Mikroorganizmy i na nasze zdrowie psychiczne

Czy kiedykolwiek zastanawialiście się:

Jakie połączenie może mieć jelito z mózgiem?

Mózg i jelita są wobec siebie zależne?

Jaki wpływ mają znajdujące się w jelitach drobnoustroje na działanie naszego układu nerwowego, na przykład nastrój?

Czy rozregulowanie ilości i jakości mikrobioty może negatywnie odbijać się na naszej psychice?

 

Doskonale wiemy, że w sytuacjach kryzysowych, spadku emocjonalnego, gorszych dni często sięgamy po ulubione słodycze będące źródłem hormonów szczęścia. Zatem możemy dostrzec komunikację jelito – mózg.

Mikrobiota człowieka odgrywa fundamentalną rolę w fizjologii i patologii ludzkiego organizmu.  Obejmuje bakterie, wirusy, grzyby, drożdże i bakteriofagi. Pierwsze badania wskazywały, że liczebność mikrobioty jelitowej 10-krotnie przewyższa liczbę wszystkich komórek ludzkiego organizmu. Obecnie, dokładniejsze i bardziej zaawansowane obliczenia wskazują na stosunek 3:1 liczby mikroorganizmów w stosunku do liczby wszystkich komórek organizmu człowieka (Żakowicz i wsp., 2020).  Zaczyna się rozwijać po urodzeniu i trwa przez całe życie.  Na funkcjonowanie mikrobioty wpływ mają różne czynniki środowiskowe, związane m.in. ze stylem życia. Spożywanie zróżnicowanego pokarmu wpływa na gatunki mikrobioty zasiedlające nasze jelita (Cryan i wsp. 2019)

Mózg i jelito

Jelito oraz mózg to dwa odległe organy silnie oddziałujące na siebie.  Wnętrze naszych jelit to ogromna liczba neuronów, dlatego też nie bez powodu mówi się, że jelita to nasz drugi mózg.  Komunikacja między ośrodkowym układem nerwowym, jelitem i mikrobiotą odbywa się poprzez tak zwaną oś jelitowo-mózgową – złożoną dwukierunkową sieć. Oś ta obejmuje różne szlaki, takie jak autonomiczny układ nerwowy jelita (konkretniej mówiąc nerw błędny), układ hormonalny – oś podwzgórze-przysadka-nadnercza, układ odpornościowy oraz mikrobiotę i jej metabolity. Nerw błędny należy do autonomicznego układu nerwowego o charakterze przywspółczulnym, który odpowiada m.in. za odpoczynek. Dwukierunkowe sygnały w osi mogą płynąć drogą nerwową lub krwionośną. Po dotarciu do mózgowia uczestniczyć w kształtowaniu struktury i w konsekwencji funkcji obszarów odpowiedzialnych za kontrolę emocji, aktywność ruchową oraz świadomość. (Ellwardt i wsp. 2016).

W fizjologicznych warunkach mikrobiota śluzówki jelita odgrywa kluczową rolę w trawieniu pokarmu, syntezie witamin, angiogenezie, dojrzewaniu komórek nabłonka, rozwoju układu odpornościowego gospodarza i ochronie przed patogenami (Hansen i wsp. 2018).

Neuroaktywne cząsteczki

Staje się coraz bardziej oczywiste, że drobnoustroje mogą wytwarzać neuroaktywne cząsteczki, które bezpośrednio przyczyniają się do komunikacji między jelitami a mózgiem. Neuroprzekaźniki, takie jak acetylocholina, GABA i serotonina, wytwarzane przez bakterie należące do gatunków: Lactobacillus, Bifidobacteria, Enterococcus i Streptococcus. Mogą one bezpośrednio i pośrednio wpływać na fizjologię komórek mózgu. Co zaskakujące, 90% serotoniny wymaganej do zachowania nastroju, dobrej jakości snu i kilku innych funkcji w obrębie ośrodkowego układu nerwowego jest wytwarzana w jelitach (Gershon 2013).

