Pavlov v čreve JEM - vestník výživovej medicíny
Názov tejto publikácie ste nazvali „Aké inteligentné sú črevá?“. Aké chytré je skutočne črevo?
Skutočnosť, že črevo je celkom múdre, ukazuje skutočnosť, že je to jediný orgán mimo tela, ktorý je plne funkčný. Minimálne niekoľko dní posúva obsah správnym smerom, primeranou rýchlosťou a reaguje na podnety a ukazuje svoje vlastné reflexy.
Ak sa enterálny nervový systém správne nazýva „brušný mozog“ alebo „druhý mozog“, mal by byť schopný vykonávať aj funkcie mozgu, ako je učenie, pamäť alebo zabúdanie. Prekvapivo sa táto otázka ešte systematicky nevenovala, preto sme s Paulom Enckom a Thomasom Frielingom v tomto zmysle analyzovali početné štúdie. V skutočnosti existuje veľa dôkazov o tom, že enterálny nervový systém je schopný učenia sa a že ho možno podmieniť. Rovnaký molekulárny základ je možné nájsť v enterálnom nervovom systéme ako v centrálnom nervovom systéme alebo v „hlavovom mozgu“. Rovnaké molekuly samozrejme nemusia mať rovnaký funkčný význam. Je ale logické a tiež sme dospeli k záveru, že črevo je v skutočnosti „inteligentné“ a schopné poskytovať služby analogické s centrálnym nervovým systémom.
Procesy učenia skutočne prebiehajú v brušnom mozgu rovnako ako v mozgu hlavy?
Spravidla áno. Klasické experimenty na molekulárnej báze učenia uskutočnil Eric Kandel na morskom slimákovi Aplysii, ktorý mu potom vyniesol Nobelovu cenu. V Aplysii existuje reflex resetovania žiabrov, ktorý je čoraz slabší, keď sa človek opakovane dotýka senzorickej bunky. Naopak, stimuláciou ďalších nervových buniek bol Kandel schopný dosiahnuť senzibilizáciu, teda zosilnenú reakciu, teda silnejší žiabrový reflex. Habituácia a senzibilizácia sú základnými základmi učenia, pričom ide iba o správanie nervových buniek. Nemá to nič spoločné s tým, ako dlho sa uchová to, čo sa naučíte.
Neurogastroenterológ Terry Smith v každom prípade pozoroval analogické správanie v izolovaných črevách morčiat - vyvolané expanziou steny a kontaktom so sliznicou. Brušný mozog sa teda naučil. Peter Holzer tiež dokázal, že zintenzívnenie podnetov, napríklad opakovaním v kratších intervaloch, môže mať taký silný senzibilizačný účinok, že účinok liečby je maskovaný. Samozrejme, ide o implicitné učenie, ktoré si nie sme vedomí. Ale implicitné učenie sa vždy deje aj v mozgu.
Dokáže brušný mozog ukladať aj spomienky ako mozog hlavy?
Server proxy pre pamäť je dlhodobé zosilnenie. Je to základ pre ukladanie informácií a v zásade tiež predpoklad pre „skutočné“ učenie. Zúčastnené molekulárne procesy sú nielen porovnateľné v mozgu a brušnej oblasti mozgu, ale aj v celej biológii až po Aplysiu.
Klinickým korelátom dlhodobého účinku enterálneho nervového systému na učenie - v zásade je to pamäťová výkonnosť podobná výkonu v mozgu - môže to byť napríklad zvýšená nadmerná excitabilita črevných nervov dlho po ústupe infekcie alebo chemicky toxického zápalu.
Iba nedávno sa preukázalo, že následky stresu na čreve netrvajú tak dlho, ako sa predpokladá samotná stresová reakcia. Ako ukázali testy na myšiach, typické poruchy pohyblivosti čreva súvisiace so stresom zostávajú aj mimo tela - v tele. Napríklad Petriho miska - prijatá. To neznamená nič menšie, ako to, že si brušný mozog túto skúsenosť uložil. Testy na potkanoch tiež preukázali, že senzitizácia enterálneho nervového systému v dôsledku stresu sa môže dediť dokonca prostredníctvom epigenetických javov.
Čo klasické kondicionovanie, Pavlovove reflexy?
