Jak mikrobiom jelitowy wpływa na układ nerwowy i mózg?

Jak mikrobiom jelitowy wpływa na układ nerwowy i mózg?

Jak mikrobiom jelitowy wpływa na układ nerwowy i mózg?

Mikrobiom człowieka to ogromna różnorodność i obfitość drobnoustrojów. Wywierają one wpływ na wiele aspektów ludzkiego zdrowia i fizjologii oraz chorób będących wynikiem jego zaburzeń. Dlatego jest on przedmiotem intensywnego zainteresowania naukowców.

Obecnie wiemy, że mikrobiota jelitowa wywiera wpływ na praktycznie wszystkie funkcje organizmu. Dowody na związek między mikroorganizmami zasiedlającymi nasz przewód pokarmowy, a układem nerwowym i mózgiem stają się coraz silniejsze.

Mikrobiom jelitowy wpływa na układ nerwowy i rozwój mózgu

Badania wykazały, że mikroflora jelitowa wpływa na prawidłowy rozwój mózgu i regulację funkcji ośrodkowego układu nerwowego (OUN). Mikroorganizmy jelitowe mogą wpływać też na kształtowanie naszych zachowań społecznych i reakcje emocjonalne lub choroby, takie jak zaburzenia nastroju czy stany lękowe. Wyniki niektórych badań sugerują nawet, że zmiana składu mikrobiomu jelitowego wiąże się z szerokim zakresem zaburzeń neurorozwojowych, w tym z zaburzeniami ze spektrum autyzmu.

Odkryto, że istnieje dwukierunkowa komunikacja między mikroorganizmami jelitowymi, a komórkami nerwowymi (neuronami) w mózgu. Co więcej, ta komunikacja ma zdolność kształtowania rozwoju istoty białej mózgu. Jest to obszar odpowiedzialny za przyswajanie informacji i funkcje poznawcze mózgu. Można powiedzieć, że bakterie jelitowe mają wpływ na to jak nasz mózg radzi sobie z interpretacją danych, które do niego docierają.

Dieta wpływa na skład mikroflory jelitowej, a przez to na strukturę i działanie naszego mózgu 

Badania dowodzą, że dieta poprzez wpływ na mikrobiom jelitowy może pośrednio oddziaływać na układ nerwowy oraz fizjologię i działanie mózgu. Przeprowadzono wiele eksperymentów tego typu, głównie na zwierzętach. Do badań tych wykorzystuje się najczęściej myszy lub szczury z populacji hodowanej w izolowanych warunkach. Umożliwia to uzyskanie grupy osobników pozbawionych wcześniej kontaktu z mikroorganizmami (tzw. GF – germ free).

W jednym z takich badań na szczurach, zwierzętom podawano trzy rodzaje diety. Pierwsza grupa dostawała dietę wysokotłuszczową, druga dietę o wysokiej zawartości błonnika, a trzecia dietę wysokobiałkową i niskowęglowodanową. Aby ocenić wpływ diety na kształtowanie mikrobiomu zwierząt, na początku i na końcu badania pobrano od nich próbki kału. 

Poza kończeniu badania mózgi zwierząt badano za pomocą bardzo czułej metody, tzw. obrazowania dyfuzyjnego (DTI). Obraz mózgu każdej badanej grupy różnił się od pozostałych, co potwierdziło, że dieta wpływa na integralność struktury białej mózgu. Badania próbek kału potwierdziły, że każda z grup zwierząt miała też charakterystyczny i różniący się od zastosowanej diety skład mikrobioty jelitowej. 

Uważa się, że dokładnie takie same zależności możemy obserwować u ludzi. Oznacza to, że dieta może wpływać nie tylko na twoje samopoczucie, ale na również strukturę mózgu.

Mikrobiom wpływa na lokalne i ogólnoustrojowe procesy fizjologiczne układu nerwowego

Mechanizm, poprzez który mikrobiom jelitowy wywiera wpływ układ nerwowy jest złożony. Bakterie jelitowe dostarczają gospodarzowi niezbędnych składników odżywczych, takich jak np. witaminy, metabolizują kwasy żółciowe i niestrawione związki, chronią przed inwazją patogenów. Uczestniczą też w rozwoju architektury jelit i układu odpornościowego oraz odgrywają ważną rolę w utrzymaniu szczelności bariery jelitowej

W przypadku układu nerwowego uważa się, że w dużej mierze oddziaływanie to zachodzi poprzez wytwarzanie metabolitów bakteryjnych. Mikroorganizmy jelitowe w wyniku procesów fermentacyjnych węglowodanów i białek wytwarzają wiele bioaktywnych substancji. Są to przede wszystkim krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe i liczne związki sygnałowe i neuroaktywne, np. dopamina, kwas γ-aminomasłowy, histamina, acetylocholina i prekursor serotoniny (tryptofan). Poza tym mogą wytwarzać również cytokiny zapalne i w ten sposób indukować procesy zapalne różnych narządów.

