Wyobraź sobie, że klucz do twojego dobrego samopoczucia może leżeć nie tylko w umyśle, ale również w… jelitach. Brzmi niewiarygodnie? A jednak naukowcy potwierdzają, że nasze zdrowie psychiczne może być silnie powiązane z mikroskopijnymi mieszkańcami układu pokarmowego. Psychobiotyki, czyli probiotyki mające korzystny wpływ na nasz stan psychiczny, zyskują coraz większą uwagę zarówno w świecie medycyny, jak i w codziennej trosce o zdrowie. Z tego artykułu dowiesz się, jak bakterie jelitowe wpływają na nasz nastrój, poziom stresu i ogólne samopoczucie psychiczne. Poznasz naukowe podstawy działania psychobiotyków, dowiesz się które bakterie mają najbardziej korzystny wpływ na psychikę i dlaczego warto włączyć je do codziennej suplementacji.
Jelita, czyli podstawa zdrowia człowieka
Układ pokarmowy to niezwykle bogate środowisko, którego funkcjonowanie wpływa na zdrowie całego organizmu. Niegdyś przypuszczano, że jego rola ogranicza się do trawienia, wchłaniania składników pokarmowych oraz wydalania niestrawionych resztek. Dziś wiemy, że bakterie jelitowe biorą czynny udział w kształtowaniu się zdrowia i pomagają w zachowaniu równowagi całego organizmu. Uczestniczą m.in. w syntezie neuroprzekaźników. Neuroprzekaźniki to związki chemiczne przekazujące informacje pomiędzy komórkami nerwowymi w całym organizmie. Schorzenia jelit mogą prowadzić do rozwoju zaburzeń psychicznych, m.in. depresji czy zaburzeń lękowych. [1]
Światło jelita od środowiska wewnętrznego organizmu oddziela tzw. bariera jelitowa. Jest ona kluczowym elementem naszego układu pokarmowego. Pełni zarówno funkcje ochronne jak i regulacyjne. Składa się z kilku warstw. Warstwa śluzowa tworzy fizyczną barierę między światłem jelita a komórkami nabłonka jelitowego. Zawiera substancje o właściwościach antybakteryjnych, które pomagają neutralizować patogeny. Pełni głównie funkcję ochronną. Warstwa nabłonkowa zbudowana jest z ściśle połączonych komórek (enterocytów). Kontrolują one przepuszczalność jelit, pozwalając na selektywny transport substancji. Umożliwiają przenikanie do organizmu substancji odżywczych i wody, jednocześnie zapobiegając przedostawaniu się toksyn i patogenów. Do bariery jelitowej przynależy również tkanka limfatyczna związana z jelitami (GALT). Zbudowana jest z komórek układu odpornościowego, które pomagają rozpoznawać i niszczyć patogeny oraz aktywować odpowiedź immunologiczną. [26]
Do czynników, które niekorzystnie wpływają na przepuszczalność bariery jelitowej, należą przede wszystkim alkohol, leki i przetworzona żywność. [3,18] Wpływają one negatywnie na funkcjonowanie jelit, przede wszystkim nasilają stan zapalny. Pod jego wpływem dochodzi do zwiększenia przepuszczalności komórek nabłonka jelitowego i przenikania cytokin prozapalnych do krwioobiegu. Stamtąd są one transportowane do innych tkanek, m.in. do mózgu, gdzie wpływają na uszkadzanie synaps i obumieranie neuronów. Stan zapalny w tkance nerwowej jest zaś jednym z czynników rozwoju depresji. [5]
Czym są i jak działają psychobiotyki?
