Baru-baru ini, jurnal Nature menerbitkan artikel lain yang menyalahkan sejumlah penyakit manusia, termasuk penyakit mental, pada mikroba - penghuni usus kita. Selama setengah abad mempelajari bakteri usus, para ilmuwan belum dapat menentukan apa yang lebih mereka bawa - manfaat atau bahaya. Tetapi kami berhasil memastikan bahwa, antara lain, mikroba dapat menyebabkan perubahan pada perilaku manusia dan kesehatan mental. Kami menerjemahkan sinyal mereka dari bahasa mikroba ke dalam bahasa manusia dan mengundang pembaca untuk memutuskan sendiri apakah bakteri adalah teman atau musuh (tapi kami tidak berjanji bahwa mereka tidak akan mempengaruhi pendapatnya).
Tentang mikroba dan manusia
Ingat kartun Soviet tentang rusa, yang tanduknya ditunggangi binatang hutan dan membuat rumah di sana? Tubuh kita adalah rusa yang sama untuk triliunan organisme bersel tunggal (kebanyakan dari mereka adalah bakteri), yang secara kolektif disebut mikroba, mikroflora atau mikrobiota. Anda bahkan dapat mengatakan bahwa kita dan mikroba kita merupakan satu meta-organisme, yang harus diperhatikan secara keseluruhan, karena tidak ada orang tanpa mikroba.
Manusia dan mikroba telah bersatu atas nama hal paling berharga yang dibutuhkan organisme hidup - makanan. Orang tahu bagaimana mendapatkannya, dan mikroba bisa mencernanya. Namun, untuk hidup berdampingan secara damai, mereka perlu memenuhi pakta non-agresi. Oleh karena itu, dengan bertindak atas akumulasi sel kekebalan di dinding usus, bakteri mengurangi kemungkinan respons kekebalan. Jika hal ini tidak terjadi, misalnya akibat kekurangan bakteri, kekebalan orang tersebut menjadi lebih agresif. Mungkin, justru karena itulah anak-anak yang dibesarkan dalam kondisi kandungan bakteri yang rendah (bersih, tidak bersentuhan dengan ibu dan ASInya) lebih mungkin mengembangkan alergi dan penyakit autoimun. Untuk bagiannya, mikroba tidak merusak dinding usus. Namun, mereka tetap menjadi tetangga yang damai hanya sampai mereka menembus ke dalam tubuh manusia. Di sana mereka menyebabkan peradangan parah,yang tidak mudah untuk ditangani.
Selain itu, mikroba membutuhkan perlindungan untuk kepentingannya. Misalnya, penting bagi mereka untuk menerima makanan secara teratur, dan dinding usus tidak melukai mereka. Untuk melakukan ini, mereka melepaskan molekul pemberi sinyal yang mengatur aktivitas sel inang di sekitarnya, misalnya, penyerapan atau sekresi enzim, atau bahkan pengendapan lemak (ya, ada bukti bahwa obesitas dikaitkan dengan ketidakseimbangan dalam mikrobiota usus). Dan, akhirnya, hidup berdampingan seperti itu terkadang menimbulkan efek yang aneh. Misalnya, mikroba dapat mencerna atau memodifikasi obat yang diminum oleh inang, yang terkadang secara signifikan mengurangi efektivitas pengobatan. Atau mereka dapat mengeluarkan DNA mereka (sebagai bagian dari pertukaran gen dengan bakteri lain), yang dapat diserap oleh jaringan inang sekitarnya. Sejauh ini, tidak ada bukti tegas bahwa gen bakteri bekerja di sel-sel dinding usus. Namun, kasus serupa ditemukan pada serangga dan cacing. Dan dalam genom manusia, ditemukan beberapa urutan yang secara mencurigakan mirip dengan bakteri. Mungkin, ada sedikit lebih banyak kesamaan antara kita dan penghuni mikro kita daripada yang terlihat pada pandangan pertama.
Apa yang dilakukan mikroba dalam tubuh manusia? Ilustrasi: Mikhail Fomin, Loteng.
