Žarnyno instinktai: Jūsų antrųjų smegenų paslaptys

Netikęs rytas. Vėlavote į darbą, praleidote svarbų susitikimą ir viršininkas dabar ant jūsų pyksta. Atėjus pietų metui, nė nežvilgtelėję į salotų barą, drožiate tiesiai prie saldumynų. Nieko negalite padaryti – apėmus stresui, smegenys skatina paguodos ieškoti maiste. Tai gana gerai žinoma. Tačiau, ko galbūt nežinojote, yra tai, kad tikrosios kaltininkės gali būti ne kaukolėje glūdinčios, o kitos smegenys.

Taip, teisingai, jūsų kitos smegenys. Kūne yra tokia sudėtinga atskira nervų sistema, kad ji vadinama antrosiomis smegenimis. Jose yra apie 500 milijonų neuronų – maždaug penkis kartus daugiau, nei žiurkės smegenyse. Jos tęsiasi apie 9 metrus nuo stemplės iki išeinamosios angos. Būtent šios smegenys gali būti atsakingos už streso metu kylantį potraukį traškučiams, šokoladui ir sausainiams.

Jau seniai žinoma, kad įsitaisiusi žarnyno sienelėje, enterinė nervų sistema (ENS) kontroliuoja virškinimą. Dabar aiškėja, kad ji vaidina svarbų vaidmenį ir mūsų fizinei bei psichinei savijautai. Ji gali veikti kartu su galvos smegenimis ir, nors nesuvokiate savo žarnyno smegenų „galvojant“, ENS padeda pajusti išorines grėsmes ir daro įtaką tam, kaip sureaguosite. „Daug informacijos, žarnyno siunčiamos į galvos smegenis, veikia savijautą, nors sąmonės net nepasiekia“, – sako Michaelas Gershonas iš Kolumbijos presbiterijonų medicinos centro (Columbia-Presbyterian Medical Center), Niujorke.

Pažvelgę į žmogaus kūną, būtinai pastebėsite smegenis ir jos nervų ląstelių atšakas, besitęsiančias per stuburą. ENS, plačiai išsibarstęs neuronų tinklas tarp dviejų žarnyno sluoksnių, daug mažiau pastebimas, tad nebuvo atrastas iki pat XIX amžiaus vidurio. Ji yra dalis autonominės nervų sistemos, periferinių nervų tinklo, kontroliuojančio vidines funkcijas. Ji taip pat yra tikroji, originalioji nervų sistema, išsivysčiusi pirmiesiems stuburiniams daugiau, nei prieš 500 milijonus metų ir stuburiniams evoliucionuojant, tapo vis sudėtingesnė – gal netgi davė pradžią pačioms smegenims.

Virškinimas – sudėtingas procesas, tad visai išmintinga turėti atskirą, specialiai šio proceso priežiūrai skirtą, nervų tinklą. Be mechaninio maisto maišymo kontroliavimo ir žarnyno raumenų judesių, užtikrinančių maisto judėjimą, koordinavimo, ENS dar prižiūri biocheminę įvairių žarnyno dalių aplinką, išlaikydama jose tinkamą pH ir cheminę sudėtį, būtiną fermentams atlikti savo darbą.

Bet yra dar viena priežastis, kam ENS reikia tiek daug neuronų: valgymas susijęs su pavojumi. Kaip ir oda, žarna privalo sustabdyti potencialiai pavojingus įsibrovėlius, bakterijas ir virusus nuo pakliuvimo į kūną. Jei patogenui pavyksta prasmukti per žarnyno dangalus, žarnyno sienelėje esančios imuninės ląstelės išskiria uždegimines medžiagas, tarp kurių ir histaminas, kurias atpažįsta ENS neuronai. Žarnyno smegenys tada arba pradeda viduriavimą, arba įspėja galvos smegenis, kurios gali nuspręsti pradėti vėmimą, arba išsyk abu veiksmus.

Nereikia būti gastroenterologu, kad žinotum apie šias žarnyno reakcijas – ar subtilesnius jausmus pilve, lydinčius susijaudinimą, baimę ir stresą. Šimtmečiais žmonės tikėjo, kad žarnos bendrauja su smegenimis ir daro įtaką sveikatai ir ligoms. Tačiau šis ryšys buvo ištirtas tik per praėjusį šimtmetį. Du šios srities pionieriai buvo amerikietis gydytojas Byronas Robinsonas, 1907 publikavęs The Abdominal and Pelvic Brain, ir jo bendraamžis, britų fiziologas Johannisas Langley`is, sukūręs terminą „enterinė nervų sistema“. Panašiu laiku išaiškėjo, jog ENS gali veikti autonomiškai,– atrasta, kad nukirtus pagrindinį ryšį su smegenimis – klajoklinį nervą, – ENS ir toliau gali koordinuoti virškinimą. Nepaisant šių atradimų, susidomėjimo žarnyno smegenimis nebuvo iki dešimto dešimtmečio, kai atsirado neurogastroenterologija.