Metabolity bakteryjne pochodzące z tryptofanu mogą obniżać ryzyko zapalenia ośrodkowego układu nerwowego poprzez mechanizm, w którym pośredniczy receptor węglowodorów arylowych, działając na aktywację mikrogleju i pobudzenie astrocytów – komórek wspomagających pracę neuronów (Rothhammer i wsp., 2018).

Zmiany mikrobiologiczne jelit, zwane również dysbiozą, to stan związany nie tylko z zaburzeniami żołądkowo-jelitowymi, ale także z chorobami innych narządów, m. in. OUN (Morais i wsp.  2021).

Leczenie antybiotykami

Leczenie antybiotykami powoduje zmniejszoną ekspresję białek tworzących ciasne połączenia, okludyny i klaudyny-5 w mózgu, zwiększoną przepuszczalność bariery krew-mózg (Suter i wsp. 2003). Co więcej, istotny wkład mikroflory jelitowej ogranicza się nie tylko do zaburzeń neurozapalnych i psychiatrycznych, ale także do rozwoju mózgu.(Olson i wsp. 2018).

Następnym ważnym punktem w kontekście roli przewodu pokarmowego okazał się autyzm. Badacze potwierdzili, że liczne zmiany o charakterze zapalnym właśnie w przewodzie pokarmowym u dzieci są związane z autyzmem (Wakefield i wsp. 2001).

Możemy wyciągnąć następujące wnioski:

• dieta, którą wprowadzamy do naszego życia ma silne odzwierciedlenie na funkcjonowanie nie tylko układu pokarmowego, ale także układu nerwowego
• nadmierne i długotrwałe stosowanie antybiotyków wyjaławia naturalną mikrobiotę będącą ochroną jelit
• dobry nastrój zależy od tego, co zjemy!

Autor: Katarzyna Kowalska, ELEMENTUM

Bibliografia:

Cryan, J. F. i wsp. The microbiota–gut–brain axis. Physiol. Rev. 99, 1877–2013 (2019).

(Ellwardt E, Walsh JT, Kipnis J, Zipp F. Understanding the Role of T Cells in CNS Homeostasis. Trends Immunol (2016) 37:154–65. doi: 10.1016/j.it.2015.12.008

Gershon MD. 5-Hydroxytryptamine (serotonin) in the gastrointestinal tract. Curr Opin Endocrinol Diabetes Obes (2013) 20:14–21. doi: 10.1097/MED

Hansen NW, Sams A. The microbiotic highway to health—New perspective on food structure, gut microbiota, and host inflammation. Nutrients (2018) 10:1–18. doi: 10.3390/nu10111590

Morais, L.H., Schreiber, H.L. & Mazmanian, S.K. The gut microbiota–brain axis in behaviour and brain disorders. Nat Rev Microbiol 19, 241–255 (2021).

Olson CA, Vuong HE, Yano JM, Liang QY, Nusbaum DJ, Hsiao EY. The Gut Microbiota Mediates the Anti-Seizure Effects of the Ketogenic Diet. Cell (2018) 173:1728–1741.e13. doi: 10.1016/j.cell.2018.04.027

Rothhammer V, Borucki DM, Tjon EC, Takenaka MC, Chao C, Ardura-fabregat A, et al. Microglial control of astrocytes in response to microbial metabolites. Nature (2018) 557:724–8. doi: 10.1038/s41586-018-0119-x

Suter T, Biollaz G, Gatto D, Bernasconi L, Herren T, Reith W, et al. The brain as an immune privileged site: Dendritic cells of the central nervous system inhibit T cell activation. Eur J Immunol (2003) 33:2998–3006. doi: 10.1002/eji.200323611

Wakefield AJ, Anthony A, Murch SH, Thomson M, Montgo- mery SM i wsp. Enterocolitis in children with developmental disorders. American Journal of Gastroenterology 2000; 95: 2285–2295.

Żakowicz J, Bramorska A i wsp. Wplyw mikrobioty jelitowej na mózg, funkcje poznawcze i emocje 2020 Kosmos. Seria A, Biologia / Polskie Towarzystwo Przyrodników im. Kopernika (2020)69(1):45-58