Τα βακτήρια του εντέρου ρυθμιστές της κίνησης του σώματος

Μια νέα μελέτη έρχεται για πρώτη φορά να δείξει ότι το έντερό μας αποτελεί – κυριολεκτικώς – την κινητήρια δύναμη του οργανισμού. Και αυτό διότι έδειξε πως τα βακτήρια του εντέρου πιθανώς ελέγχουν την κίνηση (τουλάχιστον στις δροσόφιλες) ενώ εντόπισε και τους νευρώνες που εμπλέκονται στην απόκριση των συγκεκριμένων σημάτων που αποστέλλει το έντερο στον εγκέφαλο.

«Η μελέτη αυτή προσφέρει περαιτέρω στοιχεία τα οποία δείχνουν τη σύνδεση μεταξύ του εντέρου και του εγκεφάλου και συγκεκριμένα ρίχνει φως στο πώς τα βακτήρια του εντέρου μπορούν να επηρεάσουν τη συμπεριφορά, συμπεριλαμβανομένης της κίνησης» ανέφερε η Μάργκαρετ Σάδερλαντ, διευθύντρια προγραμμάτων του Εθνικού Ινστιτούτου για τις Νευρολογικές Διαταραχές και τα Εγκεφαλικά (NINDS εν συντομία, το οποίο ανήκει στα Εθνικά Ινστιτούτα Υγείας των ΗΠΑ) που χρηματοδότησε την έρευνα η οποία δημοσιεύθηκε στην επιθεώρηση «Nature».

Στο πλαίσιο της μελέτης ερευνητές του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας (Caltech) στην Πασαντίνα παρατήρησαν ότι πλήρως «αποστειρωμένες» δροσόφιλες οι οποίες δεν έφεραν καθόλου βακτήρια, ήταν υπερκινητικές. Για παράδειγμα περπατούσαν πιο γρήγορα, κάλυπταν μεγαλύτερες αποστάσεις ενώ ξεκουράζονταν πολύ λιγότερο σε σύγκριση με άλλες δροσόφιλες οι οποίες εμφάνιζαν φυσιολογικά επίπεδα μικροβίων. Ετσι οι επιστήμονες με επικεφαλής τον καθηγητή Μικροβιολογίας του Caltech Σακρίς Μαζμανιάν διερεύνησαν με ποιους τρόπους τα βακτήρια του εντέρου μπορούν να επιδράσουν στη συμπεριφορά των εντόμων. «Η κίνηση είναι άκρως σημαντική για τις δροσόφιλες σε ό,τι αφορά αρκετές δραστηριότητες όπως το ζευγάρωμα και η αναζήτηση τροφής. Αποδεικνύεται λοιπόν ότι τα βακτήρια του εντέρου είναι καίριας σημασίας για βασικές συμπεριφορές των ζώων» σημείωσε ο δρ Μαζμανιάν.

Οι δροσόφιλες φέρουν από 5 έως 20 διαφορετικά είδη βακτηρίων και η ερευνητική ομάδα χορήγησε στις «αποστειρωμένες» δροσόφιλες στελέχη αυτών των βακτηρίων. Οπως προέκυψε, όταν οι μύγες έλαβαν το Lactobacillus brevis οι κινήσεις τους επιβραδύνθηκαν και τελικώς τα έντομα απέκτησαν φυσιολογική ταχύτητα. Η ερευνητική ομάδα ανακάλυψε επίσης ότι η ισομεράση της ξυλόζης (Xi), μια  πρωτεΐνη που διασπά τα σάκχαρα και η οποία εντοπίζεται στο L.brevis, είναι πολύ σημαντική για αυτή τη διαδικασία. Η απομόνωση αυτού του μορίου και η χορήγησή του σε δροσόφιλες που δεν έφεραν κανένα βακτήριο ήταν αρκετή ώστε να επιβραδύνει την κίνηση των υπερκινητικών μυγών μέχρις ότου εκείνη φθάσει σε φυσιολογικά επίπεδα.

Περαιτέρω πειράματα αποκάλυψαν ότι η Xi μπορεί να ρυθμίσει την κίνηση προσαρμόζοντας κατάλληλα τα επίπεδα ορισμένων υδατανθράκων όπως η τρεχαλόζη, το κύριο σάκχαρο που εντοπίζεται στις μύγες και είναι παρόμοιο με τη γλυκόζη των θηλαστικών. Δροσόφιλες που έλαβαν Χi παρουσίαζαν χαμηλότερα επίπεδα τρεχαλόζης σε σχέση με όσες δεν έλαβαν την πρωτεΐνη.

Στη συνέχεια οι ερευνητές επικεντρώθηκαν στο νευρικό σύστημα των εντόμων με στόχο να εντοπίσουν ποια κύτταρα εμπλέκονταν στην κίνηση που κατευθυνόταν από τα βακτήρια του εντέρου. Οπως είδαν, όταν ενεργοποίησαν νευρώνες οι οποίοι παράγουν το χημικό οκτοπαμίνη, η ενεργοποίηση αυτή εξουδετέρωνε την ευεργετική δράση του L.brevis στις «αποστειρωμένες» μύγες. Το αποτέλεσμα ήταν ότι οι μύγες οι οποίες είχαν επιβραδύνει τις κινήσεις τους μετά τη λήψη του βακτηρίου ή της πρωτεΐνης Xi, ξανάρχισαν να κινούνται σαν τρελές.

Παράλληλα η ενεργοποίηση των νευρικών κυττάρων που παράγουν οκτοπαμίνη σε μύγες με φυσιολογικά επίπεδα βακτηρίων τις έκανε επίσης να κινούνται ταχύτερα. Την ίδια στιγμή ωστόσο, η ενεργοποίηση νευρώνων που παράγουν άλλα χημικά του εγκεφάλου δεν φάνηκε να επηρεάζει την κίνηση των μυγών. Σύμφωνα με τον δρα Μαζμανιάν, η πρωτεΐνη Χi πιθανότατα «παρακολουθεί» τη μεταβολική κατάσταση των μυγών, συμπεριλαμβανομένων των επιπέδων θρεπτικών συστατικών, και στη συνέχεια στέλνει σήμα στους νευρώνες της οκτοπαμίνης σχετικά με το αν πρέπει να «ανάψουν» ή να «σβήσουν», με αποτέλεσμα να εμφανίζονται και διαφορές στη συμπεριφορά των εντόμων.

Να σημειωθεί ότι το αντίστοιχο της οκτοπαμίνης για τα θηλαστικά είναι ένα παρόμοιο χημικό που ονομάζεται νοραδρεναλίνη και το οποίο έχει αποδειχθεί ότι ελέγχει την κίνηση. «Τα βακτήρια του εντέρου πιθανώς παίζουν παρόμοιο ρόλο στην κίνηση των θηλαστικών και ακόμη και σε διαταραχές που σχετίζονται με την κίνηση όπως η νόσος του Πάρκινσον» υπογράμμισε ο δρ Μαζμανιάν και κατέληξε λέγοντας ότι απαιτούνται τώρα περαιτέρω μελέτες προκειμένου να αποδειχθεί αν βακτήρια του εντέρου ελέγχουν την κίνηση και σε άλλα είδη, συμπεριλαμβανομένων των θηλαστικών.