W ostatnich latach przeprowadzone zostało przełomowe badanie z udziałem zwierząt, w którym wykazano związek między mikrobiologią jelit, mózgiem, a interakcjami społecznymi i zaburzeniami nastroju. Dotychczas jednak brakowało badań na temat korelacji pomiędzy składem bakterii jelitowych, a różnorodnością zachowań i neurobiologicznym zróżnicowaniem u Homo Sapiens.
W nowym badaniu przeprowadzonym na University of California w Los Angeles (UCLA) określono sytuacje, w których mikrobiota jelitowa może wchodzić w interakcje z różnymi regionami mózgu, wpływając na nastrój i zachowanie u zdrowych ludzi.
Mikrobiota jest ekologiczną wspólnotą mikroorganizmów, która na ogół stanowi kombinację zarówno dobrych jak i (potencjalnie) szkodliwych bakterii. Ludzkie jelito jest siedliskiem ponad 100 bilionów mikroorganizmów. To niemal dziesięciokrotność liczby wszystkich komórek w naszym ciele. Mikroby zaczynają zasiedlać ludzkie jelita tuż po urodzeniu. Mikrobiota jest niezbędna dla prawidłowego rozwoju układu odpornościowego i związana jest z wieloma ważnymi funkcjami neurobiologicznymi.
Wspomniane wcześniej badania na zwierzętach odbywały się na modelach gryzoni i szympansów.
Na przykład w 2015 roku naukowcy z McMaster University donieśli, że bakterie jelitowe odgrywają znaczącą rolę w pojawieniu się zarówno lęku, jak i depresji. Mówi o tym badanie opublikowane na łamach Nature Communications. W badaniu tym naukowcy poddawali myszy stresorom na wczesnym etapie życia (oddzielali je od matek, na 3h każdego dnia). Reaktywność stresu noworodkowego zwiększyła dysfunkcję jelit, wyrażoną poprzez zmiany w mikrobiocie. Te z kolei wydawały się korelować ze zmienioną funkcją mózgu, w ramach dwukierunkowej pętli sprzężenia zwrotnego.
Za kolejny przykład niech posłuży praca z 2016 roku, opublikowana w Science Advances. Informuje ona, że częste interakcje społeczne wpływały na bogactwo i różnorodność mikrobioty, mające znaczenie dla zdrowia jelit badanych szympansów.
W tym badaniu naukowcy z Duke University monitorowali zmiany w mikrobiocie jelitowej oraz zachowania społeczne dzikich szympansów, na przestrzeni 8 lat w Parku Narodowym Gombe, w Tanzanii. Odkryli, że ilość i różnorodność bakterii w przewodzie pokarmowym wzrosła, gdy szympansy były bardziej towarzyskie i przyłączały się do powstałych grup. Choć spędzanie czasu w bliskim, fizycznym kontakcie z innymi szympansami zwiększa ekspozycję na zarazki, według badaczy interakcje te zwiększają również ekspozycję i kolonizację „dobrych” bakterii jelitowych.
Zanim powstał najnowszy raport Kirsten Tillisch, profesor medycyny z Division of Digetive Diseases w UCLA, istniało wiele spekulacji – jednak mało dowodów empirycznych – na interakcję między mikrobiotą jelitową a tym, co dzieje się w mózgu. Szczególnie jeśli chodzi o związek między strukturą mózgu, a reakcjami na bodźce emocjonalne.
W ostatnim badaniu, prof. Tilisch i jej współpracownicy, chcieli zidentyfikować cechy mózgu i zachowania, skupione wokół danego profilu mikrobioty jelita. Naukowcy zbadali 40 zdrowych kobiet, podzielonych na dwie grupy, w oparciu o skład bakteryjny ich jelit. W pierwszej grupie, liczącej 33 kobiety, znajdowały się osoby u których znaleziono więcej bakterii o nazwie Bacteroides. W drugiej zaś – gdzie znalazło się pozostałych 7 kobiet – te, które posiadały więcej bakterii jelitowej Prevotella.
Następnie badacze przeprowadzili badanie, za pomocą dwóch różnych technik opierających się na obrazowaniu mózgu. Zastosowano najpierw obrazowanie tensora dyfuzji (DTI), by oszacować wskaźniki istoty szarej (objętość, grubość kory, krzywizna i pole powierzchni), a także gęstość włókien istoty białej, łączącej różne regiony mózgu. Następnie przeprowadzono funkcjonalny rezonans magnetyczny (fMRI), by ocenić różnice w grupach, oparte na mikrobiotach. Różnice te powstawać miały w odpowiedzi na obserwację obrazów (zdjęć) wpływających na emocje.
Badanie białej i szarej istoty wykazało różnice pomiędzy gromadą bakterii Bacteroides, a Prevotella. Na przykład ta druga wykazuje mocniejszą zależność między białą istotą, a tymi partiami mózgu, które odpowiedzialne są za emocje, uważność czy zmysły. W odniesieniu do objętości istoty szarej, gromada Bacteroides wykazała większe znaczenie w móżdżku, przednich regionach i w hipokampie.
W szczególności grupa Prevotella wykazała bardziej funkcjonalną zależność pomiędzy emocjonalnymi i zmysłowymi regionami mózgu. Ponadto grupa ta wykazała mniejszą aktywność hipokampa, podczas oglądania obrazów o negatywnym wpływie emocjonalnym – tak pokazały obrazy rezonansu. Odnotowano również wyższy (w porównaniu do grupy Bacteroides) poziom negatywnych uczuć, takich jak: niepokój, lęk, nerwowość i drażliwość po obejrzeniu zdjęć z negatywnymi kontekstami.
Jest jednak jedno ważne zastrzeżenie. Przed wyciągnięciem jakichkolwiek wniosków opartych na wynikach przytoczonych badań, należy zauważyć, że korelacja nie jest jednoznaczna z przyczyną. Jak donoszą badacze w konkluzji:
Wyniki te wspierają koncepcję na istnienie interakcji pomiędzy mózgiem, a mikrobiotą u zdrowych ludzi. Dalsze badania zależności pomiędzy bakteriami jelitowymi, mózgiem i wpływem tej zależności na ludzi są konieczne by w przedklinicznych doniesieniach można było stwierdzić, że modulacja bakteryjna może wpłynąć na nastrój i zachowanie.
Nowe badanie przeprowadzone na UCLA wskazuje, jakie mogą być interakcje na linii mózg-jelita u zdrowych ludzi. Potrzebne są jednak dalsze badania. Pozostaje wciąż pytanie co było pierwsze? Czy mikrobiota jelit ma bezpośredni wpływ na zmiany w mózgu, czy zmiany w mózgu wpływają na bakterie, które żyją w jelitach? Poza tym – jaki wpływ na relację mózgu i mikrobioty jelit ma styl życia, dieta czy środowisko w jakim żyjemy?
Choć badania te wciąż są we wczesnej fazie, najnowsze odkrycia prof. Kristen Tillisch i współpracowników z UCLA dają obiecujące wyniki. Jest nadzieja, że zarówno trwające, jak i przyszłe badania kliniczne, mające na celu przybliżenie tematu, pozwolą na obranie nowego kierunku i podejścia do leczenia oraz zapobiegania zaburzeniom psychicznym – w tym lęku i depresji.
Źródło:
Opracowała Ewa Wysocka
