Książka ta zawiera porady oraz informacje dotyczące zdrowia. Należy z niej korzystać w uzupełnieniu, a nie zamiast konsultacji z lekarzem czy wykwalifikowanym personelem służby zdrowia. Jeżeli wiesz lub podejrzewasz, że masz jakieś schorzenie, przed rozpoczęciem stosowania dowolnej metody terapeutycznej czy leku powinieneś zasięgnąć porady swojego lekarza. Dołożono wszelkich starań, aby zapewnić aktualność informacji zawartych w tej książce na dzień jej pierwotnej publikacji. Wydawca i autor nie biorą odpowiedzialności za skutki medyczne, które mogą powstać w rezultacie zastosowania sugerowanych tu metod. Imiona i rozpoznawalne cechy osób omawianych w książce zostały zmienione w celu ochrony ich prywatności.

Tytuł oryginału: The Mind-Gut Connection
Przekład: Dariusz Rossowski
Opieka redakcyjna: Maria Zalasa
Redakcja: Katarzyna Nawrocka
Korekta: Grzegorz Krzymianowski
Projekt okładki: Design Partners. s.c.

Copyright © by Dr. Emeran Mayer
Copyright for Polish edition and translation © Wydawnictwo JK, 2017

Wszelkie prawa zastrzeżone. Żadna część tej publikacji nie może być powielana ani rozpowszechniana za pomocą urządzeń elektronicznych, mechanicznych, kopiujących, nagrywających i innych bez uprzedniego wyrażenia zgody przez właściciela praw.

ISBN 978-83-68262-61-2
Wydanie III, rok 2025

Wydawnictwo JK
Wydawnictwo JK, ul. Krokusowa 3,
92-101 Łódź tel. 42 676 49 69 www.wydawnictwofeeria.pl

Konwersję do wersji elektronicznej wykonano w systemie Zecer.

Dla Minou i Dylana
za ciągłe zachęcanie mnie, bym słuchał
podpowiedzi płynących z głębi moich „trzewi”

Dla mojego mentora Johna H. Walsha,
który rozbudził moje zainteresowanie
komunikacją na linii jelita-mózg

CZĘŚĆ I ORGANIZM – INTELIGENTNY SUPERKOMPUTER

CZĘŚĆ I

ORGANIZM – INTELIGENTNY SUPERKOMPUTER

Rozdział 1 Umysł ma naprawdę łączność z ciałem

ROZDZIAŁ 1

Umysł ma naprawdę łączność z ciałem

Kiedy zacząłem studiować medycynę w 1970 roku, lekarze postrzegali ludzki organizm jako skomplikowaną maszynę złożoną ze skończonej liczby osobnych elementów. Średnio funkcjonuje ona około siedemdziesięciu pięciu lat, o ile odpowiednio o nią dbamy i zaopatrujemy we właściwe paliwo. Maszyna ta, podobnie jak dobrej jakości samochód, będzie dobrze się sprawować pod warunkiem, że nie ulegnie groźnemu wypadkowi, a żadne części nie zużyją się czy nie zepsują. Aby zapobiec nieoczekiwanym kłopotom, wystarczy wykonywać rutynowe przeglądy. Z kolei poważne problemy, takie jak infekcja, uraz powypadkowy czy choroba niedokrwienna serca, da się rozwiązać przy użyciu instrumentów medycyny zachowawczej i chirurgii.

Niemniej w ciągu ostatnich czterdziestu czy pięćdziesięciu lat nasz stan zdrowia pogorszył się w całkiem podstawowym sensie i wydaje się, że nie można już zrozumieć tej sytuacji ani usunąć niedomagań przy użyciu dotychczasowego modelu. Tego, co się dzieje, nie da się już wyjaśnić na zasadzie prostego zaburzenia czynności narządu czy genu. Zaczynamy sobie raczej zdawać sprawę, że złożone mechanizmy regulatorowe, które pomagają w adaptacji organizmu i mózgu do gwałtownie zachodzących zmian środowiska, same zaczynają ulegać wpływom zmieniającego się stylu życia. Mechanizmy te nie funkcjonują w odosobnieniu, lecz jako części pewnej całości. Regulują nasze spożycie pokarmu, przemianę materii i wagę ciała, układ odpornościowy oraz rozwój i stan zdrowia mózgu. Zaczynamy też rozumieć, że istotny składnik tych systemów regulacyjnych stanowią jelita oraz żyjące w nich drobnoustroje (mikrobiota jelitowa) i cząsteczki sygnałowe, które owe drobnoustroje wytwarzają, korzystając z gigantycznej liczby swych genów (mikrobiomu).

W książce tej przedstawiam nowe, rewolucyjne spojrzenie na wzajemną komunikację mózgu, jelit i trylionów mikroorganizmów, które w nich bytują. W szczególności skupiam się na roli, jaką związki te odgrywają w zachowaniu zdrowia samego mózgu oraz jelit. Omawiam negatywne konsekwencje zaburzeń tej komunikacji dla wspomnianych narządów oraz proponuję sposoby ponownego nawiązania i usprawnienia komunikacji mózg-jelita, pozwalające prawdziwie zadbać o nasze zdrowie.

Już podczas studiów nie bardzo mi odpowiadało obowiązujące tradycyjne podejście. Poznając układy organizmu i mechanizmy powstawania chorób, ze zdziwieniem zauważałem, jak rzadko wspomina się o mózgu i jego potencjalnym udziale w takich częstych schorzeniach, jak wrzody żołądka, nadciśnienie tętnicze czy przewlekłe stany bólowe. Ponadto widywałem w szpitalu licznych pacjentów, u których nawet najbardziej kompleksowe badania diagnostyczne nie ujawniały przyczyny niedomagań. Dolegliwości te obejmowały głównie przewlekłe bóle w różnych rejonach ciała: w brzuchu, podbrzuszu, klatce piersiowej. Gdy na trzecim roku studiów przyszła pora na wybór tematu dysertacji, postanowiłem zająć się biologicznymi mechanizmami interakcji mózgu z resztą organizmu, mając nadzieję, że lepiej zrozumiem przebieg wielu powszechnie występujących chorób. Przez wiele miesięcy zwracałem się do profesorów reprezentujących rozmaite specjalności. „Panie Mayer – powiedział mi profesor Karl, jeden z czołowych wykładowców interny na moim uniwersytecie – wszyscy wiemy, że psychika odgrywa ważną rolę w chorobach przewlekłych. Ale nie ma dziś naukowej metody, która pozwoliłaby studiować to zjawisko kliniczne, i z pewnością nie ma możliwości, aby mógł pan napisać całą dysertację na ten temat”.

Model choroby uznawany przez tego szacownego profesora i cały system opieki zdrowotnej znakomicie sprawdzał się w odniesieniu do pewnych chorób ostrych (czyli takich, które pojawiają się nagle i nie trwają długo), na przykład infekcji, zawałów serca czy nagłych stanów chirurgicznych, powiedzmy, zapalenia wyrostka robaczkowego. Powołując się na te sukcesy, nowoczesna medycyna nabrała pewności siebie. Trudno było znaleźć chorobę zakaźną, której nie można byłoby wyleczyć coraz silniej działającymi antybiotykami. Nowo wynalezione techniki chirurgiczne pozwalały zapobiegać wielu chorobom lub je leczyć. Zepsute części organizmu można usuwać lub wymieniać na nowe. Trzeba tylko poznać wszystkie inżynierskie triki, które sprawiają, że poszczególne elementy tej maszynerii sprawnie funkcjonują. Coraz bardziej uzależniając się od zaawansowanych technologii, system opieki zdrowotnej nabrał zaraźliwego optymizmu, że nawet najbardziej złowrogie z chorób przewlekłych, w tym plaga nowotworów złośliwych, będą mogły zostać w końcu pokonane.

