เชื้อจุลินทรีย์ในลำไส้แม่มีผลต่อปราการปกป้องสมองลูก

By: terminus
Writer
on Mon, 01/12/2014 - 23:37

สมองเป็นอวัยวะที่สำคัญและได้รับการปกป้องมากที่สุดในร่างกาย ระหว่างเส้นเลือดกับของเหลวในสมองจะมีเยื่อกั้นอยู่เรียกว่า "blood-brain barrier" ซึ่งเยื่อนี้มีคุณสมบัติเป็นเยื่อเลือกผ่านที่เข้มงวดมาก มันจะปล่อยให้น้ำ, น้ำตาล, กรดอะมิโน, ก๊าซบางชนิด, และสารบางชนิดไหลผ่านข้ามไปได้เท่านั้น ทั้งนี้ก็เพื่อป้องกันไม่ให้เชื้อโรคหรือสารพิษในกระแสเลือดเล็ดรอดเข้าสู่สมองอันอ่อนไหว

blood-brain barrier เกิดจากแผงเซลล์บุผิวของเส้นเลือดฝอยที่มาจับยึดกันด้วย tight junction ซึ่งทีมวิจัยที่นำโดย Sven Pettersson แห่ง Karolinska Institute ในสวีเดนสังเกตว่าปราการลักษณะเดียวกันนี้ (เซลล์บุผิว + tight junction) สามารถพบได้ในเยื่อบุผิวลำไส้ซึ่งก็ทำหน้าที่คล้ายๆ กัน นั่นคือป้องกันการรุกรานของเชื้อโรคและสารพิษ แม้จะไม่ได้มีความเข้มงวดเท่ากับ blood-brain barrier ก็ตาม การศึกษาก่อนหน้าก็เคยรายงานว่าชุมชนจุลินทรีย์ในทางเดินอาหารตามธรรมชาติ (normal gut flora) มีบทบาทสำคัญในพัฒนาการที่สมบูรณ์ของ tight junction ของเยื่อบุผิวที่ลำไส้

ทีมวิจัยของ Sven Pettersson จึงทำการทดลองเลี้ยงหนูตัวเมียไว้ในสภาวะปกติและสภาวะปลอดเชื้อ หนูในสภาวะปกติก็จะมี gut flora ตามปกติเหมือนหนูทั่วไป ส่วนหนูในกลุ่มสภาวะปลอดเชื้อก็จะไม่มี gut flora เลย เมื่อหนูทั้งสองกลุ่มตั้งท้อง นักวิจัยก็ติดตามสังเกตการก่อตัวของ blood-brain barrier ในทุกระยะของอายุครรภ์ และทดลองฉีดแอนติบอดี้ที่ติดแท็ก (tag) เข้าไปในหนูตัวแม่เพื่อดูว่าแอนติบอดี้สามารถหลุดรอดไปถึงสมองของตัวอ่อนหนูในครรภ์ได้หรือไม่

ผลปรากฏว่าตัวอ่อนของหนูที่แม่ของมันปลอดเชื้อมีพัฒนาการของ blood-brain barrier ช้าและไม่สมบูรณ์ แม้แต่ในระยะอายุครรภ์ตอนปลาย แอนติบอดี้ก็ยังผ่านหลุดเข้าไปอยู่ในเนื้อเยื่อสมองได้ ทั้งที่ในระยะเดียวกันนี้ตัวอ่อนหนูของแม่ในกลุ่มปกติมี blood-brain barrier พัฒนาเกือบสมบูรณ์แล้ว แอนติบอดี้ที่ฉีดเข้าไปผ่านไปถึงสมองลดลงจนแทบตรวจไม่เจอเลย

ที่น่าแปลกใจไปกว่านั้น พอหลังจากคลอดออกมาแล้ว นักวิจัยเลี้ยงให้ลูกหนูจากแม่ปลอดเชื้ออยู่ในสภาวะปลอดเชื้อต่อไป ความรั่วของ blood-brain barrier ในลูกหนูยังคงปรากฏอาการอยู่ต่อไปเรื่อยๆ ไม่ปิดสนิทสักที แม้ว่าลูกหนูจะโตขึ้นจนเป็นตัวเต็มวัยแล้วก็ตาม นักวิจัยพบว่าลูกหนูในกลุ่มปลอดเชื้อมีระดับการทำงานของยีนที่สร้างโปรตีน occludin และ claudin-5 ลดลง ซึ่งโปรตีนสองตัวนี้เป็นปัจจัยที่สำคัญของการสร้าง tight junction

อย่างไรก็ตาม เมื่อนักวิจัยทดลองฉีด gut flora ที่สกัดออกมาจากอุจจาระของหนูปกติเข้าไปในลูกหนูกลุ่มปลอดเชื้อ ผลก็ปรากฏว่า blood-brain barrier มีพัฒนาการแน่นขึ้น รั่วน้อยลง และระดับการทำงานยีนที่สร้าง occludin และ claudin-5 ก็เริ่มกระเตื้องขึ้น

แม้นักวิทยาศาสตร์จะยังไม่ทราบกลไกว่า gut flora ในลำไส้ส่งผลต่อ blood-brain barrier ที่สมองได้อย่างไร แต่ก็เชื่อกันว่า gut flora ก็น่าจะมีบทบาทต่อพัฒนาการของ blood-brain barrier ในมนุษย์ด้วย

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ใน Science Translational Medicine DOI: 10.1126/scitranslmed.3009759

ที่มา - The Scientist, Science Daily