„Ta luźna masa w ludzkiej głowie wykazuje podobne zdolności do myślenia jak kula tłuszczu albo misa twarogu” – tak o mózgu pisał XVII-wieczny angielski filozof Henry More. W tamtych czasach trudno było uwierzyć, że skomplikowany ludzki umysł może mieć coś wspólnego z wodnistym, nieforemnym narządem ukrytym pod czaszką. I choć dziś wydaje nam się to zabawne, sami popełniamy bardzo podobny błąd, myśląc o jelitach. Owszem, wiemy, że zajmują się trawieniem i wydalaniem, ale na wieść o tym, że naukowcy nazywają je drugim mózgiem, moglibyśmy zareagować tak jak Henry More. Flaki, bebechy, kiszki – co one mogą mieć wspólnego z myśleniem? Najnowsze badania pokazują, że bardzo wiele. Nie tylko wpływają na nasze emocje i zachowanie. Od tego, co się dzieje w jelitach, zależy także nasze zdrowie psychiczne.
Na początku było jelito
Na początku XIX wieku w Londynie William Bayliss i Ernest Henry Starling badali szczegóły budowy i pracy jelit. Eksperymenty prowadzili na psach. Odkryli wówczas, że układ pokarmowy może wykonywać swoje obowiązki trawienne nawet po odcięciu go od rdzenia kręgowego. Marvin Oka i Grant Soousalu w książce „mBraining” zwracają uwagę na to, że choć jelitowy układ nerwowy został oficjalnie opisany jako „mózg” już w 1907 r., to musiało minąć blisko sto lat, żeby tematyka odżyła w świecie naukowym. Dopiero w 1998 roku neurobiolog prof. Michael Gershon opublikował pracę zatytułowaną „The Second Brain”, czyli drugi mózg.
Może to wydawać się przesadą. Owszem, nasz układ pokarmowy zawiera drugie co do wielkości skupisko neuronów w naszym organizmie. Składa się ono z co najmniej 100 milionów komórek, a niektórzy badacze mówią nawet o pięciokrotnie większej liczbie. Jelitowe neurony potrafią wytwarzać liczne neuroprzekaźniki, takie jak dopamina czy serotonina. Nadal jednak stanowią tylko niewielki ułamek tego, co zawiera nasz „właściwy” mózg, zbudowany z około 86 miliardów neuronów. Z jakiego powodu układ nerwowy w jelitach miałby być tak ważny?
W jaki sposób jedzenie może wpływać na nastrój?
Wiele produktów, które codziennie kupujemy w sklepie czy na targu, zawiera substancje o działaniu lekko narkotycznym. W ziemniakach, pomidorach i bakłażanach można znaleźć solaninę i alfachakoninę. „Te substancje zwiększają siłę działania neuroprzekaźnika zwanego acetylocholiną, związanego m.in. z naszą zdolnością do zapamiętywania informacji. Możliwe, że wskutek tego dla części z nas ziemniaki czy bakłażany są wyjątkowo smaczne” – mówi prof. Gary Wenk, psycholog z Ohio State University, specjalista od wpływu jedzenia na myślenie. Z kolei nasiona bobu zawierają lewodopę, z której powstaje dopamina związana z przyjemnymi doznaniami. W czekoladzie znajduje się m.in. fenetylamina (działająca podobnie jak amfetamina) i anandamid (podobny do składników marihuany). Zdaniem prof. Wenka wszystkie te produkty po zjedzeniu mogą wprawić nas w ekscytację lub błogi nastrój.
Odpowiedzi na to pytanie udziela nam ewolucja. Układ pokarmowy to struktura bardzo stara, która pojawiła się u naszych odległych przodków zamieszkujących Ziemię ponad pół miliarda lat temu. Te stworzenia, przypominające dzisiejsze robaki, w zasadzie nie miały mózgu. Ich prosty układ nerwowy oplatał przewód pokarmowy, który był jedną z najważniejszych części ciała. Wiele wskazuje na to, że dopiero z tej sieci neuronów stopniowo wyodrębniło się skupisko, z którego powstał mózg. Dlatego działanie tego, co mamy pod czaszką, i tego, co kryje się w brzuchu, jest ze sobą ściśle powiązane – po dziś dzień. Tyle że jelitowy układ nerwowy działa poza naszą świadomością, więc najczęściej w ogóle nie zdajemy sobie sprawy z jego wpływu.
