میکروب‌های درون روده‌تان با مغز شما صحبت می‌کنند. دانشمندان می‌خواهند بدانند آن‌ها چه می‌گویند

تاثیر میکروب‌ها بر مغز انسان

در سال 2014، جان کریان، یکی از اساتید دانشگاه Cork در کشور ایرلند در جلسه‌ای که در کالیفرنیا، در ارتباط با بیماری آلزایمر تشکیل شده بود شرکت کرد. او متخصص بیماری‌های مغزی نبود، بلکه بر روی میکروبیوم مطالعه می‌کرد. میکروبیوم جمعیت میلیونی از میکروب‌هایی است که درون بدن سالم ما، به طور طبیعی، زندگی می‌کنند. دکتر کریان و سایر دانشمندان نشانه‌هایی یافتند که تایید می‌کردند میکروب‌ها می‌توانند بر مغز و رفتار انسان تاثیر بگذارند. او به متخصصانی که در آن جلسه حضور داشتند در مورد نقش احتمالی میکروبیوم در ایجاد بیماری آلزایمر گفت.

در آن گردهمایی نظر او چندان مورد استقبال واقع نشد. اما بعد از آن خیلی چیزها تغییر کرد: تحقیقات ادامه پیدا کردند تا ارتباطات مشخصی بین میکروبیوم و عملکرد مغز یافت شد. دانشمندان در حال یافتن مدارکی هستند که نشان می‌دهد میکروبیوم تنها در ایجاد بیماری آلزایمر نقش ندارند، بلکه آن‌ها در بروز بیماری پارکینسون، ایجاد افسردگی، اسکیزوفرنی، اوتیسم و سایر بیماری‌ها نیز نقش دارند.

ارتباط میکروب‌ها با مغز

برای برخی متخصصان مغز و اعصاب، مطالعات جدید باعث تغییر تصورات آن‌ها راجع به مغز شد. در جلسه‌ای که در کالیفرنیا برگزار شده بود، یکی از متخصصان مغز و اعصاب به نام سنگرم سیسودیا، ابتدا با نظر درکتر کریان مخالفت کرد، اما بعد از آن تصمیم گرفت ایده او را با یک روش ساده در معرض آزمون قرار دهد. او و همکارانش با خوراندن برخی آنتی بیوتیک‌ها به موش‌ها در آن‌ها بیماری آلزایمر ایجاد کردند، در حقیقت، آنتی بیوتیک‌ها باعث شدند میکروب‌هایی که به طور طبیعی در روده موش‌ها زندگی می‌کردند از بین بروند و بیماری آلزایمر ایجاد شود.

سپس، زمانی که متخصصان مغز این موش‌ها را بررسی کردند دریافتند تعداد پروتئین‌هایی که باعث جلوگیری از زوال عقل می‌شوند در این موش‌ها به شدت کاهش یافته است. تغییر اندکی در میکروبیوم بدن، کافی است تا تاثیری چنین بزرگ بر بدن گذاشته شود. دکتر سیسودیا پس از آن گفت که هرگز انتظار چنین نتیجه حیرت انگیزی را نداشته و برای متخصصان مغز و اعصاب و متخصصان علوم مولکولی این نتیجه مثل رفتن به دنیایی جدید است.

تاثیر میکروب‌های روده بر روی بیماری آلزایمر

بر اساس آزمایشات متعدد دیگری که انجام شد، او به این نتیجه رسید که گونه‌های اندکی از میکروب‌های روده، شاید حتی تنها یک گونه از آن‌ها، بر ایجاد بیماری آلزایمر تاثیرگذار باشد و علت آن ممکن است تولید برخی مواد شیمیایی باشد که باعث ایجاد تغییر در عملکرد سلول‌های ایمنی در مغز می‌شوند. از زمانی که دانشمندان کشف کرده‌اند در بدن ما میکروب‌هایی وجود دارند که به طور طبیعی در آنجا زندگی می‌کنند مدت زیادی می‌گذرد. در سال 1683، یک دانشمند هلندی به نام آنتونی وان لیون هوک پلاک‌های دندانی خود را زیر میکروسکوپ قرار داد و مشاهده کرد موجودات ریزی در آنجا در حرکت هستند.

در اوایل سال‌های 2000 دانشمندانی که بر روی میکروبیوم مشغول مطالعه بودند با یافتن توالی DNA این میکروب‌ها در مسیر خود به پیشرفتی قابل توجه دست یافتند. در ابتدا، دانشمندان از این تکنولوژی برای بررسی چگونگی اثرگذاری میکروبیوم بر بخش‌های مختلف بدن ما استفاده کردند. تا سال 2011 کار بر روی ارتباط بین میکروبیوم و رفتار بیهوده به نظر می‌رسید. این عقیده راب نایت، میکروبیولوژیست دانشگاهی در کالیفرنیا بود.