Dysbioza jelitowa u noworodków może zaburzyć prawidłowy rozwój układu nerwowego

Naukowcy odkryli, że mikrobiota jelitowa może kształtować strukturę mózgu i jego funkcjonowanie poprzez wpływ na syntezę bardzo ważnego lipidu – mieliny. Proces ten jest bardzo istotny we wczesnym okresie rozwojowym układu nerwowego, ponieważ determinuje regulację mielinizacji komórek nerwowych.

Mielinizacja to proces, który zachodzi podczas kształtowania się układu nerwowego. Niektóre komórki nerwowe posiadają długie wypustki (aksony), którymi łączą się z innymi neuronami, w ten sposób przekazując sobie bodźce nerwowe. Większość komórek nerwowych w substancji białej w mózgu oraz w rdzeniu kręgowym ma takie właśnie długie „kable” osłonięte specjalnym izolatorem, tzw. osłonką mielinową. Dzięki niej impulsy nerwowe przesyłane są wielokrotnie szybciej niż we włóknach pozbawionych takiej osłonki. Osłonka mielinowa pełni również rolę ochronną zabezpieczając je przed uszkodzeniem. Jeśli dochodzi do dysfunkcji struktury mielinowej, może prowadzić to do poważnych zaburzeń funkcjonowania układu nerwowego. 

Wyniki niektórych badań sugerują jednak, że dysfunkcję układu nerwowego wynikającą z uszkodzenia lub nieprawidłowego procesu mielinizacji w okresie rozwojowym można naprawić. Dzięki odpowiedniej modyfikacji mikrobioty jelitowej istnieje możliwość aktywacji genów uczestniczących w syntezie mieliny. Może to pomóc w odbudowie uszkodzonych osłonek mielinowych komórek nerwowych i przywrócić im prawidłowe funkcje. Niestety, jest to bardzo złożony mechanizm i jego dogłębne poznanie wymaga dalszych badań.

Bakterie jelitowe mogą wpływać na nastrój, depresję i choroby psychiczne

Zaobserwowano, że zaburzenia nastroju występują u ponad połowy pacjentów z zespołem jelita drażliwego. Badania przeprowadzane na zwierzętach potwierdziły, że zmiany jakim ulega mikrobiom jelitowy wpływają na układ nerwowy, modyfikując zachowanie, w tym relacje socjalne pomiędzy zwierzętami. Zauważono również silny wpływ diety i suplementacji, która przekładała się bezpośrednio na łagodzenie np. zachowań lękowych.

Wyniki badań sugerują, że dysbioza jelitowa negatywnie oddziałuje na prawidłowy rozwój ośrodkowego układu nerwowego poprzez zaburzenia w mielinizacji neuronów. Wg. naukowców wpływa to na aktywność nerwową i może być przyczyną chorób i zaburzeń psychicznych. Rolę zaburzeń mikrobioty jelitowej i osi jelita-mózg podaje się jako drugi w kolejności istotny (po przewlekłym stresie) czynnik wpływający na rozwój schizofrenii u ludzi.

Jako ciekawostkę można wymienić, że mikrobiom jelitowy poprzez regulację szlaków sygnałowych i produkcję neuroprzekaźników docierających do układu nerwowego takich jak np. dopamina może wpływać również na nasze zachowania żywieniowe.

Właściwa dieta może utrzymać równowagę mikrobioty jelitowej i wpłynąć na zdrowie układu nerwowego

Skoro już wiemy, że dieta ma zasadniczy wpływ na skład i funkcje mikrobioty jelitowej, co z tą wiedzą mamy zrobić? Niestety sprawa nie jest taka prosta, ponieważ w zależności od problemu jelitowego, z którym się zmagasz dieta może być inna. Na przykład to, co jest dobrze tolerowane w IBS może być całkowicie wykluczone w diecie SIBO.

Szukając jednak bardziej ogólnych rozwiązań musisz pamiętać, że najważniejszą rzeczą w codziennej diecie jest jej odpowiednie zbilansowanie. Musisz dostarczać organizmowi zróżnicowanych składników odżywczych i unikać tych produktów, które są ewidentnie szkodliwe. 

Przede wszystkim wyeliminuj z diety to co szkodzi twoim jelitom:

  • białe pieczywo, 
  • słodycze i słodzone napoje
  • cukry owocowe (tak, nawet nadmiar owoców jest szkodliwy)
  • przetworzona żywność
  • w uzasadnionych przypadkach gluten i nabiał
  • produkty zawierające dużo skrobi
  • tłuste mięso
  • potrawy przyrządzane na smażonym tłuszczu
  • mocny alkohol
  • itd. – listę takich substancji znajdziesz na stronie każdego dietetyka

Nie należy jednak popadać w przesadę. Nikomu nie zaszkodzi coś słodkiego od czasu do czasu, lamka wina czy młode ziemniaki. Chcemy być zdrowi i szczęśliwi, a nie wiecznie głodni i tęskniący za przysmakami. Jeśli będziesz powstrzymywać się przed czymś smacznym, ale niezbyt zdrowym przez cały czas, daję ci gwarancję, że nie wytrwasz w tej diecie zbyt długo.

