אנדוקרינולוגיה מיקרוביאלית בציר המיקרוביום-מעי-מוח

המחקר העוסק בחיידקי המעיים והשפעתם על התנהגות האדם הביא לקביעת  מונח חדש –   Microbial endocrinology(1). הוא עוסק באינטראקציות הנוירוכימיות  בין המערכת הנוירופיזיולוגית של המאכסן והמיקרוביום.

יש עדויות לכך שמיקרואורגניזמים פועלים על מרכיבים במערכת הנוירופיזיולוגית באופן שגורם לשינוי בהתנהגות של המאכסן.  היכולת שלהם לפעול כך קשורה כנראה לכך שהם מסוגלים לייצר ולזהות מרכיבים נוירוכימיקליים שהם אנלוגיים במבנה שלהם  לאלה שמיוצרים על ידי מערכת העצבים של המאכסן.  

רבים ממסלולי הביוסינתיזה של הורמונים שמיוצרים בתאים אויקריוטיים, מצויים גם בתאים פרוקריוטיים, ויתכן שעברו מהם אל התאים האויקריוטיים.

ההבנה של המסלולים המיוחדים שלפיהם מיקורואגניזמים  משפיעים על התנהגות יכולה להביא לטיפול חדש במחלות נפש, שיתבסס על שינויים של  המיקרוביום בציר מעי-מוח (1).

ידוע מאז עשרות שנים שחיידקים פתוגניים עלולים להשפיע על התנהגות המאכסן.  אחת מההשפעות המדהימות ביותר  היא ההשפעה שיש לזיהום עם Toxoplasma goundii. הם מאבדים תחושה של פחד וחרדה, ואינם מפחדים מהטורפים שלהם (2).

אצל בני אדם הסובלים ממחלות דלקתיות של מערכת העיכול  עלולים להתפתח חרדה ודכאון (1). משותף לכולם שחרור של חומרים ממערכת החיסון, כגון, ציטוקינים שיש להם השפעה במערכת העצבים המרכזית ובמערכת העצבים של המעי (1).

בשנים האחרונות דווח על השפעה ישירה של חיידקים, לא דרך זיהום ולא דרך מערכת החיסון על התנהגות של בני אדם.

ניסויים שנעשו על השפעה של Campilobacter jejuni על עכברים  הראו שהתפתחה אצלם חרדה (1).

עבודות אלה נעשו בשנות התשעים של המאה העשרים.

המחקרים החדישים יותר חוקרים את ההשפעה שיש לחיידקים על המאכסן, ואת ההשפעה שיש למאכסן על החיידקים.

מאחר שהחיידקים מסוגלים לייצר ולזהות את הנוירוטרנסמיטורים שיש לבעלי חוליות, ההשפעה תהיה הדדית. הם משגיחים  ומשפיעים עלינו ואנחנו משגיחים  ומשפיעים עליהם  (3). 

קיימים בטבע הורמונים נוירואנדוקריניים, זהים במבנה שלהם ובמסלול הביוסינתיזה שלהם, והם מצויים אצל אצל כל היצורים. זה מאפשר איתות מתא אל תא המבוסס על נוירוטרנסמיטורים.

לדוגמא, ההורמון נור-אפינפרין מצוי בצמחים, בחרקים, בדגים ובחיידקים (4).

התפקיד של הורמונים אנדוקריניים, בפרט אלה הקשורים לתגובה של סטרס בפתוגנזה   של מחלות זיהומיות מוכרות בימינו. בשנת 1990 מצאו שקטכולאמין  מסוגל לזרז גידול של חיידקים באופן ישיר, ולשנות ייצור של גורמים וירולנטיים. מאוחר יותר הראו שזרימה  נוירואנדוקרינית  מהמאכסן,

לדוגמא ,שחרור של הורמונים המאפשרים להילחם או לברוח, יכולה לשנות ביטוי של כמה פתוגנים. 

החיידקים יכולים לייצר הורמונים נוירואנדוקריניים,  ומכאן שהאינטראקצייות שלהם עם המאכסן רבות יותר. ואינן מוגבלות רק למחלות זיהומיות.

