Oś jelita-mózg: zrozumienie połączenia
Oś jelita-mózg reprezentuje złożoną sieć komunikacyjną, która łączy centralny układ nerwowy i przewód pokarmowy. Ta dwukierunkowa ścieżka podkreśla złożony związek między funkcjami jelitowymi a zdrowiem psychicznym.
Metabadania naukowe wykazały, że jelita i mózg są połączone różnymi mechanizmami, w tym szlakami nerwowymi, odpowiedziami immunologicznymi i sygnalizacją hormonalną. Nerw błędny jest głównym przewodem w tym układzie, umożliwiającym bezpośrednią komunikację między jelitami a mózgiem.
Ostatnie badania wykazały, że mikroflora jelitowa również odgrywa znaczącą rolę w tej osi. Te mikroorganizmy zamieszkujące jelita wpływają na chemię i zachowanie mózgu poprzez wytwarzanie neuroprzekaźników, takich jak serotonina i dopamina, które są niezbędne do regulacji nastroju.
Dysbioza - brak równowagi w mikroflorze jelitowej, jest coraz częściej kojarzona z zaburzeniami zdrowia psychicznego, takimi jak stany lękowe, depresja, a nawet zaburzeniami neurorozwojowymi, takimi jak autyzm.
Co więcej, zapalenie jelit może wywołać reakcję zapalną w mózgu, przyczyniając się do patofizjologii problemów psychicznych. Dane naukowe wskazują, że poprawa zdrowia jelit poprzez dietę, probiotyki i inne czynniki związane ze stylem życia może zapewnić nowe możliwości leczenia i zapobiegania zaburzeniom zdrowia psychicznego. Choć wiele jeszcze pozostaje do zrozumienia w zakresie dokładnych interakcji molekularnych, oś jelita-mózg podkreśla znaczenie zintegrowanego podejścia do zdrowia psychicznego, które uwzględnia głęboki wpływ na zdrowie jelit.
Kluczowe wnioski z ostatnich metaanaliz
Niedawne metaanalizy odkryły istotne powiązania między zdrowiem jelit a dobrostanem psychicznym, podkreślając złożoną interakcję między jelitami a mózgiem. Badania te wskazują, że mikroflora jelitowa, zróżnicowana społeczność mikroorganizmów zamieszkujących jelita, odgrywa kluczową rolę w wpływaniu na zdrowie psychiczne. Badania wykazały, że brak równowagi w mikroflorze jelitowej, często określany jako dysbioza, jest powiązany z różnymi zaburzeniami zdrowia psychicznego, w tym stanami lękowymi, depresją, a nawet schorzeniami takimi jak schizofrenia.
Jednym z kluczowych odkryć jest wpływ probiotyków i prebiotyków, o których wiadomo, że modulują skład mikroflory jelitowej, na zdrowie psychiczne. Metaanalizy sugerują, że suplementy te mogą prowadzić do zauważalnej poprawy nastroju oraz zmniejszenia objawów lęku i depresji, co sugeruje potencjalną korzyść terapeutyczną. Oś jelitowo-mózgowa, dwukierunkowa ścieżka komunikacji między ośrodkowym układem nerwowym a jelitami, wydaje się być istotnym mechanizmem w tej zależności, wpływającym na produkcję neuroprzekaźników i reakcje zapalne.
Co więcej, interwencje dietetyczne promujące zdrowe jelita, takie jak dieta śródziemnomorska bogata w błonnik, powiązano z lepszymi wynikami w zakresie zdrowia psychicznego. Odkrycia te łącznie podkreślają znaczenie zdrowia jelit dla dobrostanu psychicznego, oferując obiecujące możliwości opracowania nowatorskich strategii leczenia ukierunkowanych na mikroflorę jelitową w celu kontrolowania i potencjalnego łagodzenia różnych problemów ze zdrowiem psychicznym.
Rola mikroflory jelitowej w zdrowiu psychicznym
W ostatnich latach dużą uwagę poświęcono roli mikroflory jelitowej dla zdrowia psychicznego, a pojawiające się metabadania podkreślają jej głęboki wpływ na dobrostan psychiczny. Oś jelitowo-mózgowa, skomplikowana sieć komunikacyjna łącząca przewód pokarmowy z centralnym układem nerwowym, stanowi podstawę zrozumienia tego połączenia. Centralne miejsce w tej interakcji zajmują biliony mikroorganizmów tworzących mikroflorę jelitową, które biorą udział w modulowaniu funkcji i zachowania mózgu.
