Яку роль відіграє мікробіота в осі кишечник-мозок?
Кишечник, також відомий як наш «другий мозок» бере участь у постійному двосторонньому діалозі з нашим мозком. Цей зв'язок називають кишково-мозкова вісь. Збій у цій осі може впливати на численні шлунково-кишкові, метаболічні, нейродегенеративні та нейропсихічні розлади, а також на деякі шкірні захворювання.
Тут ми розповідаємо про кишково-мозкову вісь, як її виявили, яку роль відіграє мікробіота, як може порушуватися комунікація та які захворювання з цим пов’язані. А ще ми показуємо, як на це впливати.
Розділ медичних працівників
Знайдіть тут свій спеціалізований розділ
Про цю статтю
Зміст
Зміст
Трохи анатомії для початку
100 мільйонів Вважається, що нервова система кишечника містить понад 100 мільйонів нейронів
Мозок
Мозок1,2 є складним органом. Окрім інтеграції інформації з усіх частин тіла, він також контролює мислення, пам’ять, емоції, дотик, моторику, зір, дихання, температуру, почуття голоду та всі механізми, що регулюють наше тіло. За допомогою дротової мережі зі 100 мільярдів нейронів мозок діє як центр управління тілом.
Що таке нервова система?
Нервова система3 складається з двох основних частин:
- Центральна нервова система, яка включає головний і спинний мозок.
- Периферична нервова система, яка складається з нервів, які проходять від спинного мозку до всіх частин тіла.
Нервова система передає сигнали між мозком і рештою тіла, включаючи внутрішні органи.
Ентерична нервова система (ЕНС), «другий мозок» у нашому кишечнику4,5
Ентерична нервова система (ЕНС) — це нервова система, яка керує кишечником. Включаючи мережу нейронів, що вистилають стінки шлунково-кишкового тракту, ЕНС контролює сенсорну, моторну, секреторну та імунну активність травної системи.
Ви відчуваєте метелики в животі? Чи часто у вас виникають неприємні відчуття? Багато популярних повсякденних виразів свідчать, хоч ми самі того не усвідомлюємо, про існування зв’язку між кишечником та мозком.
Вісь кишечник-мозок крізь роки
Перше задокументоване повідомлення про потенційний зв’язок між кишечником і мозком датується XIX століттям.7
Випадкові пригоди торговця хутром просунули науку до відкритя зв’язку між емоціями та фізіологією кишечника8,9. Алексіс Сент-Мартін був випадково поранений в живіт з близької відстані. Його лікуванням займався хірург американської армії Вільям Бомонт. Після операції пацієнт залишився з (sidenote: Fistula A fistula is an abnormal connection between an organ of the gastrointestinal system and the skin. ) , і лікар Бомонт отримав можливість спостерігати травлення в кишечнику людини в оперативному режимі.
Під час цих спостережень він помітив, що процес травлення пацієнта залежав від його емоційного стану, тобто від того, чи був він злий, чи роздратований. Таким чином Бомонт виявив існування осі мозок-кишечник8. Подальші наукові дослідження показали, що зв’язок між кишечником і мозком є двостороннім процесом від кишечника до мозку та мозку до кишечнику, і що мікробіота кишечника відіграє ключову роль у цих обмінах.8,10,11.
Що таке кишково-мозкова вісь?
Вісь кишечник-мозок можна визначити як двонаправлену комунікаційну мережу між кишечником і мозком, мозок надсилає повідомлення кишечнику і навпаки. Комунікація відбувається через три різні канали8,12:
- нейронний шлях (нейрони), головним чином через блукаючий нерв і ентеральну нервову систему
- ендокринний шлях через секрецію таких гормонів, як (sidenote: Cortisol Cortisol is known as the stress hormone. It plays a role in responses to physical and/or emotional stress. Cortisol is also involved in maintaining the balance of certain physiological functions, such as blood pressure, the immune system, the metabolism of proteins, carbohydrates, and fat, and anti-inflammatory action. Katsu Y, Iguchi T, Subchapter 95D - Cortisol. In Ando H, Kazuyoshi U, and Shinji N, eds. Handbook of hormones: comparative endocrinology for basic and clinical research. Pages 533-e95D-2 Academic Press, 2021. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/B9780128010280002312 ) , (sidenote: Adrenaline Adrenaline, also known as epinephrine, is a hormone secreted by the adrenal glands and released into the bloodstream in the event of intense stress, danger, or strong emotions. It prepares the body to fight or flee from danger. https://my.clevelandclinic.org/health/body/23038-adrenaline ) і серотонін
- шлях імунної системи, через модуляцію цитокінів
Вісь кишечник-мозок впливає на нашу поведінку, пізнання (пам’ять), емоції, настрій, бажання та сприйняття зокрема.
