Psychiobiotyki – przyjazne bakterie modulujące nastrój

O osi jelitowo – mózgowej wiemy coraz więcej. Bezpośrednie połączenie jelit z mózgiem za pośrednictwem nerwu błędnego, a także połączenia pośrednie z udziałem neuroprzekaźników odpowiada za ścisłą zależność między funkcjonowaniem jelit i układu nerwowego. Za wspomaganie funkcjonowania osi mózgowo – jelitowej odpowiada przede wszystkim flora bakteryjna jelit. A ostatnio coraz więcej mówi się także o psychobiotykach, czyli szczepach bakterii probiotycznych, które wykazują zbawienny wpływ na nasze samopoczucie psychiczne.

Czym jest oś mózgowo – jelitowa?

Oś mózg-jelita jest dwukierunkowym połączeniem między jelitowym układem nerwowym a ośrodkowym układem nerwowym i obejmuje bezpośrednie i pośrednie szlaki między poznawczymi i emocjonalnymi układami mózgu a obwodowymi funkcjami jelitowymi. Ośrodkowy układ nerwowy i jelita są fizjologicznie nierozłączne. Struktury nerwowe obecne w obu tych układach są bardzo podobne. Jednak dojelitowy układ nerwowy, w przeciwieństwie do mózgu, jest osadzony w strukturach lub tkankach o niezwykłej różnorodności: mięśniach gładkich, zrębu, immunologicznie aktywnej błonie śluzowej i nabłonku. Te różne składniki jelitowe pełnią funkcje, które są wysoce regulowane przez lokalne sieci nerwowe, a jednocześnie dostarczają kluczowych informacji, które mają być przekazywane z jelita do mózgu.

W ostatnim czasie nastąpił znaczny postęp w naszym zrozumieniu złożonych mechanizmów działających w dojelitowym układzie nerwowym, zarówno efektorowych, jak i sensorycznych. Koncepcja osi mózg – jelita została znacznie rozszerzona w ostatnich latach, aby uwzględnić nie tylko klasyczne autonomiczne szlaki układu nerwowego, ale także szlak hormonalny (oś podwzgórze-przysadka-nadnercza) i wewnątrzmózgowe połączenia. Te ostatnie są częścią receptorów i systemów regulacyjnych, które określają aktywność fizjologiczną jelit i – jeśli są zaburzone – mogą również ewoluować w zaburzenia patofizjologiczne.

Oś podwzgórze – przysadka – nadnercza koordynuje adaptacyjne reakcje na stres. Aktywuje pamięć i ośrodki emocjonalne w układzie limbicznym mózgu. Na poziomie obwodowym model osi mózg – jelito również został znacznie rozszerzony poprzez uznanie istotnego udziału mikroflory jelitowej w regulacji aktywności fizjologicznej jelit i mózgu. Komórki w różnych tkankach przewodu pokarmowego, głównie nabłonkowe, nerwowe i odpornościowe są pod wpływem niektórych gatunków bakterii, tworzących ludzki mikrobiom. Aktualna wiedza na temat gatunków drobnoustrojów, które w szczególności uczestniczą w krzyżowym kontakcie struktur wchodzących w skład osi jelita – mózg jest jeszcze umiarkowana, ale szybko się rozwija.

Flora bakteryjna jelit a funkcjonowanie osi mózgowo – jelitowej

Charakterystyka mikrobiomu u zdrowych osób jest ważnym krokiem w zrozumieniu roli mikrobiomu w warunkowaniu stanu zdrowia i chorób. W jelitach człowieka występuje ponad 1000 gatunków bakterii, z Bacteroidetes i Firmicutes jako gatunkami dominującymi. Mikrobiota jelita jest dość zróżnicowana w porównaniu z innymi miejscami ciała i istnieje znaczna zmienność składników mikroflory jelitowej u zdrowych osób. W organizmie znajduje się około 40 bilionów komórek bakteryjnych i tylko 30 bilionów komórek ludzkich.

Mikrobiom jelitowy zaczyna wpływać na nasze ciało w chwili narodzin. Pierwszy kontakt z drobnoustrojami zachodzi podczas porodu siłami natury – wówczas przewód pokarmowy kolonizowany jest przez dobroczynne bakterie. W miarę wzrostu mikrobiom jelitowy zaczyna się różnicować, co oznacza, że zaczyna zawierać wiele różnych gatunków drobnoustrojów. Większa różnorodność mikrobiomu jest uważana za korzystną dla zdrowia i funkcjonowania organizmu.

