Mokslas ir IT

2019.03.21 18:55

Bakterijos, mus valdančios kaip marionetes: kokių mikroorganizmų knibžda mūsų kūnuose

Tautvydas Lukaševičius, LRT.lt2019.03.21 18:55

Kai 1683 metais buvo pastebėtos dantų apnašos, žmonės pirmą kartą suprato, kad jų viduje klesti ir kitokia gyvybės forma. Pasirodo, įvairių mikroorganizmų kūne yra dešimt kartų daugiau nei žmogaus ląstelių, o šie gyvi organizmai evoliucionavo kartu su mumis. „Dar prieš dešimt metų buvo drąsiai teigiama, kad tarp tokių organizmų (mikrobiotos) ir mūsų smegenų bei elgsenos nėra jokio ryšio. Šiandien žinome, kad mikrobiotos būklė siejama su autizmu, Alzheimeriu, depresija ir kitomis ligomis“, – aiškina mikrobiologė, Vilniaus universiteto docentė Eglė Lastauskienė.

Visgi mokslininkė tikina, kad apie šiuos ryšius žinome gana mažai, nuolatos pasirodo naujų tyrimų rezultatų, bet jų laikyti absoliučiai teisingais nereikėtų. Pavyzdžiui, tiriant nuo Alzheimerio ligos kenčiančių žmonių išmatas, randama pakitusių mikroorganizmų, tačiau prie pokyčių galėjo prisidėti ne tik liga, bet ir pasikeitusi ligonio mityba, gyvenimo būdas, stresas.

Kolonizuoja mūsų kūną tik gimus

E. Lastauskienė tikina, kad įvairiausi mikroorganizmai žmogaus kūne apsigyvena dar kūdikystėje. „Gimda pasižymi sterilia aplinka. Dvidešimt minučių po gimimo kūdikis yra kolonizuojamas motinos vaginos mikroorganizmų. Jei  daromas Cezario pjūvis, perimama motinos odos mikrobiota. Mikroorganizmų sudėtis stabilizuojasi  ir nusistovi antraisiais gyvenimo metais, be to, žmogui senstant, keičiasi ir mikrobiotos sudėtis.

Kaip bakterijos patenka į smegenis, jei jas nuolatos saugo hematoencefalinis barjeras, kartais mokslininkų vadinamas „Didžiąja smegenų siena“? „Mikroorganizmai gali patekti į smegenis. Egzistuoja 3 pagrindiniai patekimo keliai: ląstelinis, paraląstelinis ir „Trojos arklio“ mechanizmas. Pasiekęs ląstelę, mikroorganizmas gali pakeisti jos elgseną ir priversti jį „suvalgyti“.

Taip pat įmanomas paraląstelinis patekimas, kai tikrąją ta žodžio prasme pralendama tarp ląstelių. Dar daugiau, mikroorganizmai gali pasinaudoti imuninėmis ląstelėmis, kai bakterija patenka į maikrofago vidų, kuris jas perneša per visas saugančias sistemas į gilesnius audinius. Tokia elgsena netgi  ir vadinama „Trojos arklio“ mechanizmu.

Kūnas tampa marionete?

Pavyzdžių, kaip įvairūs mikroorganizmai pasinaudoja „nešiotojo“ kūnu, gamtoje netrūksta. Pavyzdžiui, grybelis Ophiocordyceps unilateralis infekuoja skurzdes ir priverčia jas lipti į tokį aukštį, kuris palankus grybelio vystymuisi. Ten skruzdės įsikanda į lapą „mirties įkandimu“ ir taip lieka prisikabinusios, o grybas sėkmingai sudygsta. Grybelis priverčia skruzdę užlipti aukštai ant medžio lapų, kur jam būtų daugiau drėgmės. Skruzdei tokiame aukštyje kyla pavojus, tačiau grybelis „užvaldo“ jos nervinę sistemą.

Pasiutligės virusas keičia žinduolių elgseną, daro juos agresyvius, skatina kontaktą, kad galėtų greičiau plisti į kitą žinduolį. Dar daugiau, Toxoplasma gondii infekuoja peles ir jos be baimės artinasi prie kačių. Patekimas į kates būtinas toksoplazmai, nes ten vyksta viena iš jos vystymosi stadijų. Jų elgseną užvaldęs patogenas atsiranda pelėse, bet gali daugintis tik katėse.