Kiedy prezydent Nixon podpisał w 1971 roku ustawę National Cancer Act, dotyczącą prowadzenia badań nad zwalczaniem nowotworów, zachodnia medycyna zyskała jasny sygnał o kierunku rozwoju oraz nową, militarną metaforę. Rak stał się wrogiem narodowym, a ludzkie ciało polem bitwy. Na tym polu lekarze stosowali taktykę spalonej ziemi w celu wyrugowania choroby z organizmu, korzystając z toksycznych chemikaliów, śmiertelnego promieniowania oraz interwencji chirurgicznych, by ze wzrastającą siłą przypuszczać ataki na komórki rakowe. Medycyna z powodzeniem stosowała już tę taktykę w odniesieniu do chorób zakaźnych, rzuciwszy do walki antybiotyki o szerokim spektrum działania (czyli zabijające lub okaleczające wiele gatunków bakterii) w celu unicestwienia drobnoustrojów chorobotwórczych. W obu tych przypadkach – o ile tylko można osiągnąć ostateczny sukces – ponoszone przy okazji nieuniknione straty traktowano jako akceptowalne ryzyko.

Ten mechanistyczny i militarystyczny model choroby nadał ton badaniom medycznym na całe dziesięciolecia. Jeśli tylko możemy naprawić daną część – myśleliśmy – problem będzie usunięty; nie ma potrzeby dociekać źródłowej przyczyny. Podejście to doprowadziło do leczenia nadciśnienia beta-blokerami i antagonistami wapnia w celu hamowania mylnych sygnałów z mózgu do serca i naczyń krwionośnych oraz do wynalezienia inhibitorów pompy protonowej, które łagodzą wrzody żołądka i zgagę przez tłumienie nadmiernego wytwarzania kwasu żołądkowego. Medycyna i nauka nie zwracały szczególnej uwagi na anomalie czynnościowe mózgu, które były pierwotną przyczyną tych schorzeń. Jeśli zaś zastosowane metody nie przynosiły poprawy, uciekano się do jeszcze drastyczniejszych środków. Jeśli inhibitor pompy protonowej nie zdławił wrzodów, zawsze można przeciąć nerw błędny – ważną wiązkę włókien nerwowych, które łączą mózg i jelita.

Niewątpliwie część tych metod była nadzwyczaj skuteczna, toteż przez lata wydawało się, iż środowisko lekarskie i przemysł farmaceutyczny powinny podążać obranym kursem, pacjentów zaś nie ma co zanadto zamęczać sprawami związanymi z profilaktyką. A już rozważania nad pierwszoplanową rolą mózgu i wyrazistych sygnałów, które wysyła on organizmowi w stresie lub negatywnych stanach psychicznych, wydawały się po prostu do niczego niepotrzebne. Pierwsze leki na nadciśnienie, chorobę wieńcową czy wrzody żołądka stopniowo zastępowano coraz efektywniejszymi preparatami i metodami, które ratowały życie, ograniczały cierpienia oraz przysparzały zysków przemysłowi farmaceutycznemu.

Dziś jednak to stare mechanistyczne podejście zaczyna zawodzić. Maszyny sprzed czterdziestu lat, na których opierał się tradycyjny model choroby – samochody, statki, samoloty – nie miały wyrafinowanej elektroniki, która odgrywa zasadniczą rolę w dzisiejszych urządzeniach tego typu. Nawet rakiety Apollo zdążające na Księżyc miały na pokładzie tylko bardzo elementarne komputery, miliony razy słabsze od iPhone’a, a porównywalne raczej do starego kalkulatora z lat osiemdziesiątych! Nic więc dziwnego, że ówczesny mechanistyczny model choroby nie uwzględniał mocy przeliczeniowej – inteligencji. Inaczej mówiąc, nie brał pod uwagę mózgu.

Równolegle do zmian technologicznych zmieniły się również modele, które stosujemy do konceptualizacji ludzkiego ciała. Moce przeliczeniowe wzrosły wykładniczo, samochody stały się ruchomymi komputerami, które odbierają sygnały od podzespołów i regulują ich pracę, a niedługo będą prowadzić auto bez udziału człowieka. Jednocześnie dawna fascynacja mechaniką i silnikami ustąpiła nowej fascynacji gromadzeniem i przetwarzaniem informacji. Model mechanistyczny w medycynie okazał się użyteczny do leczenia pewnych chorób. Jednak w odniesieniu do przewlekłych schorzeń ciała i mózgu już się nie sprawdza.

Cena za przyjęcie mechanistycznego modelu choroby

Tradycyjny obraz choroby jako awarii pojedynczej części w złożonym mechanizmie, którą można usunąć dzięki lekom lub interwencji chirurgicznej, dał impuls do nieustannego rozwoju branży zdrowotnej. Od 1970 roku wydatki per capita na opiekę zdrowotną w Stanach Zjednoczonych wzrosły o ponad 2000 procent. Na sfinansowanie tego olbrzymiego przedsięwzięcia idzie niemal 20 procent wszystkich dóbr wytwarzanych rocznie przez gospodarkę amerykańską.

O ile jednak Światowa Organizacja Zdrowia w doniosłym raporcie z 2000 roku uznała amerykański system opieki zdrowotnej za najdroższy na świecie, o tyle sklasyfikowała go na rozczarowującym 37. miejscu pod względem ogólnej wydolności oraz 72. pod względem przeciętnego stanu zdrowia obywateli w grupie 191 krajów członkowskich objętych badaniem. Stany Zjednoczone nie wypadły dużo lepiej w nowszym badaniu Funduszu Międzynarodowego, który uznał amerykański system opieki zdrowotnej za najdroższy per capita wśród jedenastu krajów zachodnich; niemal dwukrotnie droższy niż systemy wszystkich innych analizowanych krajów. Jednocześnie Stany Zjednoczone znalazły się na ostatnim miejscu pod względem ogólnej wydolności systemu. Dane te są odzwierciedleniem smutnej prawdy, że pomimo wciąż wzrastających nakładów na rozwiązywanie problemów zdrowotnych kraju zrobiono bardzo niewielki postęp w leczeniu przewlekłych stanów bólowych, zaburzeń na linii mózg-jelita, takich jak zespół jelita drażliwego, czy takich chorób psychicznych, jak depresja kliniczna, lęk i choroby zwyrodnieniowe układu nerwowego. Czy trudności te wynikają ze zdezaktualizowanego modelu ludzkiego ciała? Z tak sformułowaną tezą zgadza się już nie tylko rosnąca rzesza specjalistów integratywnego podejścia do zdrowia czy medycyny funkcjonalnej, lecz także tradycyjnie ukształtowanych naukowców. Na horyzoncie widać już zmiany.

Tajemnicze pogorszenie się naszego zdrowia

Bezradność wobec wielu schorzeń przewlekłych, w tym zespołu jelita drażliwego, chronicznego bólu i depresji, nie jest jedyną wadą tradycyjnego modelu medycyny opartego na chorobie. Od lat siedemdziesiątych jesteśmy świadkami pojawiania się nowych wyzwań zdrowotnych na skalę społeczną, obejmujących gwałtowny wzrost otyłości i zaburzeń metabolicznych, chorób autoimmunologicznych, takich jak nieswoiste zapalenie jelit, astmy i alergii, oraz chorób rozwijającego się lub starzejącego mózgu: autyzmu, choroby Alzheimera i choroby Parkinsona.

Odsetek osób otyłych w Stanach Zjednoczonych stopniowo wzrastał od 13 procent populacji w 1972 roku do 35 procent w 2012. Dziś 154,7 miliona dorosłych Amerykanów ma nadwagę lub otyłość, w tym 17 procent dzieci w wieku 2–19 lat, czyli co szóste. Z powodu nadwagi lub otyłości rocznie umiera co najmniej 2,8 miliona ludzi. Ogólnie nadwadze lub otyłości można przypisać 44 procent przypadków cukrzycy, 23 procent choroby niedokrwiennej serca i 7–41 procent różnych nowotworów. Szacuje się, że jeżeli epidemia otyłości będzie trwać nieposkromiona, to koszty leczenia z powodu schorzeń z nią powiązanych wzrosną do zawrotnej sumy 620 miliardów dolarów rocznie.

Wciąż zmagamy się ze znalezieniem wyjaśnienia tego nagłego wzrostu zachorowań na nowe schorzenia i w odniesieniu do większości z nich nie dysponujemy skutecznymi rozwiązaniami. O ile wzrost długowieczności w Stanach Zjednoczonych odpowiada temu w wielu innych krajach rozwiniętego świata, o tyle pozostajemy daleko w tyle pod względem sprawności fizycznej i umysłowej w ostatnich dekadach życia. Ceną, jaką płacimy za przyrost lat życia, jest jakość tych lat.