Učenie prostredníctvom asociácie, ako ukázal Pavlov so svojimi psami, je tiež celkom možné na úrovni čriev. Predpokladá sa, že takýmto upravením môžu vyplynúť gastrointestinálne príznaky. Drastickým príkladom by mohla byť nevoľnosť spôsobená vôňou a chuťou jedla v spojení s chemoterapiou nauzey. Ďalej možno niekedy u pacientov s podráždeným črevom pozorovať, že zvonenie budíka, ktoré oznamuje požiadavky každodenného života, vyvoláva kŕče.
Inštrumentálne kondicionovanie - to znamená učenie sa pomocou odmeny a trestu - by bolo mysliteľné aj na úrovni čriev, ale zatiaľ sa nepreukázalo.
Existujú ďalšie prejavy týchto nervových procesov v enterálnom nervovom systéme na úrovni fyzickej pohody?
Je zrejmé, že niektoré funkčné choroby, pre ktoré sa zatiaľ nezistili žiadne organické príčiny, sú „poruchami učenia“ v brušnom mozgu. Príkladom toho môže byť syndróm dráždivého čreva. Rovnaké vybavenie centrálneho a enterálneho nervového systému nervovými bunkami, neuropeptidmi a neurotransmitermi tiež vysvetľuje gastrointestinálne vedľajšie účinky väčšiny centrálne pôsobiacich liekov.
Ako je možné vývojovo vnímať vývoj centrálneho a enterálneho nervového systému človeka?
Na jednej strane mohol enterický nervový systém vzniknúť vtiahnutím častí limbického systému do čriev. To by z neho urobilo satelit limbického systému. Ďalšou možnosťou je, že mozog je vlastne encefalický enterický nervový systém. To by bolo logickejšie z evolučného hľadiska. Túto hypotézu podporuje napríklad sladkovodný polyp Hydra, ktorý sa preslávil okrem iného tým, že je vďaka svojej regeneračnej schopnosti prakticky nesmrteľný. Toto malé zviera má enterický nervový systém, ale nemá väzby na centrálne gangliá alebo mozog. Pre mňa je to silná indikácia, že mozog sa vyvinul z enterického nervového systému alebo z nervov spojených s črevami. Máme kardiovaskulárne centrum v mozgu, dýchacie centrum, stresové osi vychádzajúce z mozgu atď. - nemáme však špecializovaný región na kontrolu črevnej činnosti. Možno v určitom okamihu existovali zvieratá, pre ktoré to bolo iné, ale tuším nie.
Os čreva a mozgu je tiež veľmi populárny ako výskumná téma a téma rozhovorov.
V súčasnosti sa intenzívne diskutuje o vzťahoch medzi mikrobiotou, osou črevo-mozog a súvisiacim vplyvom na emócie a správanie. Existuje však veľa neoficiálnych informácií. V koncepcii sú v skutočnosti značné medzery. Možno najväčšia medzera leží medzi procesmi v črevnom lúmene a samotnou osou črevno-mozgová. Potrebovali by ste tu sprostredkovateľa.
Za prvé to môže byť krv, ktorej úloha bola v tejto súvislosti v poslednej dobe odsunutá do úzadia. Všetko, čo sa dostane do krvi - a dostatok sa absorbuje v čreve -, môže mať za predpokladu, že prekoná hematoencefalickú bariéru, vplyv na mozgové funkcie. Zoberme si napríklad hormóny.
Na druhej strane môžu existovať nervové spojenia, ktoré sa zvyčajne vyrovnávajú s osou črevno-mozgové. Niektoré nervy samozrejme prebiehajú z čreva do mozgu. Ale je ich pomerne málo a zakončenie týchto nervov je relatívne ďaleko od epitelu. A informácie z čreva sú niekde rozptýlené. V každom prípade tu stále existuje značná potreba výskumu.
Ďakujem pekne za rozhovor.
Centrálny a enterálny nervový systém alebo hlava a brušný mozog sú štrukturálne a funkčne porovnateľné, navzájom komunikujú a reagujú na seba. Enterálny nervový systém je do značnej miery nezávislý od kontroly centrálnym nervovým systémom. V súlade s tým je výmena údajov okolo 90 percent aferentná. Iba vtedy, keď musia byť tráviace funkcie koordinované s chovaním celého organizmu, napríklad v prípade stresu, sa mozog cíti ako autorita vyššej úrovne. Ak v podstate enterálny nervový systém obsahuje rovnaké nervové bunky a neurotransmitery ako centrálny nervový systém, je tiež schopný vykonávať funkcie mozgu? Napríklad učenie? Odvolať? Zabudol? Tieto procesy nevyhnutne nevyžadujú povedomie.