Mikrobiota jelitowa człowieka to zróżnicowana osobniczo kompozycja mikroorganizmów, do której należą bakterie, wirusy oraz grzyby. Składa się ona z ponad tysiąca różnych gatunków i siedmiu tysięcy podgatunków mikroorganizmów. Bakterie przewodu pokarmowego pełnią wiele ważnych funkcji, m.in. syntetyzują witaminy, aminokwasy, są zaangażowane w przekształcanie polifenoli i transformację kwasów żółciowych. Mikrobiota jelitowa stale zmienia się pod względem składu podczas trwania życia człowieka pod wpływem różnorodnych czynników, co więcej – proces ten zachodzi równolegle ze zmianami w układzie nerwowym. Nadrzędną rolę w procesie kształtowania składu i funkcji flory jelitowej odgrywają takie czynniki, jak: sposób porodu (siłami natury czy cięciem cesarskim), dieta noworodka (mleko matki czy mieszanki sztuczne), dieta w dalszym okresie życia, stosowanie antybiotyków, aktywność fizyczna, choroby somatyczne.
Zazwyczaj uwaga badaczy kierowała się ku negatywnym, fizycznym skutkom zmian składu i funkcji flory jelitowej wskutek przyjmowania antybiotyków. Rosnąca świadomość wpływu mikrobioty jelitowej na stan zdrowia człowieka spowodowała rozpoczęcie w 2008 roku tzw. Human Microbiom Project, realizowanego przez Narodowy Instytut Zdrowia Stanów Zjednoczonych, mającego na celu poznanie składu mikrobioty człowieka i jej powiązań z różnymi stanami chorobowymi. Teorię, że zmiany mikrobioty jelitowej mogą stanowić przyczynę zaburzeń nastroju, wysunięto już na początku XX wieku, kiedy w 1910 roku lekarz George Porter Phillips podjął próbę zastosowania preparatu żelatyny z żywymi bakteriami kwasu mlekowego w terapii dorosłych pacjentów z „melancholią”, obserwując zmniejszenie objawów depresyjnych.
W ostatnich latach pojawiło się wiele naukowych doniesień dotyczących wpływu mikrobioty jelitowej na procesy psychiczne człowieka, w tym na występowanie zaburzeń nastroju. Badania te skupiały się na długofalowych następstwach dysbiozy i zwracały uwagę również na jej negatywny wpływ na funkcjonowanie układu nerwowego i zdrowie psychiczne. Dysbiozę definiuje się jako zaburzenie ilości, składu i funkcji mikroflory jelitowej. Stwierdzono, że istnieją silne korelacje między dysbiozą a występowaniem otyłości, alergii, chorób autoimmunologicznych, zapalnych chorób jelit czy zespołu jelita drażliwego. Udowodniono jednak, że mikrobiota jelitowa może być powiązana nie tylko z chorobami gastroenterologicznymi, takimi jak choroby zapalne jelit, lecz także z zaburzeniami psychiatrycznymi, takimi jak: depresja, zaburzenia lękowe, autyzm, anoreksja, a nawet choroba Alzheimera i choroba Parkinsona.
Mikrobiota jelitowa może wpływać na funkcjonowanie ośrodkowego układu nerwowego dzięki swojej zdolności do syntezy oraz imitowania szerokiej gamy neuroaktywnych molekuł, takich jak takich jak acetylocholina, katecholaminy, kwas gamma-aminomasłowy, histamina, melatonina iserotonina (5-hydroksytryptamina). W licznych badaniach stwierdzono, że istnieją gatunki bakterii zdolne do syntezy neuroprzekaźników i neuromodulatorów. Przykładowo gatunki Lactobacillus i Bifidobacterium mogą produkować kwas gamma-aminomasłowy, Escherichia, Bacillus i Saccharomyces mogą produkować norepinefrynę, a Candida, Streptococcus i Escherichia serotoninę. Ponadto mikrobiota jelitowa wydziela neurotrofiny i białka, np. neurotroficzny czynnik pochodzenia mózgowego (BDNF), synaptofizynę, postsynaptyczne białko gęstości 95 (PSD-95). Co więcej, produkowane przez niektóre szczepy bakterii jelitowych krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe mogą bezpośrednio oddziaływać na ośrodkowy układ nerwowy, przekraczają bowiem barierę krew-mózg. Interakcje pomiędzy mikrobiotą jelitową a jej gospodarzem zależą od rodzaju metabolitów i kwasów nukleinowych produkowanych przez mikroorganizmy, które przenikają do krążenia obwodowego i mogą wywoływać aktywację nieaktywnych dotąd genów poprzez mechanizmy epigenetyczne, jak również mogą przyczyniać się do rozwoju stanów zapalnych. Informacje o zmianach hormonalnych, neuronalnych, czy też zmianach w składzie mikrobioty jelitowej są przekazywane prosto do mózgu drogą nerwu błędnego, który stanowi bezpośrednie połączenie pomiędzy układem pokarmowym a mózgowiem.
Mikrobiota jelitowa ma zatem zdolność dwukierunkowej komunikacji z ośrodkowym układem nerwowym poprzez liczne mechanizmy: zmiany w składzie bakterii w jelitach, stymulację układu immunologicznego, przez ścieżki nerwowe (nerw błędny), metabolizm tryptofanu, odpowiedź hormonalną jelit i metabolity produkowane przez bakterie. Oś jelitowo-mózgowa jest zatem złożonym, dwukierunkowym systemem zależności pomiędzy mikrobiotą jelitową a funkcjonowaniem mózgu. Jakiekolwiek zaburzenia stanu flory jelitowej mogą być przyczyną zmiany w nastroju i zachowaniu, natomiast stres psychologiczny może powodować z kolei zaburzenia prawidłowego stanu mikroflory jelitowej.