90% Клітини кишечника відповідають за понад 90% виробництва серотоніну в організмі
Чи відіграє мікробіота роль у діалозі між кишечником і мозком?
Мікробіоту можна вважати третім гравцем на осі кишківник-мозок, яка також відома як вісь мікробіота-кишечник-мозок (MКМ).17
Мозок, кишечник і мікробіота кишечника є трьома вузлами мережі мікробіота-кишечник-мозок. Ці вузли пов’язані між собою і взаємодіють двонаправлено. Мікробіота кишечника може спілкуватися з мозком безпосередньо, виділяючи сигнальні молекули, такі як (sidenote: нейротрансмітери Специфічні молекули, які забезпечують зв'язок між нейронами (нервовими клітинами мозку), а також з бактеріями мікробіоти. Вони виробляються клітинами людини та бактеріями мікробіоти. Baj A, Moro E, Bistoletti M, Orlandi V, Crema F, Giaroni C. Glutamatergic Signaling Along The Microbiota-Gut-Brain Axis. Int J Mol Sci. 2019;20(6):1482. ) або (sidenote: коротколанцюгові жирні кислоти Коротколанцюгові жирні кислоти є джерелом енергії (палива) для клітин організму. Вони взаємодіють з імунною системою та беруть участь у комунікації між кишечником і мозком. Silva YP, Bernardi A, Frozza RL. The Role of Short-Chain Fatty Acids From Gut Microbiota in Gut-Brain Communication. Front Endocrinol (Lausanne). 2020;11:25. ) , або опосередковано, взаємодіючи з клітинами кишечника як посередником. Так само мозок може модулювати мікробіоту. Він може робити це прямо чи опосередковано, змінюючи фізіологію кишечника, щоб змінити мікробне середовище.
Які фактори впливають на зв’язок між кишечником і мозком?
Відомо, що багато факторів впливають на діалог між кишечником і мозком:8
– Дієта, зокрема певні продукти, наприклад шоколад, може регулювати наш настрій. Середземноморська дієта також відома своїм благотворним впливом на пам'ять і здоров'я. Будьте уважні до того, що ви їсте. Обмежте споживання оброблених харчових продуктів, які містять добавки, що можуть спричинити певні психо-поведінкові розлади (тривога, знижена комунікабельність тощо), згідно з нещодавнім дослідженням на гризунах.
– Регулярна фізична активність сприятливо впливає на наше здоров’я. Фізична активність також сприяє хорошому здоров’ю мозку. Численні наукові дослідження показали зв’язок між нашою когнітивною системою та рівнем фізичної активності.
- Соціальна взаємодія з родиною та тими, з ким ми живемо, стимулює кишково-мозкову вісь. З іншого боку, дискримінація може зашкодити належному функціонуванню кишково-мозкової системи.
– Середовище, в якому ми живемо, також має великий вплив на наше здоров’я та мікробіоту. Забруднення збільшує ризик респіраторних захворювань, раку та когнітивних розладів.
– Деякі ліки, особливо антибіотики, можуть впливати на розвиток нервової системи дитини та сприяти певним захворюванням.
- Дослідження показали, що перші роки життя та тип пологів сильно впливають на мікробіоту нашої дитини, а отже, на вісь кишківник-мозок. Деякі дослідження пов’язують кесарів розтин із підвищеним ризиком розвитку різноманітних розладів, включаючи ожиріння та розлади імунної системи, такі як астма чи алергія.8 Пренатальний стрес також може вплинути на склад мікробіоти дитини та її неврологічний розвиток, а також на вагітність, збільшуючи ризик передчасних пологів.18
- Стрес і страх також є поведінковими факторами, які впливають на нашу мікробіоту та вісь кишечник-мозок.
- Наша поведінка також пов'язана з нашою мікробіотою? Певні дослідження свідчать про те, що пов'язана… Здорова мікробіота є необхідною умовою для хорошого емоційного здоров’я, стимулює наше лібідо та сексуальне бажання, а в деяких випадках впливає на нашу адиктивну поведінку…
- Незалежно від вашого віку мікробіота вашого кишечника також впливатиме на ваш сон і циркадний ритм.
