Μια νέα μελέτη σε ανθρώπους ενισχύει τα στοιχεία για τη σύνδεση ανάμεσα στο μικροβίωμα του εντέρου και τη λειτουργία του εγκεφάλου. Ερευνητές από τα πανεπιστήμια του Σάρεϊ και του Ροχάμπτον στη Βρετανία, διαπίστωσαν ότι συγκεκριμένες λειτουργίες του μικροβιώματος σχετίζονται με τα επίπεδα του GABA και του γλουταμικού, δύο βασικών χημικών ουσιών που ρυθμίζουν τη δραστηριότητα του εγκεφάλου.
Το GABA και το γλουταμικό οξύ είναι δύο από τους σημαντικότερους χημικούς αγγελιοφόρους του εγκεφάλου. Το GABA περιορίζει κατά κύριο λόγο τη νευρωνική δραστηριότητα, ενώ το γλουταμικό ενισχύει τη διέγερση. Η ισορροπία μεταξύ τους, γνωστή ως ισορροπία διέγερσης/αναστολής (E/I balance), διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στη νευροπλαστικότητα —την ικανότητα του εγκεφάλου να αλλάζει, να αναπτύσσεται και να αναδιοργανώνεται μέσω του σχηματισμού νέων νευρωνικών συνδέσεων— στη γνωστική λειτουργία και στην ψυχική υγεία.
Μέχρι σήμερα, μεγάλο μέρος των στοιχείων που συνδέουν το μικροβίωμα του εντέρου με αυτά τα εγκεφαλικά συστήματα προερχόταν από μελέτες σε ζώα και προκλινική έρευνα.
Στο μικροσκόπιο τα γονίδια του εντέρου και η χημεία του εγκεφάλου
Η ερευνητική ομάδα μελέτησε 61 υγιείς νεαρές γυναίκες ηλικίας 17 έως 25 ετών. Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν φασματοσκοπία μαγνητικού συντονισμού πρωτονίων, μια μη επεμβατική τεχνική απεικόνισης του εγκεφάλου, για να μετρήσουν τα επίπεδα GABA και γλουταμικού σε τρεις περιοχές του εγκεφάλου.
Επίσης, ανέλυσαν δείγματα κοπράνων με τη χρήση μεταγονιδιωματικής αλληλούχισης τύπου «shotgun», προκειμένου να προσδιοριστεί η γενετική ικανότητα των εντερικών μικροβίων να πραγματοποιούν μεταβολικές διεργασίες στις οποίες εμπλέκονται το GABA, το γλουταμινικό, τα λιπαρά οξέα μικρής αλυσίδας και άλλες νευροδραστικές ενώσεις.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η σχέση μεταξύ του μικροβιώματος του εντέρου και της χημείας του εγκεφάλου δεν ήταν ίδια σε ολόκληρο τον εγκέφαλο. Αντίθετα, διαφορετικές μικροβιακές μεταβολικές οδοί συνδέονταν με το GABA, το γλουταμικό και την ισορροπία διέγερσης/αναστολής σε διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου.
Διαφορετικές περιοχές, διαφορετικές μικροβιακές συνδέσεις
Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι η κάτω ινιακή έλικα, μια περιοχή του εγκεφάλου που συμμετέχει στην επεξεργασία της όρασης και χρησιμοποιήθηκε στη μελέτη ως περιοχή σύγκρισης, εμφάνισε το ευρύτερο φάσμα συσχετίσεων με μικροβιακές μεταβολικές οδούς. Σε αυτές περιλαμβάνονταν οδοί που σχετίζονται με τη διάσπαση του γλουταμικού, τον μεταβολισμό του GABA, τα λιπαρά οξέα βραχείας αλύσου, την ινοσιτόλη και την παρακρεσόλη.
Ο πρόσθιος φλοιός του προσαγωγίου, περιοχή που συνδέεται με την προσοχή, τον γνωστικό έλεγχο και τη ρύθμιση των συναισθημάτων, παρουσίασε διαφορετικό μοτίβο, το οποίο σχετιζόταν με μικροβιακές οδούς του γλουταμικού και του προπιονικού οξέος.
Ο πλαγιοραχιαίος προμετωπιαίος φλοιός, ο οποίος εμπλέκεται στον γνωστικό έλεγχο και στη ρύθμιση των συναισθημάτων, παρουσίασε μια πιο επιλεκτική συσχέτιση που αφορούσε μια μικροβιακή οδό παραγωγής GABA.
«Για χρόνια, μεγάλο μέρος όσων γνωρίζαμε για το μικροβίωμα και τη χημεία του εγκεφάλου προερχόταν από μελέτες σε ζώα. Αυτό που είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρον εδώ είναι ότι μπορούμε να εξετάσουμε το μικροβίωμα του εντέρου και τη χημεία του εγκεφάλου στους ανθρώπους και να διαπιστώσουμε ότι το νευροδραστικό δυναμικό του μικροβιώματος συνδέεται με τη χημική ισορροπία συγκεκριμένων περιοχών του εγκεφάλου», εξήγησε η Κάθριν Κοέν Καντός, καθηγήτρια αναπτυξιακής γνωστικής νευροεπιστήμης.
