Střevní mikrobiom ovlivňuje stresové reakce, nová studie na myších. Osa střevo-mozek

- Depositphotos

Barbora Nová

Jak střevní bakterie ovlivňují činnost mozku, je stále fascinující a relevantní oblastí studia.

Výzkum publikovaný 5. listopadu 2024 v Cell Metabolism zkoumal, jak střevní mikrobiota ovlivňuje stresovou reakci časově specifickým způsobem (1).

Vědci, kteří provedli současnou studii, chtěli více porozumět tomu, jak střevní bakterie ovlivňují stresovou reakci.

Cirkadiánní rytmy, reakce na stres a střevní bakterie

Za prvé, poznamenali, že mezi cirkadiánním systémem těla a jeho stresovou reakcí se hodně překrývá. Cirkadiánní rytmus se týká regulace základních tělesných funkcí, jako jsou cykly spánku a bdění, ke kterým dochází během 24hodinového dne (2).

Stresová reakce – „charakterizovaná jako rychlý adaptační proces na skutečné nebo vnímané nebezpečí“, jak vědci poznamenávají ve své práci – může významně ovlivnit cirkadiánní rytmus, jak ukázaly předchozí studie (3).

Autoři nedávné studie dále vysvětlili, že jednou z klíčových cest, která pomáhá s informacemi o cirkadiánním rytmu a stresové reakci, je osa hypotalamus-hypofýza-nadledviny (HPA). Tato cesta je také zásadní pro to, jak mohou bakterie ve střevě ovlivnit jak chování, tak fungování mozku (4).

Vědci použili bezmikrobní a konvenční myši, aby pomohli studovat komplexní vztah mezi střevní mikroflórou a stresovou reakcí. Sbírali data z komponent, jako jsou vzorky krve, zobrazování mozku, behaviorální testování a analýza tkání.

Pomocí kontrolních myší byli schopni zjistit, že střevní mikroflóra se během dne mění. Vědci vyčerpali střevní mikroflóru některých myší pomocí antibiotik a podívali se tak na myši bez bakterií.

Při studiu těchto myší zjistili, že vyčerpání mikrobioty ovlivňuje denní rytmus hladin kortikosteronu v plazmě myší. Lidským ekvivalentem kortikosteronu je glukokortikoid kortizol. Glukokortikoidy mají zásadní význam pro stresovou reakci a cirkadiánní rytmy.

Další analýza myší také ukázala, že střevní bakterie ovlivňují centrální cirkadiánní rytmus. Výsledky dále potvrdily, že změny střevních bakterií mohou změnit rytmus stresových drah v částech mozku, které regulují „stresovou reakci“, a že mikrobiální vyčerpání mění 24hodinové rytmy osy HPA.

Ovlivňuje denní doba, jak střevo ovlivňuje stresové reakce?

Dále se vědci zajímali o to, jak myši reagovaly na stres na základě denní doby a vyčerpání mikroflóry.

Po vystavení stresu u myší s vyčerpanou střevní mikroflórou nedošlo ke zvýšení kortikosteronu v určitou denní dobu jako u kontrolních myší.

Stejně tak u myší s vyčerpanými mikroby nedošlo po vystavení stresu v určitou denní dobu k žádným změnám v jejich sociálních interakcích. Naopak u kontrolní skupiny došlo ke snížení interakcí s ostatními myšmi. V jinou denní dobu měření se skupiny chovaly podobně.

Zjistili také, že u myší s vyčerpanými mikroby docházelo ke změnám střevních bakterií v průběhu dne. Naznačili, že tato časově specifická změna souvisí s časově specifickým zvýšením kortikosteronu v plazmě, která je součástí krve.

Na základě údajů o fekálních mikrobiálních transplantacích vědci také zjistili, že klíčem ke změnám hladiny kortikosteronu může být bakteriální druh Limosilactobacillus reuteri.

Celkově výsledky ukázaly, že střevní mikrobiota pravděpodobně hraje klíčovou roli v reakci na stres „cirkadiánním způsobem“.

Dr. Marc J. Tetel, PhD, předseda a profesor neurověd Allene Lummis Russell na Wellesley College v Massachusetts, který se na této studii nepodílel, ohledně zjištění studie uvedl:

 „Tento dokument poskytuje přesvědčivé a vzrušující důkazy, že střevní mikroflóra může koordinovaně regulovat stres i cirkadiánní systémy prostřednictvím osy střevo-mozek. Rozpoznání toho, jak stres a cirkadiánní systémy interagují a jsou ovlivňovány střevní mikroflórou, je zásadní pro lepší pochopení role těchto systémů u různých poruch duševního zdraví, včetně úzkosti a deprese.