Що відбувається, коли зв’язок між кишечником і мозком порушується
Вважається, що порушення кишково-мозкової системи пов’язане з рядом розладів.
Під порушенням ми маємо на увазі поганий зв’язок між мозком і кишечником: неправильно надіслані сигнали, неправильно прочитані або надмірно інтерпретовані сигнали... Коротко кажучи, кишечник і мозок більше не розуміють один одного. Дослідження покращують наше розуміння кишково-мозкової системи та вказують на участь мікробіоти кишечника у все далі більшому списку захворювань.8,17
Нижче наведено неповний перелік патологій, які, як вважають, пов’язані з порушенням кишково-мозкової системи.
Давайте детальніше розглянемо деякі з розладів:
ШЛУНКОВО-КИШКОВІ РОЗЛАДИ
Синдром подразненого кишечника (СПК), раніше відомий як «функціональний розлад кишечника», є найпоширенішим розладом кишково-мозкової системи. Для нього характерні періодичні болі в животі, здуття, дисфункція кишечника та інші симптоми.
Функціональна диспепсія – це різновид хронічного розладу травлення – біль у шлунку, відчуття переповнення або здуття живота під час і після їжі. Це також є розладом взаємодії кишечника та мозку.19,20
Недавні дослідження показали участь кишково-мозкової осі у запальних захворюваннях кишечника (ЗЗК)21,22, причому перше потенційно впливає як на розвиток захворювання, так і на психічне здоров’я.
МЕТАБОЛІЧНІ ПОРУШЕННЯ
Цукровий діабет 2 типу (ЦД 2) характеризується хронічним надлишком цукру в крові (гіперглікемією). Це пов’язано зі збоєм у виробництві або використанні інсуліну, гормону, який регулює рівень цукру в крові. Зниження когнітивних функцій є одним з ускладнень діабету 2 типу.23
Ці патології (ожиріння, надмірна вага, метаболічний синдром часто супроводжуються психологічними розладами, такими як тривога, депресія, біполярний розлад або поведінкові зміни.8
Мікробіота також може впливати на те, що ми кладемо на тарілку, на наше відчуття ситості24 , а також наші харчові звички. Нещодавні дослідження показали роль кишкової мікробіоти та кишково-мозкової осі в розладах харчової поведінки (порушення харчової поведінки або пов’язаної з їжею поведінки)25,26
Нервова анорексія27,28 — це розлад харчової поведінки, який вражає 1% населення, 95% з яких становлять хворі жінки. Вважається, що дисбаланс кишкової мікробіоти сприяє розвитку та стійкості розладів, пов’язаних із хворобою, таких як втрата ваги та апетиту, впливаючи на кишково-мозкову вісь і метаболізм.
Вважається, що деякі бактерії в кишковій мікробіоті, такі як Roseburia, відсутні у пацієнтів з нервовою анорексією.
Хочете знати, чи впливає ваша мікробіота на вашу талію?
НЕРВОВО-ПСИХІЧНІ ЗАХВОРЮВАННЯ
Психіатричні захворювання охоплюють широкий спектр психічних розладів, де дисбаланс мікробіоти кишечника відіграє свою роль у деяких розладах.
Тривожні розлади29,30,31 визначаються ВООЗ як надмірний страх і занепокоєння, а також пов’язані з цим розлади поведінки. Симптоми досить серйозні, щоб викликати значний дистрес або значне функціональне порушення. Деякі тривожні розлади можуть бути пов’язані з активністю кишкової мікробіоти через регуляцію гормонів стресу.
Депресія, біполярний розлад тощо. Розлади настрою8,32 – це емоційні розлади, які передбачають тривалі періоди надмірного смутку (депресія), надмірної бадьорості чи піднесення (манія) або і те, та інше.
Депресія або біполярні розлади пов’язані з дисбактеріозом кишечника, причому дисбактеріоз іноді корелює з тяжкістю симптомів.
Інші дослідження пішли ще далі, використовуючи мікробіоту кишечника як діагностичний інструмент.
Обсесивно-компульсивний розлад (ОКР)33,34,35 — це нейропсихіатричний розлад, яким страждає 1,3% населення в цілому. Розлад характеризується нав’язливими ідеями (повторюваними, постійними, небажаними і часто тривожними ідеями чи образами), які призводять до повторюваних і тривалих компульсій та/або поведінки уникнення, спрямованої на нейтралізацію тривоги та страждань, що є наслідком нав’язливих ідей. Деякі дослідження показали, що деякі бактерії, що виробляють бутират, менш поширені у пацієнтів з ОКР.