Žinome, kad ENS ne tik gali veikti autonomiškai, bet ir daro įtaką smegenims. Tiesą sakant, maždaug 90 % per klajoklinį nervą einančių signalų ne leidžiasi iš viršaus, tačiau kyla iš ENS (American Journal of Physiology – Gastrointestinal and Liver Physiology, vol 283, p G1217).

Geros savijautos faktorius

Antrosios smegenys turi daug bendrų savybių su pirmosiomis. Jos sudarytos iš įvairių neuronų tipų, su glijų atraminėmis ląstelėmis. Turi savo hematoencefalinį (kraujo–smegenų) barjerą, išlaikantį pastovią fiziologinę aplinką. Jos gamina daugybę hormonų tipų ir apie 40 tų pačių klasių neurotransmiterių, kaip ir galvos smegenys. Manoma, kad neuronai žarnyne pagamina tiek pat dopamino, kaip ir galvoje. Įdomu, kad bet kuriuo laiku apie 95 procentai kūno seratonino yra ENS.

Ką tie visi neurotransmiteriai žarnyne veikia? Galvos smegenyse dopaminas yra signalinė molekulė, siejama su malonumu ir atpildo sistema. Žarnyne ji irgi veikia kaip signalinė molekulė, perduodanti žinutes tarp neuronų, koordinuojančių, pavyzdžiui, tiesiosios žarnos raumenų susitraukimą. Seratoninas irgi perduoda ENS žinutes – geriausiai žinomas, kaip „geros nuotaikos“ molekulė, susijusi su depresijos prevencija ir miego reguliavimu, apetitu ir kūno temperatūros reguliavimu. Bet jo įtaka daug platesnė. Žarnyne pagamintas serotoninas patenka į kraują, kur užsiima sugadintų kepenų ir plaučių ląstelių atstatymu. Jis taip pat svarbus normaliam širdies vystymuisi, o taip pat reguliuoja kaulų tankį, stabdydamas kaulų formavimąsi (Cell, vol 135, p 825).

O kaip dėl nuotaikos? Akivaizdu, pilvo smegenys emocijų neturi, bet ar gali veikti kylančias galvoje? Sutariama, kad žarnose gaminami neurotransmiteriai į smegenis nepapuola – nors, teoriškai, į nedidelius regionus, neturinčius hematoencefalinio barjero, tarp kurių ir hipotalamas, jie pakliūti gali. Kaip bebūtų, iš žarnyno į smegenis siunčiami nervų signalai nuotaiką veikia. 2006-aisiais publikuotas tyrimas rodo, kad klajoklio nervo stimuliacija gali efektyviai gydyti chronišką depresiją, nepasiduodančią kitokiam gydymui (The British Journal of Psychiatry, vol 189, p 282).

Tokie pilvo signalai smegenims taip pat gali paaiškinti, kodėl riebus maistas verčia mus jaustis gerai. Prarytas riebiąsias rūgštis aptinka žarnyno sienelėje esantys receptoriai, siunčiantys nervinius signalus galvon. Tai gali būti vykdoma ne vien tam, kad žinotume, ką suvalgėme. Smegenų skenai, atlikti savanoriams, kuriems tiesiai į žarnyną buvo duota dozė riebiųjų rūgščių, parodė, kad jie silpniau reaguoja į liūdnus paveiksliukus ir muziką, nei gavusieji sūrymo. Jie pranešė esantys tik maždaug perpus liūdni, lyginant su kita grupe (The Journal of Clinical Investigation, vol 121, p 3094).

Yra ir daugiau įrodymų apie dviejų smegenų ryšį, įveikiant stresą. „Drugelių plazdėjimo“ pilve jausmas kyla dėl kraujo nukreipimo iš pilvo į raumenis, kaip smegenų nurodymas pasirengti kautis arba trauktis. Tačiau dėl streso žarnyne imamas aktyviau gaminti grelinas, hormonas, verčiantis jus labiau jausti alkį, mažinantis nerimą ir depresiją. Grelinas dopamino išsiskyrimą smegenyse stimuliuoja ir tiesiogiai, sužadindamas neuronus, susijusius su malonumu ir atlygiu, ir netiesiogiai, perduodamas signalus per klajoklinį nervą.