Ternyata, di satu sisi, bahaya itu selalu dekat. Di sisi lain, tidak mungkin untuk menghilangkannya, karena ketiadaan mikroba berubah menjadi konsekuensi yang lebih buruk daripada kehadiran mereka. Jadi, misalnya, menurut "hipotesis higienis", upaya berlebihan untuk kebersihan dan kebersihan berbahaya bagi kesehatan, dan kontak awal anak dengan bakteri dan alergen, sebaliknya, memperkuat sistem kekebalan. Namun, artikel masih diterbitkan yang penulisnya menganggap mikroba sebagai parasit yang menggunakan manusia untuk kebutuhan mereka sendiri. Dan di sini pengaruh mikrobiota pada sistem saraf manusia menjadi argumen yang kuat.
Video promosi:
Jalan menuju otak melalui perut
Tampaknya, di mana otaknya, dan di mana perutnya? Meskipun demikian, hal pertama yang dibutuhkan tubuh untuk bertahan hidup adalah makanan, yang artinya otak harus memahami dengan jelas apakah makanan itu ada, apa yang terjadi padanya, dan apakah sistem pencernaannya berfungsi dengan baik. Khusus untuk ini, sel enterochromaffin terletak di dinding usus - kelenjar mikro, yang mengeluarkan banyak zat pengatur. Beberapa dari mereka bekerja pada sel di dekatnya, merangsang atau memperlambat pencernaan. Yang lain mengaktifkan neuron di dinding usus, khususnya di ujung saraf vagus, yang langsung menuju ke otak. Selain itu, ujung nyeri ditemukan di bawah permukaan usus, yang juga merespons zat yang disekresikan oleh sel enterochromaffin, dan dapat menandakan bahwa tubuh telah makan sesuatu yang salah. Akhirnya, dinding usus diisi dengan sel-sel kekebalan,sensitif terhadap zat yang menembus. Saat musuh terdeteksi, sel-sel ini memicu peradangan, sementara zat dilepaskan yang bekerja di ujung saraf dan memasuki aliran darah. Dengan demikian, stres bisa berubah dari lokal ke global.
Tentunya informasi tentang aktivitas bakteri juga dengan cepat muncul di otak. Pertama, mikroba yang "damai" merangsang pencernaan, dan banyak makanan yang mereka cerna atau sintesiskan memasuki aliran darah. Misalnya, asam lemak rantai pendek (dengan memecahnya, kita mendapatkan 5-10% energi harian kita). Sel-sel otak memiliki reseptor yang menangkapnya dan menandakan perasaan kenyang. Selain itu, dengan ketersediaan sumber energi, otak berkembang lebih baik. Skizofrenia dan gangguan bipolar lebih sering terjadi pada anak-anak yang kekurangan gizi di dalam rahim. Peningkatan jumlah asam lemak rantai pendek dalam darah, sebaliknya, merangsang pembelajaran dan daya ingat.
Kedua, bakteri secara aktif berkomunikasi dengan dinding usus (dan melaluinya - dengan otak inang), melepaskan zat yang bekerja pada sel enterochromaffin. Menariknya, zat pemberi sinyal dari bakteri hanyalah analog langsung dari hormon dan neurotransmitter kita sendiri: ternyata mikroflora usus dapat menghasilkan norepinefrin, dopamin, serotonin, testosteron, histamin, serta neurotransmitter asam gamma-aminobutyric dan protein - pengatur nafsu makan (misalnya, ghrelin dan leptin). Selain itu, beberapa bakteri dapat mengeluarkan benzodiazepin - zat yang memiliki efek menenangkan (di antara kerabatnya, misalnya, obat penenang phenazepam yang terkenal). Para ilmuwan percaya bahwa semua molekul pemberi sinyal ini sangat kuno dan digunakan oleh bakteri untuk berkomunikasi satu sama lain pada masa itu.ketika organisme multisel baru saja berevolusi. Artinya, mikroflora usus bertindak sebagai zat besi tambahan dalam tubuh manusia.
