Gerçek zamanlı bağırsak-beyin iletişimi

Bugüne kadar yapılan birçok çalışma, beyin ve bağırsak mikrobiyotası arasında bir bağlantı olduğunu ortaya koymuştur. Şimdi ise Duke Üniversitesi Tıp Fakültesi ve ortak çalıştıkları bilim insanları fareler üzerinde yürüttüğü araştırmalarda, bu bilgi birikimine katkıda bulunuyor ve bağırsak-beyin iletişiminin davranış ve iştahı nasıl düzenlediğine dair yeni bakış açıları sunuyor. Nature dergisinde yayımlanan çalışmada, beynin bağırsakta yaşayan mikroplardan gelen ve yemeyi bırakma zamanının geldiğini bildiren mesajlara hızla yanıt vermesini sağlayan bir sistemi tanımlıyorlar.

"Konağın bağırsak mikrobiyal düzenini izleyerek davranışını ayarladığı bir duyu" olarak tanımlanan bu "nörobiyotik duyu"nun ayrıntıları, "Mikrobiyal düzene yönelik bağırsak duyusu beslenmeyi düzenler" başlığıyla Nature dergisinde yayımlandı. Bilim insanları, daha önceki araştırmaların gıda alım davranışlarına odaklandığını, kendilerinin ise "ince bağırsaktaki besin duyusal iletimine" odaklandıklarını, ancak elde ettikleri sonuçların, özelleşmiş kolon hücrelerinin bakteri proteinini tespit etmek ve beyne sinyaller göndermek için patern (desen) tanıma reseptörlerini kullandığı bir yola işaret ettiğini belirtti.

NÖROPODLARA ODAKLANDILAR

Araştırma, kolon epitelini kaplayan ve besin alımını kontrol etmede rol oynayan küçük sensör hücreleri olan nöropodlara odaklanıyor. Bu hücreler ortak bir mikrobiyal protein tespit ettiklerinde, iştahı kontrol etmeye yardımcı olan mesajları hızla beyne gönderiyorlar. Bu çalışma özellikle beslenmeye odaklansa da, bilim insanları bu nörobiyotik duyunun, bağırsağın mikropları nasıl tespit ettiğini ve hatta beynin bağırsak mikrobiyomunu nasıl şekillendirebileceğini anlamak için daha geniş bir platform olabileceğine inanıyor. Çalışmanın kıdemli araştırmacısı ve Duke Üniversitesi tıp ve nörobiyoloji profesörü olan Diego Bohórquez, "Vücudun mikrobiyal örüntüleri gerçek zamanlı olarak ve yalnızca bir bağışıklık veya yangıya (inflamatuar) tepki olarak değil, aynı zamanda davranışı gerçek zamanlı olarak yönlendiren bir sinirsel tepki olarak algılayıp algılayamayacağını merak ettiklerine," dikkat çekti.

İştah bastırma sürecinde tanımlanan önemli bir protein, bakteri kamçılarında yaygın bir protein olan flagellindir. Bağırsakta, bu protein bağırsak ve beyin arasında önemli bir iletişim kanalı olan vagus siniri üzerinde doğrudan etki göstermez. Bunun yerine, veriler, insanlar yiyecek tükettiğinde bağırsak bakterilerinin flagellin salgıladığını göstermektedir. Nöropodlar, bu proteini Toll benzeri reseptör 5 (TLR5) kullanarak tespit eder ve bu reseptör daha sonra mesajı vagal nöronlar aracılığıyla beyne iletir.

OBEZİTE İÇİN UMUT

Bu bilgilerden yola çıkarak Bohórquez ve araştırma ekibi, bakteriyel flagellinin kolona verilmesinin, bağırsak bakterilerinin nöropodlarının beyne iştah bastırıcı bir sinyal göndermesini tetikleyip tetikleyemeyeceğini merak etti. Bunu, fareleri gece boyunca aç bırakarak ve ardından lavman yoluyla kolona küçük bir doz flagellin vererek test ettiler. Bu şekilde flagellin alan farelerin daha az yemek yediğini gözlemlediler. Dahası, araştırmacılar TLR5 eksikliği olan farelerde benzer bir deney yaptıklarında, bu fareler yemeye devam etti ve kilo aldı; bu da iştah bastırma sinyallerinin beyne ulaşamadığını gösteriyor.

Ayrıca, flagellinin besin alımı üzerindeki etkilerinin doğrudan epitel aktivasyonundan kaynaklandığını ve diğer bağırsak mikroorganizmalarıyla etkileşimlerden kaynaklanmadığını doğrulamak için bilim insanları, mikropsuz farelere de flagellin lavmanları uyguladılar. Elde ettikleri sonuçlar, mikrobiyomlu farelerde olduğu gibi, mikropsuz farelerin de besin alımının önemli ölçüde azaldığını doğruladı ve bu da flagellin sinyallerinin beyne ulaştığını gösteriyor.

Bohórquez, "Bu çalışmanın, davranışlarımızın mikroplardan nasıl etkilendiğini açıklamak için daha geniş bilim camiasına özellikle yardımcı olacağını düşündüğünü" dile getirdi. Araştirmacıların bir sonraki adımı, belirli diyetlerin bağırsaktaki mikrobiyal ortamı nasıl değiştirdiğini araştırmak. Bu, obezite veya psikiyatrik bozukluklar gibi durumlarda bulmacanın önemli bir parçası olabilir.

Orijinal makale erişim sayfası: https://www.nature.com/articles/s41586-025-09301-7