Stojące przed nami wyzwania narzucają konieczność takiej aktualizacji powszechnie obowiązującego modelu ludzkiego organizmu, by z jego pomocą zrozumieć, jak faktycznie funkcjonuje organizm, jak zachować jego optymalne działanie oraz jak leczyć go bezpiecznie i skutecznie, gdy coś szwankuje. Cena trwania przy przestarzałym ujęciu organizmu jest zbyt wysoka, a szkody nazbyt dotkliwe, byśmy mogli to bagatelizować.

Do dziś w dużym stopniu ignorowaliśmy zasadniczą rolę dwóch najbardziej złożonych układów w organizmie, które decydują o naszym ogólnym stanie zdrowia: trzewi (układu pokarmowego) i mózgu (układu nerwowego). Połączenie między umysłem a ciałem to nie jakiś mit – to biologiczny fakt oraz ważne ogniwo prowadzące do zrozumienia, czym jest zdrowie całego organizmu.

Superkomputerowy model układu pokarmowego

Od dziesięcioleci nasze rozumienie układu pokarmowego opierało się na mechanistycznym modelu całego ciała. Traktował on jelita jako urządzenie dawnego typu, które działało zgodnie z zasadami XIX-wiecznej maszyny parowej. Zjadamy, gryziemy i połykamy pokarm, a potem żołądek dokonuje jego rozkładu, mechanicznie rozdrabniając masę pokarmową z udziałem skoncentrowanego kwasu solnego. Następnie pozbywa się tej homogenicznej papki do jelita cienkiego, które wchłania kalorie i składniki odżywcze i przesuwa niestrawione resztki do jelita grubego, zajmującego się ich wydaleniem. Ta metafora rodem z epoki przemysłowej była łatwa do uchwycenia i odcisnęła piętno na pokoleniach lekarzy, w tym dzisiejszych gastroenterologów i chirurgów. Zgodnie z tą wizją wadliwie działające części przewodu pokarmowego można z łatwością obejść lub usunąć, a także można radykalnie zmienić jego „styki”, by wspomóc spadek wagi ciała. Nabraliśmy takiej biegłości w wykonywaniu tych interwencji, że można je robić endoskopowo, bez otwierania jamy brzusznej.

Ale okazuje się, że ten model jest bardzo symplistyczny. Choć w medycynie nadal postrzega się jelita jako w dużym stopniu niezależne od mózgu, wiemy obecnie, że te dwa narządy są wielorako wzajemnie powiązane, a obserwacja ta uzewnętrznia się w koncepcji osi jelita-mózg. Zgodnie z tą koncepcją układ pokarmowy jest tworem dużo bardziej złożonym i subtelnym oraz ma dużo większy wpływ na różne funkcje w organizmie, niż kiedyś zakładaliśmy. Prowadzone współcześnie badania wskazują, że jelita, pozostające w ścisłej interakcji z zamieszkującymi je drobnoustrojami, mogą oddziaływać na nasze emocje tła, wrażliwość na ból oraz interakcje społeczne, a nawet kierować wieloma z naszych decyzji – i to nie tylko co do preferencji żywnościowych czy wielkości posiłku. Dając neurologiczną podbudowę utartym zwrotom o „intuicji trzewnej” (gut feelings), złożona komunikacja pomiędzy jelitami a mózgiem odgrywa rolę w sytuacjach, gdy podejmujemy jedne z najważniejszych życiowych decyzji.

Związkiem między jelitami a mózgiem powinni się interesować nie tylko psychologowie; nie ogranicza się on bowiem do „naszej głowy”. Powiązanie to ma charakter materialny w postaci anatomicznych połączeń mózgu z jelitami oraz jest wspomagane przez biologiczne sygnały komunikacyjne przekazywane z krwiobiegiem. Zanim się w to jednak zagłębimy, przyjrzyjmy się bliżej temu, co rozumiem pod pojęciem „trzewi” – przewód pokarmowy, który jest dalece bardziej skomplikowany niż robot kuchenny.

Jelita swoimi zdolnościami przyćmiewają w zasadzie wszystkie narządy, a mogą nawet rywalizować z mózgiem. Są wyposażone we własny układ nerwowy, tzw. trzewny, który media nazywają często „drugim mózgiem”. Na ten drugi mózg składa się 50–100 milionów komórek nerwowych, czyli tyle, ile zawiera rdzeń kręgowy.

Zgromadzone w jelitach komórki odpornościowe stanowią najliczebniejszy składnik układu odpornościowego w organizmie. Innymi słowy, w ścianach jelit żyje więcej komórek odpornościowych, niż krąży ich w całej krwi i przebywa w szpiku kostnym. Ich zmasowana obecność w miejscu narażonym na kontakt z mnóstwem potencjalnie zgubnych mikrobów zawartych w zjadanym przez nas pożywieniu jest zrozumiała. Zlokalizowany w jelitach system obrony odpornościowej jest zdolny do identyfikacji i zniszczenia wybranego gatunku niebezpiecznych intruzów bakteryjnych, którzy trafiają do naszego przewodu pokarmowego, gdy niechcący spożyjemy zakażoną żywność czy wodę. Co warte podkreślenia, system ten potrafi rozpoznać niewielką liczbę potencjalnie groźnych bakterii wśród trylionów innych, pożytecznych drobnoustrojów, które żyją w jelitach, stanowiąc tzw. mikrobiotę. Dzięki temu możemy w pełnej harmonii współżyć ze swoją mikrobiotą jelitową.

W błonie jelitowej rozsiana jest też ogromna liczba komórek wydzielniczych, czyli wyspecjalizowanych komórek, które zawierają do dwudziestu różnych hormonów i potrafią wydzielać je do krwiobiegu w miarę potrzeby. Gdyby można było zebrać te komórki w jedno skupisko, byłoby ono większe od wszystkich pozostałych gruczołów wydzielania wewnętrznego – gonad, tarczycy, przysadki, nadnerczy – razem wziętych.

Jelita są także największym magazynem serotoniny w organizmie. Przechowywane jest tu 95 procent tej substancji. Serotonina jest cząsteczką sygnałową, odgrywającą zasadniczą rolę w funkcjonowaniu osi jelita-mózg. Nie tylko jest niezbędna do wykonywania przez jelita normalnych czynności, takich jak skoordynowane skurcze, które przepychają miazgę pokarmową przez przewód pokarmowy, lecz także odgrywa ważką rolę w takich funkcjach życiowych, jak sen, apetyt, wrażliwość bólowa, nastrój i ogólne samopoczucie. Ze względu na udział w regulacji niektórych układów mózgowych cząsteczka ta jest głównym celem działania dużej grupy antydepresantów, tzw. inhibitorów wychwytu zwrotnego serotoniny.

Gdyby prawdą było, że jedyną rolą naszych jelit jest kierowanie trawieniem, czemu miałoby służyć tak nietypowe nagromadzenie w nich wyspecjalizowanych komórek i układów sygnałowych? Jedną z odpowiedzi na to pytanie jest w dużym stopniu niepoznana ich cecha: istotna funkcja jelit jako rozległego narządu zmysłowego, mającego największą powierzchnię w naszym ciele. Rozciągnięte płasko, jelita mają powierzchnię boiska do koszykówki, a są naszpikowane tysiącami sensorów dekodujących gigantyczne zasoby informacji zawartych w formie cząsteczek sygnałowych w pożywieniu – od smaku słodkiego do gorzkiego, od gorąca do zimna, od pikantnego po łagodny.

