Kuidas aitavad soolestiku mikroobid hiirtel hirmumälestusi kustutada?
Uued uuringud hiirtel näitavad, kuidas soolestikus olevad mikroobid võivad mõjutada võimet hirmureaktsioone õppida. Uuring annab üksikasjalikud vihjed raku- ja molekulaarsetele mehhanismidele, mis ühendavad soolestikku ja aju.
Viimase 10–20 aasta jooksul on teadlased jälginud, kuidas inimese kehas ja selle peal elavad bakterid tervist mõjutavad.
On ilmnenud tõendeid selle kohta, kuidas nende mikroobide koosluste häirimine on seotud haiguste ja isegi käitumismuutustega.
Need seosed ilmnevad ka teatud autoimmuunhaiguste ja psühhiaatriliste seisundite vahelistes suhetes.
Näiteks hulgiskleroosi või põletikulise soolehaigusega (IBD) inimesed võivad olla häirinud soolebaktereid ja kogeda meeleoluhäireid, ärevust ja depressiooni.
Kuigi need uuringud on kinnitanud soole-aju telje olemasolu, on selle aluseks olevad mehhanismid ebaselged.
Uus uuring, mis ilmub hiljutises Loodus paber pakub enneolematuid üksikasju raku- ja molekulaarsetest protsessidest, mis ühendavad soolestiku mikroobe ja ajurakke.
"Keegi pole veel aru saanud, kuidas IBD ja muud kroonilised seedetrakti seisundid mõjutavad käitumist ja vaimset tervist," ütleb New York City Weill Cornelli meditsiini immunoloogiaprofessor ja IBD uurimistöö direktor David Artis.
"Meie uuring on uue pildi mõistmise algus," lisab ta.
Õppimine ja unustamine
Uuringu jaoks kasutas prof Artis ja tema kolleegid hiiri, et teada saada, kuidas soolestiku mikroobide rikkumine mõjutab ajurakke.
Nad tuginesid oma teadmistele loomade käitumise, geenide järjestamise ja rakukeemia alal.
Uurimine keskendus sellele, kui hästi loomad suutsid hirmu vallandamise õppida ja unustada, kasutades eksperimenti, mida teadlased nimetavad "hirmu tingimiseks ja väljasuremisõppeks".
Katse käigus õpivad hiired seostama käpa elektrilööki tooni üheaegse kõlaga.
Lõpuks võib toon iseenesest tekitada samasuguse hirmureaktsiooni nagu elektrilöök.
Pärast korduvat kokkupuudet tooniga ilma kaasneva elektrilöögita kipuvad hiired seose unustama. Seda seetõttu, et nende aju ajakohastab ennast asjaolule, et ohtu enam ei eksisteeri.
Uurijad leidsid siiski, et hiirtel, kelle soolestikus ei olnud sünnist alates idu, või kelle soolestiku mikroobid olid antibiootikumravi tõttu tunduvalt vähenenud, ilmnes märkimisväärne vähenemine võime õppida, et ohtu enam pole. Teisisõnu, nende aju ei uuenenud uutele tingimustele.
Muutunud geenid mikroglias
Loomade aju mikroglia geneetiline uurimine valgustas selle efekti taga olevat molekulaarset mehhanismi.
Teadlased vaatasid geeniekspressiooni mediaalses prefrontaalses ajukoores (mPFC), "ajupiirkonnas, mis on teadaolevalt väljasuremise õppimisel ülioluline".
Microglia on immuunrakud, mis elavad ajus ja mängivad selle arengus ja toimimises arvukalt rolle.
Nende üks ülesanne on aidata stimuleerida ja kärpida neuronite või närvirakkude vahelisi ühendusi aju ahelate ümberkujundamiseks.
Teadlased leidsid, et soolestiku mikroobide puudumine muutis mikroglia geeniekspressiooni hiirte mPFC-s nii, et see häiris neuronite normaalset moodustumist ja kõrvaldas seoseid õppimise ja unustamise ajal.
Meeskond leidis ka olulisi muutusi ajukemikaalides hiirtel, kellel puudusid soolestiku mikroobid, näiteks molekulide muutunud tase, millel on roll neuropsühhiaatrilistes seisundites, nagu autism ja skisofreenia.
Soolebakterite taastamine töötab ainult elu alguses
Teadlased viisid läbi ka katseid, mille käigus taastati iduvabades hiirtes soolebakterid erinevas vanuses.
Nad leidsid, et neil hiirtel oli võimalik teada saada tingimuslik hirmureaktsioon, kuid ainult siis, kui nad taastasid oma soolebakterid vahetult pärast sündi.
Nad pidasid seda oluliseks leiuks, kuna paljudel autoimmuunsusega seotud psühhiaatrilistel seisunditel on seos probleemidega, mis ilmnevad aju arengu varases staadiumis.
"Soole- aju telg mõjutab iga inimest, iga päev oma elus," märgib prof Artis.
Ehkki selles on liiga vara kindel, soovitab kaasuurija dr Conor Liston, et edasiste uuringutega viivad need leiud lõpuks uute ravieesmärkideni.
"See on midagi, mida peame edaspidiseks testima," ütleb ta.
"Oleme hakanud rohkem mõistma, kuidas soolestik mõjutab nii erinevaid haigusi nagu autism, Parkinsoni tõbi, posttraumaatiline stress ja depressioon."
Prof David Artis
