Pavlov a belekben JEM - Journal of Nutritional Medicine
Jelenlegi kiadványát „Mennyire okos a bél?” Címmel látta el. Milyen okos a bél valójában?
Azt, hogy a belek meglehetősen okosak, mutatja, hogy ez az egyetlen szerv, amely a testen kívül teljes mértékben működőképes. Legalább néhány napig a megfelelő irányba, megfelelő sebességgel mozgatja a tartalmat, reagál az ingerekre és megmutatja saját reflexeit.
Ha az enterális idegrendszert helyesen hívják "hasi agynak" vagy "második agynak", akkor képesnek kell lennie az agyi funkciók végrehajtására is, például tanulásra, memóriára vagy felejtésre. Meglepő módon ezt a kérdést még nem vizsgálták szisztematikusan, ezért Paul Enck, Thomas Frieling és én számos tanulmányt elemeztünk ennek érdekében. Nagyon sok bizonyíték van arra, hogy az enterális idegrendszer képes tanulni, és feltételezhető. Ennek ugyanaz a molekuláris alapja található meg az enterális idegrendszerben, mint a központi idegrendszerben vagy a „fej agyban”. Természetesen az azonos molekuláknak nem kell azonos funkcionális jelentéssel bírniuk. De ésszerű, és arra a következtetésre jutottunk, hogy a belek valóban „okosak” és képesek a központi idegrendszerhez hasonló szolgáltatásokra.
A tanulási folyamatok tulajdonképpen a hasi agyban mennek végbe, mint a fejagyban?
Általában igen. A klasszikus kísérleti kísérleteket Eric Kandel az Aplysia tengeri csigán végezte el, amely Nobel-díjat kapott. Aplysia-ban van egy kopoltyú-visszaállító reflex, amely egyre gyengül, ha az ember többször megérint egy érzékszervi sejtet. Ezzel szemben más idegsejtek stimulálásával Kandel képes volt szenzibilizációt, azaz fokozott reakciót elérni, azaz erősebb kopoltyúreflexet. A megszokás és az érzékenyítés a tanulás elengedhetetlen alapja, ahol csak az idegsejtek viselkedéséről van szó. Semmi köze ahhoz, hogy a tanultakat meddig őrzik meg.
Mindenesetre Terry Smith neurogasztroenterológus hasonló viselkedést figyelt meg a tengerimalacok izolált belében - amelyet a fal kitágulása és a nyálkahártyával való érintkezés váltott ki. Tehát a hasi agy megtanulta. Peter Holzer azt is be tudta mutatni, hogy az ingerek megerősítése, például rövidebb időközönként történő ismétlések révén, olyan erős szenzibilizáló hatással bírhat, hogy a gyógyszerek hatása elfedik. Természetesen implicit tanulásról van szó, amiről nincs tudomásunk. De az implicit tanulás mindig az agyban is zajlik.
A hasi agy tárolhat-e olyan emlékeket is, mint a fej agya?
Az emlékezet helyettesítője a hosszú távú potencírozás. Ez az információ tárolásának alapja, és alapvetően az "igazi" tanulás előfeltétele is. Az érintett molekuláris folyamatok nemcsak a fej és a hasi agyban hasonlíthatók össze, hanem az egész biológiában Aplysiaig.
Az enterális idegrendszer hosszú távú tanulási hatásának klinikai összefüggése - elvileg az agy memóriateljesítménye - lehet például a bélidegek fokozott túlzott izgatottsága jóval a fertőzés vagy a kémiailag toxikus gyulladás megszűnése után.
Csak a közelmúltban mutatták be, hogy a stressz bélrendszeri következményei nem tartanak addig, amíg maga a stressz reakció - amint azt korábban feltételeztük. Amint az egerekkel végzett vizsgálatok kimutatták, a bél tipikus stresszel kapcsolatos motilitási rendellenességei a testen kívül is maradnak Petri-csésze például - kapott. Ez nem kevesebbet jelent, mint azt, hogy a hasi agy tárolta ezt az élményt. Patkányokkal végzett kísérletek azt is kimutatták, hogy az enterális idegrendszer stresszel kapcsolatos szenzibilizációja akár öröklődhet is epigenetikus jelenségek révén.
Mi a helyzet a klasszikus kondicionálással, a Pavlov-reflexekkel?
