Badacze z UCLA (University of California, Los Angeles) uzyskali pierwszy dowód, że bakterie spożywane w żywności mogą mieć wpływ na funkcjonowanie ludzkiego mózgu. Wcześniejsze badanie proof-of-concept (dowód koncepcji) z udziałem zdrowych kobiet ujawniło, że kobiety które regularnie spożywały probiotyki wraz z jogurtem, wykazywały zmiany w funkcjonowaniu mózgu, zarówno w czasie spoczynku jak i podczas udziału w teście rozpoznawania emocji.
Badanie przeprowadzone przez naukowców z Rodzinnego Centrum Neurobiologii Stresu Gail i Geralda Oppenheimer’ów oraz Centrum Mapowania Mózgu Ahmansona-Lovelace’a na Uniwersytecie Kalifornijskim, ukazało się w bieżącym wydaniu internetowym czasopisma Gastroenterology. Odkrycie, że zmiana środowiska bakteryjnego lub mikroflory w jelitach może wpływać na mózg, niesie ze sobą istotne implikacje dla przyszłych badań, które mogłyby wskazywać drogę do poprawy funkcjonowania mózgu dzięki diecie lub lekom.
„Wielu z nas ma w swojej lodówce opakowanie jogurtu, który spożywamy dla przyjemności, ze względu na wapń albo dlatego iż sądzimy, że jest on poprostu korzystny dla naszego zdrowia”, twierdzi dr Kirsten Tillisch profesor medycyny na UCLA’s David Geffen School of Medicine, główna autorka badania. „Nasze wyniki wskazują, że niektóre składniki jogurtu mogą faktycznie zmienić sposób w jaki nasz mózg reaguje na otoczenie. Gdy weźmiemy pod uwagę implikacje jakie wiążą się z tymi wynikami, stare powiedzenia „jesteś tym, co jesz” i „mieć przeczucie” (gut feeling), nabierają nowego znaczenia.
Naukowcy wiedzą, że mózg komunikuje się z jelitami wysyłająćc sygnały, dlatego też stres i inne emocje mogą przyczyniać się do dolegliwości ze strony układu pokarmowego. Badanie to pokazuje zależność, którą do tej pory podejrzewano ale nie została udowodnione w badaniach na zwierzętach: że sygnały przemieszczają się także w przeciwną stronę.
Od dawna wiadomo, że mózg reguluje funkcje jelit. Ostatnio natomiast zwrócono uwagę na odwrotny kierunek zależności – procesy zachodzące w obrębie jelit oraz jelitowa mikrobiota może wywierać wpływ na funkcję OUN. Jelita, wraz z jelitową florą bakteryjną, i mózg są ściśle połączone poprzez oś jelitowo-mózgową (dokładniej: oś mózg-jelita-mikrobiota), która jest dwukierunkowym szlakiem komunikacyjnym obejmującym mechanizmy neuronalne, endokrynne i immunologiczne.1
1 Rudzki L, Szulc A, Wpływ jelitowej flory bakteryjnej na ośrodkowy układ nerwowy i jej potencjalne znaczenie w leczeniu zaburzeń psychicznych. Farmakoterapia w Psychiatrii i Neurologii, 2013, 2, 69–77.
2 Collins SM, Surette M, Bercik P. The interplay between the intestinal microbiota and the brain. Nat Rev Microbiol. 2012 Nov;10(11):735-42. doi: 10.1038/nrmicro2876.
„Wciąż słyszymy od pacjentów, że nigdy nie czuli się tak przygnębieni i niespokojni, dopóki nie zaczęły się u nich problemy z jelitami. Nasze badania pokazują, że połączenie jelita-mózg jest drogą dwukierunkową.”
W badaniu wzięło udział 36 kobiet w wieku od 18 do 55 lat. Badacze podzielili uczestniczki na trzy grupy: pierwsza grupa spożywała specjalny jogurt zawierający mieszankę kilku probiotyków – bakterii mających pozytywny wpływ na jelita – dwa razy dziennie przez 4 tygodnie; druga grupa spożywała odpowiednik, który wyglądał i smakował jak jogurt ale nie zawierał probiotyków; trzecia grupa nie spożywała jogurtu wogóle.
Skany wykonane przy pomocy fMRI, zarówno przed, jak i po 4-tygodniowym okresie badania, obejmowały mózg w stanie spoczynku oraz w trakcie uczestniczenia w teście rozpoznawania emocji (test polega na oglądaniu serii zdjęć z twarzami wyrażającymi gniew lub przerażenia oraz na dopasowaniu ich do innych twarzy przedstawiających podobne emocje). Test przeznaczony jest do pomiaru zaangażowania emocjonalnych oraz poznawczych obszarów mózgu w odpowiedzi na bodziec wzrokowy, i został wybrany ze względu na wcześniejsze badania na zwierzętach, w których nie powiązano zmiany flory jelitowej ze zmianami zachowania.
