Cum bacteriile „rele” pot declanșa contracții dureroase în tractul digestiv

Un nou studiu realizat la Universitatea din Oregon și publicat pe 22 noiembrie în revista mBio oferă o explicație pentru modul în care bacteriile dăunătoare pot provoca acele contracții intestinale intense și dureroase, menite să expulzeze din organism conținutul intestinal și agenții patogeni. Cercetarea s-a concentrat pe bacteria Vibrio cholerae, aceeași care provoacă holera, și a evidențiat un mecanism imun surprinzător, relevant atât pentru înțelegerea bolilor infecțioase acute, cât și a tulburărilor cronice ale sistemului digestiv.

Contextul studiului și motivația cercetării

După ingerarea unor alimente contaminate sau a apei cu bacterii dăunătoare, intestinul poate reacționa prin contracții rapide și dureroase. Acest fenomen, adesea numit „spasm intestinal”, are rolul de a evacua conținutul din colon cât mai repede posibil, pentru a reduce expunerea la toxine. În cazul bacteriei Vibrio cholerae, se știa deja că prezența sa duce la hiperactivarea motilității intestinale, însă nu era clar de ce anume apare această reacție și cum se coordonează celulele implicate.

Descoperirile-cheie

• Echipa de cercetători, condusă de microbiologul Karen Guillemin și biofizicianul Raghu Parthasarathy, a demonstrat că Vibrio cholerae lezează țesutul intestinal, iar sistemul imunitar răspunde la această agresiune prin activarea macrofagelor.
• În mod normal, macrofagele conlucrează cu neuronii intestinali pentru a regla contracțiile, menținând activitatea musculară la un nivel obișnuit. Însă, atunci când apare o leziune, aceleași macrofage părăsesc neuronii și se deplasează către zona afectată.
• Neuronii rămân astfel necontrolați și intră în „hiperactivitate”, ceea ce provoacă contracții mult mai puternice și mai dese ale mușchilor intestinali.
• Această reacție ajută gazda (fie că este pește-zebrafish, fie om) să elimine rapid conținutul periculos din tractul digestiv, deși este asociată cu disconfort puternic.

Metodologia folosită

• Cercetătorii au lucrat cu modele de pești-zebrafish transparenți în stadiul de larvă, care permit observarea directă, în timp real, a proceselor ce au loc la nivelul intestinului.
• Prin metode avansate de microscopie și analiză video, au urmărit mișcarea macrofagelor și modul în care neuronii și mușchii intestinali reacționează la prezența bacteriilor Vibrio cholerae.
• Au constatat că appendicele de tip „sabie” de pe suprafața bacteriilor (un sistem cunoscut drept tipul VI de secreție) este implicat în lezarea țesutului intestinal. Disactivarea acestui mecanism a dus la scăderea semnificativă a contracțiilor intestinale, sugerând că de acolo pornește „alarma” către macrofage.

Implicarea sistemului imunitar

• Principalul „personaj” în acest tablou este macrofagul, un tip de celulă imunitară cunoscută în mod obișnuit pentru rolul de a elimina agenții patogeni și resturile celulare.
• Macrofagele servesc și ca „păstrători ai calmului” pentru neuronii intestinali, menținând contracțiile la un nivel normal.
• Atunci când apare un semnal de pericol (o leziune sau un atac bacterial), macrofagele se retrag spre zona afectată pentru a gestiona situația, iar neuronii, rămași nesupravegheați, determină un răspuns spastic intens.

De ce contracțiile sunt benefice atât pentru gazdă, cât și pentru bacterie

• Pentru gazdă, evacuarea rapidă a conținutului intestinal reduce expunerea la toxine și agenți patogeni, fiind o strategie de autoapărare.
• Pentru bacterii, poate fi o cale de a se răspândi spre noi gazde, în condițiile în care eliminarea conținutului intestinal facilitează contaminarea mediului înconjurător. Totuși, cercetătorii avertizează că nu este neapărat o adaptare sofisticată a bacteriei, ci mai degrabă o consecință fortuită a interacțiunii dintre sistemul imunitar și mecanismele bacteriene de agresiune.

Relevanță pentru înțelegerea bolilor intestinale

• Studiul scoate în evidență relația puțin înțeleasă dintre sistemul imunitar și sistemul nervos intestinal.
• Descifrarea acestor dialoguri moleculare și celulare ar putea contribui la dezvoltarea unor noi strategii de tratament pentru afecțiuni precum boala inflamatorie intestinală, care implică inflamație cronică și contracții anormale.
• Mai departe, cercetarea pune în lumină modul în care corpul uman reușește să mențină un echilibru între toleranța față de unele microorganisme și eliminarea accelerată a celor dăunătoare.

Concluzii

Acest studiu confirmă că spasmele și contracțiile intense ale tractului digestiv, asociate cu infecțiile bacteriene, nu sunt doar simptome supărătoare, ci și un mecanism de apărare bine orchestrat de organism. Prin intermediul macrofagelor, care își schimbă rapid locul din proximitatea neuronilor spre zona afectată, corpul reușește să declanșeze o evacuare eficientă a conținutului intestinal. Pe de altă parte, combinarea observațiilor din acest studiu cu cercetările viitoare ar putea oferi indicii utile pentru gestionarea unor boli cronice ale sistemului digestiv.