Flora bakteryjna jelit wspomaga kontrolować układ odpornościowy. Komunikując się z komórkami odpornościowymi, mikrobiom jelitowy może kontrolować, w jaki sposób organizm reaguje na infekcję.

Badania sugerują, że mikrobiom jelitowy może również wpływać na ośrodkowy układ nerwowy, który kontroluje czynność mózgu. Po pierwsze, niektóre gatunki bakterii może pomóc w produkcji substancji chemicznych w mózgu zwanych neuroprzekaźników. Na przykład serotonina jest neuroprzekaźnikiem przeciwdepresyjnym wytwarzanym głównie w jelitach. Po drugie, jelita są fizycznie połączone z mózgiem przez miliony nerwów. W związku z tym, mikrobiom jelitowy może również wpływać na zdrowie mózgu, pomagając kontrolować wiadomości, które są wysyłane do mózgu przez te nerwy. Wiele badań wykazało, że osoby z różnymi zaburzeniami psychicznymi mają inny mikrobiom w jelitach, w porównaniu do zdrowych ludzi. Niewielka liczba badań wykazały również, że niektóre probiotyki mogą łagodzić objawy depresji.

Zaburzenia flory bakteryjnej jelit powiązano z ryzykiem wystąpienia wielu schorzeń, takich jak autyzm, zespół stresu pourazowego, stwardnienie rozsiane, niektóre schorzenia autoimmunologiczne.

Mikrobiom może również wpływać na zdrowie jelit i może odgrywać rolę w chorobach jelit, takich jak zespół jelita drażliwego (IBS) i choroby zapalne jelit (IBD). Wzdęcia, skurcze i ból brzucha w przebiegu IBS mogą być spowodowane dysbiozą jelit. Dzieje się tak dlatego, że drobnoustroje chorobotwórcze wytwarzają dużo gazu i innych substancji chemicznych, które przyczyniają się do objawów dyskomfortu jelitowego. Jednak korzystne bakterie w mikrobiomie mogą poprawić zdrowie jelit. Niektóre gatunki Bifidobacteria i Lactobacilli, mogą pomóc uszczelnić luki między komórkami jelitowymi i zapobiec zespołowi nieszczelnego jelita. Gatunki te mogą również zapobiegać przyklejaniu się bakterii chorobotwórczych do ściany jelita.

Co ciekawe, mikrobiom jelitowy może nawet wpływać na zdrowie serca. Ostatnie badania z udziałem 1500 osób wykazały, że mikrobiom jelitowy odgrywa ważną rolę w promowaniu poziomu „dobrego” cholesterolu HDL i trójglicerydów. Informacja ważna dla diabetyków – mikrobiom jelitowy może również pomóc w kontrolowaniu stężenia cukru we krwi, co może mieć wpływ na ryzyko rozwoju cukrzycy typu 1 i 2 i efektywność terapii. W jednej z analiz zbadano 33 niemowlęta, u których występowało genetycznie wysokie ryzyko zachorowania na cukrzycę typu 1. Okazało się, że różnorodność mikrobiomu spadła nagle przed wystąpieniem cukrzycy typu 1. Stwierdzono również, że poziom wielu niezdrowych gatunków bakterii wzrósł tuż przed wystąpieniem cukrzycy typu 1.

W innym badaniu stwierdzono, że nawet wtedy, gdy ludzie jedli dokładnie te same pokarmy, ich poziom cukru we krwi może się znacznie różnić – a to może być spowodowane składem flory bakteryjnej jelit.

Czym są psychobiotyki i jak działają?

Psychobiotyki definiuje się jako probiotyki, które przynoszą gospodarzowi korzyści dla zdrowia psychicznego, kiedy są spożywane w określonej ilości. Bakterie te zapewniają swoje korzyści poprzez jelitowy układ nerwowy lub pobudzenie układu odpornościowego. Ponadto wpływają na psychofizjologiczne markery depresji i lęku. Może się to zdarzyć na trzy różne sposoby, po pierwsze, wpływ na reakcję na stres osi podwzgórze-przysadka-nadnercza (HPA) i zmniejszenie ogólnoustrojowego zapalenia; po drugie, przez bezpośredni wpływ na układ odpornościowy; po trzecie – przez wydzielane cząsteczki, takie jak neuroprzekaźniki.