„Relacje pomiędzy mózgiem w głowie a trzewnym są tak bliskie, że łatwo można się pomylić, który z nich właśnie dochodzi do głosu” – uważa prof. Gershon pracujący dziś w nowojorskim Columbia-Presbyterian Medical Center. Podobnego zdania jest prof. Martin J. Blaser z New York University School of Medicine. „Bogata sieć zakończeń nerwowych w ścianie jelit wysyła sygnały do mózgu za pomocą nerwu błędnego. Niedawno opublikowane badania naukowe prowadzone na gryzoniach wykazują, że takie przekazywanie sygnałów ma wpływ na rozwój zdolności poznawczych i na nastrój” – pisze w książce „Utracone mikroby. Brakujące ogniwo zdrowia i gorzka prawda o nadużywaniu antybiotyków”.
Neurony współpracują z bakteriami
Aby zrozumieć znaczenie naszego drugiego mózgu, trzeba zastanowić się nad jego zadaniami. Z jednej strony jest to oczywiście „obsługa” skomplikowanego systemu mięśni i gruczołów, jakim jest układ pokarmowy. Z drugiej chodzi o nieustanny monitoring tego, co się dzieje w tym układzie. „Dla naszego organizmu wnętrze żołądka czy jelit to tak naprawdę świat zewnętrzny, pełen potencjalnie interesujących lub groźnych rzeczy” – wyjaśnia prof. Gershon.
Nic więc dziwnego, że ewolucja wyposażyła nas w swoiste „wewnętrzne” zmysły. Należą do nich np. receptory smaku, które mamy nie tylko na języku, ale także m.in. w trzustce, wątrobie, żołądku i jelitach. Po co? Te w żołądku są wyczulone na cukier i aminokwasy. Gdy je „posmakują”, zwiększają wydzielanie hormonu głodu (greliny), co zachęca nas do zjadania większej ilości pokarmu. Zaburzenia w działaniu tego mechanizmu prowadzą to napadów „wilczego głodu” i przejadania się. Z kolei receptory smaku słodkiego w jelitach odgrywają ważną rolę w przyswajaniu glukozy. U chorych na cukrzycę typu 2 nie funkcjonują prawidłowo, co prowadzi do nadmiernego i zbyt szybkiego wchłaniania tego cukru.
W przewodzie pokarmowym znajduje się jednak nie tylko pokarm, ale także bakterie. W samym jelicie grubym mamy sto bilionów (!) drobnoustrojów – 10 razy więcej niż liczba wszystkich komórek naszego ciała. Zdaniem części uczonych bakterie jelitowe powinny być wręcz traktowane jak osobny narząd. Ich łączna waga może przekraczać kilogram. Są odpowiedzialne m.in. za syntezę niektórych witamin i trawienie pokarmu znajdującego się w jelitach. Ta tzw. mikroflora jelitowa pozwala nam m.in. na uzyskiwanie większej ilości energii z pożywienia – prawdopodobnie ma więc znaczący wpływ na skłonności do nadwagi i otyłości.
Co łączy jelita z udarem mózgu?
Na pierwszy rzut oka to pytanie wydaje się absurdalne. Ostatecznie udar to skutek odcięcia dopływu krwi do mózgu albo (rzadziej) pęknięcia naczynia krwionośnego w tym narządzie. A jednak badania – na razie na myszach – wykazały, że jelita odgrywają ważną rolę podczas naprawiania uszkodzeń po udarze. W tym procesie biorą udział komórki układu odpornościowego. Szczególnie ważne są tzw. limfocyty T regulatorowe, które hamują procesy zapalne w zniszczonych tkankach mózgu. Zespół uczonych z Weill Cornell Medical College i Memorial Sloan Kettering Cancer Center udowodnił, że komórki te pochodzą z jelit. Jeśli myszy miały „zdrową” florę bakteryjną w jelitach, potrafiły zmobilizować więcej limfocytów T regulatorowych po udarze, co w efekcie dawało o 60 proc. mniej uszkodzeń mózgu. „Oznacza to, że w przypadku tego schorzenia musimy brać pod uwagę więcej czynników – nie tylko otyłość, cukrzycę i nadciśnienie, ale także stan bakterii jelitowych pacjenta” – komentuje dr Constantino Iadecola, neurolog z Weill Cornell Medical College. Uczeni zastrzegają jednak, że nadal nie ma gotowej „terapii” dla osób, które są w grupie podwyższonego ryzyka udaru albo już go przeszły.
