Kolonizacja bakteryjna przewodu pokarmowego noworodka wydaje się kluczowa dla prawidłowego rozwoju układu nerwowego.  

Rzadko tu pojawiają się opisy badań na myszach, bo człowiek myszą nie jest, i to, co działa na zwierzęta, wcale nie musi podobnie działać na człowieka. Nauka pełna jest zawiedzionych nadziei, gdy okazywało się, że lek dający fantastyczne wyniki w badaniach myszy zupełnie nie sprawdzał się w badaniach klinicznych (a może nawet szkodził). Pewnych badań z oczywistych względów nie da się jednak przeprowadzić w warunkach klinicznych i w celu studiowania wielu mechanizmów fizjologicznych poświęca się zwierzęta laboratoryjne.

Naukowcy z wydziałów patologii, immunologii, mikrobiologii i neuronauk ośrodków medycznych w Teksasie  (USA) postanowili zbadać, jak bifidoflora (bakterie z rodzaju Bifidobacterium) wpływa na rozwijający się mózg. W tym celu zasiedlali mysie noworodki bifidobakteriami: B. longum subsp. infantis, B. breve, B. bifidum oraz B. dentium. Są to bakterie, które w pierwszej kolejności zasiedlają przewód pokarmowy tuż po narodzinach i dominują we wczesnym okresie życia, natomiast zanikają w okresie dorosłości (stanowią wtedy nie więcej niż kilka procent wszystkich bakterii jelitowych). Bifidobakterie wpływają na funkcjonowanie tkanki nerwowej za pośrednictwem wydzielanych przez siebie substancji, co potwierdzają badania kliniczne wykazujące działanie przeciwlękowe czy antydepresyjne tych mikroorganizmów stosowanych w ramach suplementacji. Jak jednak wpływają na mózg dziecka? Tej odpowiedzi miało udzielić opisywane badanie. Do celów eksperymentu wybrano zmiany zachodzące w móżdżku. 

Wykazano, że jeśli nie dojdzie do kolonizacji bakteryjnej przewodu pokarmowego noworodka, w móżdżku dochodzi do wczesnej, intensywnej ekspresji genów odpowiadających za tworzenie synaps, czyli połączeń między komórkami nerwowymi. Zasiedlenie przez florę bakteryjną wiąże się z wolniejszym tworzeniem się synaps i nasiloną aktywnością mikrogleju, który ma właściwości żerne (odpowiada za „sprzątanie śmieci”, np. po obumarłych komórkach). W dalszych etapach rozwoju myszy pozbawione flory bakteryjnej wykazywały NADMIAR połączeń synaptycznych i upośledzoną aktywność neuronów, natomiast myszy skolonizowane przez bakterie – prawidłowe oba parametry. 

Jaki stąd wniosek? Bakterie jelitowe prawdopodobnie wydzielają związki, które przedostają się do krwi i docierają do mózgu, gdzie w tkance nerwowej regulują geny odpowiadające za prawidłowy rozwój obwodów neuronalnych. I są dla tego procesu kluczowe. Nie pozwalają na zbyt szybkie, chaotyczne łączenie się neuronów, zamiast tego zwalniają ten proces i pewnie jakoś go porządkują. Jest to zaledwie wstęp do prób poznawania, jak kształtuje się ludzki mózg; być może da nam odpowiedź, skąd w późniejszym życiu takie a nie inne cechy osobowości, skłonność do zaburzeń nastroju, lęku lub nawet poważnych chorób (np. autyzmu). Równolegle mamy przecież obserwacje kliniczne, które sugerują niesamowite czasem relacje między florą jelitową a działaniem ludzkiego mózgu: odmienny skład flory jelitowej w zależności od temperamentu niemowlęcia czy nawet ustępowanie objawów autyzmu po wymianie flory jelitowej. I badania wskazujące na lecznicze działanie suplementacji dobroczynnych bakterii w starszym wieku, w zaburzeniach lękowych czy depresyjnych. 

Tę relację nazwano osią jelita-mózg i w najbliższych latach możemy się spodziewać wielu przełomowych doniesień na jej temat ze świata nauki, jest to bowiem bardzo intensywnie badany obszar fizjologii. 

Na podstawie

Sci Rep. 2020 May 8;10(1):7737. Bifidobacteria shape host neural circuits during postnatal development by promoting synapse formation and microglial function. Luck B, Engevik MA, Ganesh BP, Lackey EP, Lin T, Balderas M, Major A, Runge J, Luna RA, Sillitoe RV, Versalovic J.