Jelita są połączone z mózgiem grubą wiązką nerwów, która przewodzi informacje w obie strony, oraz kanałami komunikacyjnymi korzystającymi z krwiobiegu: wytwarzane w jelitach hormony i zapalne cząsteczki sygnalizacyjne składają meldunki do mózgu, a hormony wytwarzane w mózgu stanowią wiadomości dla różnych komórek w jelitach, takich jak mięśnie gładkie, nerwy i komórki odpornościowe, pod wpływem których komórki te zmieniają swoją czynność. Wiele z docierających do mózgu sygnałów jelitowych oprócz tego, że powoduje powstanie doznań związanych z rejonem trzewnym, takich jak wrażenie pełności po posiłku albo nudności i dyskomfort, albo poczucie błogostanu, uruchamia także reakcje mózgu, przesyłane następnie do jelit i wzbudzające tam wyraźne odpowiedzi. Co więcej, mózg nie zapomina tych odczuć. Są one przechowywane w jego pojemnych bazach danych, do których może sięgać w chwili podejmowania decyzji. Dlatego ostatecznie to, czego doznajemy w jelitach, wpływa nie tylko na dokonywane przez na wybory dotyczące potraw i napojów, lecz także na przykład na to, z jakimi ludźmi decydujemy się spędzać czas oraz w jaki sposób oceniamy newralgiczne informacje, wypełniając swoją rolę pracownika, sędziego, lidera itd.

Rys. 1. Dwukierunkowa komunikacja między jelitami i mózgiem

Jelita i mózg są ściśle powiązane za pośrednictwem dwukierunkowych szlaków sygnałowych obejmujących nerwy, hormony i cząsteczki zapalne. Bogate informacje zmysłowe wytworzone w jelitach docierają do mózgu (doznania jelitowe), a mózg wysyła sygnały w drugą stronę, by odpowiednio dostosować pracę jelit (reakcje jelitowe). Wzajemne interakcje tych szlaków odgrywają wielką rolę w generowaniu emocji oraz w optymalnej pracy jelit. Obie te sprawy są wielorako powiązane.

Zgodnie z koncepcją jin i jang, wywodzącą się z filozofii chińskiej, przeciwne sobie siły dopełniają się i są wzajemnie powiązane, a ich interakcja prowadzi do powstania jednoczącej całości. Przenosząc to rozumowanie na oś jelita-mózg, możemy traktować doznania jelitowe jako jin, a reakcje jako jang. Tak jak jin i jang to dwie uzupełniające się zasady, tak – w odniesieniu do związku jelit i mózgu – doznania i reakcje są różnymi aspektami dwukierunkowej sieci jelita-mózg, która odgrywa ogromną rolę w naszym samopoczuciu, emocjach oraz zdolności do podejmowania intuicyjnych decyzji.

Świt mikrobioty

W minionych dekadach mało kto zwracał uwagę na odkrycia badaczy zgłębiających interakcje między jelitami a mózgiem, jednak w ostatnich latach oś jelita-mózg znalazła się w centrum zainteresowania. Zmianę tę można w dużym stopniu przypisać wykładniczemu przyrostowi wiedzy na temat bakterii, pierwotniaków, grzybów i wirusów bytujących w naszych jelitach, które zbiorczo określa się mianem mikrobioty. Choć te niewidoczne gołym okiem mikroorganizmy przewyższają nas liczebnie (tylko w twoich jelitach jest ich sto tysięcy razy więcej niż wszystkich ludzi na świecie), uświadomiliśmy sobie ich istnienie zaledwie trzysta lat temu, kiedy holenderski uczony Antoni van Leeuwenhoek znacząco udoskonalił mikroskop. Gdy spojrzał przez niego na drobiny zeskrobane z zębów, zobaczył żywe drobnoustroje, które nazwał animakułami.

Od tamtej pory dzięki postępowi technologicznemu nasza umiejętność identyfikacji i charakteryzacji tych drobnoustrojów znacznie się zwiększyła, szczególnie w ostatniej dekadzie. Zasadniczą rolę odegrał w tym The Human Microbiome Project. Inicjatywa ta, podjęta w październiku 2007 roku przez amerykańskie National Institutes of Health, ma na celu zdobycie wiedzy na temat mikroorganizmów koegzystujących przyjaźnie z ludźmi. Celem projektu jest poznanie mikrobiologicznych składników naszego pejzażu genetycznego i metabolicznego, a także zrozumienie, w jaki sposób przyczyniają się one do prawidłowego przebiegu naszych procesów fizjologicznych oraz do wytwarzania predyspozycji chorobowych.

W bieżącym dziesięcioleciu zagadnienia mikrobiomu jelitowego dotarły niemal do każdego działu medycyny, nawet tak odległych od siebie specjalności jak psychiatria i chirurgia. Niewidzialne społeczności mikrobów zasiedlają wszystko w świecie, w tym rośliny, zwierzęta, glebę, rowy oceaniczne i wysokie warstwy atmosfery, toteż fascynacja społecznością drobnoustrojów ogarnęła uczonych badających mikroorganizmy w morzach, glebie i lasach. Zaangażował się nawet Biały Dom, zwołując w 2015 roku naukowców z całego kraju w celu przedyskutowania tego, jak mikroorganizmy wpływają na globalne zmiany klimatyczne, zasoby żywnościowe oraz ludzkie zdrowie. W chwili gdy piszę te słowa, prezydent Barack Obama zamierza właśnie ogłosić narodową Microbiome Initiative,¹ analogiczną do wcześniejszej Brain Initiative z 2014 roku, która zaowocowała wielomiliardowymi inwestycjami w badania nad ludzkim mózgiem.

Korzyści czerpane przez nas, ludzi, z naszej mikrobioty odzwierciedlają się w naszym stanie zdrowia. Do najlepiej udokumentowanych należą: wspomaganie trawienia składników pokarmu, których jelita nie są w stanie rozłożyć samodzielnie, regulacja metabolizmu, przetwarzanie i detoksykacja groźnych związków chemicznych, które dostają się do jelit z jedzeniem, trening i regulacja układu odpornościowego oraz zapobieganie inwazji i rozrostowi niebezpiecznych patogenów. Z drugiej strony, zaburzenia i modyfikacje mikrobiomu jelitowego (czyli mikrobioty wraz z jej zbiorczo traktowanymi genami i genomami) wiązane są z długą listą chorób, takich jak nieswoiste zapalenie jelit, biegunka poantybiotykowa i astma, a mogą odgrywać rolę nawet w zaburzeniach ze spektrum autyzmu czy zwyrodnieniowych schorzeniach układu nerwowego, na przykład w chorobie Parkinsona.

Rys. 2. Różnorodność gatunkowa mikroorganizmów jelitowych a narażenie na schorzenia mózgu

Różnorodność i wielość drobnoustrojów jelitowych zmienia się w trakcie życia jednostki. Mała w trakcie pierwszych trzech lat, gdy kształtuje się stabilny mikrobiom jelitowy, osiąga szczyt w dorosłości, a potem spada w miarę starzenia się. Wczesny okres niewielkiej różnorodności gatunkowej zbiega się z przedziałem wiekowym szczególnego narażenia na zaburzenia neurorozwojowe, takie jak autyzm i lęki, a późny okres z rozwojem zaburzeń neurodegeneratywnych, takich jak choroby Parkinsona czy Alzheimera. Można by wyrazić przypuszczenie, że te stany małej różnorodności są czynnikami ryzyka rozwoju takich schorzeń.

Z pomocą nowych technologii odkrywamy i opisujemy odrębne populacje mikroorganizmów zamieszkujących skórę, twarz, nos, usta, wargi, powieki, a nawet zęby. Jednak przewód pokarmowy, w szczególności jelito grube, jest siedliskiem zdecydowanie największych populacji. W zaciemnionym i niemal całkowicie pozbawionym tlenu środowisku ludzkich jelit żyje ponad sto trylionów mikrobów. Oznacza to, że tylko 10 procent komórek w ludzkim ciele jest rzeczywiście ludzkich (jeśli w rachunku uwzględnimy też czerwone krwinki, będzie to bliżej 50 procent). Gdyby zebrać wszystkie te drobnoustroje i uformować w jeden narząd, miałby on wagę 1–3 kilogramów, czyli porównywalną z mózgiem (1,5 kilograma). W świetle tego spostrzeżenia niektórzy autorzy zaczęli nazywać mikrobiotę jelitową „zapomnianym narządem”. Tysiąc gatunków bakteryjnych, które składają się na nią, zawiera ponad siedem milionów genów, zatem na jeden ludzki gen przypada około 360 bakteryjnych. Wynika z tego, że w zbiorze obejmującym geny człowieka i geny jego drobnoustrojów (tzw. hologenomie) te ludzkie stanowią mniej niż 1 procent!