W przywracaniu równowagi mikrobiomu jelitowego często stosuje się preparaty probiotyczne i psychobiotyki. Probiotyki to żywe mikroorganizmy, które pozytywnie wpływają na funkcjonowanie organizmu. Znalazły szerokie zastosowanie głównie w profilaktyce i leczeniu chorób zapalnych jelit, są także skutecznym wsparciem pracy układu pokarmowego, np. w przebiegu antybiotykoterapii. Coraz częściej stosowane są także w leczeniu chorób zapalnych skóry, otyłości czy chorób o podłożu autoimmunologicznym, a mechanizmy ich działania są lepiej zrozumiane, niż kilkanaście lat temu. [2]
Psychobiotyki są to szczepy bakterii probiotycznych, które mają zdolność do regulacji działania jelit, a także funkcjonowania układu nerwowego. [17] Jelita wraz z obecnymi w nich bakteriami są połączone z ośrodkowym układem nerwowym (OUN) za pomocą osi jelita-mózg. [3] Jest to system komunikacji pomiędzy przewodem pokarmowym i układem nerwowym, w którym biorą udział m.in. bakterie jelitowe, neurohormony i komórki układu odpornościowego. W jej obrębie zachodzi ogromna liczba reakcji kontrolowanych przez nerw błędny i mikroorganizmy zamieszkujące jelita. [19,20] Bakterie jelitowe i produkowane przez nie substancje biorą udział m.in. w funkcjonowaniu osi podwzgórze-przysadka-nadnercza (HPA) i modulują wydzielanie neuromediatorów. Oddziałują w ten sposób na nastrój, funkcje poznawcze oraz zdrowie psychiczne. [3]
Funkcjonowanie osi HPA powiązane jest z teorią zapalną depresji. Cytokiny prozapalne przyczyniają się do aktywacji włókien nerwowych czuciowych, przewodzących impulsy nerwowe z receptorów unerwiających jelita do OUN. Prowadzi to do pobudzenia osi podwzgórze-przysadka-nadnercza. Nadmierna stymulacja nerwów czuciowych i osi HPA prowadzi do nasilenia objawów depresji. [27] Psychobiotyki są z powodzeniem wykorzystywane w leczeniu pacjentów z zaburzeniami psychicznymi. [3] Najczęściej stosowane są bakterie z rodzaju Lactobacillus oraz Bifidobacterium. [4]
Psychobiotyki regulują procesy kognitywne (pamięć, koncentrację) i emocjonalne (nastrój, radzenie sobie ze stresem) oraz biorą udział w mechanizmach syntezy neuroprzekaźników. Neuroprzekaźniki to cząsteczki chemiczne, za pomocą których poszczególne komórki nerwowe komunikują się ze sobą. Należą do nich m.in. kwas gamma-aminomasłowy (GABA), glutaminian, serotonina, katecholaminy, histamina czy acetylocholina. Psychobiotyki wpływają także na uwalnianie neurotroficznego czynnika pochodzenia mózgowego (BDNF). [3] Jest to białko produkowane przez neurony, które reguluje funkcjonowanie neuronów, głównie cholinergicznych i dopaminergicznych. Jest odpowiedzialne za prawidłowy przebieg procesów uczenia się i pamięci oraz neurogenezy. [17] Wszystkie te substancje biorą udział w komunikacji jelit i mózgu, a co za tym idzie wpływają na powstawanie emocji i zachowanie. [6]
Wpływ zaburzeń jelitowych na układ nerwowy
Skład mikrobiomu jelitowego ma znaczący wpływ na wydzielanie hormonów i neuroprzekaźników regulujących zdrowie psychiczne. Dysbioza jelit związana jest z nadmierną przepuszczalnością śródbłonka, najczęściej spowodowaną przewlekłym stresem, niewłaściwą dietą lub przyjmowanymi lekami. Inicjuje to napływ metabolitów wytwarzanych przez drobnoustroje do krwiobiegu i uwalnianie cytokin prozapalnych. Powstałe zapalenie ogólnoustrojowe prowadzi do zmian w ośrodkowym układzie nerwowym i zwiększa objawy depresji i lęku. [3,27]
Osoby z aktywną formą nieswoistych chorób zapalnych jelit (NChZJ) często skarżą się na objawy depresji i zaburzeń lękowych. Schorzenia te nasilają się pod wpływem nieprawidłowo działającego mikrobiomu jelitowego i patologicznego wydzielania neuroprzekaźników w jelitach. Zastosowanie probiotyków jest jednym z elementów pozwalających poprawić szczelność bariery jelitowej. Natomiast zastosowanie psychobiotyków może być dodatkowym czynnikiem ograniczającym intensywność objawów niektórych zaburzeń psychicznych. [4]
Zmniejszenie ilości pożytecznych bakterii w jelitach powoduje wzrost przepuszczalności bariery krew-mózg i osłabienie jej ochronnych właściwości. [7] Bariera krew-mózg stanowi granicę pomiędzy tkanką nerwową OUN a resztą organizmu. Ma na celu zabezpieczenie OUN przed czynnikami szkodliwymi. Jest przepuszczalna dla wybranych substancji, m.in. dla składników odżywczych. [8] Osłabienie bariery krew-mózg zwiększa przepływ związków zapalnych do tkanki nerwowej i jest jedną z przyczyn chorób neurodegeneracyjnych (m.in. choroby Alzheimera i choroby Parkinsona). [28,29]
Skład mikrobiomu jelitowego u osób zdrowych znacząco różni się od mikroflory jelitowej osób chorujących na depresję. U tych drugich często występuje przewaga bakterii, których produkty przemiany materii działają prozapalnie. Procesy zapalne są zaś jednym z czynników rozwoju depresji i innych zaburzeń nastroju. Jednocześnie obniżeniu ulega poziom pożytecznych bakterii, odpowiedzialnych za produkcję substancji przeciwzapalnych. [3] Jednym z takich związków jest kwas masłowy, który bierze udział w odżywianiu komórek nabłonka jelit. [13] Wśród innych związków syntetyzowanych przez bakterie o właściwościach przeciwzapalnych wyróżnia się peptydoglikany, witaminę K, polisacharydy i metabolity tryptofanu. Co ciekawe, skład mikrobiomu może być z powodzeniem modyfikowany za pomocą odpowiedniej diety. [14]
Czy bakterie z jelit rzeczywiście wpływają na mózg?
Przeprowadzono wiele badań w celu określenia, jak poszczególne gatunki bakterii wpływają na stan psychiczny u ludzi. [3] W 2014 roku Ali Naseribafrouei wraz z zespołem badał wpływ mikrobioty na powstawanie depresji. Analiza mikrobiomu jelitowego u 37 pacjentów cierpiących na depresję oraz u 18 zdrowych osób ujawniła znaczące różnice w składzie mikrobiomu. U osób zmagających się z depresją zaobserwowano znacznie wyższy poziom bakterii z rodzaju Bacteroidetes i Alistipes w porównaniu do osób zdrowych. [21] Wcześniej badania nad bakteriami z rodzaju Alistipes prowadziła Katja M. Bangsgaard Bendtsen. Potwierdziła ona udział tych mikroorganizmów w rozwoju reakcji zapalnej leżącej u podłoża depresji. [22] Natomiast korelację pomiędzy objawami depresji a zawyżonym udziałem bakterii z rodzaju Bacteroidetes w składzie mikrobioty u ludzi potwierdził Ian B. Jeffery. Prowadził on badania wśród pacjentów z zespołem jelita drażliwego. [24] W 2015 roku Hongchen Jiang prowadzący badania nad depresją wykazał wpływ zwiększonego poziomu bakterii Alistipes i Enteriobacteriaceae na rozwój tej choroby. Dodatkowo u badanych osób zaobserwował spadek ilości bakterii z rodzaju Fecalibacterium, co wyraźnie korelowało z nasileniem objawów depresji. [23]
Kombinacja wielu szczepów bakteryjnych podawana w tym samym czasie może pozytywnie wpływać na działanie układu nerwowego. W 2013 roku przeprowadzono badanie, w którym grupa 12 zdrowych kobiet przyjmowała produkty mleczne z dodatkiem probiotyków. Zastosowano połączenie czterech gatunków bakterii: Bifidobacterium animalis, Streptococcus thermophilus, Lactobacillus bulgaricus i Lactobacillus lactis. Po upływie czterech tygodni wykazano, że wpłynęły one pozytywnie na aktywność obszarów mózgu odpowiedzialnych za funkcje afektywne i emocjonalne. [15]
W innym badaniu zdrowym ochotnikom podawano mieszankę dwóch probiotyków: Lactobacillus helveticus i Bifidobacterium longum. Trwająca 30 dni suplementacja wpłynęła na zmniejszenie objawów depresji i zaburzeń lękowych. Dodatkowo obniżyło się stężenie kortyzolu, czyli hormonu stresu, w osoczu krwi u badanych osób. [25] Natomiast kombinacja bakterii Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium lactis, Lactobacillus acidophilus i Lactobacillus brevis hamowała zachowania agresywne i zmniejszała objawy depresji. [16]
Początek badań nad psychobiotykami
Zrozumienie mechanizmów, za pomocą których mikrobiota jelit wpływa na nastrój i zachowanie, zawdzięczamy w dużym stopniu badaniom na zwierzętach. Tak oto suplementacja bakteriami probiotycznymi Lactobacillus rhamnosus pozytywnie wpłynęła na zmniejszenie objawów depresji i zaburzeń lękowych u zdrowych myszy. Dodatkowo u tych zwierząt zauważono uregulowanie poziomu neuroprzekaźnika GABA w ośrodkowym układzie nerwowym. Rezultatów nie uzyskano w grupie myszy poddanych wagotomii, co wskazuje na udział nerwu błędnego w komunikacji mikrobiota-mózg. [9]
Działanie przeciwdepresyjne bakterii Bifidobacterium infantis zostało potwierdzone w badaniu na szczurach poddanych nadmiernemu stresowi w wyniku wymuszonego pływania. Wykazano istotne obniżenie stężenia cytokin prozapalnych u zwierząt otrzymujących probiotyk w porównaniu z grupą kontrolną. Jednocześnie zastosowane bakterie Bifidobacterium infantis pozytywnie wpłynęły na wzrost zawartości tryptofanu i serotoniny w OUN. [10] W celu potwierdzenia, że bakterie te mają działanie przeciwdepresyjne, powtórzono eksperyment. Tym razem poddano młode szczury stresowi poprzez odseparowanie ich od matki. W wyniku suplementacji bakteriami Bifidobacterium infantis zahamowaniu uległa resorpcja serotoniny przez neurony OUN. Bakterie przywróciły także wyjściowe stężenie noradrenaliny w pniu mózgu i zniwelowały deficyty behawioralne. Efektywność terapii probiotykami porównano do skuteczności leków należących do grupy selektywnych inhibitorów wychwytu zwrotnego serotoniny (SSRI). [11] W innych badaniach szczurom po zawale mięśnia sercowego podawano mieszankę dwóch probiotyków: Lactobacillus helveticus i Bifidobacterium longum. Okazało się, że zapobiegały one apoptozie neuronów w obrębie układu limbicznego i przeciwdziałały powstawaniu zachowań depresyjnych u zwierząt. [12]