Ilustrasi: Mikhail Fomin, Loteng.
Jadi, apa yang diinginkan mikroba?
Pada perkiraan pertama, motivasi mikroba tidaklah sulit: mereka menginginkan makanan. Jika tidak ada cukup nutrisi untuk mereka, maka mereka bisa mengeluarkan zat yang merangsang ujung yang menyakitkan di dinding usus. Bahkan ada hipotesis yang menakutkan bahwa kolik pada bayi juga disebabkan oleh bakteri: rasa sakit menyebabkan tubuh mengarahkan sumber energi internal ke area usus, dan menangis (disebabkan oleh aksi mikroba di otak) menarik perhatian orang tua yang mencoba memberi makan bayi untuk menenangkannya.
Jika pemiliknya cukup tua, maka produksi pangannya dapat diatur secara langsung melalui sistem sarafnya. Misalnya, dengan makanan yang cukup, beberapa tetangga kita yang menguntungkan mensintesis asam amino esensial triptofan, yang menjadi dasar produksi serotonin tubuh kita, yang disebut "hormon kebahagiaan". Serotonin, pada gilirannya, mengatur aktivitas sistem saraf, menyebabkan perasaan kenyang, tenang, dan gembira. Dengan kekurangan makanan, hormon mikroba dan neurotransmitter dapat mengubah perilaku ke arah kecemasan dan perilaku eksplorasi. Dalam eksperimen terkenal, para ilmuwan mentransplantasikan mikroflora dari sederetan tikus yang mengalami peningkatan kecemasan ke tikus normal, dan tingkat kecemasan mereka juga meningkat. Ciri mikrobiota juga telah ditemukan pada orang dengan gangguan perilaku, seperti mereka yang menderita depresi, skizofrenia dan anoreksia. Para ilmuwan percaya bahwa ketidakseimbangan neurotransmitter yang disebabkan oleh bakteri usus mungkin menjadi penyebab gangguan ini.
Plus, kuman sangat membutuhkan makanan favorit mereka. Mikrobiota terdiri dari banyak jenis bakteri yang berbeda dalam preferensi makanannya. Dan setiap jenis bakteri berusaha untuk bertindak pada tubuh inang sedemikian rupa sehingga seringkali memakan tepat zat favorit mereka. Mungkin inilah sebabnya komposisi mikroflora usus juga berbeda pada orang-orang yang mengikuti aturan diet yang berbeda: mikroba dominan menyebabkan keinginan untuk mengidam berbagai jenis makanan. Mereka dapat mencapai ini, misalnya, dengan mendistribusikan kembali selera. Diketahui bahwa indera perasa dapat berubah selama operasi di usus, di mana komposisi mikroba pasti berubah. Tetapi bahkan pada mereka yang mengikuti pola makan yang sama, bakteri dapat menyebabkan perubahan preferensi makanan. Para ilmuwan telah membandingkan kandungan zat bakteri dalam urin pada permen dan orang yang acuh tak acuh pada permen,yang tetap makan sama. Ternyata zat di dalam urine ini berbeda! Ternyata keinginan akan gula mungkin milik mikroflora, dan bukan pemiliknya. Jadi jika menurut Anda Anda secara patologis jatuh cinta dengan cokelat, mungkin mikroba Anda benar-benar menyukainya.
Akhirnya, mikroba ingin melakukan perjalanan, memasuki organisme lain, dan bertukar gen dengan kerabat jauh yang tinggal dengan inang lain. Oleh karena itu, akan bermanfaat bagi mereka untuk meningkatkan sosialitas seseorang. Memang, telah ditemukan bahwa tikus yang dibesarkan di lingkungan bebas kuman menunjukkan perilaku yang mirip dengan orang autis, karena mereka tidak menerima sinyal sosialisasi internal. Selain itu, para ilmuwan telah mengidentifikasi perbedaan mikrobiota anak dengan gangguan spektrum autisme dari anak yang sehat. Namun, kebanyakan anak autis membatasi pola makan mereka pada makanan kecil. Hal ini diyakini karena ketidakseimbangan mikroflora mereka: beberapa mikroba banyak, yang lain hampir tidak ada, oleh karena itu preferensi rasa sangat bias, dan tidak ada cukup panggilan untuk sosialitas dari bakteri.