Dysponując takim bogactwem genów, mikroby mają nie tylko wielką zdolność do wytwarzania cząsteczek, za pośrednictwem których mogą się z nami komunikować, lecz także imponującą skalę wariancji. Mikrobiota jelitowa znacznie różni się u poszczególnych osób; u dwóch ludzi nigdy nie jest taka sama pod względem rozmaitości szczepów i gatunków. To, jakie drobnoustroje znajdują się w twoich jelitach, zależy od wielu czynników, w tym od twoich genów, mikrobioty matki, którą wszyscy w pewnym stopniu przejmujemy, mikrobów noszonych przez innych członków gospodarstwa domowego, diety, a także – co będziemy dalej wyjaśniać – od aktywności twojego mózgu i stanu psychicznego.

Aby w pełni docenić znaczenie mikrobów w naszym organizmie, warto przypomnieć sobie, skąd pochodzą i jak związały się z ludźmi. Tę ewolucyjną historię po mistrzowsku ujął w słowa Martin Blaser w swojej książce Utracone mikroby:

Przez trzy miliardy lat bakterie były jedynymi żyjącymi mieszkańcami Ziemi. Zapełniały każdy skrawek gleby, powietrza i wody, uruchamiając reakcje chemiczne, które przygotowywały warunki do ewolucji organizmów wielokomórkowych. Powoli, drogą prób i błędów na przestrzeni bezmiarów czasu, wypracowały złożone i sprawne systemy informacji zwrotnych, w tym najwydajniejszy „język”, który do dziś jest fundamentem życia na Ziemi.

To, czego dowiedzieliśmy się na temat mikrobioty jelitowej, rzuca wyzwanie tradycyjnym zapatrywaniom naukowym. Z tego powodu wzbudza ona wielkie zainteresowanie i kontrowersje zarówno w świecie nauki, jak i w mediach. Niektórzy stawiają też głębsze, bardziej filozoficzne pytania na temat oddziaływań mikrobiomu: Czy ludzkie ciało jest tylko nośnikiem żyjących w nim mikrobów? Czy mikroby manipulują naszym mózgiem, tak byśmy poszukiwali pokarmu, który jest jak najlepszy dla nich? Czy to, że liczba obecnych w nas komórek nieczłowieczych przeważa nad ludzkimi, zmienia koncepcję naszego ja?

Takie spekulacje filozoficzne są oczywiście fascynujące, ale chwilowo niewsparte przez twarde dane naukowe. Niemniej implikacje tego, co badania mikrobiomu człowieka ujawniły w ostatnim dziesięcioleciu, są bardzo głębokie. Mimo że znajdujemy się na samym początku szlaku mnożących się odkryć naukowych, nie możemy dłużej postrzegać siebie jako jedynego inteligentnego wytworu ewolucji, odrębnego od wszystkich innych żywych istot na planecie. Po tym, jak przewrót kopernikański w XVI wieku fundamentalnie zmienił rozumienie naszego położenia w Układzie Słonecznym, a rewolucyjna darwinowska teoria ewolucji, wysunięta w XIX wieku, na zawsze zmieniła naszą pozycję w królestwie zwierząt, współcześnie wiedza na temat mikrobiomu ludzkiego zmusza nas do kolejnej rewizji poglądu o zajmowanym przez nas miejscu na Ziemi. Zgodnie z tą wiedzą ludzie są w istocie supraorganizmami złożonymi ze ściśle powiązanych składników ludzkich i mikrobiologicznych, które są nierozerwalne i wzajemnie zależne w kwestii przetrwania. Bardzo istotne jest tu to, że składniki mikrobiologiczne znacznie przeważają nad czysto ludzkim wkładem w ten supraorganizm. Ponieważ składnik mikrobiotyczny jest ściśle powiązany wspólnym biologicznym systemem komunikacyjnym ze wszystkimi innymi mikrobiomami w glebie, powietrzu i morzach oraz z pozostającymi w symbiozie w niemal wszystkich istotach żywych, jesteśmy ściśle i nierozerwalnie włączeni w sieć życia oplatającą całą Ziemię. Ta nowa koncepcja ludzko-mikrobowego supraorganizmu ma daleko idące implikacje co do rozumienia naszej roli na Ziemi oraz wielu aspektów zdrowia i choroby.

Gdy oś jelita-mikrobiota-mózg się rozregulowuje

Stan zdrowotny dowolnego ekosystemu wyraża się w jego stabilności i odporności w razie zagrożeń i perturbacji. Istotnymi czynnikami wpływającymi na to zdrowie są różnorodność i wielość organizmów składających się na ekosystem. To samo odnosi się do ekosystemu naszego mikrobiomu jelitowego. Coraz więcej przesłanek naukowych przemawia za tym, że w wielu zaburzeniach żołądkowo-jelitowych zespół drobnoustrojów jelitowych traci swój zdrowy stan stabilności (załamanie to nosi nazwę dysbiozy). Jeden z najpoważniejszych i najlepiej opisanych przypadków dysbiozy dotyczy nielicznych pacjentów szpitalnych leczonych antybiotykami, u których wywiązuje się ciężka biegunka i zapalenie jelit po antybiotykoterapii. Takie zapalenie okrężnicy z udziałem bakterii Clostridium difficile rozwija się, gdy antybiotyk szerokiego spektrum znacznie zuboża różnorodność i liczebność normalnej mikrobioty jelitowej, co pozwala na inwazję chorobotwórczej bakterii C. difficile. Znaczenie mikrobiologicznej różnorodności gatunkowej dla zdrowia jelit potwierdza się dalej w obserwacji, że zapalenie okrężnicy może zostać szybko wyleczone przez odbudowanie nadszarpniętej architektury mikrobiomu jelitowego. Jedyna dostępna obecnie metoda przywrócenia różnorodności gatunkowej u tych pacjentów polega na przeniesieniu do ich jelit nienaruszonej mikrobioty z kału zdrowego dawcy. Terapia ta, tzw. przeszczep kału, skutkuje niemal cudowną odbudową kompozycji mikrobiotycznej u pacjenta. Więcej informacji na temat tego nowego rodzaju terapii znajduje się w dalszej części książki.

Zakres oddziaływania i dokładna rola dysbiozy w patofizjologii innych przewlekłych schorzeń przewodu pokarmowego, takich jak wrzodziejące zapalenie okrężnicy, choroba Leśniowskiego-Crohna czy zaburzenie mózgowo-jelitowe, którym jest zespół jelita drażliwego (ZJD), pozostają wciąż niedoprecyzowane, niosąc wiele nierozstrzygniętych pytań. Blisko 15 procent populacji na świecie cierpi na kardynalne objawy ZJD, czyli zachwianie rytmu wypróżnień oraz bóle i dyskomfort w rejonie brzucha. W wielu badaniach donoszono o zmianach w składzie mikrobiomu u podgrup pacjentów, nie jest jednak jasne, które z dostępnych terapii zmierzających do przywrócenia równowagi mikrobioty jelitowej (w tym antybiotyki, probiotyki, specjalna dieta czy przeszczep kału) najlepiej sprawdzają się u poszczególnych osób.

Wyłaniająca się rola mikrobów

Zaledwie kilka lat temu brzmiałoby to jak science fiction, ale obecnie nauka potwierdza, że nasz mózg, jelita i drobnoustroje jelitowe porozumiewają się ze sobą we wspólnym języku biologicznym. Jak te niewidoczne stworzenia miałyby do nas przemawiać? Jak my mielibyśmy je usłyszeć i jak niby miałaby przebiegać cała ta komunikacja?

Mikroby zasiedlają nie tylko wnętrze jelita. Wiele z nich bytuje na cieniuteńkiej warstwie śluzowej oraz komórkach wyściełających błonę jelit. W tym unikalnym habitacie niemal nic nie dzieli ich od naszych komórek odpornościowych w jelitach oraz licznych komórkowych czujników, które odbierają doznania jelitowe. Innymi słowy, mikroby pozostają w bliskim kontakcie z głównymi systemami zbierania informacji w naszym organizmie. Dzięki temu mogą przysłuchiwać się, jak mózg sygnalizuje jelitom, że jesteś zestresowany albo szczęśliwy, albo przestraszony, albo zły, nawet jeśli sam nie w pełni uświadamiasz sobie te stany emocjonalne. Ale mikroby nie tylko słuchają. Choć może to zabrzmieć niewiarygodnie, są one w stanie także wpływać na nasze emocje przez tworzenie i modulowanie sygnałów wysyłanych z jelit do mózgu. Zatem coś, co zaczyna się jako emocja w mózgu, oddziałuje na jelita i sygnały generowane przez mikroorganizmy, te zaś sygnały zostają wysłane w drugą stronę do mózgu, wzmacniając, a niekiedy nawet przedłużając dany stan emocjonalny.

