Tarmfølelse: Sensoriske neuroner inde i tarmen informerer vagusnerven (gul) og hjernen om, hvordan vores mave og tarme har det.
NICOLLE R. FULLER/Science Source
Den menneskelige tarm er foret med mere end 100 millioner nerveceller – det er praktisk talt en hjerne i sig selv. Og faktisk taler tarmen faktisk med hjernen og frigiver hormoner i blodbanen, der i løbet af ca. 10 minutter fortæller os, hvor sulten den er, eller at vi ikke burde have spist en hel pizza. Men en ny undersøgelse afslører, at tarmen har en meget mere direkte forbindelse til hjernen gennem et neuralt kredsløb, der gør det muligt for den at sende signaler på få sekunder. Resultaterne kan føre til nye behandlinger af fedme, spiseforstyrrelser og endda depression og autisme – som alle er blevet sat i forbindelse med en dårligt fungerende tarm.
Undersøgelsen afslører “et nyt sæt af veje, der bruger tarmceller til hurtigt at kommunikere med … hjernestammen”, siger Daniel Drucker, en klinisk forsker, der studerer tarmsygdomme på Lunenfeld-Tanenbaum Research Institute i Toronto, Canada, som ikke var involveret i arbejdet. Selv om der stadig er mange spørgsmål, før de kliniske konsekvenser bliver klare, siger han: “Dette er en fed ny brik i puslespillet.”
I 2010 gjorde neurovidenskabsmand Diego Bohórquez fra Duke University i Durham, North Carolina, en overraskende opdagelse, mens han kiggede gennem sit elektronmikroskop. Enteroendokrine celler, som besætter tarmslimhinden og producerer hormoner, der ansporer fordøjelsen og undertrykker sulten, havde fodlignende fremspring, der ligner de synapser, som neuroner bruger til at kommunikere med hinanden. Bohórquez vidste, at de enteroendokrine celler kunne sende hormonelle meddelelser til centralnervesystemet, men han spekulerede også på, om de kunne “tale” med hjernen ved hjælp af elektriske signaler, som neuroner gør det. I så fald skulle de sende signalerne gennem vagusnerven, der går fra tarmen til hjernestammen.
Han og kollegerne injicerede en fluorescerende rabiesvirus, der overføres gennem neuronale synapser, i musenes tyktarm og ventede på, at de enteroendokrine celler og deres partnere skulle lyse op. Disse partnere viste sig at være vagale neuroner, rapporterer forskerne i dag i Science.
I en petriskål rakte de enteroendokrine celler ud til vagale neuroner og dannede synaptiske forbindelser med hinanden. Cellerne spyttede endda glutamat ud, en neurotransmitter, der er involveret i lugt og smag, som de vagale neuroner opfangede inden for 100 millisekunder – hurtigere end et øjenklik.
Det er meget hurtigere, end hormoner kan rejse fra tarmen til hjernen gennem blodbanen, siger Bohórquez. Hormoners træghed kan være ansvarlig for, at mange appetitnedsættende midler, der er rettet mod dem, mislykkes, siger han. Det næste skridt er at undersøge, om denne tarm-hjerne-signalering giver hjernen vigtige oplysninger om næringsstoffer og kalorieindholdet i den mad, vi spiser, siger han.
Der er nogle indlysende fordele ved superhurtig tarm-hjerne-signalering, som f.eks. at opdage toksiner og gift, men der kan være andre fordele ved at mærke indholdet af vores tarme i realtid, siger han. Uanset hvad disse er, er der en god chance for, at fordelene er gamle – tarmsensoriske celler går tilbage til en af de første flercellede organismer, et fladt væsen kaldet Trichoplax adhaerens, som opstod for omkring 600 millioner år siden.
Endnu flere spor om, hvordan tarmsensoriske celler gavner os i dag, findes i en separat undersøgelse, der blev offentliggjort i dag i Cell. Forskere brugte lasere til at stimulere de sensoriske neuroner, der innerverer tarmen hos mus, hvilket gav belønnende fornemmelser, som gnaverne arbejdede hårdt for at gentage. Laserstimuleringen øgede også niveauerne af en humørfremmende neurotransmitter kaldet dopamin i gnavernes hjerner, fandt forskerne.
De to artikler hjælper tilsammen med at forklare, hvorfor stimulering af vagusnerven med elektrisk strøm kan behandle alvorlig depression hos mennesker, siger Ivan de Araujo, en neurovidenskabsmand ved Icahn School of Medicine at Mount Sinai i New York City, som ledede Cell-undersøgelsen. Resultaterne kan også forklare, hvorfor vi på et grundlæggende niveau får det godt at spise, når vi har det godt. “Selv om disse neuroner befinder sig uden for hjernen, passer de perfekt til definitionen af belønningsneuroner”, som driver motivation og øger glæden, siger han.