Bağırsakta iştahı düzenlemeye yardımcı olan 'altıncı his' keşfedildi

Tüm organizmalar dünyayı duyuları aracılığıyla yorumlar. Ancak bilim, en popüler beş duyunun (işitme, görme, dokunma, koku alma ve tat alma) çevremizle olan tüm etkileşimleri ele almak için muhtemelen yetersiz olduğu konusunda giderek daha net hale geliyor. Dünyanın en iyi bilimlerinin vitrini olan Nature dergisinde yayınlanan yeni bir araştırma , bağırsakta bulunan yeni ve gizli bir altıncı his keşfetti. Özellikle, Duke Üniversitesi'ndeki (ABD) bilim insanları, fareler üzerinde yaptıkları bir çalışmada, "nörobiyotik duyu" olarak tanımladıkları bu duyusal sistemin, beyin ile bağırsakta yaşayan ve sağlık ve hastalıkları düzenleme kapasitesine sahip muazzam bir mikroorganizma ekosistemi olan mikrobiyom arasında gerçek zamanlı iletişimi mümkün kıldığını ortaya koydu.

Araştırmacılar, bu duyusal altyapının bağırsakta neler olup bittiğini algılamak, besinleri tespit etmek ve iştah kararlarını yönlendirmek için kullanıldığını söylüyor. Ancak bu, muhtemelen daha uzun ve henüz keşfedilmemiş bir hikayenin sadece başlangıcı: Bilim insanları, bu altıncı hissin, bağırsağın mikropları nasıl algıladığı, davranışları (yeme alışkanlıklarından ruh haline kadar) nasıl etkilediği ve hatta beynin mikrobiyomu nasıl şekillendirebileceği konusunda daha derin bir anlayış için bir platform olabileceğini varsayıyor.

Duke'un Bağırsak-Beyin Nörobiyoloji Laboratuvarı'nda araştırmacı ve çalışmanın başyazarı Diego Bohórquez, uzun süre bağırsağın "sadece sindirim ve emilim işlevi gören oldukça pasif bir tüp" olduğu düşünüldüğünü söylüyor. Ancak bu varsayım birçok açık uçlu soru bırakıyordu. Sinirbilimci, "Bağırsakların kendisine ulaşan şeyi nasıl bildiği henüz araştırılmamıştı. Örneğin, bir elma veya bir bardak süt bir molekül evrenidir. Ve bağırsağın, gelen şeyi beyne bildirmek için anında bir temsili tanıması ve oluşturması gerekir," diye açıklıyor. Hipotezi, beyin ve bağırsağın, o mikrobiyal ekosistemde neler olup bittiği hakkında bilgi iletmek için bir "duyusal sisteme" sahip olduğuydu. Bu, mikropların tetikleyebileceği çok daha yavaş bağışıklık veya metabolik tepkiden bağımsız, hızlı, doğrudan bir sistemdi.

Ve haksız da değildi: 15 yıllık araştırmanın ardından Bohórquez ve ekibi, bu yeni duyunun nasıl çalıştığını belgelemeyi başardı. Bu, beynin bağırsakta yaşayan mikroplardan gelen sinyallere gerçek zamanlı olarak yanıt vermesini sağlıyor. "Bu, bağırsaktaki bakterilerin ne kadar ve ne kadar süreyle yediğimizi etkilemesini sağlayan bir duyusal sistemdir," diye özetliyor.

Bu altıncı hissin temel iletim kuşağı , kolonun epitelini kaplayan minik duyu hücreleri olan nöropodlardır . Bohórquez, "Tıpkı gözde mavi ve kırmızı renkleri ayırt etmek için nöropodların kuzenleri olan nöroepitelyal hücreler bulunur. Bunlar fotonları algılar ve dalga boyu aracılığıyla bir şeyin kırmızı mı yoksa mavi mi olduğunu belirlememize yardımcı olur. Bağırsakta ise, besinler söz konusu olduğunda, aldığımız molekülleri hızla tespit etmemize yardımcı olan ve beyni yönlendirerek yalnızca yağ mı yoksa protein mi yediğimizi değil, ne kadar daha yememiz gerektiğini de belirleyen nöropod hücreleri bulunur," diye açıklıyor.