Kiedy około dziesięciu lat przed wydaniem Twojego drugiego mózgu zaczęły się pojawiać w literaturze fachowej pierwsze publikacje na ten temat – dotyczące głównie eksperymentów ze zwierzętami – byłem sceptyczny co do ich wyników oraz implikacji, które wydawały się wykraczać zbyt daleko poza konwencjonalne ujęcie medycyny. Gdy jednak moja grupa badaczy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles pod kierownictwem Kirsten Tillisch zakończyła własne badanie z udziałem zdrowych ludzi, mogliśmy potwierdzić wyniki uzyskane wcześniej na zwierzętach – ja zaś z tym większą determinacją postanowiłem zgłębiać kwestię, czy wzajemny wpływ mikrobioty jelitowej i mózgu może oddziaływać na nasze emocje tła, interakcje społeczne lub zdolność do podejmowania decyzji. Czy właściwa proporcja drobnoustrojów jelitowych jest warunkiem zdrowia psychicznego? A gdy te związki między umysłem a jelitami zostają zwichrowane, czy mogą podnosić ryzyko przewlekłych chorób mózgu? Pytania te są fascynujące nie tylko z perspektywy badawczej, ale po prostu ludzkiej. W obliczu schorzeń wywoływanych zaburzeniami pracy mózgu oraz związanych z tym kosztów opieki zdrowotnej zrozumienie, czym dokładnie jest oś jelita-mózg, staje się sprawą pierwszej potrzeby.

Nastąpił gwałtowny wzrost występowania zaburzeń ze spektrum autyzmu (ZSA) – od 4,5 na 10 tysięcy dzieci w 1966 roku do 1 na 68 ośmioletnich dzieci w 2010 roku. Według najświeższych danych z kwestionariusza National Health Interview z 2014 roku aż 2,2 procent amerykańskich dzieci otrzymało diagnozę ZSA na pewnym etapie życia, co sugeruje, że bieżąca zachorowalność wynosi 1 na 58 wśród dzieci w USA. Częściowo wzrost ten może wynikać z większej świadomości społecznej schorzenia oraz zmian w kryteriach diagnostycznych, jednak dane wskazują również, że ZSA stały się co najmniej dwukrotnie częstsze tylko w ciągu ostatniego dziesięciolecia.

Podobnie wzrastała też zapadalność na inne schorzenia powiązane ze zmianą w mikrobiocie jelitowej, w tym zaburzenia autoimmunologiczne i metaboliczne. Zbieżność czasowa wystąpienia tych nowych epidemii sugeruje istnienie u ich podłoża jakiegoś wspólnego mechanizmu związanego ze zmianą naszej mikrobioty jelitowej w ostatnich pięćdziesięciu latach. Jako potencjalne przyczyny wymienia się zmiany w stylu życia i diecie oraz powszechne stosowanie antybiotyków. Zależności te zostały potwierdzone niedawnymi badaniami na zwierzętach. Jednocześnie we współczesnych próbach klinicznych z konkretnymi probiotykami oraz przeszczepem drobnoustrojów kałowych zaczęto bezpośrednio testować powiązania między mikrobiotą jelitową a anomaliami behawioralnymi.

Notujemy również wzrost liczby zaburzeń neurodegeneracyjnych. W krajach uprzemysłowionych 1 osoba na 100 powyżej sześćdziesiątego roku życia ma chorobę Parkinsona; w Stanach Zjednoczonych schorzenie to dotyka co najmniej pół miliona osób, a rocznie rozpoznaje się 50 tysięcy nowych przypadków. Szacuje się, że liczba przypadków tej choroby podwoi się do 2030 roku, jednak jej rzeczywisty zasięg jest trudny do oceny, gdyż choroba jest zwykle diagnozowana na podstawie klasycznych objawów neurologicznych, czyli dopiero gdy znajdzie się w bardzo zaawansowanym stadium. Najnowsze badania ukazują jednak, że cały układ nerwowy ulega typowemu dla choroby Parkinsona zwyrodnieniu na długo, zanim pojawiają się te klasyczne oznaki, oraz że chorobie towarzyszą zmiany w składzie mikrobioty jelitowej u pacjentów.

Jednocześnie aż 5 milionów Amerykanów borykało się w 2013 roku z chorobą Alzheimera, a do roku 2050 przewiduje się niemal trzykrotny wzrost tej liczby (do 14 milionów). Pierwsze objawy tej choroby, podobnie jak Parkinsona, ujawniają się po sześćdziesiątym roku życia, a ryzyko ich wystąpienia rośnie z upływem lat. Liczba pacjentów podwaja się z każdymi kolejnymi 5 latami powyżej 65. roku życia. Gospodarcze koszty choroby już teraz są gigantyczne i jeśli obecne trendy się utrzymają, oczekuje się ich wzrostu do 1,1 tryliona dolarów w roku 2050. Czy w obu tych zwyrodnieniowych chorobach układu nerwowego, atakujących ludzi w stosunkowo podobnym wieku, jakąś rolę odgrywają utrwalone zmiany czynnościowe mikrobioty jelitowej?

Mikrobiotę jelitową wiąże się też z depresją, która stanowi drugą pod względem występowania przyczynę niesprawności w USA. Najczęściej stosowanymi środkami w leczeniu depresji są tzw. selektywne inhibitory wychwytu zwrotnego serotoniny, takie jak Prozac, Paxil i Celexa. Leki te podbijają aktywność układu sygnałowego serotoniny, który przez lata uważano w psychiatrii za zlokalizowany wyłącznie w mózgu. Dziś wiemy jednak, że 95 procent obecnej w organizmie serotoniny znajduje się w wyspecjalizowanych komórkach jelit, na które oddziałuje zjadany przez nas pokarm, związki chemiczne wydzielane przez pewne rodzaje drobnoustrojów jelitowych oraz sygnały wysyłane do jelit z mózgu, zawierające informacje o naszym stanie emocjonalnym. Co więcej, komórki te są ściśle połączone z nerwami czuciowymi, które komunikują się bezpośrednio z mózgowymi ośrodkami regulacji emocjonalnej, przez co stają się ważnymi graczami w osi jelita-mózg. Ze względu na to strategiczne ulokowanie jest niewykluczone, że mikroby jelitowe i ich metabolity odgrywają ważną i w przeważającym stopniu niepoznaną rolę w powstawaniu, a także natężeniu i długotrwałości depresji – to intrygująca możliwość, która, po potwierdzeniu w kontrolowanych badaniach, otwierałaby perspektywę opracowania skutecznych terapii, w tym specjalnych interwencji dietetycznych.

W książce tej omówię nowe przesłanki naukowe, które zaczynają wiązać jedne z najbardziej wyniszczających chorób mózgu oraz jedne z najpowszechniejszych zaburzeń mózg-jelita ze zmianami w komunikacji drobnoustrojów jelitowych z mózgiem. Napiszę też o tym, jak na te związki może oddziaływać nasz styl życia i odżywiania się.

Jesteś tym, co jesz – o ile tylko wliczasz w to też swoje mikroby jelitowe

„Powiedz mi, co jesz, a ja powiem ci, kim jesteś” – pisał Jean Anthelme Brillat-Savarin, francuski prawnik, lekarz i autor wpływowej XIX-wiecznej książki o fizjologii smaku. Ten koneser wyrafinowanej kuchni, od którego nazwiska mamy ser savarin oraz ciasta savarin, poczynił kilka przenikliwych spostrzeżeń na temat relacji między dietą, otyłością i niestrawnością. Jednak w 1826 roku, gdy je spisywał, nie mógł wiedzieć, że we wpływie pokarmu na dobrostan psychiczny i ważne czynności mózgu pośredniczą drobnoustroje. Mikrobiota jelitowa, znajdująca się na styku między jelitami i układem nerwowym, ze względu na swoje umiejscowienie idealnie nadaje się, by połączyć nasze samopoczucie fizyczne i psychiczne z tym, co jemy i pijemy, oraz nasze odczucia i emocje z trawieniem pokarmu.

