Павлов в червата JEM - списание за хранителна медицина
Озаглавили сте настояща публикация „Колко умно е червата?“. Колко умно е червата всъщност?
Фактът, че червата е доста умна, показва фактът, че той е единственият орган извън тялото, който е напълно функционален. В продължение на поне няколко дни той движи съдържанието в правилната посока, с подходяща скорост и той реагира на стимули и показва собствените си рефлекси.
Ако ентералната нервна система с основание е наречена „коремен мозък“ или „втори мозък“, тя също трябва да може да изпълнява функции на големия мозък, като учене, памет или забравяне. Изненадващо, този въпрос все още не е систематично изследван, така че Пол Енк, Томас Фрилинг и аз анализирахме многобройни изследвания в този смисъл. Всъщност има много доказателства, че ентералната нервна система е способна да се учи и че може да бъде обусловена. Същата молекулярна основа за това се намира в ентералната нервна система, както в централната нервна система или в „главния мозък“. Разбира се, идентичните молекули не трябва да имат еднакво функционално значение. Но това е разумно и ние също стигнахме до извода, че червата всъщност е „умна“ и способна да функционира аналогично на централната нервна система.
Процесите на обучение всъщност протичат в коремния мозък, както и в главния мозък?
Като цяло, да. Класическите експерименти на молекулярна основа на обучението са извършени от Ерик Кандел върху морския охлюв Аплизия, който след това му носи Нобелова награда. В Аплизия има рефлекс за рестартиране на хрилете, който става все по-слаб, когато човек многократно докосне сензорна клетка. Обратно, чрез стимулиране на други нервни клетки, Кандел успя да постигне сенсибилизация, т.е.засилена реакция, т.е. по-силен рефлекс за нулиране на хрилете. Привикването и сенсибилизацията са съществените основи за учене, при което става въпрос само за поведението на нервните клетки. Няма нищо общо с това колко дълго се запазва наученото.
Във всеки случай неврогастроентерологът Тери Смит е наблюдавал аналогично поведение в изолираните черва на морски свинчета - предизвикано от разширяване на стената и контакт с лигавицата. Така че коремният мозък се е научил. Питър Холцер също успя да покаже, че подсилващите стимули, например чрез повторения на по-кратки интервали, могат да имат толкова силен сенсибилизиращ ефект, че ефектите на лекарствата са маскирани. Разбира се, става въпрос за имплицитно учене, което не сме наясно. Но имплицитното обучение винаги се случва и в мозъка.
Може ли коремният мозък също да съхранява спомени като главния мозък?
Проксито за паметта е дългосрочно потенциране. Това е основата за съхранение на информация и в основата си също така предпоставката за „истинско“ обучение. Включените молекулярни процеси са не само сравними в главния мозък и коремния мозък, но и в цялата биология до Aplysia.
Клиничният корелат на дългосрочния учебен ефект на ентералната нервна система - по принцип, памет, подобна на тази в мозъка - може например да бъде повишената свръхвъзбудимост на чревните нерви дълго след отшумяване на инфекция или химично токсично възпаление.
Едва наскоро беше показано, че последиците от стреса върху червата не продължават толкова дълго, колкото самата реакция на стрес, както се предполагаше по-рано. Както показаха тестовете с мишки, типичните нарушения на подвижността на червата, свързани със стреса, също остават извън тялото - в Чаша Петри например - получена. Това означава нищо по-малко от това, че коремният мозък е съхранил това преживяване. Експериментите с плъхове също показват, че свързаната със стреса сенсибилизация на ентералната нервна система може дори да се наследи чрез епигенетични явления.
Ами класическото кондициониране, рефлексите на Павлов?
Ученето чрез асоциация, както Павлов показа с кучетата си, също е напълно възможно на чревно ниво. Смята се, че стомашно-чревни симптоми могат да бъдат резултат от такова кондициониране. Драстичен пример може да бъде гаденето поради миризмата и вкуса на храната във връзка с гадеща химиотерапия. Освен това, понякога може да се наблюдава при пациенти с раздразнени черва, че звъненето на будилника, който оповестява изискванията на ежедневието, предизвиква спазми.
Инструменталното кондициониране - т.е. обучение чрез награда и наказание - също би било възможно да се мисли на чревно ниво, но все още не е доказано.
Има ли други прояви на тези нервни процеси в ентералната нервна система на ниво физическо благосъстояние?
Очевидно е, че някои функционални заболявания, за които все още не са открити органични причини, са „обучителни разстройства“ в коремния мозък. Пример за това би бил синдром на раздразнените черва. Идентичното оборудване на централната и ентералната нервна система с нервни клетки, невропептиди и невротрансмитери също обяснява стомашно-чревните странични ефекти на повечето централно действащи лекарства.
Как трябва да се разглежда развитието на централната и ентералната нервна система на хората в еволюционен план?
От една страна, чревната нервна система би могла да възникне чрез изтегляне на части от лимбичната система в червата. Това би го направило сателит на лимбичната система. Другата възможност е мозъкът всъщност да е енцефална ентерична нервна система. Това би било по-логично от еволюционна гледна точка. Тази хипотеза се подкрепя например от сладководния полип Хидра, който е станал известен, наред с други неща, защото е практически безсмъртен поради регенеративната си способност. Това малко животно има ентерична нервна система, но няма привързаности към централните ганглии или мозъка. За мен това е силна индикация, че мозъкът е еволюирал от ентералната нервна система или от чревно-свързани нерви. Имаме сърдечно-съдов център в мозъка, дихателен център, оси на стрес, излъчвани от мозъка и т.н. - но нямаме специализиран регион за контрол на чревната дейност. Може би в даден момент имаше животни, за които беше различно, но подозирам, че не.
Оста на червата и мозъка също е много популярна като изследователска тема и тема на разговор.
В момента връзките между микробиотата, чревно-мозъчната ос и свързаното с тях влияние върху емоциите и поведението в момента се обсъждат интензивно. Но има много анекдотична информация. Всъщност в концепцията има значителни пропуски. Може би най-голямата пролука е между процесите в чревния лумен и самата чревно-мозъчна ос. Тук ще ви трябва посредник.
От една страна, това може да е кръв, чиято роля наскоро беше изместена на заден план в този контекст. Всичко, което попадне в кръвта - и достатъчно количество се абсорбира в червата - може, при условие, че преминава кръвно-мозъчната бариера, да окаже влияние върху мозъчните функции. Вземете например хормони.
От друга страна, може да има невронни връзки, които обикновено се приравняват на чревно-мозъчната ос. Разбира се, някои нерви преминават от червата към мозъка. Но те са относително малко и окончанията на тези нерви са сравнително далеч от епитела. И информацията от червата в крайна сметка се разпространява някъде. Във всеки случай тук все още има значителна нужда от изследвания.
Благодаря ви много за интервюто.
Централната и ентералната нервна система или главата и коремният мозък са структурно и функционално сравними, комуникират помежду си и реагират един на друг. Ентералната нервна система е до голяма степен независима от контрола от централната нервна система. Съответно обменът на данни е около 90% аферентен. Само когато храносмилателните функции трябва да бъдат координирани с поведението на целия организъм, например в случай на стрес, мозъкът се чувства като орган на по-високо ниво. Ако по същество ентералната нервна система сега съдържа същите нервни клетки и невротрансмитери като централната нервна система, способна ли е тя и на функциите на големия мозък? Например учене? Припомням си? Забравена? Тези процеси не изискват непременно осъзнаване.