המעי הוא איבר מעוצבב,  בעל מערכת עצבים משלו, ידועה בשם מערכת העצבים של המעי- Enteric nervous system ENS. מערכת זאת נמצאת בקשר קבוע עם מערכת העצבים המרכזית, באמצעות עצב ה-vagus שמקשר ישירות חלקים מהמעי אל המוח.

הקשר בין המעי למוח הוא נושא שעוסקים בו שנים רבות, והוא ממלא תפקיד גם במחלות, כגון, דכאון.

המיקרוביום מייצר מרכיבים נוירואקטיביים, כגון, קטכול אמין, היסטמין ואחרים, שיכולים להמריץ את התגובה של המאכסן דרך אינטראקציה ישירה עם קולטנים בתוך מערכת העיכול, או על ידי  ספיגה פסיבית   דרך דופן המעי לתוך זרם הדם.

בתוך המעי שלוחות עצבים היוצאות ממערכת העצבים של המעי מעצבבות את כל אורך ה-microvilli (6).

כמה מחקרים מראים שחיידקים בתוך המעי  יכולים להתגלות על ידי המוח, והתוצאה יכולה להיות שינוי בהתנהגות. לדוגמא, שינוי בתזונה.

האכלת מכרסמים עם בשר, משנה את הרכב המיקרוביום. היא גורמת לשיפור הזיכרון וכושר הלימוד אצל המכרסמים (1).  

בהמשך המחקר על ההורמונים האנדוקריניים וההשפעה שלהם על המוח, יש להתחשב בכך שהעצבוב של המעי אינו הומוגני לכל אורכו (6). חיידקים מסוימים שמייצרים מרכיבים נוירואקטיביים, יכולים להשפיע בחלק אחד של המעי ולא בחלק אחר.  

יש להתחשב גם בכך שהחידקים יכולים לייצר מרכיבים נוירואקטיביים עם החומרים שמצויים במערכת העיכול.

התזונה חשובה מאד בשביל המיקרוביום ובשביל האפשרויות שלהם לייצר מרכיבים נוירואקטיביים.

אנחנו נמצאים עכשיו רק בהתחלת הדרך להבנת האנטראקציות בין המעי והמוח. שאלות רבות נשאלות, וכדי לענות עליהן יש צורך בעבודות ומחקרים.   

עצב הואגוס

עצב הואגוס או העצב התועה הוא זוג עצבי הגולגולת העשירי. עיקר תפקידן הוא לעצבב איברים פנימיים בגוף במסגרת מערכת העצבים הפראסימפתטית.

כ-80-90% מהסיבים בעצב התועה משמשים  לתחושה מאותם איברים פנימיים בגוף.

העצב יוצא מהמוח המוארך טובר את הגלגולת דרך הנקב הצווארי יחד עם עצבי הגולגולת התשיעי והאחד עשר.

סעיף פנימי של העצב ה-11 מתאחד לתוך העצב התועה, שממשיך בכיוון בית החזה והבטן. עובר מבית החזה לבטן דרך פתח הוושט שבסרעפת.

מקורות

Lyte M. Microbial Endocrinology in the Microbiome-Gut-Brain Axis: How Bacterial Production and Utilization of Neurochemicals influenceBehavior. Plos Pathogen, 2013, Vol. 9 issue 11e100726.

Berdoy M. Webster JP. Macdonald DW. 2000, Fatal attraction in rats infected with Tooxoplasma goundii. Proc. Biol. Sci. 267: 1591-1594.

Lyte M. The microbial organ in the gut as a driver of homeostasis and disease. Med Hypotheses. 74: 634-638.

Roshchina VV. Evolutionary considerations of neurotransmitters in microbial , plant and animal cells. In: Lyte M. Freestone PP.EDITORS. Microbial Endocrinology interkingdom signaling in infectous disease and health. New York.Springer pp.17-52.

Lyte M. Ernst S. Catecholamine induced growth of gram negative bacteria. Life Sci. 50: 203-212.

Furness JB. The enteric nervous system and neurogastoenterology

Nar. Rew. Gastroenterol hepatol. 9286-294.

חזרה לחנות