W każdej milisekundzie przewód pokarmowy zbiera informacje o pożywieniu i środowisku. Dzieje się to dwadzieścia cztery godziny na dobę przez siedem dni w tygodniu, nawet podczas snu. Duża część tego procesu zachodzi w żołądku i w pierwszym odcinku jelita cienkiego, gdzie rezyduje niewiele mikrobów, w związku z czym ich udział w dialogu trzewia-mózg jest raczej ograniczony. Jelito grube zamieszkują już jednak tryliony drobnoustrojów. Trawią one pozostałe składniki pokarmu, wytwarzając ogromną liczbę cząsteczek, które nadają całemu procesowi zupełnie nowy wymiar. Jak wiemy z eksperymentów na zwierzętach, nieobecność mikrobów jelitowych nie przeszkadza w życiu, w tym w trawieniu i wchłanianiu składników odżywczych – o ile żyje się w otoczeniu wolnym od patogenów. Zauważono też jednak, że wspomniane zwierzęta doświadczalne (myszy, szczury, nawet konie) doznają znacznych zmian w rozwoju mózgu, zwłaszcza jego regionów zaangażowanych w regulację emocji. Dorastanie w takich bezbakteryjnych warunkach odciska zatem silne piętno na rozwoju mózgu.

Dobrostan twoich mikroorganizmów jelitowych zależy od tego, co jesz, a ich preferencje żywnościowe zostają z grubsza zaprogramowane w ciągu kilku pierwszych lat życia. Niemniej bez względu na to pierwotne programowanie są one w stanie trawić niemal wszystko, czym je nakarmisz, bez względu na to, czy jesteś wszystkożercą, czy na przykład peskatarianinem. Niezależnie więc od tego, co dajesz im do jedzenia, wykorzystują gigantyczny zasób informacji przechowywanych w milionach swych genów do przekształcenia nadtrawionego pokarmu w setki tysięcy metabolitów. Choć dopiero zaczynamy poznawać skutki wywierane przez te metabolity na nasz organizm, wiemy, że część z nich znacząco oddziałuje na przewód pokarmowy, w tym na zlokalizowane tam nerwy i komórki odpornościowe. Inne dostają się do krwiobiegu i biorą udział w sygnalizacji odległej, wpływając na pracę wszystkich narządów, w tym mózgu. Szczególnie ważną rolą takich cząsteczek wytwarzanych przez mikroby jest ich zdolność do indukowania tlącego się stanu zapalnego w narządach docelowych, który jest powiązany z otyłością, chorobą wieńcową serca, przewlekłymi bólami i chorobami zwyrodnieniowymi mózgu. Wspomniane cząsteczki zapalne i ich oddziaływanie na określone obszary mózgu mogą stanowić istotną wskazówkę do zrozumienia wielu zaburzeń pracy ludzkiego mózgu.

Co te nowe odkrycia oznaczają dla naszego zdrowia?

Nie ma wątpliwości, że komunikacja trzewia-mózg należy w ostatnich latach do najbardziej fascynujących tematów dla uczonych i mediów, także ze względu to, iż rozwój tej wiedzy następuje na naszych oczach. Kto by podejrzewał, że proste przeniesienie wydalanych bobków, zawierających mikrobiotę jelitową myszy „ekstrawertycznej”, może zmienić zachowanie jej nieśmiałej koleżanki, tak że upodobnia się do towarzyskiej dawczyni? Albo że podobny eksperyment z transplantacją stolca zawierającego mikroby od otyłej myszy z wilczym apetytem zmieni szczupłą myszkę w przejadającą się tłuścioszkę? Albo że zjadanie wzbogaconego probiotycznie jogurtu przez cztery tygodnie przez zdrowe kobiety może zmniejszyć reakcje ich mózgu na negatywne bodźce emocjonalne?

Przyrastająca wiedza o zintegrowanym systemie mikrobiota jelitowa-mózg i jego ścisłych związkach ze zjadaną przez nas żywnością ujawnia sposoby interakcji psychiki, mózgu, jelit i bytujących w nich drobnoustrojów. Interakcje te mogą narażać nas na coraz więcej chorób albo mogą pomóc w zapewnieniu stanu optymalnego zdrowia. Co więcej, rodzi się właśnie nowa, rewolucyjna koncepcja choroby, zdrowia i dobrostanu umysłowego, oparta na ekologicznym postrzeganiu naszego ciała z akcentem na wzajemne powiązania tysięcy czynników w jelitach i mózgu, które budują stabilność i odporność na choroby.

Ta nowa perspektywa zmusza nas do stawiania większych wymagań przed systemem opieki zdrowotnej. Powinien on oderwać się od dominującego przestarzałego poglądu na organizm jako skomplikowaną maszynerię złożoną z oddzielnych części składowych i skłonić się ku koncepcji wewnętrznie powiązanego systemu ekologicznego, który zapewnia sobie stabilność i odporność na zaburzenia dzięki swej różnorodności. Jak stwierdził pewien znany badacz mikrobiomu, konieczne jest, by system opieki zdrowotnej przestał wypowiadać wojnę poszczególnym komórkom czy drobnoustrojom, a zaczął postrzegać nasz mikrobiom jelitowy tak, jak robi to troskliwy leśniczy, pomagając zachować biodywersyfikację złożonego ekosystemu. Ta zmiana paradygmatu myślenia jest koniecznym warunkiem utrzymania zdrowia i odporności jelit, a w konsekwencji całego organizmu. Wynikną z niej zapewne nowe metody terapeutyczne i sposoby prewencji powszechnie występujących chorób, które prześladują miliony ludzi.

Nadszedł czas, by wyposażyć nas w kompetencje inżynierów własnego wewnętrznego ekosystemu. By zostać takim inżynierem ekosystemu, musisz najpierw zrozumieć, jak mózg komunikuje się z jelitami, jak jelita komunikują się z mózgiem oraz jak drobnoustroje jelitowe oddziałują na oba te typy interakcji. Na kolejnych stronach przyjrzymy się najnowszym odkryciom naukowym z tego zakresu. Jeśli moja książka zdoła osiągnąć swój cel, po zakończeniu jej lektury zaczniesz inaczej patrzeć na siebie i otaczający cię świat.

Inicjatywę tę ogłoszono 13 maja 2016 roku (przyp. tłum.). [wróć]

Rozdział 2 Jak umysł komunikuje się z trzewiami

ROZDZIAŁ 2

Jak umysł komunikuje się z trzewiami

Wyobraź sobie, że jesteś na drodze szybkiego ruchu i kierowca, który siedział ci na zderzaku, nagle przeskakuje na sąsiedni pas, po czym gwałtownie zajeżdża ci drogę. Musisz ostro hamować, by uniknąć stłuczki, przez co zarzuca cię na bok. Wtedy dostrzegasz, jak wybucha śmiechem. Mięśnie karku zaczynają ci się spinać, szczęka zaciska się, usta tężeją, brwi się marszczą. Żona siedząca w fotelu obok ciebie natychmiast wychwytuje twój gniewny wyraz twarzy.

A teraz przypomnij sobie jakiś moment przygnębienia. Twarz miałeś obwisłą, oczy spuszczone – trudno było nie dostrzec, że coś jest nie tak. Rozpoznawanie emocji w twarzach ludzi przychodzi nam naturalnie. Umiejętność ta przekracza bariery języka, rasy, kultury, pochodzenia, a nawet gatunku, gdyż potrafimy rozpoznać rozzłoszczonego psa czy przestraszonego kota. Przyroda zaprogramowała ludzi tak, by łatwo rozpoznawali różne emocje i stosownie do tego dobierali swoje reakcje. Emocje uzewnętrzniają się, gdyż mózg wysyła określone zestawy sygnałów do drobnych mięśni mimicznych. Właśnie owo zróżnicowanie zestawów sprawia, że każdej emocji odpowiada odmienny wyraz twarzy. Otaczający cię ludzie w mgnieniu oka go rejestrują. Wszyscy jesteśmy otwartymi księgami.