Шизофренія8,36,37 вражає приблизно 1 із 300 осіб. Це психіатричне захворювання характеризується маренням і галюцинаціями, соціальною ізоляцією та психологічним розладом. Вважається, що це пов’язано з порушеннями кишкової мікробіоти та імунної системи.
Розлади аутистичного спектра (РАС)38 – це гетерогенна група розладів, пов’язаних з аномаліями розвитку мозку. Симптоми включають дефіцит спілкування, соціальної взаємодії та поведінкові розлади, а також повторювану поведінку.
Деякі дослідження показали, що змінена кишкова флора (дисбактеріоз) часто зустрічається у хворих на аутизм, а певні кишкові розлади (діарея, запор тощо) часто пов’язані із захворюванням.
Таким чином, кишковий дисбактеріоз є причиною багатьох психіатричних захворювань, таких як шизофренія, депресія та обсесивно-компульсивний розлад (ОКР).
Але чи існує у кожної хвороби свій специфічний дисбактеріоз чи це загальні мікробні зміни?
Дізнайтеся більше про роль кишкової мікробіоти у виникненні психічних розладів через кишково-мозкову вісь
НЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНІ ЗАХВОРЮВАННЯ
Нейродегенеративні захворювання характеризуються поступовим руйнуванням певних нейронів.
Хвороба Альцгеймера39,40 є найпоширенішим нейродегенеративним розладом і основною причиною деменції.
Останніми роками мікробіота кишечника була предметом інтересу, зокрема певні білки (амілоїдні пептиди), що виробляються «шкідливими» бактеріями, які можуть запускати запальний процес і порушувати бар’єрні функції кишечника та мозку, таким чином сприяючи розвитку хвороби.
Хвороба Паркінсона41 це нейродегенеративний розлад, який поступово руйнує дофамінові нейрони в мозку. Захворювання характеризується сповільненістю рухів, ригідністю м'язів, тремором.
Показано зв’язок із порушенням кишкової мікробіоти та осі кишечник-мозок.
Розсіяний склероз42,43 - це запальне захворювання центральної нервової системи. Він характеризується «аутоімунною відповіддю», за якої імунна система атакує захисну мієлінову оболонку, що оточує нейрони. Це запалення призводить до дегенерації нервових клітин, або нейронів, і втрати зв'язку між мозком і периферичними органами.
Недавні дослідження показали певний зв’язок між кишковою мікробіотою та ризиком розвитку розсіяного склерозу, його прогресуванням і наслідками.44
Вісь кишечник-мозок-шкіра?
Ще в 1930 році дерматологи Джон Стоукс і Дональд Піллсбері46 припустили, що такі емоційні стани, як тривога або депресія, можуть змінити кишкову мікробіоту та викликати локальне або системне запалення в інших органах, таких як шкіра47. Вони рекомендували вживати ферментоване молоко для відновлення корисних мікроорганізмів.
Останніми роками з’являється все більше доказів зв’язку між кишечником, мозком і шкірою.48 Точніше, стрес призводить до секреції гормонів (серотоніну, кортизолу тощо), які підвищують проникність кишечника, викликаючи локальне запалення, а також провокуючи системне запалення через кровотік.11,23 Зрештою, вважається, що це впливає на шкірний бар’єр і викликає запалення шкіри.25 Вважається, що ця вісь кишківник-мозок-шкіра бере участь у певних шкірних захворюваннях: акне, атопічний дерматит і псоріаз.
Як ми можемо забезпечити хороший зв'язок між кишечником і мозком?
Інформація про вісь кишечник-мозок вже не є секретом. Двосторонній діалог відбувається від кишечника до мозку та від мозку до кишечника, між якими знаходиться кишкова мікробіота.
Але як ми можемо подбати про нашу мікробіоту, щоб обмін повідомленнями працював коректно?
Численні наукові дослідження вивчали, як уникнути будь-яких порушень мікробного складу та як найкраще зберегти його баланс49.
Дієта:
Наше харчування сприяє балансу мікробіоти кишечника.50,51 Їжа корисна, якщо вона різноманітна та якісна, а незбалансоване харчування може вплинути на склад мікробіоти нашого кишечника та призвести до певних захворювань.52 Тому важливо знати, які продукти позитивно впливають на наше здоров’я53. До таких продуктів належать ферментовані продукти або продукти, природним чином багаті пребіотиками та корисними мікроорганізмами, деякі з яких можуть вплинути на наше психічне здоров’я. Такі продукти можуть підвищувати наш моральний дух, впливаючи на мозок через кишкову мікробіоту. 54
Хочете дізнатися більше про продукти, які приносять користь нашому здоров’ю, і про роль мікробіоти кишечника?
