoriju so vzgojili manjkajoče presnovke v njihovi prisotnosti vzgojili nevrone. Razvili so večje število aksonov, ki so bili tudi daljši. Potem so presnovke presadili v črevesje brejih miši z uničeno črevesno mikrobioto. Učinek je izpolnil pričakovanja. Ravni presnovkov – molekul, ki sicer nastanejo, ko črevesne bakterija izvajajo presnovo, so se v plodovih možganih obnovile in preprečile motnje v razvoju aksonov.
“Črevesna mikrobiota ima neverjetno sposobnost uravnavanja številnih biokemičnih snovi ne samo pri noseči materi, temveč tudi pri plodu in njegovih razvijajočih se možganih. Natančno smo ugotovili tudi, kateri presnovki spodbujajo rast aksonov, in jih uspešno prenesli v breje miši,” pojasnjuje Helen Voung. Naši rezultati kažejo, da se interakcije med mikrobioto in živčnim sistemom začnejo prenatalno z vplivom materine črevesne mikrobiote na najbolj zgodnji razvoj plodovih možganov, zaključi vodja študije Elaine Hsiao, izredna profesorica za integrativno biologijo in fiziologijo ter mikrobiologijo, imunologijo in molekularno genetiko na UCLA College.
Povezavo do izvirne znanstvene objave najdete TUKAJ.