Mikrobiota jelitowa w zaburzeniach psychiatrycznych

W 1980 roku dość niespodziewanie została zaprezentowana koncepcja osi jelitowo-mózgowej w wyniku przeprowadzonych badań nad zależnością pomiędzy hormonami a układem nerwowym (Track, 1980). Od tego czasu minęły cztery dekady intensywnych badań, które rozszerzyły koncepcję osi, nazywając ją osią mózg-jelito-mikrobiota. Okazało się bowiem, że bardzo ważny elementem, będącym źródłem wysyłanych sygnałów jest mikrobiota jelitowa.

Oś mózg – mikrobiota – jelito

Wiemy już, że przekaz informacji w zakresie osi mózg-jelito-mikrobiota jest dwukierunkowy i angażuje  następujące drogi:

  1. Nerw błędny
  2. Hormony i neurotransmitery
  3. Szlaki neuroendokrynne: przede wszystkim oś podwzgórze-przysadka-nadnercza z kluczową rolą kortyzolu
  4. Szlaki układu odpornościowego
  5. Metabolity pochodzenia bakteryjnego: zwłaszcza krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe
  6. Czynniki neurotroficzne

Mikrobiota jelitowa składa się głównie z bakterii, wirusów, archeonów i grzybów. Liczebność bakterii w gramie treści pochodzącej z jelita grubego wynosi do 1012 komórek. To powoduje, że stosunek komórek bakteryjnych do ludzkich w organizmie wynosi prawie 1:1. Natomiast genom mikrobiomu jelitowego zawiera ponad 100-krotnie więcej genów niż genom ludzki. To powoduje, że nasze spojrzenie na jelita i zamieszkującą je mikrobiotę jelitową jako na nasz „drugi mózg” staje się zasadne i poparte obserwacjami naukowymi.

Pytaniem ciągle otwartym pozostaje zakres możliwego wpływu mikrobioty jelitowej na funkcjonowanie naszego ośrodkowego układu nerwowego. Pytanie to jest o tyle zasadne, że w ostatniej dekadzie pojawiły się wyniki prac badawczych, które jednoznacznie wskazują na udział wybranych gatunków i szczepów bakteryjnych pochodzących z jelit w kształtowaniu obrazu klinicznego chorób psychiatrycznych.

oś jelito-mózg-mikrobiota infografika

Badania wpływu mikrobioty jelitowej na depresję

W badaniach przeprowadzonych przez Peter i wsp. w grupie pacjentów z zespołem jelita nadwrażliwego pacjenci z lękiem charakteryzowali się podwyższoną liczebnością Bacteroidaceae (rodziny Bacteroidaceae i Rikenellaceae). Natomiast typ Proteobacteria i rodzina Prevotellaceae liczniej reprezentowane były u pacjentów z  depresją. Bardzo ciekawą okazała się obserwacja odwrotnej korelacji liczebności Lachnospiraceae z nasileniem objawów depresyjnych.

Badania przeprowadzone w grupie polskich kobiet chorujących na depresję dostarczyły bardzo ciekawych wniosków. Okazuje się, że istnieją różnice w stężeniach metabolitów pochodzenia bakteryjnego w stolcu osób chorych na depresję w porównaniu do osób zdrowych. Kobiety bez depresji miały wyższe stężenia wszystkich krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA), z wyjątkiem kwasu izokapronowego, w porównaniu z kobietami z depresją. Interesująca była też analiza pozwalająca stwierdzić, że stężenie kwasu octowego, propionowego i izokapronowego było odwrotnie proporcjonalne do nasilenia objawów depresyjnych.

Jedno z przeprowadzonych przez badaczy amerykańskich badań uwzględniających teorię wpływu stanu zapalnego i zjawiska translokacji wykazało, że u osób z bardziej wrogimi interakcjami małżeńskimi notowane były wyższe stężenia endotoksyny bakteryjnej we krwi w porównaniu do osób, u których te relacje były mniej wrogie. Dotyczyło to głównie pacjentów z historią zaburzeń nastroju.

floragen

Badania wpływu mikrobioty jelitowej na zaburzenia afektywne dwubiegunowe

Ciekawych wniosków dostarczyło badanie w populacji osób chorych na zaburzenia afektywne dwubiegunowe. W trakcie epizodu depresyjnego u tych pacjentów obserwowana była zwiększona liczebność Enterobacteriaceae, podczas gdy u pacjentów w okresie bezobjawowym występowała zwiększona liczebność Clostridiaceae i Roseburia.

Interesujący wydaje się również fakt, że u pacjentów z zaburzeniami afektywnymi dwubiegunowymi w trakcie terapii farmakologicznej stwierdzono wyższą liczebność Klebsiella i Veillonella w porównaniu do pacjentów z nieleczoną chorobą.

Mikrobiota jelitowa a poziom serotoniny

Przykładem tego, jak mikrobiota jelitowa może wpływać na oś mózg-jelita, jest synteza serotoniny, czyli związku zwanego powszechnie „hormonem szczęścia”. Serotonina powstaje w wyniku przemiany tryptofanu. Wiemy, że niedobór serotoniny w ośrodkowym układzie nerwowym jest jednym z czynników wywołujących depresję, smutek, apatię i lęk. Dodatkowo niedobór serotoniny stanowi kluczową rolę w ujawnianiu się obniżonego nastroju. W przewodzie pokarmowym nawet 95% serotoniny jest wytwarzane przez komórki enterochromatofilne (ECC) błony śluzowej, mikroorganizmy wchodzące w skład mikrobioty jelitowej oraz neurony splotów nerwowych w warstwie podśluzowej i mięśniowej jelita. Badania wykazały, że bakterie jelitowe Bifidobacterium infantis wpływają na poziom i metabolizm tryptofanu, zwiększając tym samym jego poziom w organizmie.

