Влияние кишечного микробиома на эмоциональные состояния

Введение. Концепция кишечного микробиома была разработана в 2001 году Джошуа Ледербергом, лауреатом Нобелевской премии по микробиологии. Микробиом кишечника называют "вторым геномом человека", так как число его клеток в десять раз больше, чем количество клеток человеческого тела, и чей геном имеет в сто раз больше генов, чем содержит геном человека.

Ученые утверждают, что каждый человек имеет уникальный микробиом, похожий на отпечаток пальца. Еще Гиппократ утверждал, что "желудочно-кишечное расстройство" является корнем всех психических расстройств. Интересно то, что наши эмоции напрямую связаны не только с мозгом, но и с желудочно-кишечным трактом. Желудочно-кишечные симптомы часто наблюдаются у людей с эмоциональными и ментальными нарушениями. Результаты исследований показали, что здоровая микробиота кишечника передает сигналы в мозг через пути, участвующие в нейрогенезе, активации микроглии и поведенческом контроле в стабильных или стрессовых условиях. Микробиом кишечника может влиять на активность и поведение мозга через нейронные, гуморальные пути и может иметь трансляционное применение при лечении психоневрологических расстройств. Эти результаты доказали важность микробиома в решении проблем психического здоровья. Многие исследования показали связь между микробиотой, которая живет в кишечном тракте и нашим разумом, включая память, настроение и когнитивные способности.

Кишечная микробиота играет важную роль в определении стрессового ответа и поведенческого фенотипа хозяина. Депрессия – это болезнь 21 века, так как на сегодняшний день более 350 миллионов человек страдают от депрессивных расстройств во всем мире. Распространенность депрессии удвоилась, а в некоторых странах даже утроилась во время пандемии COVID-19. Исследования на безмикробных животных показали, что микробиота кишечника может влиять на нейробиологические характеристики депрессии. Другие исследования показали, что использование пре- и пробиотиков положительно влияет на настроение и тревогу у людей с депрессией.

Микробиом кишечника – это новая область интересов и медицинских исследований связанных с развитием эмоциональных расстройств, депрессий, расстройств аутистического спектра и нейродегенеративных заболеваний. Перспектива выявления конкретных нарушений в сфере двунаправленной взаимосвязи кишечной микрофлоры и нервной системы позволит найти новые направления в патогенезе эмоциональных расстройств, депрессивных расстройств и нейродегенеративных заболеваний.

Методы. Метод исследования, с помощью которого были выявлены аспекты изучаемой тематики, был аналитическим. Было проанализировано и синтезировано 140 недавних открытий и исследований в области кишечного микробиома и его взаимосвязи с головным мозгом, нервной системой, эмоциями и поведением человека.

Для выбора библиографических источников мы использовали базу данных PUBMED, SCIENCEDIRECT, KARGER и GOOGLESCHOLAR в 2021-2023 годах, используя ключевые слова "кишечный микробиом”, “микробиом и эмоции”, “микробиом как терапевтическая мишень”, “Ось микробиота-кишечник-мозг”, “микробиом и депрессия”, "микробиом и тревога " и т. д.

Критериями, лежащими в основе включения или исключения библиографических источников, являются: актуальность публикаций, проанализированная тема и актуальность представленной информации. В данной теме я использовала только источники, написанные на английском и румынском языках. Вся информация анализируется только из публикаций научных журналов.

Результаты. В 21 веке бактерии рассматриваются с разных точек зрения, сегодня мы можем не только уничтожить плохие бактерии, но и контролировать полезные бактерии. Микробиом человека представляет собой совокупность микробов, генов и продуктов, которые колонизируют наш организм с рождения и передаются через родовые пути от мамы. Микробиота кишечника может варьироваться в зависимости от возраста и факторов окружающей среды. Кроме того, микробиота кишечника различается в разных анатомических частях желудочно-кишечного тракта.