Naukowcy odkryli, że kobiety z grupy nie spożywającej jogurtu probiotycznego w porównaniu z grupą spożywającą, wykazywały spadek aktywnośći w obszarze wyspy (część mózgu przetwarzająca i integrująca wewnętrzne odczucie ciała) a także z kory czuciowej.
Ponadto, w czasie testu, uczestniczki te wykazywały obniżoną aktywność rozległych sieci neuronowych w mózgu, które obejmują emocjonalne, kognitywne i czuciowe obszary. Kobiety w pozostałych dwóch grupach wykazywały stabilną lub zwiększoną aktywność w tej sieci.
Podczas spoczynku, grupa kobiet spożywająca probiotyki wykazywała większą aktywność połączeń między kluczowym regionem pnia mózgu (istota szara okołowodociągowa) a obszarami poznawczymi kory przedczołowej. Kobiety nie spożywające jogurtu, wykazywały większą aktywność połączeń między istotą szarą a obszarami powiązanymi z odczuwaniem emocji i wrażeń, podczas gdy wyniki grupy spożywającej nieprobiotyczny odpowiednik plasowały się pomiędzy.
Naukowcy byli zaskoczeni, że aktywnośc mózgu może być widoczna w wielu obszarach, także w regionach zaangażowanych w przetwarzanie sensoryczne, a nie tylko związanych z emocjami.
„Wiedza, że sygnały przesyłane są z jelit do mózgu i że mogą być modulowane dzięki zmianie diety, może prowadzić do rozszerzenia badań mających na celu znalezienie nowych strategoo zapobiegania lub leczenie pokarmowych, psychicznych i neurologicznych schorzeń” twierdzi dr Emeran Mayer, profesor medycyny, fizjologii i psychiatrii z David Geffen School of Medicine at UCLA, a zarazem autor badań.
Istnieją badania wskazujące, że to co jemy może zmieniać strukturę i skład flory jelitowej – w szczególności, osoby z dietą wysoko roślinną z dużą zawarością błonnika, mają inny skład flory bakteryjnej lub środowiska jelit, niż ludzie odżywiający się bardziej typową dietą zachodnią bogatą w tłuszcze i węglowodany. Teraz wiemy, że ma to wpływ nie tylko na metabolizm, ale także na funkcjonowanie mózgu.”
Badacze z UCLA starają się zidentyfikować poszczególne substancje chemieczne produkowane przez bakterie jelitowe, które mogą inicjować przesyłanie sygnałów do mózgu. Planuja zbadać osoby z objawami żołądkowo-jelitowymi, tj. wzdęcia, bóle brzucha i zaburzenia w wypróżnianiu, pod kątem korelacji między wspomnianymi objawami a zmanami z reakcji mózgu.
Tymczasem inni badacze analizują potencjalne korzyści płynące z niektórych probiotyków zawartych w jogurtach, na zaburzenia nastroju tj lęk. Naukowiec uważa, że wdrożenie innych strategii żywieniowych może być korzystne.
Poprzez wykazanie wpływu probiotyków na aktywność mózgu, nauka zadaje pytanie, czy nagminne stosowanie antybiotykoterapii może wpływać na mózg, jak spekulowano. Antybiotyki są szeroko stosowane na oddziale intensywnej opieki neonatologicznej oraz w infekcjach dróg oddechowych u dzieci. Taki wpływ antybiotyków na zahamowanie mikroflory może pociągnąć za sobą długoterminowe skutki dla rozwoju mózgu.
Wreszcie, kiedy złożoność flory jelitowej i jej wpływ na mózg staną się bardziej zrozumiałe, naukowcy będą mogli znaleźć sposoby regulowania treści jelitowej lecząs przewlekłe stany bólowej lub inne powiązane choroby mózgu, w tym Parkinsona, chorobę Alzheimera czy autyzm.
Odpowiedzi będą łatwiejsze do uzyskania w najbliższej przyszłości, jeśli tylko koszty oznaczania indywidualnego mikrobiomu staną się niższe, tak jak bardziej rutynowe testy.
- Tillisch, Kirsten et al. Consumption of Fermented Milk Product With Probiotic Modulates Brain Activity. Gastroenterology , Volume 144 , Issue 7 , 1394 – 1401.e4
- Rachel Champeau – UCLA. Changing gut bacteria through diet affects brain function. May 28, 2013