Rys. 3. Jelita są lustrzanym odbiciem emocjonalnej ekspresji twarzy

Emocje wyraźnie ujawniają się w mimice i na podobnej zasadzie znajdują też odzwierciedlenie w różnych rejonach przewodu pokarmowego, na który oddziałują sygnały nerwowe powstające w układzie limbicznym. Impulsy płynące do górnego i dolnego odcinka przewodu pokarmowego mogą być zsynchronizowane lub przeciwstawne. Strzałkami zaznaczono wzrosty lub spadki intensywności skurczów żołądkowo-jelitowych w danej emocji.

Natomiast w odniesieniu do jelitowych przejawów tych samych emocji jesteśmy w sensie dosłownym ślepi. Gdy zżymasz się na korki, mózg posyła charakterystyczny zestaw sygnałów nie tylko do mięśni twarzy, lecz także do układu pokarmowego, który wyraźnie na nie reaguje. Gdy złościłeś się na kierowcę, który zajechał ci drogę, w żołądku zaczęły się energiczne skurcze, co zwiększyło wydzielanie kwasu żołądkowego oraz opóźniło pozbycie się zjedzonej rano jajecznicy. Jednocześnie pobudziły się jelita i wypluły śluz oraz soki trawienne. Analogiczny, choć odrębny wzorzec pojawia się, kiedy jesteś przejęty czy zaniepokojony, z kolei gdy jesteś w depresji, jelita prawie całkiem tracą ruchliwość. Dziś wiemy, że odbija się w nich każda emocja, która pojawia się w mózgu.

Aktywność w tych obwodach mózgowych oddziałuje też na inne narządy, stanowiąc o skoordynowanej reakcji na każdą odczuwaną emocję. Gdy na przykład jesteś zestresowany, przyspiesza praca serca i napinają się mięśnie karku i barków, a odwrotne zjawisko zachodzi w chwilach relaksu. Jednak z jelitami mózg jest związany tak jak z żadnym innym narządem, dysponując dużo rozleglejszymi połączeniami anatomicznymi. Ponieważ ludzie zawsze odczuwali emocje w brzuchu, język jest pełen zwrotów, które dają temu wyraz. Ilekroć skręcał ci się żołądek, wywracały ci się flaki albo czułeś motyle w brzuchu, odpowiadały za to tworzące emocje obwody mózgowe. Emocje, mózg i trzewia łączy unikalny związek.

Kiedy pacjent cierpiący na nieprawidłowe reakcje jelit zwraca się o pomoc medyczną i w endoskopii nie ujawnia się nic poważnego, takiego jak stan zapalny czy guz, lekarze często bagatelizują wagę jego dolegliwości. Sfrustrowani niemożnością przyniesienia skutecznej ulgi, zalecają z reguły specjalne diety, probiotyki czy tabletki mające unormować pracę jelit, nie zajmując się jednak pierwotną przyczyną reakcji jelitowych.

Gdyby więcej pacjentów i lekarzy uświadamiało sobie, że jelita są w istocie sceną, na której rozgrywa się dramat emocji, być może nie byłby on dla pacjentów tak bolesnym melodramatem. Blisko 15 procent populacji Stanów Zjednoczonych cierpi na rozmaite aberracje pracy jelit, w tym zespół jelita drażliwego, przewlekłe zaparcie, niestrawność i zgagę czynnościową, które zaliczają się do kategorii zaburzeń mózg-trzewia. Ludzie doznają objawów, które wahają się od mdłości, burczenia i wzdęć aż po dojmujące bóle. Niestety, większość pacjentów cierpiących na nienormalne reakcje jelitowe nie ma pojęcia, że problemy te odzwierciedlają ich stan emocjonalny.

A co jeszcze dziwniejsze, zazwyczaj nie zdają sobie z tego sprawy nawet ich lekarze.

Człowiek, który nie mógł przestać rzygać

Ze wszystkich pacjentów, których widziałem w swojej długiej karierze gastroenterologicznej, najmocniej zapadł mi w pamięć Bill. Liczył sobie 25 lat i był w ogólnie dobrym stanie zdrowia, gdy przyszedł do mnie ze swoją 52-letnią matką. Co dziwne, to matka rozpoczęła rozmowę: „Mam wielką nadzieję, że pomoże pan Billowi. Jest pan naszą ostatnią deską ratunku. Jesteśmy zdesperowani”.

W ciągu ostatnich ośmiu lat Bill spędził niezliczone godziny w różnych oddziałach ratunkowych, cierpiąc na obezwładniające bóle żołądka i niepowstrzymane wymioty. W najgorszych okresach trafiał na oddział ratunkowy kilka razy w tygodniu. Lekarze zwykle przepisywali mu środki przeciwbólowe i uspokajające, aby złagodzić dyskomfort, ale nikt nie miał pojęcia, co tak naprawdę mu dolega. Co gorsza, niektórzy uznali, że wyłudza po prostu leki narkotyczne, bo wyniki badań nie wskazywały na to, by doświadczał ciężkich dolegliwości.

Bill był na konsultacji u kilku gastroenterologów, którzy przeprowadzili kompleksową diagnostykę, ale nie znaleźli przyczyny jego uporczywych niedomagań. Nieustające bóle i wymioty zmusiły go do rezygnacji ze studiów i ponownego zamieszkania z zaniepokojonymi jego stanem rodzicami.

Jego matka, biznesmenka, sfrustrowana niezdolnością lekarzy do prawidłowego zdiagnozowania syna, zaczęła samodzielnie poszukiwać odpowiedzi online. „Sądzę, że ma wszystkie objawy zespołu wymiotów cyklicznych” – oznajmiła mi.

Jako lekarz Billa chciałem sam się o tym przekonać.

Jak to często bywa z zaburzeniami mózg-trzewia, wysunięto wiele osobliwych teorii w celu wyjaśnienia unikalnego zestawu objawów składających się na zespół wymiotów cyklicznych. Jednak opierając się na badaniach przeprowadzonych w ciągu kilkudziesięciu lat przez moją grupę badawczą wraz z innymi grupami w UCLA, uważałem, że najprawdopodobniejszym wyjaśnieniem jest nadmierna odpowiedź jelit uruchamiana przez nadaktywną reakcję stresową w mózgu.

U pacjentów z zespołem wymiotów cyklicznych ataki wywoływane są zwykle przez obciążające wydarzenia dnia codziennego. Zróżnicowany zbiór pozornie niepowiązanych bodźców, takich jak intensywne ćwiczenia fizyczne, miesiączka, znalezienie się na dużej wysokości nad poziomem morza czy po prostu długotrwały stres psychiczny, powodują dostatecznie duże zachwianie równowagi w organizmie, by uruchomić atak. Kiedy nasz mózg (niekoniecznie część świadoma) postrzega takie niebezpieczeństwo, wysyła sygnał do podwzgórza, ważnego obszaru mózgu, koordynującego wszystkie funkcje życiowe, by podkręcił produkcję związku stresowego zwanego hormonem uwalniającym kortykotropinę (CFR od ang. corticotropin-releasing factor), który pełni rolę głównego włącznika, wprowadzającego mózg (i cały organizm) w tryb reakcji stresowej. Pacjenci z tym zaburzeniem mogą przez całe miesiące, a nawet lata nie doznawać żadnych objawów, choć ich układ CRF jest cały czas przeczulony. Kiedy doświadczą dodatkowego obciążenia, uruchamiają się dolegliwości.

Rys. 4. Reakcje jelitowe w odpowiedzi na stres

W odpowiedzi na dowolne zaburzenia normalnego stanu równowagi, takie jak stres, mózg uruchamia skoordynowaną reakcję, mającą na celu zapewnienie jak najlepszego samopoczucia oraz takich warunków, które umożliwią przetrwanie organizmu. Hormon uwalniający kortykotropinę (CRF) jest chemicznym włącznikiem głównym, który wprowadza tę reakcję stresową w życie. Jest wydzielany przez podwzgórze i oddziałuje na blisko położone obszary mózgu. Obecność CRF w mózgu pociąga za sobą wzrost poziomu hormonów stresu (takich jak kortyzol i norepinefryna) w ciele. Proces ten pobudza również stesopochodną reakcję jelit, która wpływa na skład i aktywność mikrobioty jelitowej.

Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki