Oś jelita- mózg

Jelita są unerwione przez jelitowy układ nerwowy (ENS), który działa niezależnie od centralnego układu nerwowego (OUN). Istnieje jednak połączenie pomiędzy tymi dwiema częściami układu nerwowego człowieka umożliwiający wymianę informacji. Funkcja jelit i jej połączenie z OUN poprzez ENS skłoniły badaczy postulować istnienie specyficznej sieci zwanej „osią jelitowo-mózgową”. Sieć opiera się na złożonym układzie, w tym nerwie błędnym, jego gałęziami współczulnymi i przywspółczulnej, a także niektóre hormony jelitowe i cytokiny.

Mikroflora jelitowa jest kluczową częścią przewodu żołądkowo-jelitowego. Najnowsze dane sugerują, że połączenie między jelitami, a mózgiem powinno rozszerzyć się również na jelita mikrobiomu, tworząc specyficzną „oś mikroflora – jelito – mózg”, jako ta ostatnia rola bakterii flora jelitowa znacznie się rozwinęła. Wnioskuje się, że drobnoustroje mogą brać udział w rozwoju układu nerwowego. Hipotezę tę potwierdzono w modelach myszy wolnych od zarazków, uznawanych za złoty standard w zakresie badań nad mikrobiotą. Mikroflorę jelitową można zdefiniować jako zbiór mikroorganizmów, głównie bakterii, które kolonizują przewód pokarmowy człowieka. Mikroflora jelitowa składa się z dwóch głównych typów beztlenowych, Bacteroidetes i Firmicutes. Stosunek między tymi dwoma gatunkami może być istotnym biomarkerem dysbiozy jelit w otyłości. Inne zidentyfikowane typy występują w małych ilościach i obejmują niektóre gatunki z gromad Proteobacteria, Cyanobacteria, Verrucomicrobia i Actinobacteria. Uważa się, że Actinobacteria, zwłaszcza Bifidobacterium sp działają przeciwzapalnie i korzystnie wpływają na integralność bariery jelitowej. Natomiast Clostridium difficile jest główną przyczyną biegunek.

Nowe badania pokazują, że czynniki środowiskowe mogą powodować zmiany w mikroflorze jelitowej przez całe życie. Pod wpływem tych czynników w mikrobiocie dziecka zachodzą znaczne zmiany w ciągu pierwszych 2-3 lat życia. Przez całe życie mikroflora zmienia się i różnicuje, stopniowo zwiększając udział Bacteroides i Clostridium. Czynniki środowiskowe, takie jak dieta, antybiotyki i infekcje, mogą powodować niezdrowe zróżnicowanie mikroflory, co może prowadzić do zwiększonej przepuszczalności jelit, tzw. „zespół nieszczelnego jelita”. Dieta zachodnia charakteryzuje się zwiększonym spożyciem tłuszczów nasyconych, cukru i czerwonego mięsa, co skutkuje przejściem na mikrobiotę z przewagą Firmicutes, ze zmniejszoną liczebnością Bacteroides i zaburzonym stosunkiem Firmicutes/Bacteroidetes. Natomiast diety wegetariańskie czy śródziemnomorskie charakteryzują się dużym spożyciem warzyw i owoców, zdrowe tłuszcze i produkty pełnoziarniste; umiarkowane spożycie czerwonego wina i niskie spożycie czerwonego mięsa przynoszą zdrowszą i bardziej zróżnicowaną mikroflorą. Te zmiany obejmują wzrost Bacteroides przy spadku Firmicutes. Ponadto zwiększony poziom stresu spowodowany nowoczesnym stylem życia może również wywierać negatywny wpływ na mikroflorę jelitową i jej różnorodności, co może odnosić skutek zwiększoną liczebnością Clostridium.

Trawienie błonnika pokarmowego, proces możliwy tylko przy pomocy drobnoustrojów jelitowych powoduje produkcję krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych (SCFA), potrzebnych do wydalanie gazów jelitowych, takich jak metan i dwutlenek węgla oraz wydanie skromnej ilości mleczanu i alkoholi. Co ważne, SCFA są nie tylko źródłem energii, ale wpływają także na dojrzewanie mikrogleju w OUN. Mogą pełnić funkcję sygnalizacyjną cząsteczki w OUN. W rezultacie mikroflora wpływa na odpowiedź immunologiczną, chroniąc w ten sposób żywiciela przed patogenami. Mikroflora jelitowa jest zdolna do wytwarzania i uwalniania niektórych aktywnych metabolitów, które mogą służyć jako neuromediatory uczestniczące w komunikację z OUN i wpływać na mózg. SCFA składają się głównie z octanu, maślanu i propionianu.