Az asszociáció útján történő tanulás, amint Pavlov a kutyáival megmutatta, bélszinten is teljesen lehetséges. Feltételezhető, hogy a gyomor-bélrendszeri tünetek az ilyen kondicionálásból eredhetnek. Drasztikus példa erre az émelygő kemoterápiával társuló ételek szaga és íze miatt fellépő hányinger lehet. Ezenkívül irritábilis bélbetegeknél néha megfigyelhető, hogy a mindennapi élet igényeit bejelentő ébresztőóra csörgése görcsöket vált ki.
Az instrumentális kondicionálás - vagyis a jutalom és a büntetés révén történő tanulás - bélszinten is elképzelhető lenne, de még nem bizonyított.
Van-e más megnyilvánulása ezeknek az idegi folyamatoknak az enterális idegrendszerben a fizikai jólét szintjén?
Nyilvánvaló, hogy néhány funkcionális betegség, amelynek szerves okait még nem találták, „tanulási rendellenességek” a hasi agyban. Erre példa lehet az irritábilis bél szindróma. A központi és az enterális idegrendszer azonos felszereltsége idegsejtekkel, neuropeptidekkel és neurotranszmitterekkel magyarázza a legtöbb központi hatású gyógyszer emésztőrendszeri mellékhatásait is.
Hogyan tekinthető evolúciós értelemben az emberek központi és enterális idegrendszerének fejlődése?
Egyrészt az enterális idegrendszer úgy keletkezhetett, hogy a limbikus rendszer egyes részeit behúzta a belekbe. Ez a limbikus rendszer műholdjává tenné. A másik lehetőség az, hogy az agy valójában encephalikus enterális idegrendszer. Ez logikusabb lenne evolúciós szempontból. Ezt a hipotézist támasztja alá például a Hydra édesvízi polip, amely többek között azért vált híressé, mert regenerációs képessége miatt gyakorlatilag halhatatlan. Ennek a kis állatnak enterális idegrendszere van, de nincs kötődése a központi ganglionokhoz vagy az agyhoz. Számomra ez erősen jelzi, hogy az agy az enterális idegrendszerből vagy a bélhez kapcsolódó idegekből fejlődött ki. Van egy agyi szív- és érrendszeri központunk, egy légzőközpontunk, az agyból származó stressz-tengelyek stb. - de a bélműködés szabályozására nincs speciális régiónk. Lehet, hogy valamikor voltak olyan állatok, amelyeknél ez más volt, de gyanítom, hogy nem.
A bél-agy tengely kutatási és beszélgetési témaként is nagyon népszerű.
A mikrobiota, a bél-agy tengely és az érzelmekre és a viselkedésre gyakorolt összefüggések közötti összefüggéseket jelenleg intenzíven tárgyalják. De nagyon sok anekdotikus bizonyíték van. Valójában jelentős hiányosságok vannak a koncepcióban. Talán a legnagyobb rés a bél lumenében zajló folyamatok és maga a bél-agy tengely között helyezkedik el. Itt közvetítőre lenne szüksége.
Egyrészt lehet vér, amelynek szerepe ebben az összefüggésben nemrég háttérbe szorult. Minden, ami a véráramba kerül - és elegendően felszívódik a belekben -, ha átmegy a vér-agy gáton, hatással lehet az agy működésére. Vegyünk például hormonokat.
Másrészt lehetnek idegi kapcsolatok, amelyek általában egyenlőek a bél-agy tengellyel. Természetesen néhány ideg a bélből az agyba fut. De ezek viszonylag kevés, és ezeknek az idegeknek a végei viszonylag messze vannak a hámtól. A bélből származó információk pedig valahol elterjednek. Mindenesetre itt még mindig jelentős szükség van a kutatásra.
Nagyon köszönöm az interjút.
A központi és az enterális idegrendszer vagy a fej és a hasi agy szerkezetileg és funkcionálisan összehasonlítható, egymással kommunikálnak és reagálnak egymásra. Az enterális idegrendszer nagymértékben független a központi idegrendszer kontrolljától. Ennek megfelelően az adatcsere körülbelül 90 százalékban afferens. Az agy csak akkor érzi magát magasabb szintű tekintélyként, ha az emésztési funkciókat össze kell hangolni az egész szervezet viselkedésével, például stressz esetén. Ha a lényegében enterális idegrendszer most ugyanazokat az idegsejteket és neurotranszmittereket tartalmazza, mint a központi idegrendszer, akkor képes-e az agy működésére is? Például tanulás? Visszahívás? Elfelejtette? Ezek a folyamatok nem feltétlenül igényelnek tudatosságot.