Autor artykułu: Dietetyk Joanna Marciszewska
Czy kiedykolwiek czułeś „motyle w żołądku” przed ważnym wystąpieniem lub egzaminem? To uczucie to tylko przedsmak tego, jak bardzo nasze jelita i mózg są ze sobą połączone. Okazuje się, że nasze jelita mają swój własny mały świat, pełen mikroorganizmów, które wpływają na nasze myśli, emocje i zdrowie. W tym artykule przedstawiam, jak działa oś jelita-mózg i dlaczego jest tak ważna dla naszego życia. Obejrzyj nasz FILM na ten temat:
Tajemniczy świat mikrobioty
W naszych jelitach żyje ogromna społeczność mikroorganizmów – bakterii, wirusów i grzybów. Razem tworzą mikrobiotę jelitową, która pełni wiele ważnych funkcji w naszym ciele. Można powiedzieć, że mikrobiota to nasz drugi mózg, który wpływa na nasz układ odpornościowy, metabolizm i układ nerwowy.
Jak jelita komunikują się z mózgiem?
Nasze jelita i mózg komunikują się ze sobą na różne sposoby. To jak rozmowa telefoniczna, gdzie sygnały wysyłane są w obie strony. Oto jak to działa:
1. Układ odpornościowy
Mikroorganizmy w jelitach odgrywają kluczową rolę we wspieraniu naszego układu odpornościowego w walce z infekcjami. W odpowiedzi na różne bodźce, takie jak obecność patogenów, uszkodzenia tkanek jelitowych czy zmiany w składzie mikrobioty, komórki odpornościowe w jelitach, takie jak komórki dendrytyczne i makrofagi, zaczynają produkować specjalne białka zwane cytokinami prozapalnymi.
Te cytokiny pełnią rolę przekaźników sygnałów między jelitami a mózgiem. Mogą przenikać do krwiobiegu i docierać do mózgu, gdzie wpływają na funkcjonowanie komórek nerwowych. Cytokiny mogą aktywować komórki mikrogleju, które są odpowiedzialne za odpowiedzi immunologiczne w mózgu, a także modulować procesy zapalne i neuroplastyczność, czyli zdolność mózgu do adaptacji i tworzenia nowych połączeń neuronalnych.
W skrócie, mikroorganizmy jelitowe i produkowane przez nie cytokiny, tworzą dynamiczny system komunikacji, który może mieć znaczący wpływ na nasze zdrowie psychiczne i fizyczne.
2. Metabolity mikrobioty
Bakterie w naszych jelitach produkują różne substancje chemiczne, zwane metabolitami, które mają znaczący wpływ na mózg. Jednymi z najważniejszych metabolitów są krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (SCFA), takie jak octan, propionian i maślan. Te kwasy tłuszczowe, wytwarzane w procesie fermentacji błonnika przez bakterie jelitowe, mogą przenikać do krwiobiegu i docierać do mózgu. Tam wpływają na funkcjonowanie komórek mózgowych, modulując procesy zapalne, neuroplastyczność oraz ogólne zdrowie mózgu. W skrócie, metabolity produkowane przez mikrobiotę jelitową odgrywają kluczową rolę w komunikacji między jelitami a mózgiem, wpływając na nasze myśli, emocje i zachowanie.
3. Układ nerwowy
Nerw błędny jest jak autostrada komunikacyjna, która łączy nasze jelita z mózgiem. Przekazuje informacje z jelit do mózgu i odwrotnie. Kiedy nasze jelita produkują substancje chemiczne, takie jak serotonina, mogą one stymulować nerw błędny i wpływać na nasz nastrój oraz trawienie.
4. Układ hormonalny
W jelitach znajdują się specjalne komórki, które produkują hormony wpływające na mózg. Hormony te, takie jak GLP-1, PYY i cholecystokinina (CCK), pomagają regulować apetyt i trawienie. Można je porównać do sygnałów świetlnych, które informują mózg, kiedy jesteśmy głodni lub najedzeni.
Jak mikrobiota wpływa na nasz mózg i zachowanie?
1. Neurogeneza i plastyczność synaptyczna
Mikrobiota jelitowa, czyli bakterie żyjące w naszych jelitach, odgrywa ważną rolę w tworzeniu nowych neuronów w mózgu oraz w zdolności neuronów do wzmacniania lub osłabiania swoich połączeń. Te procesy są kluczowe dla naszej pamięci i zdolności uczenia się.
Tworzenie nowych neuronów: Mikrobiota pomaga w procesie tworzenia nowych komórek nerwowych w mózgu.