«Το γεγονός ότι διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου παρουσίασαν διαφορετικές σχέσεις είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρον. Υποδηλώνει ότι ο άξονας εντέρου-εγκεφάλου δεν αποτελεί μία απλή οδό που λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο σε ολόκληρο τον εγκέφαλο. Αντίθετα, διαμορφώνεται μια πολύ πιο συγκεκριμένη εικόνα ανά περιοχή, γεγονός που μας προσφέρει βιολογικές οδούς τις οποίες μπορούμε πλέον να μελετήσουμε πολύ πιο διεξοδικά», πρόσθεσε η Κάντος.
Συσχετίσεις με το άγχος, τη διάθεση και τον ύπνο
Η ερευνητική ομάδα εξέτασε επίσης κατά πόσο οι ίδιες μικροβιακές οδοί συνδέονταν με την ψυχική ευεξία. Οι ερευνητές εντόπισαν συσχετίσεις μεταξύ συγκεκριμένων μικροβιακών μεταβολικών οδών του εντέρου και του αυτοαναφερόμενου άγχους, των καταθλιπτικών συμπτωμάτων και της ποιότητας του ύπνου.
Μια μικροβιακή οδός που σχετίζεται με το GABA συνδέθηκε με το γενικευμένο και το κοινωνικό άγχος, ενώ οδοί που συμμετέχουν στον μεταβολισμό της τρυπτοφάνης συνδέθηκαν με καταθλιπτικά συμπτώματα και κοινωνικό άγχος. Μια οδός που σχετίζεται με την παραγωγή του λιπαρού οξέος βραχείας αλύσου προπιονικού συνδέθηκε επίσης με χειρότερη ποιότητα ύπνου.
«Αυτό που κάνει τη συγκεκριμένη μελέτη ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα είναι ότι μπορέσαμε να συνδέσουμε πληροφορίες από διαφορετικά επίπεδα —τα μικροβιακά γονίδια στο έντερο, τη νευροχημεία στον εγκέφαλο και τις ψυχολογικές μετρήσεις— στους ίδιους συμμετέχοντες», δήλωσε ο Δρ. Νίκολα Τζόνστον, συν-συγγραφέας της μελέτης.
«Δεν υποστηρίζουμε ότι ένα συγκεκριμένο βακτήριο του εντέρου προκαλεί άγχος ή μεταβάλλει μια συγκεκριμένη χημική ουσία στον εγκέφαλο. Ωστόσο, τα αποτελέσματα μας δίνουν πολύ πιο συγκεκριμένες ενδείξεις για το ποιες μικροβιακές λειτουργίες ενδέχεται να διαδραματίζουν ρόλο στην επικοινωνία μεταξύ εντέρου και εγκεφάλου και σε ποιες περιοχές του εγκεφάλου μπορεί να εκδηλώνονται αυτές οι σχέσεις», σημείωσε.
Ενδείξεις συσχέτισης και όχι αιτιώδη συνάφεια
Οι ερευνητές τονίζουν ότι τα ευρήματα δείχνουν συσχετίσεις και όχι αιτιώδη συνάφεια. Η μελέτη ήταν διατομεακή, πράγμα που σημαίνει ότι οι ερευνητές δεν μπορούν να προσδιορίσουν αν οι διαφορές στο μικροβίωμα του εντέρου επηρεάζουν τη χημεία του εγκεφάλου, αν παράγοντες που σχετίζονται με τον εγκέφαλο και τη συμπεριφορά επηρεάζουν το έντερο ή αν άλλες βιολογικές διεργασίες επηρεάζουν και τα δύο.
Επιπλέον, η μελέτη εξέτασε τη γενετική δυνατότητα του μικροβιώματος του εντέρου να επιτελεί συγκεκριμένες μεταβολικές λειτουργίες και όχι τους ίδιους τους μεταβολίτες που παράγουν τα βακτήρια.
«Δεν πιστεύουμε ότι η εξήγηση είναι τόσο απλή όσο το ότι τα βακτήρια του εντέρου παράγουν έναν νευροδιαβιβαστή, ο οποίος στη συνέχεια μεταφέρεται απευθείας στον εγκέφαλο. Η βιολογία είναι πιθανότατα πολύ πιο ενδιαφέρουσα από αυτό. Τα μικρόβια του εντέρου θα μπορούσαν να επηρεάζουν έμμεσα τον εγκέφαλο μέσω πολλών οδών, μεταξύ άλλων μέσω του πνευμονογαστρικού νεύρου, της ανοσολογικής σηματοδότησης, του εντερικού φραγμού και άλλων μεταβολιτών που παράγονται στο έντερο. Τα ευρήματά μας συμβάλλουν στον περιορισμό των μικροβιακών οδών που θα πρέπει πλέον να δοκιμαστούν πειραματικά», εξήγησε η Κάντος.
«Το επόμενο ερώτημα είναι αν η τροποποίηση αυτών των οδών μπορεί πράγματι να αλλάξει τη χημεία του εγκεφάλου. Για να απαντηθεί, θα χρειαστούν μεγαλύτερες, διαχρονικές μελέτες και μελέτες παρέμβασης. Ωστόσο, πλέον διαθέτουμε συγκεκριμένους βιολογικούς στόχους που μπορούμε να διερευνήσουμε», κατέληξε η ερευνήτρια.
Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό «Molecular Psychiatry».
Πηγή: Medicalxpress