Araştırmaları çok eskilere dayanıyor. Birkaç yıl önce, nöropodların vücudun örneğin şekerler ve tatlandırıcılar arasında ayrım yapması ve kalori değeri olan şekerleri diğer tatlandırıcılara tercih etmesi için "temel" olduğunu tespit etmişlerdi. Buna "besin duyusu" adını verdiler ve bu duyu, ne yediğimizi yönlendirmeye yardımcı oluyor: nöropodlar, besin sinyallerini beyne iletmek için mesajlara dönüştürebiliyordu. Ancak bilim insanları, vücudun bağırsak mikroplarından yayılan uyaranlara gerçek zamanlı olarak nasıl tepki verdiğini hâlâ çözememişlerdi.

Bu araştırmayla keşfettikleri şey, yemek yediğimizde bazı bağırsak bakterilerinin flagellin adı verilen proteinler salgıladığı. Nöropodlar bunları algılıyor ve bir reseptörün (TLR-5 adı verilen) yardımıyla, bağırsak ve beyin arasında temel bir iletişim yolu olan vagus sinirine bir mesaj gönderiyor. Bu kanal aracılığıyla vücudun operasyon merkezine ulaşan sinyal, yeterince yediğimize dair bir uyarı. Bohórquez, "Nöropodların flagellin'i algıladığına ve bunun beyni hemen uyararak yemeyi bırakması gerektiğine dair bir sinyal gönderdiğine inanıyoruz. Bu, beynin yalnızca bizim yediğimizi değil, aynı zamanda bakterilerin de yeterli besin aldığını anlamasını sağlayan bir tür anlık duyusal arayüz," diye düşünüyor.

Tezlerini doğrulamak için bilim insanları bir grup fareyi bir gece aç bıraktılar ve ertesi gün doğrudan kolonlarına bir doz flagellin uyguladılar. Tepki, hayvanların daha az yemesiydi. Buna karşılık, TLR-5 reseptörünün devre dışı bırakıldığı genetiği değiştirilmiş başka bir kemirgen grubunda yapılan aynı deney, hayvanların daha fazla yemesi ve daha fazla kilo almasıyla sonuçlandı. Bohórquez, "Her seferinde biraz daha fazla ve daha uzun süre yedikleri için obez oldular. Ancak [nihai sonuçlara ulaşmamız] uzun zaman aldı çünkü bunun bağışıklık veya metabolik olmadığını ve mikrobiyal örüntüleri tanımak için gerçekten bir duyusal nöronal sistemin var olduğunu göstermemiz gerekiyordu," diyor. Araştırmaları, flagellinin bu nörobiyotik devre aracılığıyla beyne iştahı azaltmak için sinyaller gönderdiğini gösterdi. Ancak, bu yol kesildiğinde mesaj ulaşmadı ve fareler obez oldu. Bu, yeme davranışı üzerinde doğrudan bir mikrobiyal etki olduğu anlamına geliyordu.

Bohórquez, araştırmalarını hayvan modelleri üzerinde yürütse de temel fikirlerin insanlara da uygulanabilir olduğunu savunuyor: "Duyusal sistemde bazı değişiklikler olabilir, ancak temel prensip aynıdır."

Eski bir duygu

Deneyleri, belirli bir bakteri cinsinin ( Salmonella ) flagellinine odaklanmış olsa da, bilim insanı bu moleküler yapının birçok farklı mikroorganizma türünde korunduğuna dikkat çekiyor. Bohórquez, " Bu duyusal sistem, mikrobiyotadan arındırılmış hayvanlarda bile aktif hale geliyor. Bu, hayvanın yapısal bir parçası olduğu anlamına geliyor ve bu da bağırsağın bu mikrobiyal moleküler yapıları tanıyıp beyne iletmesi için çok eski ve temel bir duyu olduğunu gösteriyor," diye ekliyor.

