Bağırsak mikropları, farelerin korku hatıralarını söndürmesine nasıl yardımcı olur?
Farelerdeki yeni araştırma, bağırsaklardaki mikropların korku tepkilerini unutturma yeteneğini nasıl etkileyebileceğini gösteriyor. Çalışma, bağırsak ve beyni birbirine bağlayan hücresel ve moleküler mekanizmalar hakkında ayrıntılı ipuçları veriyor.
Geçtiğimiz 10-20 yıl içinde bilim adamları, insan vücudunun içinde ve üzerinde yaşayan bakterilerin sağlığı nasıl etkilediğini gözlemlediler.
Bu mikrobiyal toplulukların bozulmasının hastalıklarla ve hatta davranışsal değişikliklerle nasıl bağlantılı olduğuna dair kanıtlar ortaya çıktı.
Bu ilişkiler, belirli otoimmün bozukluklar ve psikiyatrik durumlar arasındaki ilişkilerde de belirgindir.
Örneğin, multipl skleroz veya inflamatuar bağırsak hastalığı (IBD) olan kişiler, bağırsak bakterilerini bozmuş olabilir ve duygudurum bozuklukları, anksiyete ve depresyon yaşayabilir.
Bununla birlikte, bu araştırmalar bir bağırsak-beyin ekseninin varlığını doğrulamış olsa da, bunun temelini oluşturan mekanizmalar belirsizdi.
Yakın tarihli bir Doğa kağıt, bağırsak mikroplarını ve beyin hücrelerini birbirine bağlayan hücresel ve moleküler süreçlerin benzeri görülmemiş ayrıntılarını sunar.
New York'taki Weill Cornell Medicine'de immünoloji profesörü ve IBD araştırma direktörü olan eş-kıdemli çalışma yazarı David Artis, "IBD ve diğer kronik gastrointestinal koşulların davranış ve zihinsel sağlığı nasıl etkilediğini henüz kimse anlamadı" diyor.
“Çalışmamız, resmin tamamını anlamanın yeni bir yolunun başlangıcı” diye ekliyor.
Öğrenmek ve unutmak
Araştırma için Prof. Artis ve meslektaşları, bağırsak mikroplarının bozulmasının beyin hücrelerini nasıl etkilediğini bulmak için fareleri kullandı.
Hayvan davranışı, gen sıralaması ve hücre kimyası konusundaki uzmanlıklarından yararlandılar.
Araştırma, bilim adamlarının "korku koşullanma ve yok olma öğrenimi" dediği bir deneyi kullanarak hayvanların bir korku tetikleyicisini ne kadar iyi öğrenip unutabildiklerine odaklandı.
Deneyde, fareler pençedeki bir elektrik şoku ile aynı anda bir ses tonu arasındaki ilişkiyi öğrenirler.
Sonunda, ton kendi başına elektrik şokuyla aynı korku tepkisini ortaya çıkarabilir.
Eşlik eden bir elektrik şoku olmaksızın tona tekrar tekrar maruz kaldıktan sonra, fareler bu ilişkiyi unutmaya eğilimlidir. Bunun nedeni, beyinlerinin kendilerini tehdidin artık var olmadığı gerçeğine göre güncellemesidir.
Bununla birlikte, araştırmacılar, bağırsakları doğumdan yoksun veya bağırsak mikropları antibiyotik tedavisi nedeniyle büyük ölçüde azalmış olan farelerin, tehdidin artık mevcut olmadığını öğrenme yeteneğinde belirgin bir azalma gösterdiğini buldular. Başka bir deyişle, beyinleri yeni koşullara güncellenmiyordu.
Mikroglia'da değişen genler
Hayvanların beyinlerindeki mikroglianın genetik araştırması, bu etkinin arkasındaki moleküler mekanizmaya biraz ışık tuttu.
Araştırmacılar, "beynin yok olma öğrenimi için çok önemli olduğu bilinen bir alan" olan medial prefrontal kortekste (mPFC) gen ifadesine baktılar.
Microglia, beyinde yaşayan ve gelişiminde ve işlevinde sayısız rol oynayan bağışıklık hücreleridir.
Görevlerinden biri, beyin devrelerini yeniden şekillendirmek için nöronlar veya sinir hücreleri arasındaki bağlantıları uyarmaya ve budamaya yardımcı olmaktır.
Araştırmacılar, bağırsak mikroplarının yokluğunun, farelerin mPFC'sindeki mikroglianın gen ekspresyonunu, nöronların normal olarak nasıl oluştuğunu ve öğrenme ve unutma sırasında bağlantıları ortadan kaldıracak şekilde değiştirdiğini buldular.
Ekip ayrıca, otizm ve şizofreni gibi nöropsikiyatrik durumlarda rolü olan değişen molekül seviyeleri gibi bağırsak mikropları olmayan farelerde beyin kimyasallarında önemli değişiklikler buldu.
Bağırsak bakterilerini geri yüklemek yalnızca yaşamın erken dönemlerinde işe yarar
Araştırmacılar ayrıca çeşitli yaşlarda mikropsuz farelerde bağırsak bakterilerini geri kazandıkları deneyler yaptılar.
Bu farelerin şartlı bir korku tepkisini unutmasının mümkün olduğunu keşfettiler, ancak ancak doğumdan hemen sonra bağırsak bakterilerini geri kazandıklarında.
Otoimmünite ile ilişkili birçok psikiyatrik durumun, beyin gelişiminin erken aşamalarında ortaya çıkan problemlerle de bağlantıları olduğu için, bunu önemli bir bulgu olarak gördüler.
Prof. Artis, “Bağırsak-beyin ekseni, her insanı hayatlarının her günü etkiliyor” diyor.
Emin olmak için çok erken olmasına rağmen, eş-baş araştırmacı Dr. Conor Liston, daha ileri çalışmalarla bu bulguların sonunda yeni tedavi hedeflerine yol açacağını öne sürüyor.
"Bu, ileriye dönük olarak test etmemiz gereken bir şey," diyor.
"Bağırsakların otizm, Parkinson hastalığı, travma sonrası stres bozukluğu ve depresyon gibi çeşitli hastalıkları nasıl etkilediğini daha fazla anlamaya başlıyoruz."
Prof.David Artis