Neuroprzekaźniki i ich prekursory wytwarzane w jelitach mogą również wpływać na ich poziom w mózgu. Oprócz tego, że neuroprzekaźniki powstają w wyniku rozkładu żywności, mogą to być także neuroprzekaźniki produkowane przez bakterie. Przykładowo, Escherichia coli może uwalniać dopaminę, serotoninę i noradrenalinę, natomiast bakterie Lactobacilli wytwarzają serotoninę, GABA, acetylocholinę, i histamina, które mogą wpływać na mózg organizmu. Taki mechanizm może odgrywać ważną rolę w rozwoju niektórych chorób neurologicznych, w tym choroba Alzheimera, choroba Parkinsona (PD), zaburzenia depresyjne i autyzm zaburzenia spektrum. Ponadto SCFA mogą pośrednio wpływać na jelita osi mózgowej poprzez indukcję uwalniania niektórych hormonów jelitowych, takich jak peptyd glukagonopodobny-1 (GLP-1) i leptyny, poprzez komórki enteroendokrynne. Te hormony jelitowe mogą wchodzić w interakcje z nerwem błędnym, a nawet receptorami mózgowymi. Ponadto lipopolisacharyd (LPS) wytwarzany przez bakterie może wpływać na przepuszczalność Bariery Krew Mózg poprzez indukcję uwalniania cytokin zapalnych. Jednym z nich jest metabolizm serotoniny, neuroprzekaźnika odpowiedzialnego za nastrój i apetyt, który jest w większości wytwarzana przez komórki enterochromafinowe przewodu pokarmowego. Tryptofan jest prekursorem tego neuromediatora.

Oś jelitowo-mózgowa, którą można zdefiniować jako złożoną interakcję pomiędzy funkcją układu żołądkowo-jelitowego, w tym jelitowego układu nerwowego, aktywność naszych drobnoustrojów jelitowych i OUN, mogą wpływać na rozwój różnych choroby neurologicznych. Na homeostazę organizmu mogą wpływać patologiczne zmiany w mikrobiomie i jego zmieniony metabolizm, sprzyjając w ten sposób rozwojowi różnych schorzeń neurologicznych i zaburzenia neuropsychiatryczne. Do chorób OUN związanych z mikrobiomem jelitowym należą zaburzenia neurodegeneracyjne, takie jak choroba Alzheimera, choroba Parkinsona i stwardnienie rozsiane, a także depresję i zaburzenia ze spektrum autyzmu. Dlatego mikroflorę jelitową można postrzegać jako ważny czynnik w rozwoju OUN i powstanie różnych chorób neurologicznych.

Fizjoterapia, też ma narzędzia, którymi można wspomóc prace układu trawiennego oraz nerwowego, zajrzyj do wpisu o terapii wisceralnej oraz refleksologii jelita grubego :)

Żródła:

• The Role of Gut Microbiota and Gut–Brain Interplay in Selected Diseases of the Central Nervous System Julia Doroszkiewicz 1,* , Magdalena Groblewska 2 and Barbara Mroczko 1,3
  Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 10028. https://doi.org/10.3390/ijms221810028

• Role of the Intestinal Microbiome, Intestinal Barrier and Psychobiotics in Depression Paulina Trzeciak and Mariola Herbet *
  Nutrients 2021, 13, 927. https://doi.org/10.3390/nu13030927

Rysunek ilustruje sposób działania mikroflory jelitowej oddziaływująca z OUN kilkoma drogami. Po pierwsze, poprzez wytwarzane metabolity, takie jak krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe(SCFA); po drugie, bezpośrednio z neuroprzekaźnikami np. dopaminy i serotoniny; i pośrednio wpływając na uwalnianie substancji jelitowych hormonów

The Role of Gut Microbiota and Gut–Brain Interplay in Selected Diseases of the Central Nervous System Julia Doroszkiewicz 1,* , Magdalena Groblewska 2 and Barbara Mroczko 1,3. Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 10028

Opis zaburzeń mikroflory jelitowej i chorób OUN. Schemat przedstawia główne czynniki, takie jak stres, dieta, infekcje i przyjmowanie antybiotyków , które mogą sprzyjać dysbiozie w jelitach. Zmiany w składzie mikrobiomu prowadzą do przepuszczalności jelit, wpływając na ogólnoustrojowe zapalenie i w rezultacie może wywołać choroby OUN.

The Role of Gut Microbiota and Gut–Brain Interplay in Selected Diseases of the Central Nervous System Julia Doroszkiewicz 1,* , Magdalena Groblewska 2 and Barbara Mroczko Int. J. Mol. Sci. 2021, 22, 10028