„Neurony należące do jelitowego systemu nerwowego pozostają w regularnym kontakcie z mikrobami żyjącymi w jelicie. Pod każdym względem ta komunikacja jest bardzo aktywna. Wiele mikrobów jelitowych potrafi wytwarzać substancje niezbędne do prawidłowego funkcjonowania rozwijającego się mózgu. Należą do nich na przykład gangliozydy – małe podobne do węglowodanów związki, które są wykorzystywane przez komórki nerwowe do budowy mielinowych osłonek” – wyjaśnia prof. Blaser w książce „Utracone mikroby”. Oznacza to, że nasz jelitowy mózg to nie tylko kilkaset milionów neuronów oplatających układ pokarmowy, ale także biliony współpracujących z nim bakterii. I to one mogą być kluczem do wywierania wpływu na ten mózg, który mamy pod czaszką.
Układ pokarmowy miesza w głowie
Dowodów na powiązania między neuronami w brzuchu i w głowie jest coraz więcej. Przykładem może być zespół jelita nadwrażliwego. Na to schorzenie cierpi ok. 15 proc. Polaków i innych mieszkańców krajów rozwiniętych. Objawy to przewlekłe bóle brzucha, wzdęcia lub uczucie dyskomfortu, zmiana rytmu wypróżnień, uporczywe biegunki lub zaparcia. „Dopiero niedawno skojarzono, że na zespół jelita nadwrażliwego ma wpływ również mikroflora jelitowa. Wcześniej uważano, że te dolegliwości mają związek wyłącznie z psychiką. Faktem jest, że objawom ze strony jelit często towarzyszą depresja, zaburzenia lękowe lub nerwicowe. W swojej praktyce spotykam się z mnóstwem takich przypadków” – mówi gastroenterolog dr n. med. Wojciech Marlicz, przewodniczący Zachodniopomorskiego Oddziału Polskiego Towarzystwa Gastroenterologii. Tymczasem badania wykazały, że to właśnie zmiany dotyczące liczby i gatunków bakterii w jelitach wywierają negatywny wpływ na psychikę pacjentów.
Gdy zostaną wyleczeni z choroby, poprawia się ich nastrój, koncentracja i pamięć. Oczywiście może to być „skutek uboczny” powrotu do zdrowia, ale przeczą temu wyniki eksperymentów na zwierzętach. Jeśli myszy pozbawimy prawidłowej mikroflory jelitowej, pojawiają się u nich zaburzenia nastroju lub napady lękowe. A gdy przeniesiemy bakterie z jelit chorych zwierząt do zdrowych, wraz z nimi pojawiają się także zmiany w zachowaniu.
Badania nad jelitowym układem nerwowym pokazują też inne zadziwiające powiązania. Możliwe, że to właśnie w jelitach rozpoczyna się choroba Parkinsona. Dochodzi w niej do zniszczenia komórek produkujących dopaminę w mózgu, co prowadzi do stopniowej utraty kontroli nad ruchami mięśni. W chorych neuronach pojawiają się nieprawidłowe skupiska białek, zwane ciałami Lewy’ego. Prof. Heiko Braak z Uniwersytetu Goethego we Frankfurcie zaobserwował, że występują one także w neuronach jelitowych. Jego zdaniem to nie przypadek. Chorobę Parkinsona mogą wywoływać wirusy albo toksyny znajdujące się w pożywieniu. Patologiczne zmiany pojawiają się najpierw w jelicie, a potem przenoszą się do mózgu poprzez nerw błędny – swoistą autostradę łączącą nasze narządy wewnętrzne z mózgiem – i dopiero wtedy pojawiają się charakterystyczne objawy. Podobny mechanizm może występować w przypadku choroby Alzheimera. W niej także występują charakterystyczne białka – tzw. płytki amyloidowe oraz splątki neurofibrylarne – widoczne również w neuronach jelitowych. Czy tam choroba się zaczyna? Badania nad tym cały czas trwają.
