Aivot elättävät omaa flooraa

Suolibakteerit pesiytyvät aivoihin

Rosalinda Robertsin tutkimuksessa tarkasteltiin 34 terveen ihmisen aivoviipaleita elektronimikroskoopilla.

Elektronipommitus paljasti aivokudoksen yksityiskohdat niin tarkasti, että esiin tulivat mitoiltaan bakteereja vastaavat läiskät. Lisäksi niitä ympäröi tukeva seinä, joka on ominainen bakteerien solurakenteelle. Jotkin läiskät olivat ketjuuntuneetkin bakteereille tyypillisesti.

Havainnot eivät jättäneet epäilyn sijaa: kaikissa aivoissa esiintyi bakteereja.

Seuraavaksi Robertsin tutkijaryhmä alkoi tunnistaa bakteerilajeja analysoimalla 16S rRNA -geenijaksoja, jotka ovat kaikilla eliöillä omanlaisiaan.

Aivokudoksessa piili monenlaisia bakteereja, mutta yllättävästi 92 prosenttia niistä kuului niihin kolmeen pääryhmään, joista ihmisen suolifloora tavallisesti enimmäkseen koostuu.

Probioottilisä rauhoitti hiiriä

Suolibakteerien edullinen vaikutus aivoihin on ollut tutkimuskohteena vuodesta 2011 asti.

Silloin irlantilaisen University College Corkin neurologi John Cryan syötti labora­toriohiirille lientä, johon oli lisätty ihmisen suolifloorassa tavalliseen lajiin kuuluvia, probiootteina pidettäviä maitohappobakteereja.

Lisän ansiosta stressihormoni kortikosteronin määrä veressä pieneni ja aivojen tapa reagoida ahdistus-, pelko- ja stressiärsykkeisiin muuttui.

Kuuden viikon aikana bakteeripitoinen ravinto vähensi hiirien hermostuneisuutta, ja ne alkoivat esimerkiksi tutkia rohkeammin häkin näkösuojattomia osia.

Luonnossa tällaiset aukeat alueet merkitsevät hiirille suurempaa vaaraa joutua petoeläinten saaliiksi.

Kun John Cryan katkaisi hiirien kiertäjähermon, hän löysi mahdollisen selityksen suoliflooran vaikutukselle aivoihin. Hermo yhdistää suoliston ja aivot ja välittää esimerkiksi tiedon suolen täyttymisestä.

Vastaavasti aivot voivat viestiä suolistolle, että on yö ja sen pitää siksi lopettaa toimintansa. Hiirillä, joiden kiertäjähermo oli katkaistu, maitohappobakteerit menettivät vaikutuksensa keskushermostoon: eläimistä tuli yhtä levottomia kuin ne olivat olleet.

Sittemmin useissa tutkimuksissa on saatu näyttöä siitä, että myös ihmisaivoihin vaikuttaa koko joukko suolibakteereja. Vaikutus ilmenee muun muassa skitsofrenia- ja masennusherkkyydessä ja Alzheimerin ja Parkinsonin tautien puhkeamisessa.

Bakteerien toimintatapa on kuitenkin yhä hämärän peitossa. Vallalla olevan käsityksen mukaan ne ärsyttävät kiertäjähermon haarakkeita suolenseinässä ja saavat ne lähettämään viestejä aivoihin, mutta Rosalinda Robertsin löytö vihjaa suorempaan tiehen.

Bakteerit yksinkertaisesti menevät itse kiertäjähermoa pitkin aivoihin.

Veri ja hermot tarjoavat väylän

Robertsin terävistä elektronimikroskooppikuvista on voitu erottaa, että aivobakteerit kertyvät myeliinituppiin, jotka ovat hermosolujen viejähaarakkeita ympäröiviä rasvaeristeitä.

Myös kiertäjähermo, joka kulkee aivojen alimpaan osaan eli aivorunkoon normaalisti bakteerit loitolla pitävän veri-aivoesteen ohi, on myelinisoitunut.

Teoriassa bakteerien tarvitsee vain läpäistä suolenseinä ja työntyä kiertäjähermon myeliiniin päästäkseen aivoihin. Lisäksi bakteerit viihtyvät myös hermotukisoluihin kuuluvissa astrosyyteissä, jotka ruokkivat hermosoluja verestä ottamallaan ravinnolla.

