Alam semesta organisme yang hidup di dalam tubuh Anda dapat mempengaruhi setiap bagian tubuh Anda, dari otak ke tulang, bahkan pikiran, perasaan dan usaha Anda untuk menurunkan berat badan.

Ini adalah jagad triliunan mikroorganisme - atau yang disebut oleh ahli biologi mikrobiota - yang hidup di usus Anda, bagian tubuh Anda bertanggung jawab atas pencernaan makanan yang Anda makan dan cairan yang Anda minum.

Sebagai peneliti, kita telah melihat semakin efek bakteri ini pada tubuh inangnya, mulai dari obesitas sampai penyakit jiwa dan penyakit jantung. Dengan obesitas, misalnya, organisme kecil ini mungkin memainkan peran besar dengan mempengaruhi makanan apa yang kita idamkan dan bagaimana tubuh kita berpegang pada lemak.

Dalam sebuah studi terbaru dari mikrobiom usus, kami menetapkan untuk menentukan apakah mikrobiota di usus dapat terpengaruh tidak hanya oleh sistem saraf kita, tetapi juga oleh sumber yang tidak disangka - sumsum tulang kita.

Harapan kami adalah, dengan memahami interaksi mikrobioma dengan bagian tubuh lainnya, pengobatan satu hari dapat dikembangkan untuk berbagai penyakit.

Sambungan sumsum tulang otak-otak

Usus, yang meliputi esofagus, perut, usus besar dan besar, usus besar dan bagian lain dari sistem pencernaan Anda, adalah garis pertahanan pertama dan antarmuka terbesar antara host - dalam hal ini, seseorang - dan dunia luar.

Setelah lahir, usus adalah titik masuk pertama untuk pengaruh lingkungan dan makanan terhadap kehidupan manusia. Dengan demikian, mikrobiota di usus memainkan peran penting selama pertumbuhan manusia, karena berkontribusi pada pengembangan dan pemeliharaan sistem kekebalan tubuh kita sepanjang masa hidup kita.

Meskipun pada awalnya kita menganggap mikrobiota sebagai organisme yang relatif sederhana, kenyataannya mereka mungkin tidak begitu sederhana. Mikrobiota semut bisa bersifat pribadi dan rumit seperti sidik jari.

Ada lebih banyak bakteri di usus Anda sendiri daripada sel di sekujur tubuh Anda. Alam semesta bakteri yang luas ini mengandung spesies yang digabungkan dapat memiliki gen 150 lebih banyak dari pada manusia. Penelitian menunjukkan bahwa bakteri dalam usus kita mendahului penampilan manusia dan bahwa mereka mungkin telah memainkan peran penting dalam pemisahan evolusioner antara nenek moyang kita dan kita.

Bakteri sehat secara aktif berinteraksi dengan sistem kekebalan inang di usus. Mereka berkontribusi terhadap penghalang antara mikroorganisme penyebab penyakit atau infeksi yang diperkenalkan melalui konsumsi. Mereka juga membantu mempersiapkan sistem kekebalan tubuh inang untuk mempertahankan tubuh. Campuran mikroba yang salah, di sisi lain, dapat berkontribusi pada banyak gangguan kesehatan pencernaan, kekebalan tubuh dan mental dan bahkan obesitas.

Organisme kecil ini bekerja sangat keras dalam pencernaan. Mereka membantu mencerna makanan kita dan bisa melepaskan nutrisi dan vitamin penting untuk kesejahteraan kita, semuanya sebagai ganti keistimewaan yang ada di lingkungan yang bergizi.

Periset secara aktif mengeksplorasi banyak segi hubungan simbiosis ini. Data terakhir menunjukkan hubungan antara Keanekaragaman mikrobiota usus dan kekayaan dan cara kita menyimpan lemak, bagaimana kita mengatur hormon pencernaan dan kadar glukosa darah, dan bahkan jenis makanan apa yang kita sukai.

Ini mungkin juga menjadi alasan mengapa kebiasaan makan kita begitu sulit untuk berubah. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa mikrobiota dapat menghasilkan hasrat untuk makanan yang mereka spesialisasi - bahkan coklat - atau yang memungkinkan mereka bersaing dengan lebih baik untuk mendapatkan sumber daya melawan bakteri lain.

Panggilan tiga arah?

Ada bukti yang berkembang tentang hubungan antara otak dan mikrobiota kita juga. Otak sama dengan prosesor utama komputer, mengatur semua variabel fisiologis, termasuk sistem kekebalan tubuh, pertahanan tubuh terhadap infeksi dan penyakit.