Kiedy mamy pierwszy kontakt z bakteriami?
Do niedawna uczeni sądzili, że dochodzi to tego dopiero w czasie porodu. Dziecko w łonie matki miało być kompletnie odizolowane od wypełnionego mikrobami świata zewnętrznego. Pierwsza okazja do kontaktu z bakteriami miałaby się pojawiać dopiero podczas przejścia przez kanał rodny. Wówczas dziecko „zbiera” bakterie, przede wszystkim te występujące naturalnie w pochwie matki. „W rzeczywistości dialog pomiędzy mikroorganizmami matki a komórkami dziecka zaczyna się już w życiu płodowym. Fragmenty bakteryjnego materiału genetycznego, a w szczególności bakterii z rodzaju Lactobacillus i Bifidobacteria, wykryto w płynie owodniowym zdrowych dzieci. Wydaje się, że przenikanie mikroorganizmów przez łożysko jest procesem fizjologicznym, a mikroflora matki odgrywa ważną rolę w rozwoju układu immunologicznego dziecka” – wyjaśnia gastroenterolog dr Wojciech Marlicz.
Najbardziej obiecujące są dziś wyniki eksperymentów z udziałem dzieci cierpiących na autyzm. To zaburzenie objawia się m.in. problemami z nawiązywaniem kontaktów społecznych, rozwojem mowy i kontrolą emocji. Od dawna wiadomo też było, że autystycy często cierpią na zaburzenia pracy układu pokarmowego, a ich mikroflora bakteryjna różni się od tej występującej w jelitach innych ludzi. Naukowcy zaczęli podejrzewać, że nieprawidłowości pracy mózgu i jelit są w tym przypadku ściśle powiązane i zdobyli na to zadziwiające dowody.
Przeszczep bakterii na autyzm
„Okazało się, że dzieciom autystycznym może pomóc przeszczep kału, czyli bakterii pobranych z jelit zdrowej osoby. Po takim zabiegu zmniejszają się zaburzenia zachowania, poprawia się koncentracja i mowa” – mówi dr n. med. Paweł Grzesiowski, prezes Fundacji „Instytut Profilaktyki Zakażeń”. Zastrzega przy tym, że taki przeszczep nie jest lekiem na autyzm. Możliwe, że za jakiś czas będzie można łagodzić objawy tego zaburzenia, powtarzając co jakiś czas przeszczep.
Na czym polega taki zabieg? Próbki kału pobiera się od osoby zdrowej, najlepiej spokrewnionej z biorcą. Taki materiał jest badany przez lekarzy, a następnie rozcieńczany i podawany poprzez sondę żołądkową – rurkę wprowadzaną przez nos do wnętrza układu pokarmowego. Alternatywna metoda to wprowadzenie przeszczepu podczas zabiegu kolonoskopii bezpośrednio do jelita grubego. W obu przypadkach pacjenta należy przyjąć do szpitala i znieczulić. Przeszczepy kału są od kilku lat stosowane z powodzeniem u osób cierpiących na groźne schorzenia, takie jak rzekomobłoniaste zapalenie jelit czy zaawansowana choroba Leśniowskiego-Crohna.
Do tej pory nie odnotowano poważnych skutków ubocznych stosowania tej metody. I choć może się ona wydawać prymitywna, lepszej na razie nie ma. „Nasze jelita zamieszkuje kilka tysięcy różnych gatunków mikrobów. Wiele z nich nie zostało jeszcze przebadanych. Dotyczy to zwłaszcza bakterii beztlenowych, które bardzo trudno jest hodować w laboratorium” – wyjaśnia dr Grzesiowski. Skład mikroflory jelitowej zależy po części od naszych genów, diety, zażywanych leków itd. Badania nad tą skomplikowaną układanką potrwają jeszcze wiele lat.
