Bilim İnsanı Bağırsak-Beyin İlişkisini İnceliyor

Kafatasınızdaki beyniniz ve bağırsaklardaki beyniniz her zaman bilgi alışverişindeler. Peki bunu nasıl yapıyorlar? Sinir bilimci Diego Bohórquez bu sorunun cevaplarını bulmaya çalışıyor.

Eğer size insan bedeninin sinir sistemi nerede diye sorulsa, muhtemelen “beyin ya da “ omurilik” cevabı verirsiniz. Ama bu iki organı içeren merkezi sinir sisteminin yanı sıra, vücudumuzda ayrıca “enterik sinir sistemi” bulunmaktadır. Yemek borusundan rektuma kadar yayılan ve100 milyondan fazla sinir hücresinin bulunduğu sinir sistemidir. Enterik sinir sistemine “ikinci beyin” denilmektedir ve kafatasımızdaki beyin ile sürekli bir iletişim halindedir. Bu yüzden sadece yemeği düşünmek ya da konuşmak bile midede enzimlerin salınmasına veya midenizin bulanmasına neden olabilir.

Kısa süre öncesine kadar bilim insanları bu iki sistemin sadece bağırsak sistemindeki enteroendocrine hücrelerinin ürettiği hormonlar aracılığıyla iletişim kurduklarını sanıyorlardı. Besin ya da bakteriyi algılayan hücreler, sinir sisteminin davranışı modüle etmesine yol açan moleküler mesajlar yollarlar. Ama bu süreç bundan çok daha direk bir şekilde gerçekleşiyor gibi görünüyor.

Duke Üniversitesi’nde bağırsak- beyin sinir bilimcisi Diego Bohórquez’in bulgularına göre, bazı enteroendocrine hücreler enterik sinir sistemi ile fiziksel bağlantıya geçerek sinapslar ve sinirleri şekillendiriyorlar. Bu açıklama  nedeniyle, bu sinyalleri nasıl etkileyebileceğimiz ya da obezite, anoreksia, huzursuz bağırsak sendromu, otizm ve travma sonrası stres bozukluğu hastalıklarına nasıl çareler bulacağımıza dair fikirlerimizi yeniden gözden geçirmeliyiz.

Peki Bohórquez’in bağırsak-beyin ilişkisini incelemeye iten şey neydi? Tavuklar. Ekvator’dan ABD’ye taşındıktan sonra, North Carolina State Üniversitesi’nde tavuklar üzerine yoğunlaşan bir besin laboratuvarında misafir araştırma görevlisi olarak çalışmaya başladı.

Bohórquez: “Kümes hayvanları üretimindeki en büyük güçlük, yumurtadan yeni çıkmış civcivleri olabildiğince hızlı beslemek ve böylece de maksimum büyüme potansiyellerine ulaşmalarını sağlamaktır. Doktora danışmanım, civcivler yumurtadan çıkmadan önce onları beslemeyi önerdi. Bu yumurta içi beslemeye, yumurta çatlamadan hemen önce embriyonun amniotik sıvısına enzimleri bırakmak da dahildi.”

Bohórquez, civcivlerin yumurtadan çıktıktan sonra yaptıkları şeyi görünce çok şaşırdı. Yumurta içi beslenme yapılmayan civcivler yumurtadan çıktıktan sonra 5-6 saat uyudular. Ama yumurta içinde beslenen civcivler derhal yemeğe yöneldiler. Bunlar ayrıca daha fazla tetikte görünüyorlardı. Sürekli etraflarına bakınıyor ve birbirlerini gagalıyorlardı. “Sindirilmiş besinlerin davranışları nasıl değiştirdiğini gördüğümde çok şaşırdım.”

Ayrıca bir arkadaşının mide baypas ameliyatı geçirmesi de Bohórquez’in merakını arttırdı. “Bir arkadaşım obezite problemi yaşıyordu ve artık son çare olarak mide bypass ameliyatı olmaya karar verdi ve işe yaradı. Epey kilo verdi ve şeker hastalığına çok iyi geldi. Ama en ilginç olanı da arkadaşımın “tat” alma algısı değişti. Yumurtanın sarısından nefret ederdi ama ameliyattan sonra çok severek yemeye başladı.”