Platí tato zjištění i pro lidi?

Některé otázky zůstávají, zda a jak by se tato zjištění mohla vztahovat na lidi, protože tento výzkum byl prováděn na myších.

Výzkum na lidech může doplnit data v této oblasti a případně potvrdit výsledky této studie. Autoři ve svém příspěvku poznamenali, že bude užitečné studovat tyto koncepty u lidí z různých oblastí, kteří dodržují různé diety a vzorce životního stylu.

Existují také aspekty výzkumu, které otevírají další otázky. Vědce by například také zajímalo, jak se signály střevní mikrobioty dostávají do mozku.

Dr. Emeran Mayer, MD, ředitel Centra pro neurobiologii stresu Gail a Geralda Oppenheimerových na Kalifornské univerzitě, profesor psychologické medicíny a spoluředitel CURE, který se na tomto výzkumu nepodílel, uvedl, že „výsledky studie ukazují možnou příčinnou souvislost mezi změnami střevní mikroflóry a centrální reaktivitou na stres a identifikují Limosilactobacillus reuteri jako možný zapojený organismus“.

Uvedl také, že „nálezy a závěry jsou zajímavé, ale otázkou zůstává, jak moc z toho lze převést na lidi“.

„Dokonce ani dlouhodobá léčba širokospektrálními antibiotiky nebo konzumace probiotika L. reuteri u lidí, pokud vím, významně neovlivňuje schopnost reagovat na stres,“ uvedl dr. Mayer.

„Stresová reakce na každodenní stresory je navíc zprostředkována především sympatickým nervovým systémem, nikoli osou HPA, což je aspekt, kterým se tato studie nezabývala. Stejně jako u mnoha zajímavých údajů pocházejících z takovýchto studií na myších je třeba opatrnosti při extrapolaci výsledků na lidské zdraví a nemoci."

Jak můžete zlepšit zdraví svých střev?

I když je zapotřebí další výzkum, lidé mohou podniknout kroky k tomu, aby se starali o zdraví střev jako klíčovou součást celkové pohody. To může zahrnovat kroky, jako je konzumace fermentovaných potravin a omezení cukru.

Lidé by měli vyhledat pomoc u svých praktických lékařů a dalších odborníků, aby zjistili, jaké kroky k lepšímu zdraví střev by pro ně byly nejpřínosnější.

Dr. David Merrill, MD, PhD, certifikovaný geriatrický psychiatr z Providence Saint John's Health Center v Santa Monice v Kalifornii a Singleton Endowed Chair in Integrative Brain Health, který se na nedávném výzkumu nepodílel, doporučuje:

 „Zdravý střevní mikrobiom můžeme podpořit dietními změnami bohatými na vlákninu a prebiotickými potravinami, jako jsou banány, cibule a oves, které pomáhají krmit prospěšné bakterie. Pokud jde o doplňky stravy, probiotika obsahující kmeny Lactobacillus nebo Bifidobacterium slibují pozitivní vliv na náladu a stresové reakce zvýšením mikrobiální rozmanitosti.

Je však třeba dbát opatrnosti.

„Než budou k dispozici údaje z dobře navržených studií na lidech, které by potvrdily výše uvedené hypotézy, nemyslím si, že by měla být vydávána doporučení pro specifické diety nebo doplňky stravy zaměřené na normalizaci přehnané reakce na stres.“

Nicméně již existuje řada klinických údajů, které potvrzují mnoho zdravotních výhod převážně rostlinné stravy, a tyto informace byly začleněny do nového oboru nutriční psychiatrie.

Závěr

Odborníci se soustavně zajímají o složitý vztah mezi střevními bakteriemi a mozkovými funkcemi, které ovlivňují duševní zdraví.

Nedávná studie provedená na myších poukazuje na několik prvků, které mohou ovlivňovat reakci organismu na stres, včetně toho, že úbytek střevních bakterií může zhoršit reakci organismu na stres v závislosti na denním režimu a čase.

Výsledky upozorňují na informace, které by mohly pomoci při léčbě duševních poruch a na důležitost péče o zdraví střev.

Jak funguje spojení střeva a mozku. Role výživy

- Pixabay

Ing. Zdeněk Rozehnal

Měli jste někdy pocit střevní nevolnosti nebo pocit motýlů v břiše? Tyto pocity vycházející z vašeho břicha ukazují, že mozek a střeva jsou propojeny.

