Darmbacteriën en de hersenen: worden we gecontroleerd door microben?


Darmbacteriën en de hersenen: worden we gecontroleerd door microben?

Hoewel de interactie tussen onze hersenen en darm al jaren is bestudeerd, lopen de complexiteiten dieper dan aanvankelijk gedacht. Het lijkt erop dat onze gedachten in sommige gevallen door de bacteriën in onze ingewanden worden gecontroleerd.

Hoeveel zwaait kan een microbe houden?

De darm heeft verdediging tegen pathogenen, maar stimuleert tegelijkertijd het overleven en de groei van "gezonde" darmbacteriën.

De overgrote meerderheid van deze single-celled bezoekers is gevestigd in de dikke darm, waar niet minder dan 1 biljoen in elk gram darminhoud woont.

Het inschatten van het aantal bacteriële gasten in onze darm is uitdagend; Tot op heden is de beste gok dat 40 biljoen bacteriën onze darmen thuis bellen - gedeeltelijk afhankelijk van de grootte van uw laatste darmbeweging (de hoofdbestanddeel van de poep is bacteriën).

Om dat onbelangrijke aantal in perspectief te zetten, bestaan ​​onze lichamen uit ongeveer 30 biljoen cellen. Dus, in een heel echte zin, zijn we meer bacteriën dan de mens.

De meeste van onze darmbacteriën behoren tot 30 of 40 soorten, maar er kunnen in totaal 1000 verschillende soorten zijn. Gezamenlijk worden ze de microbiome genoemd.

Natuurlijk genieten bacteriën van de warmte en voeding in onze ingewanden, maar het is geen eenrichtingsrelatie - ze geven ook terug.

Sommige soorten profiteren ons door voedingsvezels te breken in korte vetzuren die we vervolgens kunnen absorberen en gebruiken. Zij metaboliseren voor ons een aantal verbindingen en spelen een rol in de synthese van vitaminen B en K.

Aan de andere kant van het hek ontstaat recent onderzoek dat dysregulatie van darmbacteriën een belangrijke factor kan zijn bij inflammatoire en auto-immuun condities.

De rol van de microbiome in gezondheid en ziekte geeft maar langzaam zijn geheimen op. De laatste en misschien meest opvallende bevinding is het vermogen dat de bacteriën van de darm onze hersenen en gedrag moeten modereren.

Waarom zou de darm en de hersenen moeten worden gekoppeld?

De doorgang in onze ingewanden is een kwestie van leven of dood. Als de darm leeg is, moet onze hersenen worden verteld; Als er een probleem is met onze darm die voedselverwerking belemmert en dus voedingsabsorptie, moet de hersenen worden geïnformeerd. Als onze darm een ​​pathogeenaanval wordt geconfronteerd, moet onze hersenen in de lus worden gehouden.

De banden tussen onze darm en de hersenen zijn hormonale, immunologische en neurale, via het centrale zenuwstelsel en het enterische zenuwstelsel, dat de functie van de darm regelt. Gezamenlijk worden ze de darm-hersen-as genoemd.

Hoewel de verbindingen tussen de darm en de hersenen op het eerste gezicht misschien verrassend lijken, hebben we het allemaal in actie gekend. De relatie tussen stress, angst en een snelle darmbeweging zijn geen vreemdeling voor iedereen.

Deze gut-brain conversaties zijn al enige tijd bestudeerd. Echter, een nieuw niveau voor dit partnerschap is onlangs geobserveerd; Onderzoekers overwegen nu de invloed van onze microbiome op de darm-hersen-as. Met andere woorden, onderzoekers vragen: hebben de bacteriën in onze darm invloed op onze psychologie en gedrag?

Gedwongen, nogal onhandig, de microbiota-as of microbiome-gut-hersen-as van de hersenen-gut-entericus, onderzoekers beginnen het oppervlak eerst te krabben.

Stress en de darm

Bij mensen is de hypothalamus-hypofyse-adrenale as (HPA) de primaire responder voor stressen van welke aard dan ook. Het is een van de belangrijkste spelers in het limbische systeem en is zwaar betrokken bij emoties en geheugen.

Stress activeert de HPA-as en leidt uiteindelijk tot de afgifte van cortisol - het 'stresshormoon' - dat veel effecten heeft op vele organen, waaronder de hersenen en de darm.

Op deze manier heeft de hersenen respons op stress een directe invloed op de cellen van de darm, waaronder epitheliale en immuuncellen, enterische neuronen, interstitiële cellen van Cajal (de pacemakers van de ingewanden) en enterochromaffine cellen (serotoninesynthetiserende cellen).

Omgekeerd zijn deze celtypen ook onder invloed van ons inwoner leger van bacteriën. Hoewel de mechanismen waarmee de microbiota de hersenen regelt, minder duidelijk zijn, blijkt dat er inderdaad een tweerichtingsdialoog is.

Wat een verschil een microbe maakt

De eerste aanwijzingen dat microbes over controle over onze mentale activiteit zouden kunnen komen, kwamen meer dan 20 jaar geleden. Patiënten met hepatische encefalopathie - een afname van de hersenfunctie door ernstige leverziekte - bleken aanzienlijk te verbeteren na het innemen van orale antibiotica.

Later studies leverden verdere aanwijzingen dat de microbiome meer dan een overtreffende invloed op de gemoedsgesteldheid had; Bleek dat het angst- en depressief-achtig gedrag beïnvloedde.