Skład ilościowy i jakościowy mikrobioty jelitowej może wpływać na obecność zmian nastroju oraz zaburzeń lękowych. U pacjentów chorujących na depresję stwierdza się mniejszą ogólną ilość bakterii typu Bacteroidetes przy jednocześnie podwyższonej liczbie bakterii z gatunku Alistipes. Związek pomiędzy rozwojem depresji, reakcją immunologiczną i czynnością jelit jest obecnie tłumaczony przez zjawisko tzw. zespołu nieszczelnego jelita – wykazano bowiem, że pod wpływem stresu pogorszeniu ulegają tzw. szczelne połączenia między komórkami nabłonka jelitowego, co w efekcie prowadzi do przemieszczenia bakterii jelitowych przez barierę jelitową do układu krążenia. Przedostanie się bakterii poza światło jelita doprowadza do stanu zapalnego w organizmie, a ten ma związek z obniżeniem nastroju, co obserwowano w licznych badaniach na modelach zwierzęcych. U ludzi związek pomiędzy zaburzeniami pracy jelit a zaburzeniami psychicznymi zaobserwowano m.in. na podstawie częstego współwystępowania zespołu jelita drażliwego (IBS) oraz zaburzeń lękowych i depresji. Wykazano, że pacjenci, u których zdiagnozowano zaburzenia depresyjne, mają znacząco podwyższone stężenia immunoglobulin IgM i IgA przeciwko lipopolisacharydom Gram-ujemnych enterobakterii należących do prawidłowej mikroflory jelit w porównaniu z grupą kontrolną.
Ustalono, że mikrobiota jelitowa w swym składzie i stabilności zmniejsza się wraz z wiekiem. Zapewnienie odpowiedniej flory bakteryjnej jelit wydaje się być zatem ważnym czynnikiem w prewencji chorób, w tym również chorób psychicznych. Postuluje się obecnie, że mikroorganizmy mogą stać się nową grupą leków, zwaną ,,psychomikrobiotykami”, która znajdzie zastosowanie m.in. w psychiatrii – byłyby to probiotyki ze specjalnie wyselekcjonowanymi szczepami o udowodnionym wpływie na zdrowie psychiczne. Suplementacja preparatami probiotycznymi może mieć duże znaczenie w wypadku kobiet ciężarnych i karmiących matek, u których możliwość podawania leków antydepresyjnych jest ograniczona. W badaniu przeprowadzonym w 2017 roku stwierdzono, że u kobiet w ciąży spożywających probiotyk nastąpiło istotne statystycznie zmniejszenie nasilenia objawów depresyjnych i lękowych, jak również mniejszy odsetek wystąpienia epizodów depresji poporodowych w stosunku do badanych przyjmujących placebo.
Naukowcy postulują, iż przyjmowanie probiotyków mogłoby zapobiegać zaburzeniom składu mikrobioty jelitowej w następstwie przewlekłego stresu. Poprzez niwelowanie stanu zapalnego i zwiększanie biosyntezy serotoniny probiotyki mogłyby stanowić element profilaktyki depresji. Niewątpliwą zaletą suplementacji probiotykami jest to, że w świetle dotychczasowych badań nie stwierdzono poważnych działań niepożądanych po spożyciu tych preparatów.
Rozpoczęcie ukierunkowanego leczenia wiązałoby się jednak z uprzednią diagnozą zaburzenia mikrobioty. Dostępne obecnie metody diagnostyczne pozwalają określić jakościowy i ilościowy skład ludzkiego mikrobiomu jelit, oznaczyć stężenie kalprotektyny w stolcu – markera stanu zapalnego przewodu pokarmowego czy też stężenie zonuliny – markera przepuszczalności jelitowej. Sugeruje się obecnie, że badania te mogą mieć potencjał w ocenie ryzyka zachorowania na depresję czy zaburzenia lękowe, a ich wyniki mogą korelować z poprawą lub pogorszeniem objawów klinicznych.
Źródła:
- Fremont M., Coomans D., Massart S., De Meirleir K. High-throughput 16S rRNA gene sequencing reveals alterations of intestinal microbiota in myalgic encephalomyelitis/chronic fatigue syndrome patients. Anaerobe. 2013; 22: 50–56.
- Slykerman RF, Hood F, Wickens K, Thompson JMD, Barthow C, Murphy R i wsp. Effect of lactobacillus rhamnosus HN001 in pregnancy on postpartum symptoms of depression and anxiety: A randomised double-blind placebo-controlled trial. EBioMedicine 2017; 24: 159–165.
- Gulas, G. Wysiadecki, D. Strzelecki, O. Gawlik-Kotelnicka, M. Polguj Jak mikrobiologia może wpływać na psychiatrię? Powiązania między florą bakteryjną jelit a zaburzeniami psychicznymi, Psychiatr. Pol. 2018; 52(6): 1023–1039.
- Liśkiewicz, J. Pełka-Wysiecka, M. Wroński, A. Bąba-Kubiś, J. Samochowiec Flora jelitowa a patomechanizm powstawania zaburzeń afektywnych i lękowych — aktualny stan wiedzy i dalsze perspektywy, Psychiatry 2018; 15, 2: 70–76.
- Herman Zastosowanie suplementacji probiotykami w profilaktyce i leczeniu zaburzeń depresyjnych i lękowych – przegląd dotychczasowych badań, Psychiatr. Pol. 2019; 53(2): 459–473.
- Maes M, Kubera M, Leunis JC. The gut-brain barrier in major depression: Intestinal mucosal dysfunction with an increased translocation of LPS from gram negative enterobacteria (leaky gut) plays a role in the inflammatory pathophysiology of depression, Neuro. Endocrinol. Lett. 2008; 29(1): 117–124.