Nejnovější studie navíc ukazují, že váš mozek ovlivňuje zdraví vašich střev a střeva mohou dokonce ovlivňovat zdraví vašeho mozku, přičemž komunikační systém mezi střevy a mozkem se nazývá osa střevo-mozek.

Tento článek se zabývá osou střevo-mozek a potravinami, které jsou prospěšné pro její zdraví.

Jak jsou střeva a mozek propojeny?

Osa střevo-mozek je označení pro komunikační síť, která spojuje vaše střeva a mozek (1, 2, 3).

Tyto dva orgány jsou fyzicky i biochemicky propojeny mnoha různými způsoby.

Bloudivý nerv a nervový systém

Neurony jsou buňky, které se nacházejí v mozku a centrálním nervovém systému a které říkají tělu, jak se má chovat. V lidském mozku se nachází přibližně 100 miliard neuronů (4).

Zajímavé je, že vaše střevo obsahuje 500 milionů neuronů, které jsou prostřednictvím nervů v nervovém systému propojeny s mozkem (5).

Bloudivý nerv je jedním z největších nervů spojujících vaše střeva a mozek. Vysílá signály oběma směry (6, 7).

Například ve studiích na zvířatech stres inhibuje signály vysílané bloudivým nervem a způsobuje také gastrointestinální problémy (8).

Podobně jedna studie u lidí zjistila, že lidé se syndromem dráždivého tračníku (IBS) nebo Crohnovou chorobou mají snížený tonus bloudivého nervu, což svědčí o jeho snížené funkci (9).

Zajímavá studie na myších zjistila, že podávání probiotik jim snížilo množství stresového hormonu v krvi. Když jim však byl přerušen bloudivý nerv, nemělo probiotikum žádný účinek (10).

To potvrzuje, že bloudivý nerv je důležitý pro osu střevo-mozek a jeho roli při stresu.

Neurotransmitery

Střeva a mozek jsou také propojeny prostřednictvím chemických látek zvaných neurotransmitery, přičemž neurotransmitery produkované v mozku řídí pocity a emoce.

Například neurotransmiter serotonin přispívá k pocitu štěstí a také pomáhá řídit tělesné hodiny (11).

Zajímavé je, že mnoho z těchto neurotransmiterů produkují také vaše střevní buňky a biliony mikrobů, které v nich žijí. Velká část serotoninu je produkována ve střevech (12).

Střevní mikrobi také produkují neurotransmiter zvaný kyselina gama-aminomáselná (GABA), který pomáhá ovládat pocity strachu a úzkosti (13).

Studie na laboratorních myších ukázaly, že některá probiotika mohou zvýšit produkci GABA a snížit úzkost a chování podobné depresi (14).

Střevní mikrobi vytvářejí další chemické látky, které ovlivňují mozek

Biliony mikrobů, které žijí ve střevech, vytvářejí také další chemické látky, které ovlivňují fungování mozku (15).

Střevní mikrobi produkují velké množství mastných kyselin s krátkým řetězcem (SCFA), jako jsou butyrát, propionát a acetát (16).

SCFA vytvářejí trávením vlákniny. SCFA ovlivňují funkci mozku mnoha způsoby, například snižují chuť k jídlu.

Jedna studie zjistila, že konzumace propionátu může snížit příjem potravy a snížit aktivitu v mozku související s odměnou z vysokoenergetického jídla (17).

Další SCFA, butyrát, a mikroby, které ho produkují, jsou také důležité pro vytváření bariéry mezi mozkem a krví, která se nazývá hematoencefalická bariéra (18).

Střevní mikrobi také metabolizují žlučové kyseliny a aminokyseliny a produkují další chemické látky, které ovlivňují mozek (15).

Žlučové kyseliny jsou chemické látky vyráběné játry, které se za normálních okolností podílejí na vstřebávání tuků ze stravy. Mohou však ovlivňovat i mozek.

Dvě studie na myších zjistily, že stres a sociální poruchy snižují produkci žlučových kyselin střevními bakteriemi a mění geny podílející se na jejich produkci (19, 20).

Střevní mikrobi ovlivňují zánět

Osa střevo-mozek je propojena také prostřednictvím imunitního systému.

Střeva a střevní mikrobi hrají důležitou roli ve vašem imunitním systému a zánětu tím, že řídí, co se do těla dostává a co se vylučuje (21).

Pokud je váš imunitní systém zapnutý příliš dlouho, může to vést k zánětu, který je spojen s řadou mozkových poruch, jako jsou deprese a Alzheimerova choroba (22).