Существует три основных энтеротипа, выделенные по различиям в составе кишечной микрофлоры. Энтеротип 1 – кишечная экосистема Бактероиды. К этому энтеротипу принадлежат лакто- и бифидобактерии. Данный тип характерен для людей, употребляющих большее количество мясной пищи (белка) и жиров животного происхождения. Энтеротип 2 – кишечная экосистема Превотелла. Характерен для людей, употребляющих большее количество растительной пищи, особенно клетчатки и углеводов. Энтеротип 3 – кишечная экосистема Руминококки. Руминококки улучшают всасывание углеводов и помогают клеткам поглощать сахар, поэтому с этим энтеротипом связано более частое развитие ожирения, но зато более низкая частота развития рака кишечника вследствие повышенного образования масляной кислоты.

Микробиом регулирует многие жизненно важные процессы организма: защищает от патогенов, поддерживает иммунитет, участвует в переваривании пищи и обменных процессов и влияет на поведение, мышление и эмоции человека. Роль кишечной микробиоты многогранна: она защищает организм от инфекционных агентов, в частности, за счет улучшения функции механического и биологического барьера стенки кишечника, стимулируя регенерацию эпителия кишечника; помогает переваривать непереваренные и неабсорбированные остатки пищи и субстраты; помогает синтезу витаминов и незаменимых аминокислот; способствует выработке нейротрансмиттеров, таких как дофамин, серотонин, ацетилхолин, ГАМК, мелатонин, и влияет на активность оси гипоталамус-гипофиз-надпочечники; способствует развитию иммунной системы, воздействуя на лимфоидную ткань, связанную с кишечником; помогает поддерживать целостность гематоэнцефалического барьера, регулируя соединительные белки, такие как оклюдин. Микробиота кишечника влияет на развитие эмоционального поведения, систем модуляции стресса и нейротрансмиттерных систем мозга через ось микробиом-кишечник-мозг.

Ось микробиом-кишечник-мозг представляет собой сложную двунаправленную систему между кишечником, микробиотой и центральной нервной системой, которая соединяет эмоциональные и когнитивные центры с функциями периферического кишечника. Эта связь достигается за счет производства кишечной микробиотой таких веществ, как нейротрансмиттеры, цитокины, короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA) и их взаимодействия с блуждающим нервом и энтеральной нервной системой.

Научные исследования показывают, что хроническое воспаление низкой интенсивности играет важную роль в возникновении и развитии эмоциональных расстройств и депрессии. Повреждение оси микробиом-кишечник-мозг в детском возрасте коррелировало с риском развития депрессии во взрослом возрасте, что также позволяет предположить, что существует связь между миокробиомой, развитием нейронов и депрессией. Неисправность оси мозг-кишечник может вызвать воспалительное заболевание кишечника, изменить острую и хроническую реакцию на стресс и вызвать изменение поведения. Для большого депрессивного расстройства характерно уменьшение количества полезных желудочно-кишечных бактерий и повышение уровня патогенных бактерий, что приводит к желудочно-кишечным, нейроэндокринным, иммунным и эмоциональным расстройствам. Пациенты с депрессией имеют повышенное количество бактерий Bacteroidetes, Протобактерий и актинобактерий, а также меньшее количество Firmicutes.

Питание влияет на микробиом, а микробиом влияет на риск развития заболевания у человека. Научные исследования показали, что на качество микробиома влияет питание, а структура микробиома влияет на качество жизни в долгосрочной перспективе. Микробиота кишечника является потенциальной мишенью для улучшения здоровья человека, так как с помощью питания мы можем увеличивать образования полезных бактерий и уменьшить количество патогенных, тем сам улучшив самочувствие. Модуляция микробиоты кишечника терапевтическими агентами была бы многообещающей стратегией в лечении эмоциональных расстройств и депрессивных расстройств, которые представляют повышенный интерес для будущих исследований.

Выводы

1. Кишечный микробиом напрямую связан с мозгом через ось микробиом-кишечник-мозг, которая соединяет эмоциональные и когнитивные центры мозга с функциями периферического кишечника.
2. Изменение состава кишечного микробиома является одной из основных патогенетических причин развития эмоциональных расстройств и психических заболеваний.
3. Хроническое воспаление низкой интенсивности играет важную роль в возникновении и развитии депрессии, нарушая гомеостаз нейротрансмиттеров в головном мозге.
4. Диета является важным фактором, определяющим состав микробиома кишечника и здоровье человека, чтобы предотвратить развитие эмоциональных расстройств.