Bohórquez :“Tat alma üzerine bunun gibi değişiklikler obezite ameliyatı olan başka hastalarda da görüldü ama bilim insanları henüz bunun neden veya nasıl olduğundan tam olarak emin değiller. Bu henüz yeni bir konu. Ama öyle görünüyor ki, bağırsakları yeniden düzenlemek, beynimizde tatları algılamamızla ilgili fiziksel değişikliklere yol açıyor.”

Bilim insanları, besinlerin bağırsaklarımızda enteroendocrine hücreleri tarafından algılandığını biliyorlardı ama bunun tam olarak nasıl olduğu bilinmiyordu. Enteroendocrine hücrelerinin uyarıldıklarında hormon salınımı yaptıklarını ve bu hormonların da ya kana karıştıklarını ya da yeme şeklimizi etkileyen yakındaki sinirleri aktive ettiklerini anladılar.

Bohórquez : “Ben daha çok bir besinden alınan uyarım sinyalinin, davranışın değişmesine yol açan elektriksel sinyale nasıl dönüştüğünü anlamaya çalışıyorum.”

Bohórquez ve arkadaşları 3D elektron mikroskobu kullanarak enteroendocrine hücrelerine yakından bakmaya başladılar. Onları bu şekilde görüntülemek daha önce görülmemiş yepyeni bir yapıyı ortaya çıkardı. Öyle görünüyor ki enteroendocrine hücrelerde, hem bağırsağa maruz kalan mikrovilü yada protrusyon (minik çıkıntı) hem de nöropod dediğimiz ayağa benzer uzantılar var.  Enteroendocrine hücrelerin nöronlara benzer fiziksel davranışları olduğu netlik kazandı. Bu yüzden bunların nöronlarla bağlantılı olup olmadığını merak ettik.

Sinaptik bağlantıları takip etmenin sırrı: Bir tür kuduz hastalığı ile oldu. Bir farenin kalın bağırsağına çok az miktarda modifiye floresan kuduz virüsü yerleştirmek ile süreç açığa çıkarıldı. Kuduz, sinirleri enfekte eden ve sinaptik bağlantılar aracılığıyla yayılan bir virüstür. Virüs, tek seferde sadece bir sinire atlamasına izin verilen modifiye bir şekilde kullanıldığında, sinirsel döngüleri takip etmek kolaydır. Bu yönteme başladıktan 7 gün sonra,  farenin bağırsağındaki enteroendocrine hücreler yeşil olarak parıldadı, ki bu da sensör hücrelerin aslında nöronlar gibi hareket ettiğini göstermekteydi.

Bohórquez daha sonra, başka bir farede takip kuduz virüslerinin ikinci bir sıçrama yapabilmelerini sağladı. Bu virüsleri farenin kalın bağırsağına bıraktığında,  enteroendocrine hücreler ve bağlı oldukları sinirler aydınlandı. Bu da sensör hücreler ile sinir sistemi arasında fiziksel sinaps olduğunu göstermektedir. Bu fizksel bağlantı daha önce gözlemlenememişti.

Bağırsak ve beyin arasındaki iletişim yolunu göstermek ilerde bazı hastalıkların yeni tedavilerinin bulunmasında faydalı olabilir. Otizm, obezite, aneroksia, huzursuz bağırsak sendromu, iltihabi bağırsak hastalığı, travma sonrası stres bozukluğu ve kronik stres gibi hastalıkların hepsinde “değişmiş içorgansal algılama” olarak bilinen bir semptom var. (Bağırsak uyarımına karşı hyposensitivite)

Mesela klinik gözlemler aneroksia olan bazı çocukalrın, çok erken yaşlardan itibaren yediklerine karşı aşırı farkındalıklı olduklarını göstermektedir. Normal koşullarda, bu süreç detaylı uzamsal yada temporal farkındalık olmadan gerçekleşir. Ama bu çocuklar içerde neler olup bittiğini hissedebilirler, ki bu da onlarda huzursuzluğa neden olur. Bu bilgiyle birlikte bilim insanları sadece psikolojik olduğunu sandıkları rahatsızlıkları daha iyi anlamaya başlayabilirler.

Çeviri : Sıdıka ÖZEMRE
https://ideas.ted.com/a-scientist-explores-the-mysteries-of-the-gut-brain-connection/

Check Also

Şifa – Joe Dispenza – Bölüm 4

Şükretmek, takdir etmek, iyilik, aydınlanma gibi yüksek duygular yarattığınızda bağışıklık sistemini ative etmeye başlıyorsunuz. Bağışıklık ...