Η κοινότητα των μικροοργανισμών που ζει στο έντερο του ανθρώπου αριθμεί συνολικά 100 τρισεκατομμύρια μέλη και φαίνεται ότι παίζει σημαντικό ρόλο σε αρκετές πτυχές της φυσιολογίας μας, μεταξύ των οποίων η ανοσία, ο μεταβολισμός, ακόμα και ο εγκέφαλος ή η συμπεριφορά μας. Οι περισσότερες έρευνες για την τελευταία έχουν διεξαχθεί σε ζώα και έχουν δείξει ότι τα βακτήρια του εντέρου (και ιδιαίτερα τα είδη Lactobacillus και Bifidobacterium) μπορούν να επηρεάσουν την κοινωνικότητα, το άγχος, το στρες και την κατάθλιψη. Για παράδειγμα, η χρήση ενός συμπληρώματος με Lactobacillus αύξησε την κοινωνικότητα σε ποντίκια που βιώνουν στρες, ενώ τα ποντίκια που δεν είχαν το συγκεκριμένο βακτήριο παρουσίασαν μειωμένη κοινωνικότητα.

Υπάρχουν αρκετοί πιθανοί μηχανισμοί με τους οποίους τα βακτήρια του εντέρου επηρεάζουν τον εγκέφαλο, Αυτό γίνεται μέσω του πνευμονογαστρικού νεύρου, της δράσης του ανοσοποιητικού συστήματος και των ορμονών. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον έχει επίσης το γεγονός ότι ορισμένα βακτήρια του εντέρου μπορούν να παράξουν χημικές ουσίες με παρόμοια δομή με τους νευροδιαβιβαστές του εγκεφάλου. Τα νέα αυτά δεδομένα για τη σύνδεση αυτή μεταξύ του εντερικού μικροβιώματος και του εγκεφάλου δημιουργούν το ερώτημα αν τα βακτήρια έχουν εξελιχθεί με τρόπο που να επηρεάζουν τη νευροχημεία και τη συμπεριφορά μας προς όφελός τους.

Μπορούν τα βακτήρια να μας επηρεάσουν προς όφελός τους;

Μία θεωρία υποστηρίζει ότι τα βακτήρια του εντέρου μπορούν να επηρεάσουν τη συμπεριφορά μας για να διευκολύνουν τη μεταφορά τους σε νέους ξενιστές ή να μπορέσουν να διασφαλίσουν τις θρεπτικές ουσίες που χρειάζονται. Για παράδειγμα, ορισμένοι ερευνητές στον τομέα αυτό, πιστεύουν ότι τα βακτήρια του εντέρου μπορούν να μας κάνουν πιο κοινωνικούς με αποτέλεσμα να είναι ευκολότερο να μεταδοθούν σε άλλους ανθρώπους. Άλλοι πιστεύουν ότι μπορεί να επηρεάσουν την επιθυμία μας για διάφορα τρόφιμα για να διασφαλίσουν τις απαραίτητες ουσίες για την επιβίωσή τους.

Η θεωρία αυτή έχει εμπνευστεί από άλλα παραδείγματα στη φύση όπου τα παράσιτα ελέγχουν τη συμπεριφορά του ξενιστή. Ένα παράδειγμα είναι το Ophiocordyceps fungus, ένα παράσιτο που επηρεάζει τα μυρμήγκια. Το παράσιτο αυτό προκαλεί στα μυρμήγκια επιθυμία να ανέβουν στην επιφάνεια και να αναζητήσουν βλάστηση, ένα περιβάλλον δηλαδή που ευνοεί την ανάπτυξη των παρασίτων.

Η θεωρία της εξέλιξης

Ποιες είναι όμως οι προϋποθέσεις που πρέπει να υπάρχουν προκειμένου να μπορούν να βακτήρια του εντέρου  να επηρεάσουν τη συμπεριφορά του ξενιστή; Δύο σημαντικά κριτήρια περιλαμβάνουν τον μεγάλο πληθυσμό των βακτηρίων με τη δράση αυτή καθώς και τον μειωμένο ανταγωνισμό από άλλα στελέχη βακτηρίων. Ωστόσο, καμία από τις παραπάνω προϋποθέσεις δεν πληρείται στο σύνθετο μικροβιακό οικοσύστημα του εντέρου, όπου υπάρχει μεγάλη ποικιλομορφία ειδών και στελεχών που αναταγωνίζονται μεταξύ τους. Ακόμα και τα πλέον επικρατή είδη αποτελούν ένα μικρό μόλις ποσοστό του συνολικού αριθμού των μικροβιακών κυττάρων.