Ciekawe zjawisko polegające na stwierdzaniu większej liczebności rodzaju Alistipes zostało zaobserwowane u pacjentów z depresją. Alistipes to bakterie, które zdolne są do konwersji tryptofanu (czyli prekursora serotoniny) w indol. Skutkiem tego jest  zmniejszenie stężenia serotoniny w jelicie.

Badania przeprowadzone w ostatnich czterech  dekadach wykazały możliwy związek mikrobioty jelitowej z funkcją ośrodkowego układu nerwowego u człowieka, a także potencjalny wpływ na obraz kliniczny chorób psychiatrycznych.

Ciekawych wniosków dostarczyło badanie mające na celu ocenę skuteczności przeszczepu mikrobioty jelitowej w grupie pacjentów z czynnościowymi zaburzeniami przewodu pokarmowego (zespół jelita nadwrażliwego, czynnościowe zaparcia, czynnościowa biegunka). Przeprowadzona analiza sugeruje, że przeszczep mikrobioty jelitowej może łagodzić objawy depresji i lęku niezależnie od wpływu na objawy żołądkowo-jelitowe. Dodatkowo zaobserwowano, że zwiększenie różnorodności mikrobiomu może przyczynić się do poprawy nastroju pacjentów.

Przytoczone fakty jednoznacznie wskazują, że mikrobiota jelitowa to obszar z wielkim potencjałem, którego poznanie może wiązać się z optymalizacją leczenia chorób psychiatrycznych. Prawdopodobnie najbliższe lata i dekady pozwolą nam na lepsze zrozumienie interakcji pomiędzy mózgiem a jelitami, które zamieszkują biliony drobnoustrojów. Być może przyszłość pokaże, że na zaburzenia psychiczne należy patrzeć jako na dysfunkcję zarówno ośrodkowego układu nerwowego, jak i naszego „drugiego mózgu”, czyli jelit.


Piśmiennictwo

  1. Järbrink-Sehgal E, Andreasson A. The gut microbiota and mental health in adults. Curr Opin Neurobiol. 2020 Jun;62:102-114.
  2. Peter J, Fournier C, Durdevic M,. A Microbial Signature of Psychological Distress in Irritable Bowel Syndrome. Psychosom Med. 2018 Oct;80(8):698-709
  3. Skonieczna-Zydecka K, Grochans E, Maciejewska D,. Faecal short chain fatty acids profile is changed in polish depressive women. Nutrients 2018, 10
  4. Kiecolt-Glaser JK, Wilson SJ, Bailey ML, i wsp.:  Marital distress, depression, and a leaky gut: Translocation of bacterial endotoxin as a pathway to inflammation. Psychoneuroendocrinology. 2018 Dec;98:52-60.
  5. Painold A, Morkl S, Kashofer K, i wsp.: A step ahead: exploring the gut microbiota in inpatients with bipolar disorder during a depressive episode. Bipolar Disord 2019, 21:40-49.
  6. Rong H, Xie XH, Zhao J i wsp.: Similarly in depression, nuances of gut microbiota: evidences from a shotgun metagenomics sequencing study on major depressive disorder versus bipolar disorder with current major depressive episode patients. J Psychiatr Res 2019, 113:90-99
  7. Góralczyk-Bińkowska A, Szmajda-Krygier D, Kozłowska E. The Microbiota-Gut-Brain Axis in Psychiatric Disorders. Int J Mol Sci. 2022 Sep 24;23(19):11245.
  8. Jiang H, Ling Z, Zhang Y i wsp.: Altered fecal microbiota composition in patients with major depressive disorder. Brain Behav Immun 2015; 48: 186–194.
  9. Song Y, Kononen E, Rautio M: Alistipes onderdonkii sp. nov. and Alistipes shahii sp. nov., of human origin. Int J Syst Evol Microbiol 2006; 56: 1985–1990.
  10. Cryan J., Dinan T. Mind-altering microorganisms: The impact of the gut microbiota on brain and behaviour. Nat. Rev. Neurosci. 2012;13:701–712.
  11. Timothy G. Dinan, Catherine Stanton, John F. Cryan, Psychobiotics: a novel class of psychotropic, „Biological Psychiatry”, 74 (10), 2013, s. 720–726
  12. Rudzki L, Ostrowska L, Pawlak D, i wsp.: Probiotic Lactobacillus Plantarum 299v decreases kynurenine concentration and improves cognitive functions in patients with major depression: a double-blind, randomized, placebo controlled study. Psychoneuroendocrinology 2019,
  13. Kurokawa S, Kishimoto T, Mizuno S, i wsp.: The effect of fecal microbiota transplantation on psychiatric symptoms among patients with irritable bowel syndrome, functional diarrhea and functional constipation: an open-label observational study. J Affect Disord 2018
Michał Lipiński
Michał Lipiński
Specjalista w dziedzinie chorób wewnętrznych oraz gastroenterologii. Od 2018 roku doktor habilitowany w dziedzinie nauk medycznych. Członek Zarządu Głównego Polskiego Towarzystwa Gastroenterologii, Polskiego Klubu Trzustkowego oraz Europejskiego Klubu Trzustkowego. Do jego głównych zainteresowań należą choroby trzustki, ale także zespół jelita nadwrażliwego, SIBO, choroba trzewna, celiakia czy nadwrażliwość na gluten. Jest autorem i współautorem wielu publikacji w czasopismach krajowych i międzynarodowych w zakresie chorób wewnętrznych i gastroenterologii.

Social

80,323FaniLubię
1,373ObserwującyObserwuj
16,812SubskrybującySubskrybuj
100 badan

Przeczytaj też