Badania sugerują, że zmiany w składzie mikroflory jelitowej mogą wpływać na syntezę neuroprzekaźników, takich jak serotonina i dopamina, które są kluczowe dla regulacji nastroju. Co więcej, wiadomo, że mikroorganizmy jelitowe wytwarzają krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe i inne metabolity, przyczyniając się do modulacji szlaków neurozapalnych, które są powiązane z takimi stanami, jak depresja i stany lękowe. Metaanalizy ujawniają spójne powiązania między dysbiozą lub brakiem równowagi w mikroflorze jelitowej a zaburzeniami zdrowia psychicznego, co sugeruje, że zarówno różnorodność, jak i skład bakterii jelitowych odgrywają rolę w psychopatologii.
Interwencje mające na celu modulację mikroflory jelitowej, w tym probiotyki, prebiotyki i zmiany w diecie, okazały się obiecujące w łagodzeniu objawów psychiatrycznych. W miarę rozwoju badań zrozumienie dwukierunkowego charakteru osi jelita-mózg może otworzyć nowe możliwości opracowania nowych strategii terapeutycznych mających na celu poprawę zdrowia psychicznego poprzez ukierunkowaną manipulację mikrobiomem jelitowym.
Mechanizmy łączące zdrowie jelit i zaburzenia nastroju
Skomplikowany związek między zdrowiem jelit a zaburzeniami nastroju przyciąga coraz większą uwagę w badaniach naukowych, szczególnie poprzez badanie osi jelitowo-mózgowej. Ten dwukierunkowy system komunikacji obejmuje szlaki nerwowe, immunologiczne i hormonalne, które pozwalają jelitom i mózgowi na głęboki wzajemny wpływ. Jeden z kluczowych mechanizmów obejmuje mikroflorę jelitową, zróżnicowaną społeczność mikroorganizmów zamieszkujących jelita.
Mikroorganizmy te wytwarzają neuroprzekaźniki, takie jak serotonina i kwas gamma-aminomasłowy (GABA), które odgrywają kluczową rolę w regulacji nastroju i zachowań emocjonalnych. Brak równowagi w mikroflorze jelitowej, znany jako dysbioza, może prowadzić do zmienionej produkcji neuroprzekaźników, potencjalnie przyczyniając się do lęku i depresji.
Dodatkowo bariera jelitowa odgrywa kluczową rolę w regulacji nastroju. Naruszona integralność jelit może skutkować zwiększoną przepuszczalnością, często nazywaną „nieszczelnym jelitem”, umożliwiającą przedostawanie się drobnoustrojów i toksyn do krwioobiegu. Wywołuje to ogólnoustrojowy stan zapalny, który jest ściśle powiązany z patofizjologią zaburzeń nastroju. Podwyższony poziom cytokin prozapalnych może wpływać na funkcjonowanie i strukturę mózgu, dodatkowo zaostrzając zaburzenia nastroju.
Implikacje kliniczne: Integracja zdrowia jelit w leczeniu zdrowia psychicznego
Stosując strategie mające na celu przywrócenie zdrowia jelit, takie jak interwencje dietetyczne, probiotyki i modyfikacje stylu życia, lekarze mogą potencjalnie poprawić wyniki leczenia swoich pacjentów.
Na przykład dieta bogata w błonnik, prebiotyki i probiotyki może sprzyjać zdrowszemu mikrobiomowi jelitowemu, wpływając następnie na produkcję neuroprzekaźników i szlaki zapalne, które są krytyczne dla dobrego samopoczucia psychicznego. Co więcej, spersonalizowane plany leczenia obejmujące poradnictwo żywieniowe i ocenę mikrobiomu mogą oferować ukierunkowane interwencje dostosowane do unikalnego składu jelit danej osoby i potrzeb w zakresie zdrowia psychicznego. Dwukierunkowa komunikacja między jelitami a mózgiem podkreśla znaczenie holistycznego podejścia, integrującego tradycyjne metody psychoterapeutyczne z pojawiającymi się terapiami skupiającymi się na jelitach.
Ostatecznie przyjęcie tego zintegrowanego podejścia nie tylko poszerza arsenał terapeutyczny dostępny dla specjalistów zajmujących się zdrowiem psychicznym, ale także na nowo definiuje standard opieki, potencjalnie prowadząc do bardziej zrównoważonych i skutecznych wyników w zakresie zdrowia psychicznego.