=> Містить інтерв’ю з професором Ремі Бурселіном який вивчав механізми, що взаємодіють між мозком, кишечником і рештою тіла.
Що таке психобіотик?
Психобіотики — це пробіотики та пребіотики, які при попаданні всередину забезпечують користь для психічного здоров’я через мікробіоту кишечника.55
Дослідники з Національний університет Ірландії, Корк запропонували розширити визначення психобіотиків за межі пробіотиків і пребіотиків, щоб включити будь-яку речовину, яка має психологічний ефект через кишкову флору. 56
Пробіотики:
Пробіотики — це живі мікроорганізми, які при введенні у відповідній кількості можуть принести користь здоров’ю людини.57,58. Деякі доклінічні та клінічні дослідження були зосереджені на введенні пробіотиків для покращення симптомів стресу, тривоги та депресії, результати яких показали перспективний позитивний ефект.8
Пребіотики:
Пребіотики — це специфічні неперетравлювані харчові волокна, які мають користь для здоров’я. Вони вибірково використовуються корисними мікроорганізмами мікробіоти господаря.59,60 Дослідження показали, що певні пребіотики сприятливо впливають на розлади, пов’язані зі стресом.8
Трансплантація:
Щоб відновити баланс мікробної екосистеми кишечника, пацієнтам можна провести трансплантацію фекальної мікробіоти (ФMT) від здорового донора.61 На цей час цей терапевтичний підхід схвалено лише для лікування інфекцій, що рецидивують, викликаних Clostridioides difficile62, але дослідники виявили значний інтерес до ФMT та оцінили її вплив на такі залежності, як алкоголізм63 або навіть на розлади взаємодії кишечника та мозку, такі як синдром подразненого кишечника.64,65
Психотерапевтичні втручання
Доведено, що (sidenote: Mind-body therapies Mind-body therapies are practices that focus on the relationships between the body, brain, mind and behavior and their effects on health and disease. Wahbeh H, Elsas SM, Oken BS. Mind-body interventions: applications in neurology. Neurology. 2008;70(24):2321-2328 ) сприятливо впливає на психічне здоров’я в управлінні стресом і розладами взаємодії кишечника та мозку, такими як синдром подразненого кишечника: (sidenote: Cognitive-behavioral therapy A type of psychotherapy where therapists help patients to identify the impact of their dysfunctional thoughts (incorrect, negative) on their behavior and well-being. Cuijpers P, Smit F, Bohlmeijer E, et al. Efficacy of cognitive–behavioural therapy and other psychological treatments for adult depression: meta-analytic study of publication bias. The British Journal of Psychiatry. 2010;196(3):173-178 InformedHealth.org [Internet]. Cologne, Germany: Institute for Quality and Efficiency in Health Care (IQWiG); 2006. Cognitive behavioral therapy. 2013 Aug 7 [Updated 2016 Sep 8] ) , гіпноз, медитація, релаксація, (sidenote: Biofeedback A method for learning how to control certain bodily functions, such as heart rate, blood pressure and muscle tension, using a special device. It can help control pain. https://www.cancer.gov/publications/dictionaries/cancer-terms/def/biofeedback ) ...66
Рекомендовано нашою спільнотою
"Цікавий допис" -George Lewis (From My health, my microbiota)
"Мені потрібно знати про це більше. Можливо, це те, що відбувається зі мною" -Mark Chadney (From My health, my microbiota)
1. Central nervous system (CNS) https://www.healthdirect.gov.au/central-nervous-system
2. https://institutducerveau-icm.org/fr/actualite/comprendre-le-cerveau-et-son-fonctionnement/
3. MedlinePlus. (2016). Neurosciences. Retrieved august 16, 2023
15. https://my.clevelandclinic.org/health/articles/22572-serotonin/
17. Mayer EA, Nance K, Chen S. The Gut-Brain Axis. Annu Rev Med. 2022;73:439-453.
19. https://my.clevelandclinic.org/health/diseases/22248-functional-dyspepsia
30. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/mental-disorders
32. https://www.msdmanuals.com/home/mental-health-disorders/mood-disorders/overview-of-mood-disorders
37. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/schizophrenia
42. https://institutducerveau-icm.org/en/multiple-sclerosis/