Zdolność neuronów do adaptacji: Mikrobiota wspiera zdolność neuronów do wzmacniania lub osłabiania swoich połączeń, co jest ważne dla uczenia się i pamięci.
Badania na zwierzętach:
Myszy pozbawione mikrobioty (GF): Myszy, które nie mają mikrobioty, mają niższy poziom czynnika BDNF w hipokampie. Hipokamp to część mózgu odpowiedzialna za pamięć i uczenie się.
Przywrócenie mikrobioty: Kiedy tym myszom zostaną wprowadzone odpowiednie bakterie jelitowe, poziom BDNF wraca do normy, a funkcje poznawcze się poprawiają.
BDNF (czynnik neurotroficzny pochodzenia mózgowego) jest kluczowym białkiem, które wspiera zdrowie i funkcjonowanie neuronów. Odpowiednia mikrobiota jelitowa może zwiększać poziom BDNF, co jest korzystne dla naszej pamięci i zdolności do nauki.
2. Zaburzenia neuropsychiatryczne
Zmiany w składzie mikrobioty jelitowej są związane z różnymi zaburzeniami neuropsychiatrycznymi, takimi jak depresja, lęk, autyzm, choroba Parkinsona i Alzheimer. Mikrobiota może wpływać na te zaburzenia poprzez różne mechanizmy, w tym modulowanie odpowiedzi immunologicznej, produkcję neuroaktywnych metabolitów i bezpośrednie oddziaływanie na układ nerwowy.
Przykłady:
Depresja: Badania wykazały, że osoby z depresją mają zmniejszoną ilość bakterii produkujących maślan (krótkołańcuchowy kwas tłuszczowy), takich jak Faecalibacterium. Suplementacja probiotykami i prebiotykami może poprawiać nastrój i zmniejszać objawy depresji.
Autyzm: Dzieci z autyzmem często mają zmienioną mikrobiotę jelitową. Badania na myszach modelowych wykazały, że przeszczepienie mikrobioty od dzieci z autyzmem do myszy GF wywołuje objawy behawioralne typowe dla autyzmu, takie jak zaburzenia komunikacji i zachowania repetatywne.
Choroba Parkinsona: Zmiany w składzie mikrobioty jelitowej mogą wpływać na patogenezę choroby Parkinsona poprzez modulowanie zapalenia jelitowego i produkcję toksycznych metabolitów. Bakterie jelitowe mogą wpływać na agregację białka alfa-synukleiny, które jest związane z chorobą Parkinsona.
3. Odpowiedź na stres
Mikrobiota jelitowa, czyli bakterie żyjące w naszych jelitach, ma ogromny wpływ na to, jak radzimy sobie ze stresem. Działa to poprzez specjalny system w naszym ciele, zwany osią HPA (podwzgórze-przysadka-nadnercza), który reguluje wydzielanie hormonów stresu, takich jak kortyzol.
Badania:
Myszy bez mikrobioty: Myszy, które nie mają mikrobioty (GF), reagują na stres znacznie silniej, co sugeruje, że mikrobiota pomaga kontrolować naszą reakcję na stres.
Przywrócenie mikrobioty: Kiedy tym myszom zostaną wprowadzone odpowiednie bakterie jelitowe, ich reakcja na stres wraca do normy.
Oznacza to, że zdrowa mikrobiota może pomóc nam lepiej radzić sobie ze stresem, zmniejszając naszą nadmierną reakcję na stresujące sytuacje.
4. Wpływ na zachowania społeczne
Badania na myszach wykazały, że obecność specyficznych bakterii jelitowych, takich jak Lactobacillus reuteri, może wpływać na zachowania społeczne. Myszom pozbawionym tej bakterii brakowało normalnych interakcji społecznych, co sugeruje, że mikrobiota może odgrywać rolę w regulacji zachowań społecznych.
5. Funkcje poznawcze
Suplementacja probiotykami może korzystnie wpływać na funkcje poznawcze, takie jak pamięć i zdolność uczenia się. Badania na myszach wykazały, że szczepy Lactobacillus mogą poprawiać pamięć przestrzenną i rozpoznawczą oraz zmniejszać objawy lęku.
Mechanizmy:
Probiotyki mogą wpływać na ekspresję genów związanych z neuroplastycznością, takich jak BDNF, oraz modulować działanie neuroprzekaźników, takich jak serotonina i GABA (kwas gamma-aminomasłowy), co może poprawiać funkcje poznawcze.
Co wpływa na oś mikroflora-jelita-mózg?