تشدید احساس گرسنگی و اضافه وزن توسط میکروب‌ها

اما، او و همکارانش به برخی نشانه‌ها دست یافتند که نشان می‌داد در حقیقت چنین ارتباطی وجود دارد. محققان از موش‌هایی که دچار جهش ژنتیکی شده بودند نمونه مدفوع گرفتند، جهشی که در این موش‌ها رخ داده بود باعث می شد آن‌ها غذای بیشتری بخورند و وزن اضافه کنند. آن‌ها میکروب‌های مدفوع این موش‌ها را به موش‌هایی که بدون میکروب طبیعی در بدن رشد کرده بودند انتقال دادند. موش‌های گروه دوم در ابتدای تولد در روده خود هیچ میکروبی نداشتند.

پس از انجام این آزمایش، موش‌های گروه دوم نیز مانند موش‌های گروه اول به شدت دچار گرسنگی شدند و وزن اضافه کردند. تغییر در وضعیت اشتها تنها تاثیری نیست که میکروبیوم بر مغز می‌گذارد. برای مثال، دکتر کریان و همکارانش دریافتند که موش‌ها بدون میکروبیوم تنهاتر از سایر موش‌ها هستند و ترجیح می‌دهند دور از سایر هم نوعان خود باشند.

ارتباط اختلالات رفتاری با میکروب‌ها

محققان در نهایت به تغییراتی در مغز موش‌های فاقد میکروبیوم پی بردند. ناحیه‌ای در مغز وجود دارد که مسئول احساسات اجتماعی است. در موش‌هایی که فاقد فلور میکروبی هستند سلول‌های عصبی در این بخش پروتئین‌هایی غیرطبیعی ایجاد می‌کنند که این پروتئین‌ها باعث ایجاد تغییر در ارتباطات آن‌ها با سایر موش‌ها می‌شود.

مطالعات انجام شده بر روی انسان‌ها نیز نشان دهنده وجود الگوهایی مشابه بود. کودکان مبتلا به اوتیسم دارای الگوهای میکروبی متفاوتی نسبت به سایر کودکان هستند. تفاوت بین باکتری‌های روده افرادی که دچار بیماری‌های مرتبط با مغز هستند با سایر افراد نیز مشاهده شد.

نتیجه گیری

اما هیچ یک از این ارتباطات، رابطه علت و معلول نیستند. وجود میکروبیوم متفاوت در افراد مبتلا به بیماری آلزایمر به این معنی نیست که باکتری‌ها باعث ایجاد این بیماری شده‌اند. این رابطه می‌تواند عکس باشد. افرادی که بیماری آلزایمر دارند اغلب دچار تغییراتی در عادات غذایی خود می‌شوند، به طور مثال، این تغییر می‌تواند باعث ایجاد تغییر در گونه‌های میکروبی موجود در روده شود.

به منظور بررسی رابطه اختلال اوتیسم با میکروبیوم بدن محققان گونه‌های مختلفی از موش‌ها را مورد بررسی قرار دادند. هر یک از این گونه‌ها علائم متفاوتی از اوتیسم بروز دادند. محققان در بررسی‌های خود دریافتند موش‌هایی که فاقد گونه مشخصی از باکتری‌ها، به نام لاکتوباسیلوس روتری، هستند مبتلا به نوع خاصی از اوتیسم می‌باشند. آن‌ها با افزودن آن میکروب خاص به رژیم غذایی موش‌ها مشاهده کردند که موش‌ها اجتماعی شده‌اند و علائم اوتیسم در آن‌ها از بین رفته است.

شواهد نشان می‌دهد که باکتری‌های لاکتوباسیلوس لوتری ترکیباتی ایجاد می‌کنند که این ترکیبات انتقال دهنده پیام‌های بخصوصی به سلول‌های عصبی در روده هستند، محققان با ایجاد تغییراتی در تولید هورمون‌های اکسی توسین توانستند موش‌های مبتلا به اوتیسم را اجتماعی کنند. همچنان که محققان به نتایج بیشتری در روابط بین میکروبیوم بدن و عملکرد مغز دست می‌یابند، امید آن‌ها به یافتن روش‌های درمانی برای بیماری‌ها مغزی و اختلالات روانی بیشتر و بیشتر می‌شود.

منابع:

1. https://www.nytimes.com/2019/01/28/health/microbiome-brain-behavior-dementia.html