Lipopolysacharid (LPS) je zánětlivý toxin vytvářený některými bakteriemi. Pokud se ho ze střeva do krve dostane příliš mnoho, může způsobit zánět. K tomu může dojít, když je střevní bariéra stane netěsnou, což umožňuje bakteriím a LPS přecházet do krve.

Zánět a vysoký obsah LPS v krvi jsou spojovány s řadou mozkových poruch včetně těžkých depresí, demence a schizofrenie (23).

Shrnutí:

• Střeva a mozek jsou fyzicky propojeny miliony nervů, především bloudivým nervem. Střeva a jejich mikrobi také řídí záněty a vytvářejí mnoho různých sloučenin, které mohou ovlivňovat zdraví mozku.

Probiotika, prebiotika a osa střevo-mozek

Střevní bakterie ovlivňují zdraví mozku, takže pozitivní změna střevních bakterií může zlepšit zdraví vašeho mozku.

Probiotika jsou živé bakterie, které při konzumaci přinášejí zdraví prospěšné účinky. Ne všechna probiotika jsou však stejná. Probiotika, která ovlivňují mozek, se často označují jako "psychobiotika" (24).

U některých probiotik bylo prokázáno, že zlepšují příznaky stresu, úzkosti a deprese (25, 26).

Jedna malá studie na lidech se syndromem dráždivého tračníku a mírnou až středně těžkou úzkostí nebo depresí zjistila, že užívání probiotika Bifidobacterium longum NCC3001 po dobu šesti týdnů výrazně zlepšilo příznaky (27).

Prebiotika, což jsou obvykle vlákniny, které jsou fermentovány střevními bakteriemi, mohou také ovlivňovat zdraví mozku.

Jedna studie zjistila, že užívání prebiotika zvaného galaktooligosacharidy po dobu tří týdnů významně snížilo množství stresového hormonu v těle, zvaného kortizol (28).

Shrnutí:

• Probiotika, která ovlivňují mozek, se také nazývají psychobiotika. Bylo prokázáno, že probiotika i prebiotika snižují hladinu úzkosti, stresu a deprese.

Jaké potraviny pomáhají ose střevo-mozek?

Několik skupin potravin je pro osu střevo-mozek specificky prospěšných.

Následují některé z těch nejdůležitějších:

• Omega-3 tuky: Tyto tuky se nacházejí v tučných rybách a ve vysokém množství také v lidském mozku. Studie na lidech a zvířatech ukazují, že omega-3 mohou zvýšit počet dobrých bakterií ve střevech a snížit riziko mozkových poruch (29, 30, 31).
• Kvašené potraviny: Jogurt, kefír, kysané zelí a sýry obsahují zdravé mikroby, jako jsou bakterie mléčného kvašení. Bylo prokázáno, že kvašené potraviny mění činnost mozku (32).
• Potraviny s vysokým obsahem vlákniny: Celozrnné obiloviny, ořechy, semena, ovoce a zelenina obsahují prebiotickou vlákninu, která je prospěšná pro střevní bakterie. Prebiotika mohou u lidí snižovat hladinu stresového hormonu (33).
• Potraviny bohaté na polyfenoly: Kakao, zelený čaj, olivový olej a káva obsahují polyfenoly, což jsou rostlinné chemické látky, které jsou tráveny střevními bakteriemi. Polyfenoly zvyšují počet zdravých střevních bakterií a mohou zlepšovat poznávací schopnosti mozku (34, 35).
• Potraviny bohaté na tryptofan: Tryptofan je aminokyselina, která se přeměňuje (prekurzor) na neurotransmiter serotonin. Mezi potraviny s vysokým obsahem tryptofanu patří krůtí maso, vejce a sýry.

Shrnutí:

• Řada potravin, jako jsou tučné ryby, fermentované potraviny a potraviny s vysokým obsahem vlákniny, může pomoci zvýšit počet prospěšných bakterií ve střevech a zlepšit zdraví mozku.

Závěr

Osa střevo-mozek označuje fyzikální a chemické spojení mezi střevy a mozkem.

Mezi střevy a mozkem probíhají miliony nervů a neuronů. Neurotransmitery a další chemické látky produkované ve střevech ovlivňují také mozek.

Změnou typů bakterií ve střevech je možné zlepšit zdraví mozku.

Omega-3 mastné kyseliny, fermentované potraviny, probiotika a další potraviny bohaté na polyfenoly mohou zlepšit zdraví vašich střev, což může prospět ose střevo-mozek.