Mūsų evoliucinėje praeityje stresą malšinantis grelino poveikis galėjo būti naudingas, nes mums reikėjo būti ramiems, klajojant ir ieškant maisto, sako Jeffrey`is Zigmanas iš UT Pietvakarių medicinos centro Dalase, Teksase. 2011-aisias, jo komanda paskelbė, kad veikiamos chroniško streso, pelės priaugo svorio, tačiau genetiškai pakeistų pelių, negalinčių reaguoti į greliną, svoris nepakito (The Journal of Clinical Investigation, vol 121, p 2684). Zigmanas pastebi, kad moderniame pasaulyje, kur laisvai prieinamas riebus maistas, chroniško streso ar depresijos pasekmė gali būti nuolatos išaugęs grelino lygis – ir nutukimas.

Gershonas mano, kad stiprus ryšys tarp mūsų žarnyno ir smegenų susiformavo todėl, kad iš pilvo gauname daug informacijos apie aplinką. „Atminkite, žarnyno vidus išties yra kūno išorė“, – sako jis. Tad galime matyti pavojų akimis, girdėti ausimis ir aptikti žarnomis. Pankaj Pasricha, Johnso Hopkinso Neurogastroenterologijos centro Baltimorėje, Merilende, direktorius, primena, kad be žarnyno nebūtų gyvybę palaikančios energijos. „Jos gyvybingumas ir sveikas funkcionavimas yra toks svarbus, kad smegenims būtina turėti tiesioginį ir artimą ryšį su žarnynu“, – pabrėžia jis.

Bet kiek šios dvi smegenys gali būti sulyginamos? Daugelis tyrėjų takoskyrą brėžia prie atminties – Gershonas nėra vienas iš jų. Jis pasakoja apie JAV armijos ligoninės broliuką, kiekvieną rytą, 10 valandą, dariusį savo skyriaus parapleginiams pacientams enemas. Jam išėjus, atėjusi pamaina tos praktikos nebetęsė. Tačiau rytais, 10 valandą visiems gulintiems skyriuje prasidėdavo sujudimas viduriuose. Šis anekdotas atsirado septintajame dešimtmetyje ir, nors Gershon sutinka, kad nuo to laiko daugiau nebuvo pranešimų apie žarnyno atmintį, tačiau sakosi liekantis atviras šiai idėjai.

Žarnų instinktai

Dar yra sprendimų priėmimas. „Pilvo instinkto“ ar „pilvo reakcijos“ koncepcija yra gerai įsitvirtinusi, bet iš tiesų tie virpantys jutimai prasideda nuo signalo, ateinančio iš smegenų – to paties „kaukis arba traukis“ atsako. Iš čia kylantis nerimo ar susijaudinimo jausmas gali paveikti sprendimą šokti su gumine virve arba surengti antrą pasimatymą, bet nėra aišku, ar šiuos pasirinkimus lemia antrosios jūsų smegenys. Pasąmoninis „pilvo instinktas“ apima ir ENS, tačiau grėsmę visgi iš tikrųjų suvokia galvos smegenys. Kalbant apie sąmonę, logiką, netgi Gershonas sutinka, kad antrosios smegenys to nedaro. „Religija, poezija filosofija, politika – visa tai yra galvos smegenų sritis“, – sako jis.

Tačiau darosi akivaizdu, kad, be sveikos, gerai išvystytos ENS kyla daug platesnės problemos, nei paprasčiausias nevirškinimas. Pasricha išsiaiškino, kad žiurkių naujagimiai, kurių pilvus veikia nestiprus cheminis dirgiklis, būna labiau prislėgti ir dirglesni, nei kitos žiurkės, o simptomai tęsiasi ilgai po to, kai fizinė žala išgydoma. Su kitais pažeidimais, tarkime, odos dirginimu, taip nenutinka, pažymi jis.

Taip pat paaiškėjo, kad įvairios moterų pieno sudedamosios dalys, tarp kurių ir oksitocinas, skatina neuronų vystymąsi žarnyne (Molecular Nutrition and Food Research, vol 55, p 1592). Tai gali paaiškinti, kodėl neišnešiotiems, krūtimi nemaitintiems kūdikiams yra didesnė grėsmė susirgti diarėja ir nekrozuojančiu enterokolitu, kai žarnyno dalį apima uždegimas ir jis apmiršta.