Semua sel imun "lahir" di sumsum tulang. Dari penelitian kami sebelumnya, kami tahu itu peningkatan radang sumsum tulang, salah satu dari banyak konsekuensi tekanan darah tinggi, digerakkan oleh a pesan langsung dari otak. Perut juga memainkan peran penting dalam mempersiapkan sistem kekebalan tubuh untuk berperang.

Jadi kita bertanya-tanya: Mungkinkah sel kekebalan sumsum tulang berperan dalam menandakan antara otak dan usus? Kami ingin mencari tahu.

Dengan menggunakan model tikus eksperimental baru, kami mengganti sumsum tulang yang terjadi secara alami di dalam tikus dengan sel sumsum tulang dari tikus genetika yang berbeda. Sumsum pengganti ini kekurangan molekul spesifik yang disebut beta adrenergik, yang membuat sumsum tulang kurang responsif terhadap pesan saraf dari otak.

Dengan cara ini kita bisa menyelidiki bagaimana komunikasi kekebalan otak tuan rumah akan memodifikasi mikrobiota usus.

Memang, dengan mempelajari model tikus baru ini, kami menentukan bahwa sistem saraf kita - yang diarahkan oleh otak kita - dapat memodifikasi komposisi mikrobiota usus dengan berkomunikasi langsung dengan sel kekebalan sumsum tulang. Oleh karena itu otak bisa mengubah mikrobiota usus kita secara tidak langsung dengan berbicara kepada tulang.

Sel peradangan yang lebih sedikit di sumsum tulang = lebih sedikit di usus

Berdasarkan percobaan kami, kami mengamati bahwa sel-sel peradangan yang lebih sedikit hadir dalam sirkulasi tikus yang menerima penggantian sumsum tulang khusus daripada pada yang tidak. Ini berarti ada lebih sedikit sel kekebalan yang bisa menyusup ke dalam usus dan mempengaruhi lingkungan bakteri.

Dengan demikian, dengan menekan komunikasi antara otak dan sumsum tulang, kami mengamati respons inflamasi yang mereda di usus dan pergeseran konsekuen ke mikrobiot yang "lebih sehat," lebih beragam.

Hal ini tampaknya dimediasi melalui perubahan spesifik pada gen inflamasi di usus. Namun, interaksi antara host dan mikrobiota usus sangat kompleks, dan masih banyak penelitian yang diperlukan untuk menentukan mekanisme yang tepat dari komunikasi dekat mereka.

Ini mungkin juga protektif terhadap kenaikan berat badan, karena peran yang sangat penting microbiota dan sistem kekebalan tubuh bermain dalam obesitas.

Kunci kesehatan jantung, kesehatan mental dan penurunan berat badan?

Temuan ini mungkin juga berimplikasi pada penyakit kekebalan dan juga pengobatan yang menghasilkan atau menggunakan imunosupresi. Yang terakhir ini dapat mempengaruhi mikrobiota usus, yang pada gilirannya dapat menyebabkan efek yang tidak diinginkan di tubuh, termasuk yang terkait dengan kondisi kesehatan pencernaan dan kesehatan mental.

Dalam konteks penyakit kardiovaskular, respon inflamasi yang diredam ini tampaknya bermanfaat, karena ini menyebabkan penurunan tekanan darah yang bermanfaat pada tikus percobaan kami.

Yang paling menarik, hubungan antara mikrobiota usus dan kesehatan mental kita baru-baru ini menjadi lebih jelas. Secara khusus, ada yang menyarankan itu Mikrobiota usus mempengaruhi stres dan kecemasan jalur di otak dengan cara yang dapat mengubah suasana hati dan perilaku baik secara positif maupun negatif, memberi arti baru pada istilah "firasat."

Hal ini bisa segera menyebabkan kelas obat baru, yang disebut psikobiotik.

Seperti skenario "ayam dan telur", bagaimanapun, interaksi kompleks ini menjamin penyelidikan lebih lanjut untuk sepenuhnya memahami konsekuensi (atau manfaat) dari perturbing satu komponen mikrobiota usus. Pemahaman ini sangat penting jika kita memanfaatkan sepenuhnya kemampuan manipulasi microbiota usus dalam kesehatan dan penyakit, tanpa efek samping negatif.

Tentang Penulis

Jasenka Zubcevic, Asisten Profesor, University of Florida dan Christopher Martyniuk, Associate Professor of Toxicology, University of Florida

Artikel ini awalnya diterbitkan pada Percakapan. Membaca Artikel asli.

Buku terkait:

at Pasar InnerSelf dan Amazon