Dlatego uczeni z rezerwą podchodzą do probiotyków, czyli korzystnych dla zdrowia bakterii sprzedawanych dziś w aptekach. Często zawierają one tylko jeden gatunek mikrobów, w najlepszym razie – kilka. Owszem, to może pomóc w przypadku biegunki czy zaburzeń jelitowych po stosowaniu antybiotyku. Nie ma jednak dowodów na to, że takie probiotyki są w stanie pomóc osobom cierpiącym na autyzm czy otyłość. „Obawiam się, że ktoś może uznać to za »cudowne lekarstwo« i zacząć sprzedawać np. kapsułki z bakteriami kałowymi przez internet. Tymczasem to nadal jest terapia eksperymentalna, która nie każdemu może pomóc, i powinna być stosowana wyłącznie przez lekarzy” – podkreśla dr Grzesiowski.
Co działa na mózg jelitowy?
Działanie niekorzystne
- Antybiotyki – niszczą pożyteczne bakterie jelitowe, wywołując zaburzenia trwające wiele miesięcy lub lat.
- Wysokoprzetworzona żywność – nie dostarcza składników niezbędnych dla prawidłowego rozwoju bakterii.
- Poród przez cesarskie cięcie – nie pozwala dziecku na naturalne „przejęcie” bakterii od matki.
- Karmienie butelką – sztuczne mieszanki mleczne nie zawierają bakterii znajdujących się w mleku matki.
Działania korzystne
- Probiotyki – dobroczynne bakterie zawarte m.in. w sfermentowanych produktach mlecznych i kiszonkach.
- Różnorodna dieta – powinny być w niej zwłaszcza świeże warzywa i owoce zawierające błonnik i inne naturalne wielocukry.
- Poród drogami natury – w jego trakcie dziecko otrzymuje porcję dobroczynnych bakterii od matki.
- Karmienie piersią – zapewnia niemowlęciu stały kontakt z mikroflorą bakteryjną matki
Na równie wczesnym etapie są terapie, które koncentrują się na neuronach jelitowych. Badacze przypuszczają, że można by je wykorzystać np. do leczenia chorób neurodegeneracyjnych. W jelitach występują nerwowe komórki macierzyste, które po przeszczepieniu do mózgu czy rdzenia kręgowego mogłyby odbudować zniszczenia wywołane np. przez chorobę Parkinsona. Takie eksperymenty są dopiero planowane i trudno dziś przewidzieć, jakie będą ich efekty.
Wiadomo już natomiast, jak na naszą mikroflorę jelitową wpływają niektóre zdobycze współczesnej cywilizacji. Bakterie źle reagują na różne farmaceutyki – szkodzą im nawet leki przeciwbólowe dostępne bez recepty, ale przede wszystkim antybiotyki. „Antybiotykoterapia powoduje zmiany mikroflory jelitowej, które utrzymują się do kilku lat. Nie potrafimy dzisiaj w pełni przewidzieć konsekwencji tych zaburzeń, ale wiemy, że niektóre rodzaje dobroczynnych bakterii po leczeniu antybiotykami giną bezpowrotnie” – ostrzega dr Marlicz. Kolejny ważny czynnik to dieta. Jeśli jemy produkty wysokoprzetworzone, zawierające dużo syntetycznych dodatków, nasza mikroflora „głoduje”. Dlatego warto pamiętać o świeżych warzywach i owocach, produktach pełnoziarnistych, a także kiszonkach i przetworach mlecznych zawierających żywe bakterie. Dzięki takiemu jadłospisowi oba nasze mózgi będą miały optymalne warunki do pracy.
DLA GŁODNYCH WIEDZY:
Książka o zamieszkującej żołądek bakterii Helicobacter pylori i jej wpływie na zdrowie „Utracone mikroby. Brakujące ogniwo zdrowia i gorzka prawda o nadużywaniu antybiotyków”, Martin J. Blaser (Wydawnictwo Galaktyka 2016)
Ciekawa pozycja o układzie pokarmowym – „Historia wewnętrzna. Jelita – najbardziej fascynujący organ naszego ciała”, Giulia Enders (Wydawnictwo Feeria 2015)
Jak jelita wpływają na stan całego organizmu – „Zdrowie zaczyna się w brzuchu”, Justin Sonnenburg, Erica Sonnenburg (Wydawnictwo Galaktyka 2015)
Nasze artykuły o znaczeniu błonnika www.bit.ly/fc14jelito, kubeczkach smakowych zlokalizowanych w jelitach www.bit.ly/fc14smakow i diecie dla mózgu www.bit.ly/fc13dieta