1. Dieta
To, co jemy, ma ogromny wpływ na nasze jelita i mózg. Dieta bogata w błonnik, prebiotyki i probiotyki wspiera zdrową mikrobiotę i poprawia zdrowie mózgu. Z kolei dieta bogata w tłuszcze i cukry może negatywnie wpływać na naszą mikrobiotę i zdrowie psychiczne.
2. Leki
Antybiotyki mogą zmieniać skład mikrobioty, co wpływa na funkcjonowanie mózgu. Probiotyki mogą wspierać zdrowie psychiczne i funkcje poznawcze.
3. Styl życia
Aktywność fizyczna, stres i inne czynniki środowiskowe również wpływają na skład mikrobioty i działanie osi mikrobiota-jelita-mózg. Regularne ćwiczenia, zdrowe jedzenie i unikanie stresu mogą pomóc w utrzymaniu zdrowej mikrobioty i dobrego samopoczucia.
Jak dbać o zdrową oś mikroflora-jelita-mózg?
Badania pokazują, że zmiany w diecie, takie jak suplementacja omega-3, prebiotykami i probiotykami, mogą zmniejszać negatywny wpływ stresu na mikrobiotę jelitową i poprawiać zdrowie psychiczne. Na przykład dieta bogata w prebiotyki może łagodzić objawy depresji i lęku, poprawiając jednocześnie funkcje poznawcze.
Podsumowując, oś mikrobiota-jelita-mózg jest kluczowym elementem naszego zdrowia psychicznego i fizycznego. Zrozumienie, jak działa ta skomplikowana komunikacja, może pomóc nam w lepszym dbaniu o siebie poprzez odpowiednią dietę, styl życia i potencjalne terapie probiotykowe. Dbajmy o nasze jelita, a one zadbają o nasz mózg!
Bibliogafia:
Cryan, J. F., O’Riordan, K. J., Cowan, C. S. M., Sandhu, K. V., Bastiaanssen, T. F. S., Boehme, M., … Dinan, T. G. (2019). The Microbiota-Gut-Brain Axis. Physiological Reviews, 99(4), 1877–2013. doi:10.1152/physrev.00018.2018
Morais, L. H., Schreiber, H. L., & Mazmanian, S. K. (2020). The gut microbiota–brain axis in behaviour and brain disorders. Nature Reviews Microbiology. doi:10.1038/s41579-020-00460-0
Rutsch A, Kantsjö JB, Ronchi F. The Gut-Brain Axis: How Microbiota and Host Inflammasome Influence Brain Physiology and Pathology. Front Immunol. 2020;11:604179. Published 2020 Dec 10. doi:10.3389/fimmu.2020.604179
Osadchiy V, Martin CR, Mayer EA. The Gut-Brain Axis and the Microbiome: Mechanisms and Clinical Implications. Clin Gastroenterol Hepatol. 2019;17(2):322-332. doi:10.1016/j.cgh.2018.10.002
Chakrabarti A, Geurts L, Hoyles L, et al. The microbiota-gut-brain axis: pathways to better brain health. Perspectives on what we know, what we need to investigate and how to put knowledge into practice. Cell Mol Life Sci. 2022;79(2):80. Published 2022 Jan 19. doi:10.1007/s00018-021-04060-w
Molina-Torres, G., Rodriguez-Arrastia, M., Roman, P., Sanchez-Labraca, N., & Cardona, D. (2019). Stress and the gut microbiota-brain axis. Behavioural Pharmacology, 30, 187–200. doi:10.1097/fbp.0000000000000478
Hantsoo L, Zemel BS. Stress gets into the belly: Early life stress and the gut microbiome. Behav Brain Res. 2021;414:113474. doi:10.1016/j.bbr.2021.113474
Longo S, Rizza S, Federici M. Microbiota-gut-brain axis: relationships among the vagus nerve, gut microbiota, obesity, and diabetes. Acta Diabetol. 2023;60(8):1007-1017. doi:10.1007/s00592-023-02088-x
Bonaz B, Sinniger V, Pellissier S. Vagus Nerve Stimulation at the Interface of Brain-Gut Interactions. Cold Spring Harb Perspect Med. 2019;9(8):a034199. Published 2019 Aug 1. doi:10.1101/cshperspect.a034199
Siopi E, Galerne M, Rivagorda M, et al. Gut microbiota changes require vagus nerve integrity to promote depressive-like behaviors in mice. Mol Psychiatry. 2023;28(7):3002-3012. doi:10.1038/s41380-023-02071-6
Comments