Poveikis žmogaus organizmui taip pat gali būti ryškus. Pavyzdžiui, apsinuodiję neturime apetito ir nenorime valgyti ne be priežasties. Taip natūralus mechanizmas mažina maisto medžiagų perdavimą patogenui. Salmonella enterica slopina apetito netekimą taip užtikrindama maisto medžiagų srautą patogenui. „Iš pradžių apsinuodijęs salmonelioze žmogus puola viską valgyti, nes to reikalauja patogenas, bet po to organizmo mechanizmai apetitą pradeda reguliuoti, mažinti, neduodi plisti infekcijai.

Moksliniais duomenimis, gerieji mikroorganizmai (bifidobakterijos ir laktobacilos) geba reguliuoti smegenų veiklą, slopinti smegenų uždegimą. „Netgi teigiama, kad smegenų uždegimo metu specialios maisto dietos gali sumažinti uždegimą“, – dėstė docentė.

Stresą jaučia ir ląstelės

Mokslininkė pateikė pavyzdį, kai po potvynio Kanadoje 2000 metais buvo užterštas geriamasis vanduo. Daugybė žmonių kentėjo nuo infekcijos, bet jiems pasveikus, pakito ir jų mikrobiota. Daugybei žmonių išsivystė dirgliosios žarnos sindromas. Tiesa, neaišku, ar dėl to, kad jie patyrė stresą dėl užsitęsusios ligos, ar dėl to, jog buvo pašalintos gerosios bakterijos, kurios taip lengvai neatsikuria.

Dirgliosios žarnos sindromas yra lėtinis žarnyno veiklos sutrikimas, kuris pasireiškia įvairaus intensyvumo pilvo skausmais, susijusiais su nenormaliu tuštinimusi (pakitusiu tuštinimosi dažniu ir išmatų konsistencija). Ligos priežastys nėra visai aiškios, bet nustatyti kai kurie veiksniai, neabejotinai turintys įtakos ligos pradžiai ir tolesnę eigai. Vienas pagrindinių – psichologinis.

Nuolatinis stresas, įtampa, psichologinis diskomfortas, būsto ar darbo vietos, šeiminės padėties pasikeitimas, netgi vaikystėje patirtos psichologinės traumos gali sukelti cheminių pokyčių centrinėje ir vegetacinėje nervų sistemoje, kurie sutrikdo įprastą, gerai koordinuotą virškinamojo trakto veiklą.

Vadinasi, Kanados pavyzdys galėtų puikiai iliustruoti tai, jog žarnyno bakterijų disbalansas gali turėti ir psichologinių simptomų.

„Visavertė mikrobiota mažina bendrą organizmo stresą, stresas gali būti ir ląstelių lygyje. Mikrobiota gali keisti hormonų kiekius ir pusiausvyrą. Peliukai, kurie buvo šerti probiotikais, pasižymėjo mažesniu streso lygiu. Tiesa, jiems nukirpus nervą klajoklį, minėto efekto nebeliko“, – pasakojo tyrėja. Visgi, jos nuomone, probiotikų laikyti panacėja nereiktų, nes jie gali ir nepasiekti storosios žarnos. Žmogaus skrandžio rūgštinė aplinka labai sumažina jų gyvybingumą.

Žarnyno mikrobiota – lėlininkė?

Jos teigimu, neurotransmiteriai, kurie reikalingi dvikryptei komunikacijai, iš žarnyno veikia būtent per nervą klajoklį. Visgi klausimas, ar neurotransmiterius gaminantys simbiotai išvystė šią savybę, kad galėtų manipuliuoti šeimininko elgsena, kelia daug diskusijų.

Mokslininkai daugybę modelių sukuria laboratorijoje, tačiau gyvo kintančio organizmo sąlygomis viskas gali veikti kitaip. „Ar neurotransmiterius gamina ir laisvai gyvenančios bakterijos? Ar žmogaus žarnyno mikrobiota yra lėlininkas, kuris valdo mus? Gal jos nesiekia manipuliuoti? Kam pačiam sintetinti seratoniną (ir eikvoti energiją), jei gali priversti šeimininką tai padaryti už tave? Ar mūsų smegenys geba sukontroliuoti tokią gausybę mikroorganizmų?“,  – jaunai mokslo sričiai aktualius klausimus vardija E. Lastauskienė.

Tyrėjos nuomone, teisingiausia mikroorganizmus laikyti partneriais, kurie mus duoda naudos. Tiesa, ne už dyką. „Imuninė sistema be mikroorganizmų nesivysto... Tikiu, jog kada nors įrodysime, kad nervinė sistema be mikroorganizmų nesivysto taip pat“, – teigė mokslininkė.