Znajdź zawartość

Bakterie jelitowe kontrolują ruchy muszek owocowych (Drosophila melanogaster). To badanie zapewnia dodatkowe dowody na powiązania jelita i mózgu, a w szczególności wskazuje, w jaki sposób bakterie mogą wpływać na zachowanie, w tym na ruchy - podkreśla dr Margaret Sutherland z amerykańskiego Narodowego Instytutu Zaburzeń Neurologicznych i Udaru (NINDS). Zespół prof. Sarkisa K. Mazmaniana z Kalifornijskiego Instytutu Technologii i Catherine E. Schretter zaobserwował, że pozbawione bakterii sterylne muszki były nadaktywne: chodziły szybciej, pokonywały większe odległości i robiły sobie krótsze przerwy niż owady z normalnym poziomem bakterii. Mazmanian badał, jakie bakterie jelitowe mogą oddziaływać na zachowanie D. melanogaster. Lokomocja jest ważna dla wielu aktywności, w tym dla spółkowania i poszukiwania pokarmu. Okazuje się [więc], że bakterie mogą być krytyczne dla podstawowych zachowań zwierząt. U owocówek występuje 5-20 gatunków bakterii, dlatego ekipa Mazmaniana podawała sterylnym (aksenicznym) muszkom pojedyncze szczepy bakterii. Gdy podano Lactobacillus brevis, ruchy powróciły do normalnej prędkości (L. brevis to jeden z 2 gatunków, które przywracały normalne zachowanie). Amerykanie ustalili także, że krytyczna dla tego procesu może być izomeraza ksylozy (ksylozoizomeraza, Xi), występujący u L. brevis enzym rozkładający cukier. Wyizolowanie ksylozoizomerazy i podanie jej muszkom wystarczyło, by spowolnić ruchy. Dodatkowe eksperymenty pokazały, że Xi może wpływać ruchy, precyzyjnie regulując poziom określonych węglowodanów, np. trehalozy, która jest podstawowym cukrem owocówek (to główny cukier krążący w hemolimfie owadów). Okazało się, że owocówki, którym podano Xi, miały niższe poziomy trehalozy niż muszki akseniczne z grupy kontrolnej. Gdy muszkom potraktowanym Xi, które po tym zabiegu przejawiały normalne zachowanie, dawano trehalozę, ponownie pojawiały się szybkie ruchy. To sugeruje, że cukier odwraca działanie Xi. W kolejnym etapie badań autorzy publikacji z Nature przyglądali się układowi nerwowemu, by sprawdzić, które z neuronów mają coś wspólnego z ruchami sterowanymi przez bakterie. W ten sposób stwierdzono, że aktywacja neuronów wytwarzających oktopaminę wyłączała wpływ L. brevis na muszki. W efekcie muszki, które zwolniły po podaniu bakterii lub ksylozoizomerazy, znowu stawały się hiperaktywne. Aktywacja neuronów oktodopaminergicznych (produkujących oktodopaminę) u D. melanogaster z normalnym poziomem bakterii także sprawiała, że poruszały się one szybciej. Włączenie neuronów wytwarzających inne neuroprzekaźniki nie wpływało na ruchy owadów. Mazmanian i inni uważają, że Xi może monitorować stan metaboliczny muszek, w tym poziom składników odżywczych, a później sygnalizować neuronom oktodopaminergicznym, czy powinny się włączyć, czy wyłączyć, prowadząc do określonych zmian w zachowaniu. Amerykanie dodają, że zamiast oktodopaminy ssaki produkują noradrenalinę, która, jak wykazano, również kontroluje ruchy. Mikrobiom jelitowy może odgrywać podobną rolę w lokomocji ssaków, a także w zaburzeniach poruszania, takich jak choroba Parkinsona - podsumowuje Mazmanian.   « powrót do artykułu