Astrosyytit tarjoilevat ruoan jaloillaan eli lonkeromaisilla ulokkeillaan, jotka leviävät aivojen verisuonille. Bakteereja kertyy runsain mitoin nimenomaan jalkoihin.

Osa tutkijoista pitääkin mahdollisena, että bakteerit kulkeutuvat veren mukana suolesta aivoihin, missä ne keinottelevat itsensä veri-aivoesteen läpi astrosyytteihin. Esteen heikkoja kohtia ovat esimerkiksi aivorungon oksennuskeskus ja hajukäämi, joka sijaitsee heti nenän takana.

Aivojen pitää päästä helposti erottamaan verestä haitta-aineet ja ilmasta hajuaineet, jotta ne voivat reagoida oksennusrefleksillä. Siksi aivot tinkivät suojaeristyksestään – ja helpottavat näin bakteerien läpikulkua.

Vielä ei tiedetä, kertyykö bakteereja etenkin hajukäämiin ja oksennuskeskukseen. Jos asia osoittautuu olevan näin, oletus bakteerien käyttämästä veritiestä saa tukea.

Parkinsonin tauti juontuu suolesta

Rosalinda Robertsin tutkimusten mukaan suolibakteerit elävät rauhallisesti aivoissa aiheuttamatta äkillisiä tulehduksia.

Koska hän löysi bakteereja erityisesti niistä aivojen osista, joilla on yhteys psyyken ja keskushermoston sairauksiin, pieneliöt puuttuvat todennäköisesti tavalla tai toisella aivosolujen toimintaan. Vaikutukset ilmenevät sekä mielenterveydessä että tiedonkäsittelyssä.

Syvällä aivoissa sijaitsevat parilliset mustatumakkeet ja aivojuoviot suunnittelevat liikesarjat, jotta ne voidaan suorittaa joustavasti ja tarkoituksenmukaisesti esimerkiksi silloin, kun nostetaan kuppi pöydältä ja hörpätään siitä kahvia.

Parkinsonin tautia sairastavilla alueet eivät toimi normaalisti, ja tästä syystä liikkeet hidastuvat ja kangistuvat ja raajoissa ilmenee lepovapinaa.

Sekä mustatumakkeissa että aivojuovioissa esiintyy bakteereja. Löytö antaa ymmärtää, että pieneliöt voivat vaikuttaa suoraan näihin aivojen osiin lähikosketuksessa.

Runsaasti bakteereja on löydetty myös hippokampuksesta eli aivotursosta, jolla on oma osansa muun muassa Alzheimerin taudissa ja masennuksessa. Vuonna 2019 julkaisemassaan tiedeartikkelissa psykiatri Elizabeth Sublette yhdysvaltalaisesta Columbian yliopistosta toteaa, että eräät suolibakteerilajit ovat erityisen yleisiä masennuspotilailla ja ne saattavat edistää sairastumista.

Vastaavasti terveillä etupäässä esiintyvät bakteerilajit voivat tukea mielen­terveyden säilyttämistä.

Pieneliöstö säätelee mielialaa

Laaja vuoden 2019 tutkimus paljasti, että bakteereilla voi olla tärkeä osuus myös vallitsevan tunnetilan säätelyssä. Mikrobiologi Jeroen Raes belgialaisesta Leuvenin yliopistosta tutki yli tuhannen ihmisen suoliflooraa ja sai selville hämmästyttäviä seikkoja.

Erilaiset Faecalibacterium-suvun suolibakteerit olivat erityisen yleisiä niillä henkilöillä, jotka kärsivät tunne-elämän häiriöistä, kun taas Butyrivibrio-suku kukoisti niillä, jotka olivat hyvin sosiaalisia.

Elämänmyönteisyydellä ja runsaalla määrällä Copro-coccus-suvun bakteereja näytti niin ikään olevan selvä riippuvuussuhde.

Muiden tutkijoiden pitää vielä toistaa Robertsin tutkimukset, jotta voidaan olla varmoja aivobakteerien olemassaolosta.

Vasta asian varmistuttua päästään selvittämään ilmiön merkitystä fyysiselle ja psyykkiselle terveydelle ja lääkäreiden työlle.