Ancak bu keşif, henüz keşfedilmemiş büyük bir merdivenin sadece "ilk adımı". "Bağırsakların, nöropodlar aracılığıyla bu moleküler örüntüleri beyne ilettiğini yeni keşfettik. Ancak bu, beyinde belirli davranış değişikliklerine neden olabilecek başka moleküler örüntülerin de olabileceği olasılığını gündeme getiriyor," diye öne sürüyor.

Barselona'daki Bellvitge Hastanesi Sindirim Sistemi Bölümü'nde doktor olan Clàudia Aràjol da bu araştırmayı "üzerinde çalışılacak çok ilginç bir konu" olarak değerlendiriyor. Araştırmaya dahil olmayan uzman, "Kapsamlı bir metodolojiye ve ümit verici sonuçlara sahip muhteşem bir çalışma. Mikrobiyomun tokluk ve kilo kontrolündeki rolüyle ilgili yeni bir yolun başlangıcı," diyor. Aràjol ayrıca, bilim insanlarının bağırsak mikropları ve beyin arasındaki bu duyusal sistemi göstermek için tüm kafa karıştırıcı unsurları (olası immünolojik veya metabolik açıklamalar gibi) ortadan kaldırma çabalarına da dikkat çekiyor. "İnsanlarda nasıl sonuç vereceğini görmemiz gerekiyor, ancak klinik düzeyde bu sonuçlar, obeziteyi kontrol altına almak için farklı ilaçların incelenmesini teşvik edebilir," diye belirtiyor.

Muazzam bir araştırma alanı açılıyor. Bohórquez, "Yediklerimizle nasıl olduğumuz hakkında her zaman günlük konuşma dilinde konuşuruz. Doğrudan bir ilişki var. Ama burada, bağırsakların sadece yiyecek ihtiyaçlarımızı değil, arzularımızı da yönlendiren bir duyusal sisteme sahip olduğundan bahsediyoruz, çünkü diğer her şey yiyeceklerden geliyor. Beslendikten sonra hayal kurabilir, yaratabilir ve sosyal etkileşim kurabilirsiniz," diye vurguluyor.

Bilim insanı, aslında yeni duyuların da ortaya çıkma olasılığını göz ardı etmiyor: "Biz tüm bu duyusal sistemlerin bir araya gelmesinden oluşan bir topluluğuz. Belki de altıncı veya yedinci duyusal sistemi belgeliyor olsak da [birkaç yıl önce tespit edilen besin sensörünü de hesaba katarsak], çok daha fazlası olmalı. Örneğin, beynin ventriküllerindeki beyin omurilik sıvısını izleyen sistem: Bu sıvı, uyku şeklimizi, sirkadiyen ritimlerimizi veya rüyalarımızı etkileyen belirli bir duyusal sistem gerektirebilir."

Bu da o kadar tuhaf olmazdı. Örneğin bitkilerde 14 duyusal sistemin bulunduğunun belgelendiğini hatırlıyor. Tıp alanında Nobel Ödülü sahibi Ardem Patapoutian gibi diğer bilim insanları da beş duyu fikrinin biraz "naif" olduğunu savunuyor. Bu bilim insanı, propriosepsiyonun -uzayda uzuvlarınızın nerede olduğunu hissetme yeteneği- de bir duyu olduğunu ve başka duyuların da olduğunu öne sürüyor: "Peki ya sıcaklık hissi? Ya mesanenin algısı? Bu dokunma değil, peki nedir? Başka bir duyu," diye belirtti bir aydan biraz daha uzun bir süre önce EL PAÍS'e verdiği bir röportajda .