Nafsu makan menular
Jadi, banyak ciri atau kelainan perilaku yang bersifat bakterial. Ini mengarah pada dua kesimpulan yang kemungkinan besar akan mempengaruhi pengobatan di masa depan.
1) Sifat perilaku dapat ditularkan oleh mikroba.
Hal ini didukung oleh percobaan pada tikus, di mana transplantasi mikroflora mengubah perilakunya menjadi lebih mengkhawatirkan. Selain itu, para ilmuwan telah menghitung bahwa orang-orang dengan kenalan dekat yang mengalami obesitas berisiko lebih tinggi mengalami gejala yang sama. Ada kemungkinan kecenderungan obesitas juga bisa ditularkan bersama mikroba, meski hal ini belum bisa dibuktikan secara langsung. Terakhir, ada hipotesis bahwa preferensi rasa (yang, seperti yang telah kita ketahui, juga dapat berubah di bawah pengaruh bakteri) lebih dekat pada anggota keluarga yang sama daripada pada orang yang tidak dikenal. Ini mungkin memungkinkan untuk mengungkap "rahasia borscht ibu" - makanan yang disiapkan di rumah mungkin tampak lebih enak daripada yang lain, bukan hanya karena seseorang sudah terbiasa sejak kecil, tetapi juga karena kerabatnya memiliki komposisi bakteri yang paling dekat dengannya,yang membutuhkan nutrisi yang sama.
2) Fitur perilaku dapat diobati dengan mikroba.
Semakin banyak penyakit tampaknya terkait dengan perbedaan mikrobiota usus. Misalnya, baru-baru ini, para ilmuwan dalam 100% kasus dapat membedakan antara orang yang menderita depresi dan orang sehat hanya dengan menggunakan analisis tinja. Dan ketika penyebabnya diketahui, peluang pengobatan terbuka. Dan terlepas dari kenyataan bahwa terapi mikroba yang tersedia secara umum belum dikembangkan, penelitian terisolasi menunjukkan hasil yang luar biasa. Misalnya, depresi yang sama dapat disembuhkan dengan lebih berhasil bila antidepresan dikombinasikan dengan antibiotik (menghancurkan penghuni usus yang berlebihan). Dan transplantasi feses (prosedur kompleks di mana bakteri dikeluarkan dari tinja orang sehat, dikemas ke dalam kapsul dan diberikan kepada pasien) telah mengurangi keparahan gejala autisme pada manusia. Akhirnya, pencegahan mikroba juga membuahkan hasil: di antara sekelompok anak-anak,yang secara teratur diberi makan probiotik (yaitu, satu set mikroba dari mikroflora "normal"), tidak ada yang mengembangkan sindrom Asperger atau gangguan hiperaktif defisit perhatian, sementara dalam kelompok kontrol 17% anak-anak tumbuh dengan salah satu kelainan perilaku ini.
***
Berita terbaru dari kehidupan tetangga usus kita membuat kita mempertimbangkan kembali pandangan hidup kita. Banyak dari apa yang sebelumnya dianggap sebagai properti tubuh manusia yang tidak dapat dicabut (dan terkadang tidak dapat disembuhkan) ternyata merupakan konsekuensi dari ketidakseimbangan mikroba. Anda tanpa sadar bertanya-tanya: di mana orang yang sebenarnya, yang tidak terkena manipulator mikroskopis ini? Sementara itu, para ilmuwan sedang mencari cara untuk bernegosiasi dengan mereka, disarankan untuk tidak panik dan minum kefir: penelitian telah menunjukkan bahwa bakteri asam laktat tidak hanya meningkatkan pencernaan, tetapi juga menghibur, dan menunggu penemuan berikutnya menjadi lebih menyenangkan.