Oś HPA jest głównym układem odpowiedzi neuroendokrynnej na fizjologiczną i fizyczną stres w organizmie człowieka. Obejmuje również podwzgórze, przysadkę mózgową i korę nadnerczy oraz wydzielane czynniki i hormony, takie jak kortyzol. Hormon ten posiada właściwości immunosupresyjne; w stanie chronicznego stresu kortyzol jest nadprodukowany, przez co hamuje aktywność immunologiczną. Zwiększa także wrażliwość na zagrożenia i negatywny nastrój. Kolonizacja przez drobnoustroje we wczesnym okresie życia wpływa na odporność na stres. Stwierdzono, że funkcjonowanie osi HPA może wpływać na skład mikroflory jelitowej i zwiększać przepuszczalność przewodu pokarmowego. Brak równowagi mikroflory jelitowej może prowadzić do aktywacji osi HPA. Przywracając tę równowagę, można przywrócić prawidłowe funkcjonowanie osi HPA.

Dysbioza drobnoustrojów jelitowych jest często związana z nieprawidłowymi odpowiedziami immunologicznymi, które obejmują nadprodukcję cytokin zapalnych. Chociaż bariera nabłonkowa zapobiega ucieczce mikroorganizmów z jelita, metabolity, które wytwarzają mogą przejść przez tę barierę i przedostać się do organizmu i gromadzić się w układzie krążenia, gdzie są w stanie pobudzić komórki układu odpornościowego. Ponadto mikroflora jelitowa ma silny wpływ na funkcje różnych komórek odpornościowych.

Mikrobiom może wytwarzać szereg związków neuroaktywnych. Najważniejsze z nich to kwas gamma-aminomasłowy (GABA), noradrenalina, serotonina, dopamina i acetylocholina, które mogą bezpośrednio wpływać na aktywność mózgu. Inne metabolity bakteryjne wykazujące właściwości neuroaktywne to długo – i krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe. Uzupełnienie określonych gatunków bakterii w przewodzie pokarmowym człowieka być może wkrótce traktowane będzie jako nowatorskie leczenie chorób neuropsychiatrycznych.

Serotonina jest neuroprzekaźnikiem zaangażowanym w regulację zachowań i funkcje biologiczne w ciele, w tym nastrój. Serotonina występuje głównie w błonie śluzowej jelit, 90% –95% serotoniny znajduje się w nabłonku jelitowym oraz neuronach jelitowego układu nerwowego. Mikrobiota jelitowa promuje biosyntezę serotoniny.

Neuroprzekaźniki katecholaminowe – dopamina, adrenalina i noradrenalina to aminy biogenne pochodzące z aminokwasu tyrozyny. Odgrywają istotną rolę w procesach uczenia się, tworzenia pamięci i reagowania na stres. Mają również głęboki wpływ na układu sercowo-naczyniowego poprzez regulację metabolizmu węglowodanów i tłuszczów w organizmie. Regulują funkcję kory przedczołowej mózgu, której zaburzenia funkcjonowania wiążą się z rozwojem m. in. schizofrenii, ADHD czy zespołu stresu pourazowego. Mikrobiota jelitowa odgrywa kluczową rolę w tworzeniu katecholamin w świetle jelita.

Kwas gamma-aminomasłowy (GABA) jest głównym neuroprzekaźnikiem, którego rolą jest kontrolowanie złożonych procesów mózgowych, takich jak uczenie się i pamięć. W wielu badaniach opisano mikroorganizmy wytwarzające GABA – głównie bakterie kwasu mlekowego Lactobacillus.

Acetylocholina (ACh) pełni rolę głównego neuroprzekaźnika pobudzającego, działa jako neuromodulator w mózgu: wpływa na plastyczność synaps, wzmacnia procesy uczenia się. Za syntezę tego neuroprzekaźnika może odpowiadać szczep bakterii Lactobacillus plantarum.

Psychobiotyki mają zatem zdolność hamowania syntezy cytokin prozapalnych, a także pobudzają syntezę kluczowych neuroprzekaźników regulujących pracę mózgu i wpływających na nastrój. Aby doświadczyć ich zbawiennego wpływu na samopoczucie, można sięgać po suplementy zawierające takie psychobiotyki jak:

Lactobacillus helveticus

Bifidobacterium longum

Lactobacillus casei szczep Shirota

Lactobacillus bulgaricus

Bidobacterium animalis

Streptococcus thermophilus;

Lactococcus lactis.

Pozostałe teksty