Postępy w technologiach genomicznych i metabolomicznych oferują ekscytujące możliwości identyfikacji konkretnych profili drobnoustrojów lub metabolitów powiązanych z chorobami psychicznymi. To z kolei może utorować drogę spersonalizowanym interwencjom terapeutycznym, w tym ukierunkowanym strategiom probiotycznym lub dietetycznym. Ponadto badania interwencyjne badające skuteczność terapii ukierunkowanych na jelita, takich jak przeszczep mikroflory kałowej lub psychobiotyki, w łagodzeniu objawów zaburzeń zdrowia psychicznego, mogą potencjalnie zmienić opiekę nad pacjentem.
Wreszcie, współpraca interdyscyplinarna będzie niezbędna do zintegrowania odkryć z neurologii, psychiatrii, gastroenterologii i mikrobiologii w celu uzyskania wszechstronnego zrozumienia osi jelita-mózg. Takie wspólne wysiłki rzucą światło na wieloaspektowy związek między jelitami a zdrowiem psychicznym, ostatecznie wyznaczając kierunki rozwoju innowacyjnych, klinicznie skutecznych metod leczenia.
Dla chcących pogłębić wiedzę literatura naukowa w tym temacie:
------------------------------------------------------------------------------------
Źródła:
1.Diaz Heijtz R, Wang S, Anuar F, et al. Normal gut microbiota modulates brain development and behavior. Proc Natl Acad Sci USA. 2011;108(7):3047–3052. doi: 10.1073/pnas.1010529108. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
2.Tomkovich S, Jobin C. Microbiota and host immune responses: a love-hate relationship. Immunology. 2016;147(1):1–10. doi: 10.1111/imm.12538. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
3.Bruce-Keller AJ, Salbaum JM, Berthoud HR. Harnessing gut microbes for mental health: getting from here to there. Biol Psychiatry. 2018;83(3):214–223. doi: 10.1016/j.biopsych.2017.08.014. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
4.Patterson E, Cryan JF, Fitzgerald GF, Ross RP, Dinan TG, Stanton C. Gut microbiota, the pharmabiotics they produce and host health. Proc Nutr Soc. 2014;73(4):477–489. doi: 10.1017/S0029665114001426. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
5.Mayer EA, Tillisch K, Gupta A. Gut/brain axis and the microbiota. J Clin Invest. 2015;125(3):926–938. doi: 10.1172/JCI76304. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
6.Lazar V, Ditu LM, Pircalabioru GG, et al. Aspects of gut microbiota and immune system interactions in infectious diseases, immunopathology, and cancer. Front Immunol. 2018;1830;9 doi: 10.3389/fimmu.2018.01830. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
7.Rakoff-Nahoum S, Paglino J, Eslami-Varzaneh F, Edberg S, Medzhitov R. Recognition of commensal microflora by toll-like receptors is required for intestinal homeostasis. Cell. 2004;118(2):229–241. doi: 10.1016/j.cell.2004.07.002. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
8.Ghosh S, van Heel D, Playford RJ. Probiotics in inflammatory bowel disease: is it all gut flora modulation? Gut. 2004;53(5):620–622. doi: 10.1136/gut.2003.034249. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
9.Fedorak RN. Probiotics in the management of ulcerative colitis. Gastroenterol Hepatol (NY) 2010;6(11):688–690. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
10.Ianiro G, Mullish BH, Kelly CR, et al. Screening of faecal microbiota transplant donors during the COVID-19 outbreak: suggestions for urgent updates from an international expert panel. Lancet Gastroenterol Hepatol. 2020;5(5)(20):430–432. 30082–0. doi: 10.1016/S2468-1253. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
11.Verna EC, Lucak S. Use of probiotics in gastrointestinal disorders: what to recommend? Therap Adv Gastroenterol. 2010;3(5):307–319. doi: 10.1177/1756283X10373814. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
12.Hegazy SK, El-Bedewy MM. Effect of probiotics on proinflammatory cytokines and NF-kappaB activation in ulcerative colitis. World J Gastroenterol. 2010;16(33):4145–4151. doi: 10.3748/wjg.v16.i33.4145. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
13.Kleiman SC, Watson HJ, Bulik-Sullivan EC, et al. The intestinal microbiota in acute anorexia nervosa and during renourishment: relationship to depression, anxiety, and eating disorder psychopathology. Psychosom Med. 2015;77(9):969–981. doi: 10.1097/PSY.0000000000000247. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
14.Rodes L, Paul A, Coussa-Charley M, et al. Transit time affects the community stability of Lactobacillus and Bifidobacterium species in an in vitro model of human colonic microbiotia. Artif Cells Blood Substit Immobil Biotechnol. 2011;39(6):351–356. doi: 10.3109/10731199.2011.622280. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
