Wpływ mikrobioty na oś mózgowo-jelitową

Ostatnie postępy w wiedzy biologicznej i medycznej zaprzeczyły jednokierunkowemu wpływowi mózgu na układ pokarmowy. Obecnie uważa się, że jest to oś dwukierunkowa, harmonizująca funkcje tych dwóch złożonych organów w warunkach fizjologicznych lub rozregulowująca w stanach patologicznych. Kluczową rolę w tych interakcjach odgrywa mikrobiota jelitowa zapewniając zdrowie zarówno układu trawiennego, jak i naszego mózgu. Mikrobiota składa się głównie z bakterii, grzybów (mykobiota), ale także z archeonów, wirusów i pierwotniaków. Zarówno wielkość mikrobioty (1,5 do 2 kg), jak i jej skład i skomplikowane funkcje jakie wykonuje, skłoniły badaczy do opisania jej jako „superorganizm”. Ewolucyjnie bakterie i pierwsi Homo sapiens pojawiły się odpowiednio około 3,8 miliarda i 2,5 miliona lat temu, zapewniając w ten sposób mikrobiocie znacznie dłuży czas dostosowywania się, ewoluowania i rozwijania mechanizmów przetrwania na długo przed skolonizowaniem jelita Homo sapiens. Koegzystencja mikrobioty i jej gospodarza jakim jest jelito Homo sapiens uformowana została w trakcie bardzo długiego procesu koewolucyjnego. Ilość genów mikrobiomu bakteryjnego przewyższa 150-krotnie ilość genów człowieka. Dzięki temu mikrobiota jelitowa wykazuje – odporność na zmiany środowiskowe i wykazuje dużą plastyczność. Ta mnogość genów bakteryjnych przekłada się na funkcje, jakie mikrobiota jest w stanie wykonywać dla swojego gospodarza. Praktycznie nie moglibyśmy żyć bez mikrobioty jelitowej, skórnej, płucnej i w drogach rodnych. Ale niestety płacimy za to pewną cenę. Tą ceną są stany zapalne prowokowane przez bakteryjne LPS, fragmenty DNA i RNA bakteryjnego i wirusowego.

REKLAMA

Oś mózg-jelita

Badania ostatniej dekady dotyczące osi mózg-jelita wskazują na kluczowy wpływ mikrobioty w kształtowaniu prawidłowego działania i rozwoju mózgu. Poporodowa kolonizacja układu pokarmowego drobnoustrojami ma długotrwały wpływ na neuronowe przetwarzanie sygnałów sensorycznych dotyczących reakcji osi podwzgórze-przysadka-nadnercza na stres. Wczesna kolonizacja poporodowa sterylnych myszy przyczynia się do rozwoju ośrodkowego układu nerwowego. Ostatnie badania wykazały, że podawanie myszom Bifidobacterium breve powoduje podwyższenie stężenia kwasów tłuszczowych w mózgu, w tym kwasu arachidowego oraz kwasu dokozaheksaenowego DHA, które odgrywają ważną rolę w rozwoju układu nerwowego, w tym procesów neurogenezy. Niedobory DHA i sfingomieliny są obserwowane u dzieci z zaburzeniami spektrum autyzmu ADS (autistic spectrum disorder). Mikrobiota ma istotny wpływ nie tylko na metabolizm produktów odżywczych i odporność na infekcje, ale przede wszystkim na rozwój układu odpornościowego. To w jelicie komórki odpornościowe są szkolone, żeby odróżniać własne antygeny od obcych. Mikrobiota obecna w jelitach reguluje funkcjonowanie i dojrzewanie komórek odpornościowych OUN regulując powstające tam stany zapalne, uszkodzenia mózgu, procesy autoimmunizacyjne i neurogenezę.

Zaburzenia psychiczne i neurologiczne

W ostatniej dekadzie nastąpiło przesunięcie paradygmatu w naszym rozumieniu osi mózgowo-jelitowej. Dane z badań przedklinicznych i klinicznych wskazują na niezwykły potencjał nowych technik terapeutycznych w leczeniu nie tylko funkcjonalnych zaburzeń przewodu pokarmowego, ale w szerokim zakresie zaburzeń psychicznych i neurologicznych, w tym między innymi choroby Alzheimera, Parkinsona, zaburzeń ze spektrum autyzmu, lęku i depresji, stwardnienia rozsianego, a nawet przewlekłego bólu.
Zaburzenia te często współistnieją z zaburzeniami przewodu pokarmowego, a kilka ostatnich badań wskazuje na ważną rolę mikroflory jelitowej nie tylko w patofizjologii objawów przewodu pokarmowego, ale także potencjalnej roli w pierwotnym zaburzeniu.

Depresja

Depresja i niepokój często współistnieją u pacjentów z IBS, a dysfunkcje jelit u dzieci z ASD. Pozostaje niejasne, które objawy pojawiają się pierwsze. 
Badania przedkliniczne wykazały zdolność mikroflory do modulowania zachowań emocjonalnych i wpływania na parametry istotne dla patogenezy i nasilenia depresji. Trzy różne typy badań sugerują przyczynowość depresji w zaburzeniach jelitowych. Są to przeszczepy kału pacjentów cierpiących na depresję myszom, które wywoływały u nich zachowania depresyjne. Podawanie pre- i probiotyków zdrowym osobom poprawiało nastrój i łagodziło odczuwanie lęku oraz wreszcie przypadek epidemii E. coli w Kanadzie i Niemcz...