Serotoninas irgi labai svarbus taisyklingam ENS vystymuisi, kur jis, be gausybės kitų rolių, veikia kaip augimo faktorius. Serotoniną gaminančios ląstelės ENS išsivysto anksti, o jei šis vystymasis sutrinka, antrieji smegenys negali normaliai susiformuoti, kaip Gershonas parodė su mutavusiomis pelėmis. Jis mano, kad žarnyno infekcija ar didelis stresas ankstyvaisiais vaiko metais gali turėti tokį pat poveikį ir vėlesniame gyvenime sukelti dirgliosios žarnos sindromą (DŽS), – būdingą chronišką pilvo skausmą su dažnu viduriavimu ar vidurių užkietėjimu, dažnai lydimą depresijos. Idėją, kad DŽS gali sukelti ENS neuronų degeneravimas, remia neseni tyrimai, parodę, kad 87 iš 100 nuo šio sutrikimo kenčiančių žmonių kraujyje yra antikūnų, atakuojančių ir žudančių žarnyno neuronus (Journal of Neurogastroenterology and Motility, vol 18, p 78).

Jau vien atradimas, kad ENS problemos yra susijusios su visokiomis būklėmis reiškia, kad antrosios smegenys nusipelno daug didesnio pripažinimo, nei gaudavo anksčiau. „Jos sutrikimai atsako už daug kančių,“ pažymi Pasricha. Jis įsitikinęs, kad geresnis antrųjų smegenų pažinimas atsipirktų keleriopai, stengiantis kontroliuoti įvairius sutrikimu, nuo nutukimo ir diabeto iki problemų, paprastai siejamų su smegenimis, pavyzdžiui, Alzheimerio ir Parkinsono ligų. Tačiau antrąsias smegenis tiriančiųjų nedaug. „Žinant jų potencialą, stulbina, kiek mažai tam skiriama dėmesio“, – stebisi Pasricha.

Protinės žarnyno ligos

Ryškėjantį suvokimą, kad mūsų žarnyno nervų sistema atsakinga ne tik už virškinimą (žr. pagr. pasakojimą) iš dalies skatina atradimai, kad šios „antrosios smegenys“ susijusios su įvairiais protiniais sutrikimais. Pavyzdžiui, Parkinsono ligą, problemas su judėjimu ir raumenų kontrole, sukelia dopaminą gaminančių ląstelių nykimas smegenyse. Tačiau Heiko Braakas iš Frankfurto universiteto, Vokietijoje, atrado, kad kenkiančios baltymų sankaupos, vadinamieji Lewy kūneliai, pasirodo ir dopaminą gaminančiuose neuronuose žarnyne. Iš tiesų, sprendžiant iš Lewy kūnelių žmonėse, mirusiuose nuo Parkinsono, Braakas mano, kad susirgimas prasideda žarnyne dėl aplinkos veiksnio, pavyzdžiui, viruso ir plinta į smegenis per klajoklinį nervą.

Panašiai charakteringos apnašos ar plokštelės, randamos sergančiųjų Alzheimerio liga smegenyse, yra aptinkamos ir jų žarnyno neuronuose. Sergantieji autizmu linkę turėti ir gastroenterologinių problemų, kurias, manoma, sukelia ta pati genų mutacija, paveikianti smegenų neuronus.

Nors dar tik pradedame suprasti šių dviejų smegenų sąveiką, žarnynas jau siūlo langą tirti smegenų patologiją, pastebi Pankaj Pasricha iš Johnso Hopkinso universiteto Baltimorėje, Merilende. „Teoriškai galime atlikti žarnyno biopsijas ankstyvai diagnoztikai, o taip pat gydymo efektyvumo stebėjimui“.

Antrųjų smegenų ląstelės netgi gali būti naudojamos gydymui. Vienas eksperimentinis neurodegeneratyvinių ligų gydymas yra nervinių kamieninių ląstelių transplantavimas į smegenis, atstatant prarastus neuronus. Šių ląstelių gauti iš smegenų ar stuburo nelengva, tačiau dabar nervinės kamieninės ląstelės rastos suaugusių žmonių žarnyne (Cell Tissue Research, vol 344, p 217). Jos teoriškai galėtų būti paimamos per paprasčiausią žarnyno biopsiją endoskopu, ir tai būtų paruoštas nervinių kamieninių ląstelių šaltinis. Pasricha`o komanda planuoja juos naudoti įvairių ligų, tarp kurių ir Parkinsono, gydymui.

Šaltinis: Emma Young, New Scientist, № 2895

technologijos.lt