15.Jiang HY, Zhang X, Yu ZH, et al. Altered gut microbiota profile in patients with generalized anxiety disorder. J Psychiatr Res. 2018;104:130–136. doi: 10.1016/j.jpsychires.2018.07.007. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
16.van de Wouw M, Boehme M, Lyte JM, et al. Shortchain fatty acids: microbial metabolites that alleviate stress-induced brain–gut axis alterations. J Physiol. 2018;596(20):4923–4944. doi: 10.1113/JP276431.. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
17.Morris G, Berk M, Carvalho A, et al. The role of the microbial metabolites including tryptophan catabolites and short chain fatty acids in the pathophysiology of immune-inflammatory and neuroimmune disease. Mol Neurobiol. 2017;54(6):4432–4451. doi: 10.1007/s12035-016-0004-2.. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
18.Kelly JR, Kennedy PJ, Cryan JF, Dinan TG, Clarke G, Hyland NP. Breaking down the barriers: the gut microbiome, intestinal permeability and stress-related psychiatric disorders. Front Cell Neurosci. 2015;9:392. doi: 10.3389/fncel.2015.00392. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
19.Duivis HE, Vogelzangs N, Kupper N, de Jonge P, Penninx BW. Differential association of somatic and cognitive symptoms of depression and anxiety with inflammation: findings from the Netherlands Study of Depression and Anxiety (NESDA) Psychoneuroendocrinology. 2013;38(9):1573–1585. doi: 10.1016/j.psyneuen.2013.01.002. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
20.Miller AH, Raison CL. The role of inflammation in depression: from evolutionary imperative to modern treatment target. Nat Rev Immunol. 2016;16(1):22–34. doi: 10.1038/nri.2015.5. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
21.Morilak DA, Frazer A. Antidepressants and brain monoaminergic systems: a dimensional approach to understanding their behavioural effects in depression and anxiety disorders. Int J Neuropsychopharmacol. 2004;7(2):193–218. doi: 10.1017/S1461145704004080. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
22.Messaoudi M, Lalonde R, Violle N, et al. Assessment of psychotropic-like properties of a probiotic formulation (Lactobacillus helveticus R0052 and Bifidobacterium longum R0175) in rats and human subjects. Br J Nutr. 2011;105(5):755–764. doi: 10.1017/S0007114510004319. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
23.Ishak WW, Mirocha J, James D. Quality of life in major depressive disorder before/after multiple steps of treatment and one-year follow-up. Acta Psychiatr Scand. 2014;131(1):51–60. doi: 10.1111/acps.12301. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
24.El Aidy S, Dinan TG, Cryan JF. Immune modulation of the brain-gut-microbe axis. Front Microbiol. 2014;5:146. doi: 10.3389/fmicb.2014.00146. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
25.Browning KN, Verheijden S, Boeckxstaens GE. The vagus nerve in appetite regulation, mood, and intestinal inflammation. Gastroenterology. 2017;152(4):730–744. doi: 10.1053/j.gastro.2016.10.046. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
26.Berthoud HR, Neuhuber WL. Functional and chemical anatomy of the afferent vagal system. Auton Neurosci. 2000;85(1–3)(00):1–7. 00215–0. doi: 10.1016/S1566-0702. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
27.Nahas Z, Marangell LB, Husain MM, et al. Two-year outcome of vagus nerve stimulation (VNS) for treatment of major depressive episodes. J Clin Psychiatry. 2005;66(9) doi: 10.4088/jcp.v66n0902. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
28.Forsythe P, Bienenstock J, Kunze WA. Microbial Endocrinology: The Microbiota-Gut-Brain Axis in Health and Disease. New York, NY: Springer; 2014. Vagal pathways for microbiome-brain-gut axis communication; pp. 115–133. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
29.Miller AH, Raison CL. The role of inflammation in depression: from evolutionary imperative to modern treatment target. Nat Rev Immunol. 2015;16(1):22–34. doi: 10.1038/nri.2015.5. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
30.Mass M, Kubera M, Leunis JC. The gut-brain barrier in major depression: intestinal mucosal dysfunction with an increased translocation of LPS from gram negative enterobacteria (leaky gut) plays a role in the inflammatory pathophysiology of depression. Neuro Endocrinol Lett. 2008;29(1):117–124. [PubMed] [Google Scholar]
31.Goehler LE, Gaykema RP, Opitz N, Reddaway R, Badr N, Lyte M. Activation in vagal afferents and central autonomic pathways: early responses to intestinal infection with Campylobacter jejuni. Brain, Behav Immun. 2005;19(4):334–344. doi: 10.1016/j.bbi.2004.09.002. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