Psychobiotyki w leczeniu zaburzeń nastroju
W 2015 roku Ghodarz Akkasheh wraz z zespołem przeprowadził badania na grupie 40 osób w wieku 20-55 lat z jednobiegunową. Ochotników losowo przydzielono do dwóch grup. Jedna z nich przez osiem tygodni przyjmowała preparat placebo, a druga – suplement probiotyczny, zawierający kombinację szczepów L. acidophilus (2 × 10 9 CFU/g), L. casei (2 × 10 9 CFU/g) i Bifidobacterium bifidum (2 × 10 9 CFU/g). Poziom depresji mierzono za pomocą skali depresji Becka (BDI). U pacjentów, którzy otrzymywali suplementy probiotyczne, nastąpiło istotne obniżenie wyników na skali depresji w porównaniu z grupą kontrolną. Dodatkowo u osób chorujących na depresję zaobserwowano spadek poziomu insuliny, glukozy i białka C-reaktywnego (CRP) we krwi. [30] Zaburzenia gospodarki glukozowo-insulinowej, w tym cukrzyca typu 2., często współwystępują z depresją. Związane jest to z nieprawidłowym działaniem osi HPA i przewlekłym stanem zapalnym. Głównym wskaźnikiem zapalenia jest białko CRP. Oznaczanie poziomu stanu zapalnego jest pomocne w wyborze sposobu leczenia depresji. Niektóre leki obniżają bowiem stężenie CRP. [33]
W 2017 roku zespół pod kierownictwem Marii Ines Pinto-Sanchez zbadał wpływ szczepu bakterii Bifidobacterium longum NCC3001 na objawy depresji i aktywność mózgu u pacjentów z zespołem jelita drażliwego (IBS). Wszystkie osoby badane borykały się z zaburzeniami psychicznymi (lękiem i/lub depresją) na poziomie od łagodnego do umiarkowanego. Podawano im preparat probiotyczny lub placebo. Po sześciu tygodniach u ponad połowy pacjentów przyjmujących probiotyk odnotowano zmniejszenie objawów depresji w porównaniu do osób w grupie kontrolnej. Ponadto badania za pomocą funkcjonalnego obrazowania metodą rezonansu magnetycznego (fMRI) wykazały, że suplementacja bakteriami Bifidobacterium longum NCC3001, choć nie wpływała na objawy IBS, to jednak zmniejszyła reakcje na negatywne bodźce emocjonalne w wielu obszarach mózgu, w tym w ciele migdałowatym i w obszarach czołowo-limbicznych. [31]
W 2018 roku Qin Xiang Ng przeprowadził metaanalizę badań na temat wpływu suplementacji probiotykami na objawy depresji. Przeanalizował on dziesięć badań klinicznych z udziałem łącznie 1349 uczestników, w których porównywano zdrowie psychiczne osób otrzymujących preparaty zawierające różne szczepy bakterii z grupą kontrolną otrzymującą placebo. Oddzielna analiza podgrup wykazała istotną poprawę nastroju u pacjentów z łagodnymi i umiarkowanymi objawami depresji. W przypadku osób zdrowych nie zauważono znaczących efektów w poprawie samopoczucia psychicznego. [32]
Nowe możliwości terapii zaburzeń nastroju
Obecność bakterii w jelitach wpływa na funkcjonowanie nie tylko przewodu pokarmowego, ale całego organizmu. Coraz częściej zwraca się uwagę na zależność pomiędzy mikrobiomem a ogólnym stanem zdrowia. Dostarczanie odpowiednich szczepów probiotycznych może być skutecznym narzędziem w walce z depresją czy stanami lękowymi, pozwalającym korzystnie wpływać na zdrowie psychiczne. Cały czas trwają badania nad wykorzystaniem psychobiotyków w terapii zaburzeń nastroju. Zdecydowana większość badań klinicznych i metaanaliz dotyczących działania poszczególnych szczepów bakterii probiotycznych wskazuje, że są one bezpieczne i dobrze tolerowane. Probiotykoterapię należy dopasować indywidualnie do wieku i stanu zdrowia pacjenta. Być może już wkrótce wykorzystanie mikrobioty jelitowej w leczeniu schorzeń psychicznych stanie się rutynowym działaniem terapeutycznym.