Większość badań potwierdza, że najbardziej uniwersalna i przynosząca najwyższą korzyść zdrowotną jest dieta z przewagą warzyw i niewielką zawartością białka zwierzęcego. Dobrym przykładem jest dieta śródziemnomorska charakteryzująca się wysokim spożyciem warzyw, oliwy z oliwek, orzechów i umiarkowanym spożyciem białka. Źródłem białka w tej diecie są przede wszystkim ryby i owoce morza albo chude mięso wołowe, cielęcina lub jagnięcina.

Udowodniono, że radykalna zmiana diety może zmodyfikować skład drobnoustrojów jelitowych nawet w ciągu 24 godzin od jej rozpoczęcia. I cofnąć do stanu wyjściowego w ciągu 48 godzin od zaprzestania diety. W niektórych badaniach potwierdzono również, że dieta może być zasadniczym elementem wpływającym na skuteczność aktywności fizycznej w regulacji np. poziomu lipidów lub w zaburzeniach metabolicznych. Te dwa elementy ściśle na siebie wpływają – aktywność fizyczna wpływa regulująco na mikrobiotę jelitową, a ta z kolei oddziałuje na procesy metaboliczne zależne od aktywności. Takie zamknięte koło wzajemnych zależności.

Odpowiednia suplementacja jest sposobem na przywrócenie równowagi w twoich jelitach

Badania kliniczne dowodzą, że w przypadku problemów jelitowych, zastosowanie probiotyków lub suplementacja niektórymi substancjami roślinnymi są skuteczne i korzystnie wpływają na odbudowę właściwego składu mikrobioty i przywrócenie zdrowia jelit.

Przeprowadzono wiele badań, w którym stosowano probiotyki w różnych chorobach jelit, takich jak np. zespół jelita drażliwego, choroba Crohna, wrzodziejące zapalenie jelita grubego czy SIBO. W każdym przypadku suplementacja odpowiednim probiotykiem przynosiła efekty, z tym, że skuteczność leczenia nie zawsze była taka sama. A właściwy probiotyczny szczep musi być dobrany do konkretnego problemu jelitowego.

Zastosowanie roślinnych substancji bioaktywnych, takich jak np. allicyna z czosnku, berberyna czy kurkumina również są sprawdzonym w praktyce rozwiązaniem. Przy tym są dobrze przebadane i mają udowodnioną klinicznie skuteczność w normalizacji problemów jelitowych, a właściwie dawkowane efektywnie zmniejszają objawy chorób jelit.

Podsumowanie

Mikrobiom jelitowy wpływa na układ nerwowy, funkcje mózgu i nasze zachowanie. Ostatnie odkrycia naukowe w dziedzinie diagnostyki i wykorzystanie metagenomiki umożliwiają coraz lepsze poznanie jak zachodzą te procesy. My z kolei mamy możliwość wpływania na stan naszej mikrobioty poprzez właściwą dietę. Pamiętajmy o tym, bo wszystko zaczyna się od jelit.

Publikacje:

  1. Singh, Rasnik K et al. “Influence of diet on the gut microbiome and implications for human health.” Journal of translational medicine vol. 15,1 73. 8 Apr. 2017, doi:10.1186/s12967-017-1175-y
  2. Kristie B. i wsp.: Roles for the gut microbiota in regulating neuronal feeding circuits. J Clin Invest. 2021;131(10):e143772. https://doi.org/10.1172/JCI143772
  3. Li, Fei et al. “Human gut bacterial communities are altered by addition of cruciferous vegetables to a controlled fruit- and vegetable-free diet.” The Journal of nutrition vol. 139,9 (2009): 1685-91. doi:10.3945/jn.109.108191
  4. Ong IM, Gonzalez JG, McIlwain SJ, et al. Gut microbiome populations are associated with structure-specific changes in white matter architecture. Transl Psychiatry. 2018;8(1):6. Published 2018 Jan 10. doi:10.1038/s41398-017-0022-5
  5. Vafadari B. Stress and the Role of the Gut–Brain Axis in the Pathogenesis of Schizophrenia: A Literature Review. International Journal of Molecular Sciences. 2021; 22(18):9747. https://doi.org/10.3390/ijms22189747
  6. Keogh CE, Kim DHJ, Pusceddu MM, et al. Myelin as a regulator of development of the microbiota-gut-brain axis. Brain Behav Immun. 2021;91:437-450. doi:10.1016/j.bbi.2020.11.001
  7. Radulescu CI, Garcia-Miralles M, Sidik H, et al. Manipulation of microbiota reveals altered callosal myelination and white matter plasticity in a model of Huntington disease. Neurobiol Dis. 2019;127:65-75. doi:10.1016/j.nbd.2019.02.011
  8. Hoban A.E. i wsp.: Regulation of prefrontal cortex myelination by the microbiota. Translational Psychiatry (2016) 6, e774; doi:10.1038/tp.2016.42; published online 5 April 2016. https://www.nature.com/articles/tp201642.pdf

Udostępnij

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.