Tłuszcz w bakteriach glebowych może chronić przed stresem
Niedawne odkrycie może pomóc w dokładniejszym wyjaśnieniu, dlaczego życie w brudzie może korzystnie wpływać na zdrowie ludzi. Naukowcy odkryli, że bakteria żyjąca w glebie wytwarza przeciwzapalny kwas tłuszczowy, który może sprzyjać odporności na stres.
Naukowcy z University of Colorado Boulder (CU Boulder) przeprowadzili badanie, które to zbadało Mycobacterium vaccae, bakteria środowiskowa żywiąca się rozkładającą się materią organiczną.
Dowiodły tego wcześniejsze badania na komórkach i zwierzętach laboratoryjnych M. vaccae może zmniejszyć stan zapalny i chronić przed stresem.
Jednak, jak wyjaśniają autorzy w niedawnym Psychofarmakologia artykuł o ich pracy, „molekularne mechanizmy leżące u podstaw działania przeciwzapalnego M. vaccae nie są znane."
W ramach nowych badań naukowcy „oczyścili i zidentyfikowali unikalny trójgliceryd o działaniu przeciwzapalnym” z bakterii glebowej. Następnie zsyntetyzowali i przetestowali wersję „wolnych kwasów tłuszczowych” tłuszczu w mysich komórkach odpornościowych.
Kwas tłuszczowy nosi nazwę kwas 10 (Z) -heksadecenowy, a zespół wykorzystał „techniki sekwencjonowania nowej generacji” do zbadania jego interakcji z makrofagami, rodzajem komórek odpornościowych.
Naukowcy zauważyli, że kwas tłuszczowy wiąże się z określonym receptorem lub białkiem sygnałowym w komórkach. To zdarzenie z kolei zablokowało szereg szlaków molekularnych napędzających stan zapalny. Nazwa receptora to receptor aktywowany przez proliferatory peroksysomów (PPAR).
Dalsze eksperymenty wykazały, że traktowanie komórek odpornościowych kwasem tłuszczowym przed ich stymulacją zwiększa ich odporność na stany zapalne.
Bakteria glebowa ma bezpośrednie działanie ochronne
„Uważamy”, mówi starszy autor badania Christopher Lowry, profesor nadzwyczajny fizjologii integracyjnej na CU Boulder, „[że] istnieje specjalny sos wywołujący ochronne działanie tej bakterii, a ten tłuszcz jest jednym z głównych składników tego specjalny sos ”.
Mówi, że odkrycie jest dla nas „ogromnym krokiem naprzód, ponieważ identyfikuje aktywny składnik bakterii [um] i receptor tego aktywnego składnika u żywiciela”.
Lowry argumentuje, że interakcja między przeciwzapalnym kwasem tłuszczowym a komórkami odpornościowymi jest wynikiem koewolucji ludzi i bakterii glebowych.
Makrofagi to komórki odpornościowe, które poprzez ich spożywanie eliminują patogeny, takie jak bakterie. Odgrywają kluczową rolę w stanach zapalnych.
Lowry mówi, że wydaje się, że gdy bakteria glebowa dostanie się do komórki odpornościowej, uwalnia przeciwzapalny kwas tłuszczowy. To następnie wiąże się z PPAR i zamyka „kaskadę zapalną”.
Odkrycia są kolejnym dowodem na to, że kontakt z bakteriami glebowymi pomaga zdrowiu ludzkiemu w inny sposób niż kiedyś sądzili naukowcy.
Kolejna strona efektu higienicznego
Dziesiątki lat temu, zanim dostępne były bardziej wyrafinowane techniki analizy, naukowcy niewiele mogli zobaczyć, co działo się na poziomie molekularnym w komórkach. Mogli tylko pokazać, że ekspozycja na mikroorganizmy wydaje się być korzystna dla zdrowia.
Badania te skłoniły brytyjskiego naukowca Davida Strachana do wymyślenia terminu „hipoteza higieny” w 1989 roku.
Teoria głosi, że im bardziej współczesne życie ludzi oddala ich od ziemi i kontaktu ze zwierzętami hodowlanymi, więc ich ciała tracą współpracę z mikroorganizmami. To uszkadza układ odpornościowy i zwiększa ryzyko alergii i astmy.
Początkowo za hipotezą higieniczną przyjęto założenie, że ekspozycja na potencjalnie szkodliwe mikroorganizmy pomaga układowi odpornościowemu uodpornić się na nie.
Jednak naukowcy, tacy jak Lowry i jego zespół, na nowo definiują hipotezę higieniczną, aby dodać kolejną stronę historii koewolucji.
Nie tylko narażenie na bakterie wywołujące choroby może wzmocnić odporność, ale także pożyteczne drobnoustroje glebowe mogą aktywnie poprawiać zdrowie poprzez bezpośrednie oddziaływanie molekularne z komórkami odpornościowymi.
W poprzedniej pracy Lowry zademonstrował kilka sposobów, w jakie ekspozycja na pożyteczne bakterie wydaje się być dobra dla zdrowia psychicznego.
Na przykład jedno badanie wykazało, że dzieci dorastające na farmach ze zwierzętami mają układ odpornościowy, który jest bardziej odporny na stres, a także rzadziej zapadają na choroby psychiczne niż dzieci dorastające w mieście bez zwierząt.
Inne badanie wykazało, że wstrzyknięcie gryzoni M. vaccae ma podobny wpływ na zachowanie jak leki przeciwdepresyjne. Wydaje się również, że leczenie ma trwałe działanie przeciwzapalne na mózg.
Badania sugerują, że zbyt wysoka odpowiedź zapalna może zwiększać ryzyko zespołu stresu pourazowego (PTSD) i innych stanów związanych ze stresem.
Czy „szczepionka na stres” może być w zasięgu wzroku?
Lowry i jego zespół przeprowadzili również inne badanie, w którym wykazali, że traktują myszy M. vaccae może zapobiec wystąpieniu reakcji podobnej do PTSD po doświadczeniu traumatycznego wydarzenia.
Myszy, które leczono bakterią, były również mniej narażone na rozwój zapalenia jelita grubego związanego ze stresem i wykazywały niepokój w przyszłych stresujących okolicznościach.
Zespół widzi możliwości w rozwoju M. vaccae jako „szczepionka na stres”. Może to pomóc w ochronie osób wykonujących zawody o dużym stresie - takich jak żołnierze i strażacy - przed rozwojem chorób psychiatrycznych związanych ze stresem.
Można by również opracować lek ukierunkowany na kwas tłuszczowy. Dalsze badania musiałyby najpierw potwierdzić, że kwas tłuszczowy rzeczywiście ma potencjał terapeutyczny.
Lowry mówi, że ich badanie polega tylko na badaniu „wierzchołka góry lodowej pod kątem identyfikacji mechanizmów, dzięki którym [bakterie glebowe] ewoluowały, aby utrzymać nas w zdrowiu”.
„To tylko jeden szczep jednego gatunku jednego rodzaju bakterii, który występuje w glebie, ale w glebie są miliony innych szczepów”.
Christophera Lowry'ego