32.Stevens BR, Goel R, Seungbum K, et al. Increased human intestinal barrier permeability plasma biomarkers zonulin and FABP2 correlated with plasma LPS and altered gut microbiome in anxiety or depression. Gut. 2018;67(8):1555–1557. doi: 10.1136/gutjnl-2017-314759. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
33.Kelly JR, Borre Y, O’Brien C, et al. Transferring the blues: depression-associated gut microbiota induces neurobehavioural changes in the rat. J Psychiatr Res. 2016;82:109–118. doi: 10.1016/j.jpsychires.2016.07.019. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
34.Jiang H, Ling Z, Zhang Y, et al. Altered fecal microbiota composition in patients with major depressive disorder. Brain Behav Immun. 2015;48:186–194. doi: 10.1016/j.bbi.2015.03.016. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
35.Frémont M, Coomans D, Massart S, De Meirleir K. High-throughput 16S rRNA gene sequencing reveals alterations of intestinal microbiota in myalgic encephalomyelitis/ chronic fatigue syndrome patients. Anaerobe. 2013;22:50–56. doi: 10.1016/j.anaerobe.2013.06.002. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
36.Saulnier DM, Riehle K, Mistretta TA, et al. Gastrointestinal microbiome signatures of pediatric patients with irritable bowel syndrome. Gastroenterol. 2011;141(5):1782–1791. doi: 10.1053/j.gastro.2011.06.072. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
37.Schmidt K, Cowen PJ, Harmer CJ, Tzortzis G, Errington S, Burnet PW. Prebiotic intake reduces the waking cortisol response and alters emotional bias in healthy volunteers. Psychopharmacology (Berl) 2015;232(10):1793–1801. doi: 10.1007/s00213-014-3810-0. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
38.Liang S, Wang T, Hu X, et al. Administration of Lactobacillus helveticus NS8 improves behavioral, cognitive, and biochemical aberrations caused by chronic restraint stress. Neuroscience. 2015;310:561–577. doi: 10.1016/j.neuroscience. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
39.Pinto-Sanchez MI, Hall GB, Ghajar K, et al. Probiotic Bifidobacterium longum NCC3001 reduces depression scores and alters brain activity: a pilot study in patients with irritable bowel syndrome. Gastroenterology. 2017;153(2):448–459. doi: 10.1053/j.gastro.2017.05.003. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
40.Sequeira A, Klempan T, Canetti L, Benkelfat C, Rouleau GA, Turecki G. Patterns of gene expression in the limbic system of suicides with and without major depression. Mol Psychiatry. 2007;12(7):640–555. doi: 10.1038/sj.mp.4001969. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
41.Slykerman RF, Hood F, Wickens K, et al. Effect of Lactobacillus rhamnosus HN001 in pregnancy on postpartum symptoms of depression and anxiety: a randomised double-blind placebo-controlled trial. EBioMedicine. 2017;24:159–165. doi: 10.1016/j.ebiom.2017.09.013. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
42.Akkasheh G, Kashani-Poor Z, Tajabadi-Ebrahimi M, et al. Clinical and metabolic response to probiotic administration in patients with major depressive disorder: a randomized, double-blind, placebo-controlled trial. Nutrition. 2016;32(3):315–320. doi: 10.1016/j.nut.2015.09.003. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
43.Huang R, Wang K, Hu J. Effect of probiotics on depression: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Nutrients. 2016;8(8):483. doi: 10.3390/nu8080483. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
44.Ng QX, Peters C, Ho CY, Lim DY, Yeo WS. A meta-analysis of the use of probiotics to alleviate depressive symptoms. J Affect Disord. 2018;228:13–19. doi: 10.1016/j.jad.2017.11.063. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
45.Jacka FN, Pasco JA, Mykletun A, et al. Association of Western and traditional diets with depression and anxiety in women. Am J Psychiatry. 2010;167(3):305–311. doi: 10.1176/appi.ajp.2009.09060881.. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
46.Jacka FN, Mykletun A, Berk M. Moving towards a population health approach to the primary prevention of common mental disorders. BMC Med. 2012;10:149. doi: 10.1186/1741-7015-10-149. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
47.De Filippo C, Cavalieri D, Di Paola Met, et al. Impact of diet in shaping gut microbiota revealed by a comparative study in children from Europe and rural Africa. Proc Natl Acad Sci U S A. 2010;107(33):14691–14696. doi: 10.1073/pnas.1005963107. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
