แบคทีเรียในระบบทางเดินอาหารสั่งการสมองได้!

เรื่องใหญ่!…แบคทีเรียในระบบทางเดินอาหารสั่งการสมองได้!

การได้รับสารอาหารครบถ้วนเป็นสิ่งที่ทำให้คนเราดำรงชีวิตได้อย่างปกติ ทว่าสิ่งที่ส่งผลต่อร่างกายไม่ใช่แค่อาหารที่เราได้รับจากภายนอก กลุ่มสังคมจุลินทรีย์ หรือไมโครไบโอม (microbiome) ในทางเดินอาหารก็เป็นอีกปัจจัยหนึ่งที่ส่งผลต่อร่างกายของคนเราไม่น้อย

ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์พบว่าโรคอ้วน โรคหลอดเลือดหัวใจ โรคติดเชื้อต่างๆ และสภาวะทางอารมณ์ ฯลฯ เกิดจากความสัมพันธ์ระหว่างอาหารที่เรากินเข้าไปรวมทั้งลักษณะของไมโครไบโอมประจำตัวของแต่ละคน

ไมโครไบโอมเป็นอาณาจักรของสิ่งเล็กๆที่อยู่ตามร่างกายของคนเราที่นักวิทยาศาสตร์มองข้ามมานาน ในสมัยก่อน เชื้อแบคทีเรีย เห็ดรา หรือไวรัส หลายชนิดไม่สามารถเพาะเลี้ยงได้ในห้องทดลองทำให้ยากต่อการจัดจำแนก แต่ด้วยเทคโนโลยีทางชีววิทยาระดับโมเลกุลและระบบคอมพิวเตอร์ในปัจจุบัน นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุชนิดหรือกลุ่มของจุลินทรีย์ได้คราวละมากๆรวมทั้งสามารถศึกษารหัสพันธุกรรมทั้งหมด(genome)ของจุลินทรีย์โดยใช้เวลาไม่นาน ส่งผลให้งานวิจัยด้านไมโครไบโอมรุดหน้าไปอย่างรวดเร็ว

ความมหัศจรรย์ที่ซุกซ่อนมานานจึงได้เผยตัวแก่มนุษย์ในที่สุด

จุลินทรีย์จำนวนมากที่อาศัยอยู่ตามผิวหนัง นัยน์ตา อวัยวะเพศ และระบบทางเดินอาหารของมนุษย์เรา ล้วนมีปฏิสัมพันธ์ต่อกันและกันอย่างซับซ้อน บางกลุ่มให้ประโยชน์ บางกลุ่มอยู่อย่างเป็นกลาง บางกลุ่มทำให้เราไม่สบายหรือฉวยโอกาสรอให้เราอ่อนแอแล้วค่อยก่อโรค สมดุลของจุลินทรีย์จึงส่งผลอย่างมากต่อสุขภาพของเรา ไมโครไบโอมในระบบทางเดินอาหารนอกจากจะสร้างวิตามินให้กับร่างกายแล้ว ยังมีส่วนช่วยปกป้องผนังลำไส้ และสร้างสารเคมีส่งสัญญาณไปกระตุ้นเซลล์ในระบบภูมิคุ้มกันอีกด้วย

แต่ดูเหมือนจุลินทรีย์เหล่านี้จะมีบทบาทมากกว่าที่คิด เมื่อริคาร์โด เลทาว-กอนซาลเวส (Ricardo Leitão-Gonçalves) จากห้องปฏิบัติการพฤติกรรมและเมตาบอลิซึม ศูนย์วิจัยแชมปาลิโมดฟอร์ดิอันโนว์น (Champalimaud Centre for the Unknown) ประเทศโปรตุเกส และทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโมนาร์ช (Monarsh University) ประเทศออสเตรเลีย ได้ค้นพบหลักฐานสำคัญที่บ่งชี้ว่าจุลินทรีย์ในทางเดินอาหารสามารถส่งสัญญาณไปยังสมองเพื่อปรับเปลี่ยนพฤติกรรมการเลือกกินอาหารได้

งานวิจัยชิ้นนี้ศึกษาแมลงหวี่ชนิด Drosophila melanogaster ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตที่นักชีววิทยารู้จักวงจรชีวิตและพฤติกรรมของมันเป็นอย่างดี เมื่อทีมนักวิจัยเลี้ยงแมลงหวี่ด้วยอาหารที่ขาดกรดอะมิโนจำเป็น แมลงหวี่จะเลือกอาหารเสริมซึ่งเป็นสารสกัดจากยีสต์ที่มีโปรตีนสูงเพื่อทดแทนกรดอะมิโนที่ขาดไปและจะวางไข่ลดลง(การเลือกกินสารสกัดจากยีสต์จะไม่เกิดขึ้นในกรณีที่ขาดสารอาหารประเภทอื่นๆ เช่นกรดโฟลิก แร่ธาตุ และวิตามินต่างๆ)

ขั้นตอนต่อมา เมื่อทีมนักวิจัยเพิ่มแบคทีเรียหลายสายพันธุ์ลงไปในอาหารที่ขาดกรดอะมิโนจำเป็น พวกเขาพบว่าแมลงหวี่กลุ่มนี้กลับไม่เลือกกินสารสกัดจากยีสต์ แถมยังวางไข่เพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับกลุ่มที่ไม่ได้รับแบคทีเรีย หลังทดลองซ้ำเพื่อวิเคราะห์อย่างละเอียดทีมนักวิจัยพบว่าแบคทีเรียสายพันธุ์ Acetobacter pomorum และ Lactobacilli อีกสองสายพันธุ์ เป็นกลุ่มที่ส่งผลต่อพฤติกรรมการเลือกกินของแมลงหวี่

 แล้วแบคทีเรียไปปรับเปลี่ยนพฤติกรรมการกินได้อย่างไร?

ในตอนแรกคณะนักวิจัย ‘ตั้งสมมติฐาน’ ว่าแบคทีเรียเหล่านั้นอาจเข้าไปช่วยสังเคราะห์กรดอะมิโนที่ขาดไปให้กับแมลงหวี่ แต่เมื่อนำแมลงหวี่ไปวิเคราะห์ พวกเขากลับไม่พบกรดอะมิโนจำเป็น นั่นก็แปลว่า ไมโครไบโอมในทางเดินอาหารน่าจะสร้างสารบางอย่างที่ทำให้สมองแมลงหวี่คิดว่าร่างกายได้รับกรดอะมิโนเพียงพอแล้ว แมลงหวี่จึงไม่เลือกกินโปรตีนเสริมและมีการสร้างไข่เพิ่มมากขึ้น

“ในแมลงหวี่มีแบคทีเรียที่เด่นๆอยู่ 5 กลุ่ม แต่ในมนุษย์เรามีเป็นร้อยกลุ่ม” พาทริเซีย ฟรานซิสโก หนึ่งในทีมวิจัยกล่าวเสริม

งานวิจัยนี้ทำให้เกิดประเด็นคำถามมากมายตามมา เป็นต้นว่า ความรู้สึกอยากอาหารเกิดจากความต้องการของร่างกายเราแค่ไหนและเกิดจากแบคทีเรียแค่ไหน ซึ่งเป็นสิ่งที่นักวิจัยอาจต้องหาคำตอบกันต่อไป

งานวิจัยในแมลงหวี่ตัวเล็กๆจึงเป็นก้าวแรกที่สำคัญสำหรับการไขปริศนาที่ซับซ้อนและยิ่งใหญ่มากขึ้นในอนาคต

บทความโดย ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์ และอาจวรงค์ จันทมาศ