ความก้าวหน้าครั้งสำคัญที่คิดใหม่ถึงวิธีการสื่อสารระหว่างลำไส้และสมอง

ในการศึกษาวิจัยครั้งสำคัญที่คิดใหม่เกี่ยวกับวิธีที่ลำไส้และสมองสื่อสารกัน นักวิจัยได้ค้นพบสิ่งที่พวกเขาเรียกว่า "ประสาทสัมผัสทางระบบประสาท" ซึ่งเป็นระบบใหม่ที่ทำให้สมองตอบสนองได้แบบเรียลไทม์ต่อสัญญาณจากจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในลำไส้ของเรา

งานวิจัยใหม่โดย Diego Bojorquez, PhD และ M. Maya Kelberer, PhD นักประสาทวิทยาจากคณะแพทยศาสตร์ มหาวิทยาลัยดุ๊ก ซึ่งตีพิมพ์ในวารสารNatureมุ่งเน้นไปที่นิวโรพอด ซึ่งเป็นเซลล์รับความรู้สึกขนาดเล็กที่เรียงรายอยู่ตามเยื่อบุผิวลำไส้ใหญ่ เซลล์เหล่านี้จดจำโปรตีนจุลินทรีย์ทั่วไปและส่งสัญญาณอย่างรวดเร็วไปยังสมองเพื่อช่วยระงับความอยากอาหาร

แต่นั่นเป็นเพียงจุดเริ่มต้นเท่านั้น ทีมวิจัยเชื่อว่าประสาทสัมผัสทางระบบประสาทนี้สามารถใช้เป็นพื้นฐานที่กว้างขึ้นสำหรับการทำความเข้าใจว่าลำไส้รับรู้จุลินทรีย์อย่างไร ซึ่งส่งผลต่อทุกอย่าง ตั้งแต่พฤติกรรมการกินไปจนถึงอารมณ์ และแม้กระทั่งวิธีที่สมองสามารถกำหนดรูปร่างของไมโครไบโอมในการตอบสนอง

“เราสนใจว่าร่างกายสามารถจดจำสัญญาณของจุลินทรีย์แบบเรียลไทม์ได้หรือไม่ ไม่ใช่แค่ในฐานะการตอบสนองทางภูมิคุ้มกันหรือการอักเสบเท่านั้น แต่เป็นการตอบสนองของระบบประสาทที่ส่งผลต่อพฤติกรรมโดยตรง”
ดร. Diego Bojorquez ศาสตราจารย์ด้านการแพทย์และประสาทชีววิทยาที่ Duke University School of Medicine และผู้เขียนอาวุโสของการศึกษากล่าว

ส่วนประกอบสำคัญคือแฟลเจลลิน ซึ่งเป็นโปรตีนโบราณที่ประกอบขึ้นเป็นแฟลเจลลัมของแบคทีเรีย ซึ่งเป็นโครงสร้างคล้ายหางที่แบคทีเรียใช้ในการเคลื่อนที่ เมื่อเรากินอาหาร แบคทีเรียในลำไส้บางชนิดจะปล่อยแฟลเจลลินออกมา นิวโรพอดจะตรวจจับแฟลเจลลินผ่านตัวรับที่เรียกว่า TLR5 และส่งสัญญาณผ่านเส้นประสาทเวกัส ซึ่งเป็นเส้นทางการสื่อสารหลักระหว่างลำไส้และสมอง

ทีมงานที่ได้รับการสนับสนุนจากสถาบันสุขภาพแห่งชาติของสหรัฐอเมริกา เสนอสมมติฐานที่กล้าหาญ: แฟลกเจลลินจากแบคทีเรียในลำไส้ใหญ่สามารถกระตุ้นนิวโรพอดและส่งสัญญาณระงับความอยากอาหารไปยังสมอง ซึ่งเป็นอิทธิพลโดยตรงจากจุลินทรีย์ที่ส่งผลต่อพฤติกรรม

นักวิจัยทดสอบสิ่งนี้โดยให้หนูอดอาหารข้ามคืน แล้วฉีดแฟลเจลลินปริมาณเล็กน้อยเข้าไปในลำไส้ใหญ่โดยตรง หนูเหล่านี้กินอาหารน้อยลง

เมื่อนักวิจัยทำการทดลองซ้ำในหนูที่ไม่มีตัวรับ TLR5 พบว่าไม่มีอะไรเปลี่ยนแปลง หนูยังคงกินอาหารต่อไปและน้ำหนักเพิ่มขึ้น ซึ่งเป็นสัญญาณบ่งชี้ว่าวิถีนี้ช่วยควบคุมความอยากอาหาร ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าแฟกเจลลินส่งสัญญาณ "เพียงพอ" ผ่าน TLR5 ทำให้ลำไส้ส่งสัญญาณไปยังสมองว่าถึงเวลาหยุดกินแล้ว หากไม่มีตัวรับนี้ ข้อความดังกล่าวก็จะไม่ถูกส่งต่อไป

การค้นพบนี้เกิดขึ้นได้จากความร่วมมือของนักวิจัยหลัก ได้แก่ ดร. วินสตัน หลิว, MD, PhD, เอมิลี่ โอลเวย์ นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาในโครงการฝึกอบรมนักวิทยาศาสตร์สุขภาพ และ ดร. นาอามา ไรเชอร์ นักวิจัยหลังปริญญาเอก การทดลองของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าการรบกวนวิถีการส่งสัญญาณนี้ส่งผลต่อพฤติกรรมการกินของหนู ซึ่งบ่งชี้ถึงความเชื่อมโยงที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้นระหว่างจุลินทรีย์ในลำไส้และพฤติกรรม

“เมื่อมองไปข้างหน้า ผมคิดว่างานวิจัยนี้จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งต่อชุมชนวิทยาศาสตร์ในวงกว้างในการอธิบายว่าจุลินทรีย์มีอิทธิพลต่อพฤติกรรมของเราอย่างไร” โบฮอร์เกซกล่าว
“ขั้นตอนต่อไปที่ชัดเจนคือการศึกษาว่าอาหารบางชนิดเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของจุลินทรีย์ในลำไส้อย่างไร ซึ่งอาจเป็นองค์ประกอบสำคัญในการแก้ปัญหาต่างๆ เช่น โรคอ้วนหรือความผิดปกติทางจิต”