Ένα βακτηριακό είδος, επομένως, που παράγει μία νευροενεργή χημική ουσία που σκοπό έχει να ελέγξει τη συμπεριφορά του ξενιστή, θα έχει μειωμένη ικανότητα επιβίωσης και επομένως θα ξεπεραστεί από άλλα βακτηριακά είδη. Αυτό συμβαίνει γιατί χρειάζεται σημαντική κατανάλωση ενέργειας για να παραχθεί η συγκεκριμένη ουσία, με αποτέλεσμα ο πολλαπλασιασμός του βακτηρίου να επιβραδύνεται. Κατά συνέπεια το βακτήριο αυτό θα δυσκολεύεται να επιβιώσει στο ανταγωνιστικό περιβάλλον του συνθέτου εντερικού μικροβιώματος του ανθρώπου. Αν, επομένως, τα βακτήρια επηρεάζουν τον ξενιστή τους, αυτό γίνεται με άλλο τρόπο και όχι με επηρεασμό της συμπεριφοράς του προς όφελός τους.

Νέα δεδομένα

Η θεωρία της εξέλιξης, κατά συνέπεια, δεν υποστηρίζει ότι τα μικρόβια μπορούν να ελέγξουν τη συμπεριφορά μας. Μία έρευνα που δημοσιεύτηκε πρόσφατα στο Nature Reviews Microbiology από την Katerina Johnson και τον Kevin Foster, δύο ερευνητές από το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, συνιστά ότι η επίδραση του εντερικού μικροβιώματος στη συμπεριφορά είναι μάλλον αποτέλεσμα της φυσικής επιλογής. Η τελευταία αφορά την ικανότητα των μικροβίων να πολλαπλασιάζονται και να ανταγωνίζονται άλλα μικρόβια στο έντερο, αλλά και τον βαθμό εξάρτησης του ξενιστή από το μικροβίωμά του.

Ο πολλαπλασιασμός των μικροβίων έχει ως αποτέλεσμα την παραγωγή ενός μεγάλου αριθμού μεταβολιτών. Για παράδειγμα, τα λιπαρά οξέα βραχείας αλυσίδας που παράγονται κατά την βακτηριακή ζύμωση στο έντερο, μπορεί να επηρεάζουν άμεσα την εγκεφαλική λειτουργία, ενώ άλλα βακτήρια μπορεί να την επηρεάζουν έμμεσα μέσω της αλληλεπίδρασής τους με το ανοσοποιητικό σύστημα. Η φυσιολογία του ανθρώπου εκτιμάται ότι επίσης έχει προσαρμοστεί ώστε να μπορεί να χρησιμοποιήσει τα μικροβιακά αυτά προϊόντα.

Η «θεωρία της υγιεινής» υποστηρίζει ότι η απουσία των μικροβίων δυσχεραίνει τη δράση του ανοσοποιητικού συστήματος και αυξάνει την ευαισθησία του ανθρώπου σε αλλεργίες. Αντίστοιχα με την παραπάνω θεωρία, οι ερευνητές πιστεύουν ότι ο άνθρωπος έχει προσαρμοστεί με τέτοιο τρόπο ώστε η φυσιολογική εγκεφαλική του λειτουργία να εξαρτάται από τα συμβιοτικά μικρόβια του εντέρου του. Οι αλλαγές στο εντερικό μικροβίωμα, επομένως, μπορούν να επηρεάσουν τη συμπεριφορά του. Αν και η θεωρία της εξελικτικής εξάρτησης δεν έχει εξεταστεί στο παρελθόν αναφορικά με τον άξονα εγκεφάλου/εντερικού μικροβιώματος, ίσως είναι ικανή να εξηγήσει πώς το δεύτερο επηρεάζει τον πρώτο.

Τελικά, η διερεύνηση της εξελικτικής και οικολογικής πορείας του εντερικού μικροβιώματος θα μπορέσει να μας βοηθήσει να αναπτύξουμε νέους τρόπους να βελτιώσουμε την ψυχική μας υγεία. Για παράδειγμα, τα ευρέως χρησιμοποιούμενα προβιοτικά συχνά δεν είναι ικανά να αποικήσουν το πολυπληθές και ανταγωνιστικό περιβάλλον του εντέρου. Ωστόσο, αν επικεντρωθούμε σε στελέχη που βρίσκονται φυσιολογικά στο εντερικό μικροβίωμα και προσφέρουν οφέλη στον ξενιστή, θα μπορέσουμε να αναπτύξουμε προβιοτικές θεραπείες με μεγαλύτερα ποσοστά αποικισμού του εντέρου και περισσότερα οφέλη στον εγκέφαλο.

Βιβλιογραφία: The Scientist