Een andere belangrijke observatie gekoppelde dysbiose (microbiële onbalans) met autisme. Kinderen met autisme hebben vaak abnormale en minder diverse gemeenschappen van bacteriën in hun darm. Een onderzoeker concludeerde:

Wij vermoeden dat darmmicrobollen de niveaus van neurotransmitter-gerelateerde metabolieten kunnen veranderen, die communicatie tussen gut-to-brain en / of hersenfunctie beïnvloeden. [...] Correlaties tussen darmbacteriën en neurotransmitter-gerelateerde metabolieten zijn stepping stones voor een beter begrip van de kruisvorming tussen darmbacteriën en autisme."

Onderzoekers in 2004 merkte op dat muizen getogen om geen bacteriën te hebben, hadden een overdreven HPA-as-reactie op stress. Verdere onderzoeken met soortgelijke kiemvrije muizen hebben aangetoond dat hun gebrek aan darmbacteriën de geheugenfunctie verandert.

Kiemvrije muizen zijn een nuttig instrument om de microbiome-gut-brain-as te bestuderen. Ze hebben er mee bewezen iets Is aan de hand, maar de resultaten zijn onmogelijk om in mensen te extrapoleren. Ze repliceren geen natuurlijke situatie die de mens bekend is - er is geen dergelijk kiemvrij mens.

Andere studies hebben verschillende benaderingen gebruikt; Sommige onderzoeken de effecten van de neuroactieve verbindingen die de flora produceren; Anderen hebben nog steeds gekeken naar de verschillen in de darmflora van personen met psychiatrische of neurologische verschillen.

Onderzoek, in het algemeen, is niet afdoende. Zelfs als veranderingen in de darmflora worden gezien, blijft de eeuwige kip- of ei-vraag: was de psychiatrische aandoening veroorzaakt door de verandering van darmflora, of heeft de psychiatrische conditie en zijn veranderde gedragspatronen ervoor gezorgd dat de darmflora verandert? Of is er een tweerichtingsinteractie?

Hoe kan de darmflora de hersenen modereren?

Bacteriële invloed op de menselijke psychologie komt langzaam in focus.

Spanning is bekend om de permeabiliteit van de darmvoering te vergroten; Dit geeft bacteriën makkelijker toegang tot zowel het immuunsysteem als de neuronale cellen van het enterische zenuwstelsel.

Dit kan een van de manieren zijn waarop bacteriën een manier vinden om ons te beïnvloeden. Echter, ook een andere, meer directe route is aangetoond.

Een studie, met behulp van voedselgedragen pathogenen, leverde aan dat bewijzen zijn dat bacteriën in de darm de spanningscircuits kunnen activeren door de vagus-zenuw te activeren. Een kraniale zenuw die een aantal organen levert, inclusief het bovenste spijsverteringskanaal.

Een meer directe route kan nog steeds direct contact opnemen met de microbiome met de sensorische neuronen van het enterische zenuwstelsel. Studies hebben aangetoond dat deze sensorische neuronen minder actief zijn in kiemvrije muizen, en zodra de muizen probiotica zijn gegeven om hun microbiome te herladen, keren de activiteitsniveaus van de neuronen terug naar normaal.

Probiotica die de psychologie beïnvloeden

Als kiemvrije muizen verschillen in gedrag tonen, is de volgende vraag of het toevoegen van darmbacteriën aan een dier soortgelijke veranderingen kan veroorzaken. Een meta-analyse, gepubliceerd in de Journal of Neurogastroenterology and Motility , Verzamelde de resultaten van studies met betrekking tot de effecten van probiotica op de werking van het centrale zenuwstelsel bij zowel mensen als dieren.

Zij onderzochten 25 dier- en 15 menselijke studies, waarvan de meeste gebruikt werden Bifidobacterium en Lactobacillus Over een periode van 2-4 weken. Hoewel, zoals de auteurs vermelden, dierenstudies zoals dit in menselijke termen vertalen, is een dodgy game. Zij concludeerden:

Deze probiotica toonden effectiviteit bij het verbeteren van psychiatrische aandoeningengerelateerde gedragingen, waaronder angst, depressie, autisme spectrum stoornis, obsessieve-compulsieve stoornis en geheugenvaardigheden, inclusief ruimtelijk en niet-ruimtelijk geheugen.

Een andere studie, gepubliceerd in PLOS een , Bleek dat de leeftijdgerelateerde daling in geheugen in ratten omgedraaid kan worden door de niveaus van Actinobacteria en Bacterioidetes In hun darm met probiotica.

De auteurs concluderen: "De data ondersteunen het idee dat intestinale microbiota kan worden gemanipuleerd om positief te beïnvloeden op de neuronale functie."

De toekomst van de microbiome-gut-brain-as

Er is een lange en kronkelende weg voor die wetenschappers die dapper genoeg zijn om de vreemde realiteit van de microbiome-gut-brain-as te onderzoeken. Ongetwijfeld zijn een groot aantal moleculen op verschillende manieren betrokken bij verschillende graden.

In de verre toekomst kunnen medicijnen die specifiek op microbiomen gericht zijn, worden gecreëerd voor psychiatrische condities; De microbiome kan een vroegtijdige waarschuwingssysteem worden voor bepaalde ziekten of zelfs een diagnostisch hulpmiddel.

Voorlopig kunnen we alleen maar denken aan de invloed die bacteriën hebben op onze dagelijkse gemoedstoestand. We zouden ook moeten worden verbaasd en vermaakt die mensen, zo intelligent als we onszelf beschouwen, zijn gedeeltelijk onder de controle van enkelvoudige levensvormen.

Misschien doen we het goed om te herinneren dat bacteriën ons voorbij duizenden jaren voordoen en ons hoogstwaarschijnlijk zullen overtreffen van onze soorten met miljarden meer.

Brian Deer and The GMC, Selective Hearing. BMJ Journalist (Video Medische En Professionele 2019).

Sectie Kwesties Op De Geneeskunde: Medische praktijk