Klíčové zjištění: Nový výzkum ukazuje, že střevní mikroflóra hrála zásadní roli ve vývoji větších mozků u primátů, včetně lidí, tím, že ovlivňovala metabolismus mozku a potenciálně přispívala k rozvoji neurovývojových poruch.
Souvislost mezi střevními bakteriemi a velikostí mozku
Po desetiletí sužuje vědce záhada: Proč mají lidé nepoměrně větší mozky než ostatní primáti? To vyžaduje obrovské množství energie, zejména glukózy, což vedlo vědce ke studiu, zda změny ve střevní mikrobiotě mohly podpořit tento evoluční skok. Nedávná studie publikovaná v Proceedings of the National Academy of Sciences poskytuje přesvědčivé důkazy, že střevní bakterie mohou přímo ovlivňovat mozkové funkce a genovou expresi.
Studie použila k testování hypotézy mikroby bez vlastní střevní flóry. Vědci transplantovali střevní bakterie ze tří druhů primátů – lidí, veverčích opic (velké mozky) a makaků (malé mozky) – do myší. Během týdnů byly patrné významné rozdíly v expresi mozkových genů. Myši kolonizované střevními mikroby z lidí nebo opičích veverek vykazovaly zvýšenou aktivitu v genech spojených s produkcí energie a synaptickou plasticitou, schopností mozku se učit. Naproti tomu myši se střevními mikroby makaka měly nižší aktivitu ve stejných procesech.
Simulace mozků primátů pomocí myši
Nejpozoruhodnějším objevem bylo, že vzorce exprese genů v mozku u myší se úzce shodovaly se vzory pozorovanými u skutečných druhů primátů. Podle výzkumnice z Northwestern University Katie Amato: „Podařilo se nám vytvořit mozky myší, aby vypadaly jako mozky primátů, z nichž mikrobi pocházejí.“ To ukazuje na přímý vztah příčiny a účinku mezi složením střevní mikroflóry a vývojem mozku.
Není to jen o velkých mozcích. Výzkumníci také zjistili, že myši se střevními mikroby z primátů s menším mozkem vykazovaly vzorce genové exprese spojené s neurovývojovými poruchami, včetně ADHD, schizofrenie, bipolární poruchy a autismu. Zatímco vazby mezi zdravím střev a těmito stavy byly pozorovány již dříve, tato studie naznačuje, že mikrobiota může kauzálně přispívat k jejich rozvoji.
Důsledky pro lidské zdraví a evoluci
Tento výzkum má důležité důsledky pro naše chápání lidské evoluce. Pokud byly energetické potřeby lidského mozku alespoň částečně uspokojeny adaptacemi střevní mikroflóry, znamená to, že raní lidé se mohli spoléhat na specifická mikrobiální společenství k podpoře kognitivního vývoje. Pokud není lidský mozek v raném věku vystaven správným mikrobům, jeho vývoj může být změněn, což potenciálně zvyšuje riziko neurovývojových poruch.
“Tato studie poskytuje další důkaz, že mikrobi mohou kauzálně přispívat k těmto poruchám – zejména střevní mikroflóra formuje mozkovou funkci během vývoje.” — Dr. Kathy Amato
Zjištění zdůrazňují důležitost zdravé střevní mikroflóry pro optimální funkci mozku a zdůrazňují potenciální roli rané mikrobiální expozice při formování neurologického vývoje. K plnému pochopení komplexního vztahu mezi střevními mikroby, mozkovým metabolismem a neurovývojovými podmínkami je zapotřebí další výzkum, ale tento výzkum je významným krokem k odhalení evolučních kořenů lidské inteligence.
Studie staví na předchozích zjištěních, která ukázala, že mikrobi z primátů s velkým mozkem, když byli zavedeni do hostitelských myší, produkovali více metabolické energie v hostitelském mikrobiomu – což je předpoklad pro vývoj a funkci velkých mozků, což je energeticky nákladné.
