Przejdź do głównej treści

Nawigacja okruszkowa Nawigacja okruszkowa

Nawigacja Nawigacja

Widok zawartości stron Widok zawartości stron

Drugi mózg [infografika]

Drugi mózg [infografika]

Czy funkcjonowanie przewodu pokarmowego możemy wiązać z naszym stanem emocjonalnym? Czy nasz żołądek to siedlisko przyjaznych uczuć lub agresji? Dr Magdalena Kurnik-Łucka z Katedry Patofizjologii UJ CM pomaga rozwiązać te zagadki.

Więcej o nauce?! Dołącz do profilu strony. www NAUKA.uj.edu.pl na Facebooku 

Wielu z nas doświadczyło ścisku w żołądku. Działo się tak na przykład przed egzaminem czy innym ważnym wydarzeniem. W języku angielskim istnieje nawet specjalny idiom na określenie tego stanu, mówiący o motylach w brzuchu (butterflies in the stomach). Mało kto jednak zastanawia się nad przyczynami tego zjawiska. Chociaż starożytna medycyna wiązała żołądek z emocjami, dziś powszechnie za organy mające coś z nimi wspólnego uważamy mózg i serce. 

Ponad 100 milionów neuronów

Tymczasem na całej długości przewodu pokarmowego znajduje się bogata sieć komórek nerwowych (neuronów) nazywana trzewnym układem nerwowym. Dopiero współczesne odkrycia pozwoliły poznać jego strukturę i dostrzec jak bardzo jest ważny. Tak w nauce narodził się „drugi mózgi” albo “mózg trzewny”. Słowo „mózg” używane jest m.in.: ze względu na pokaźną liczbę neuronów – ponad 100 milionów, ich bogate zróżnicowanie oraz autonomię. „Drugi mózg” zbudowany jest z gęstej sieci komórek nerwowych identycznych z tymi, które budują korę mózgową – siedzibę naszej pamięci czy inteligencji. Mózg trzewny pomimo swej autonomii (przykładowo, sam decyduje ile soków trawiennych ma wydzielić żołądek), nie stanowi konkurencji dla centralnego układu nerwowego. Reaguje on na zaburzenia równowagi wewnętrznej i alarmuje w przypadku zagrożeń.

Oba układy nerwowe nieustannie przesyłają sobie sygnały za pomocą najdłuższego, X nerwu czaszkowego, zwanego błędnym. Komunikacja odbywa się jednak w zaskakująco jednostronny sposób – ze wszystkich impulsów nerwowych przebiegających tym nerwem 90 procent biegnie od jelit do mózgu. Mózg jest zatem nieustannie bombardowany informacjami z trzewi, ale równocześnie zwolniony od konieczności „ręcznego” sterowania procesami w nich zachodzącymi. W badaniach naukowych nad „drugim mózgiem” szczególnie interesujące i obiecujące jest znaczenie tego ośrodka w rozwoju niektórych chorób. Na przykład dotychczas naukowcy byli przekonani, że problemy natury psychologicznej (np. traumatyczne zdarzenia z przeszłości czy depresja) mogą doprowadzić do chorób układu pokarmowego. Jednak dzięki pionierskim badaniom profesora Michaela D. Gershona z Uniwersytetu Columbia w Nowym Jorku, okazało się, że zależność między zaburzeniami psychicznymi a chorobami przewodu pokarmowego może być też odwrotna – „drugi mózg” może wywołać pogorszenie stanu psychicznego, a choroby jelit mogą być pierwotną przyczyną przewlekłego stresu. Więcej na ten temat możemy przeczytać w jego książce zatytułowanej „The Second Brain” (czyli właśnie „drugi mózg”).

Wciąż niewiele wiemy

„Niestety nasza wiedza dotycząca budowy drugiego mózgu jest nadal fragmentaryczna” – wyjaśnia dr Magdalena Kurnik-Łucka z Katedry Patofizjologii UJ CM. „Brakuje chociażby dokładnych informacji na temat wzajemnego oddziaływania i współwystępowania neuroprzekaźników (związków chemicznych przenoszących sygnały pomiędzy komórkami) w trzewnym układzie nerwowym. Nie wiemy dokładnie, które klasy neuronów są najbardziej wrażliwe na czynniki uszkadzające ani jakie substancje można do takich czynników zaliczyć” – dodaje dr Magdalena Kurnik-Łucka, która w swoich badaniach wykorzystuje modele zwierzęce, a lwią cześć swojej pracy badawczej spędza w laboratorium immunohistochemicznym i pracowni morfometrii komputerowej

Sieć neuronów mózgu trzewnego widoczna w tzw. preparacie LMMP
pochodzącym z jelita cienkiego. Powiększenie 100x (mikroskop fluorescencyjny).

Bardzo cenną metodą identyfikacji i lokalizacji komórek nerwowych jest tzw. kodowanie chemiczne, które odzwierciedla między innymi specyficzną kombinację wspomnianych już neuroprzekaźników. Wybrane fragmenty tkanek wybarwiane są za pomocą odpowiednich przeciwciał oznaczonych fluorochromami. Przeciwciało jest rodzajem białka, które ma zdolność do rozpoznawania antygenów (czyli interesujących nas związków, również o budowie białkowej, np. neuroprzekaźników). Fluorochrom zaś to substancja zdolna do emisji światła w określonych warunkach. Otrzymany w mikroskopie fluorescencyjnym obraz można dalej analizować za pomocą odpowiednich narzędzi komputerowych.

Dr Kurnik-Łucka prowadzi badania nad wpływem neurotoksyn na funkcjonowanie trzewnego układu nerwowego, mając nadzieję, że wyniki okażą się znaczące dla naszej wiedzy o chorobach neurodegeneracyjnych (to np. choroby Alzheimera czy Parkinsona). Już starożytna medycyna grecka (szkoła hipokratejska) wskazywała na system trawienny jako źródło wszelkich chorób. Inny przykład: zaburzenia funkcjonowania przewodu pokarmowego stanowią od dawna opisany symptom w chorobie Parkinsona, co wcale nie oznacza, że był on wcześniej szczególnie akcentowany w analizach naukowych. Według niektórych teorii zaburzenia, o których mowa, nie są zjawiskiem ubocznym, tylko stanowią znak istotnej roli, jaką układ pokarmowy może odgrywać w rozwoju tej wciąż nieuleczalnej choroby. „W Katedrze Patofizjologii mamy odpowiednie warunki, które pozwalają nam prowadzić takie ciekawe badania. Są to jednak wyzwania, które wymagają systematycznego finansowania i czasu” - komentuje dr Kurnik-Łucka.

---------------------------------------
Infografika: Szymon Drobniak (Drobne Kreski)
Ilustracja pod tytułem: Neurony (zielone i białe) by NICHD Flickr / CC BY

Polecamy również
Druk 3D rewolucjonizuje medycynę. Przykładem model wątroby stworzony na UJ [video]