O bakteriach i ich wpływie na psychikę już tu trochę pisaliśmy, a na światło dzienne wychodzą coraz to ciekawsze doniesienia. Tym razem przyjrzymy się bakteriom znajdującym się w… ziemi! Tak tak, zarazki z błota, przed którymi lata temu ostrzegali nas rodzice, mogą nam jednak służyć.

Bakterie glebowe psychobiotykami?

Bardzo intrygującą grupą probiotyków są bakterie glebowe. Bohaterem tego artykułu jest bakteria z gleby, którą naukowcy wzięli pod lupę, by sprawdzić jej potencjalne właściwości dla zdrowia. Glebowa bakteria Mycobacterium vaccae (NCTC 11659) jest gatunkiem saprofitycznym, czyli żyjącym w martwych szczątkach roślin. Z wcześniejszych doniesień opartych na mysim modelu astmy wiadomo, że preparaty z wykorzystaniem tej bakterii zmniejszają stany zapalne dróg oddechowych. Kolejne badania potwierdzały działanie przeciwzapalne i immunomodulujące.

Ale co to ma wspólnego ze stresem i psychiką? Otóż stres, szczególnie ten przewlekły, jest wyzwalaczem licznych reakcji zapalnych. Przewlekły stan zapalny, tak jak i przewlekły stres, ma destrukcyjny wpływ na zdrowie. Jeśli uda się zahamować indukowany stresem wzrost cytokin zapalnych, to możliwe jest ograniczenie negatywnych dla zdrowia skutków stresu. Badacze dowiedli, że u myszy owo przeciwzapalne działanie objawia się bardziej proaktywną reakcją na przewlekły stresor psychospołeczny, zapobiega rozwojowi zapalenia jelita grubego wywołanego stresem, oraz łagodzi lęk i obronne reakcje behawioralne.

Z biochemicznej perspektywy, ekspozycja na bakterię M. vaccae hamowała wywoływany stresem wzrost IL-6 i intergeronu gamma, oraz podnosiła stężenie przeciwzapalnej IL-10. Szczegółowe analizy pokazały, że za te terapeutyczne efekty odpowiada w głównej mierze lipid produkowany przez bakterie – kwas 10(Z)-heksadekenowy (10(Z)-hexadecenoic acid). To on zdobył szczególną uwagę naukowców. Jest to długołańcuchowy (C16), jednonienasycony kwas tłuszczowy. Samo to jest interesującym faktem, ponieważ rzadko się zdarza, by w naturze organizmy produkowały kwasy nienasycone na pozycji C10, a M. vaccae jest jednym z wyjątków. W dalszym toku badań udało się zsyntetyzować wolną formę tego kwasu i przeprowadzić dalsze badania. Z nich wynikło, że ten kwas upreguluje geny odpowiedzialne za ścieżkę sygnalizacji receptorów PPAR, a konkretniej nasilając sygnalizację PPARα, co przekłada się właśnie na zmniejszenie zapaleń. Zarówno zastosowanie inhibitorów PPARα, jak i próby na myszach pozbawionych tych receptorów, negowały działanie przeciwzapalne, co sugeruje, że wpływ na sygnalizację PPAR jest podstawowym mechanizmem działania.

Autorzy publikacji, którą cytuję na końcu przedstawiają następujące mechanizmy, przez które stany zapalne w układzie obwodowym mogą wpływać na zmiany zapalne w mózgu:

  • wnikanie cytokin do mózgu w narządach okołokomorowych, gdzie bariera krew-mózg jest słabsza,
  • wiązanie cytokin do śródbłonka naczyń mózgowych i indukowanie wydzielania ośrodkowych mediatorów neurozapalnych,
  • transport sygnałów immunologicznych do mózgu przez barierę krew-mózg z pomocą nośników,
  • migracja prozapalnych monocytów z układu obwodowego do ośrodkowego układu nerwowego,
  • aktywacja obwodowych nerwów czuciowych, w tym szlaków nerwu błędnego.

Wcześniejsze badania pokazały, że preparacje martwych bakterii mogą hamować tendencje lękowe, Dalsze plany zakładają przeprowadzenie podobnych prób dla syntetycznego kwasu 10(Z)-heksadekenowego i dokładniejsze sprawdzenie, czy w tych efektach również pośredniczą receptory PPAR.

Czy uda się tę wiedzę wykorzystać terapeutycznie?

Jest duża szansa! Ten szczep bakterii nie jest człowiekowi obcy, ponieważ występuje w miejskich wodociągach, a także jest częścią ludzkiego mikrobiomu – bywa obecny we florze bakteryjnej jamy ustnej i górnych dróg oddechowych. Jak pokazują badania na zwierzętach, działanie pojawia się nawet przy stosowaniu preparatów z bakteriami zabitymi pod wpływem ciepła. Wolny kwas 10(Z)-heksadekenowy jest możliwy do zsyntetyzowania, więc w perspektywie jest zarówno wykorzystanie bakterii, jak i samej substancji czynnej, którą produkują. Pozostaje nam czekać na rozwój dalszych badań i pojawienie się konkretnych prób na ludziach. Trzymajmy kciuki za dobre efekty!

Podsumowanie

Powyższe doniesienia wspierają założenia teorii higienicznej i tego, że życie w przesadnej sterylności może pozbawiać nas dobrodziejstw bakterii środowiskowych. Oczywiście w różnych miejsca czają się na nas groźne patogeny, jednak nawet w glebie można znaleźć sprzymierzeńców, którzy uchronią nas przed stresem. Dotychczasowe badania na zwierzętach oraz wiedza o działaniu pokrewnych kwasów tłuszczowych stawia przyszłość badań nad Mycobacterium vaccae w optymistycznym świetle.

Źródło:

David G. Smith et al. „Identification and characterization of a novel anti-inflammatory lipid isolated from Mycobacterium vaccae, a soil-derived bacterium with immunoregulatory and stress resilience properties” Psychopharmacology (2019) 236: 1653.

PS. Przeczytaj też o PSYCHOBIOTYKACH