Въведение
Както беше обсъдено в по-ранни глави, двупосочната връзка между червата и мозъка, или ос на червата-мозък, повдига много въпроси за това как мозъчната функция се влияе от червата и обратно. По-конкретно, степента, до която чревният микробиом е замесен в психични заболявания, е изследвана едва наскоро.
Нарушения на настроението като MDD (голямо депресивно разстройство) са идиопатични и не са имали успешно целенасочено лечение главно защото засягат много области. Една от спекулираните цели на тези разстройства е червата поради високите нива на коморбидност между психични заболявания и стомашно-чревни заболявания. Например, много хора, страдащи от IBS (синдром на раздразненото черво) също страдат от MDD, като антидепресантите са едно от единствените лекарства, успешни при лечението на IBS. Следователно има ясна връзка между червата и психичните заболявания; обаче коя система е засегната първо и следователно кой дисбаланс води до другата, все още не е изяснен (Rogers et al., 2016).
За да разрешат тази главоблъсканица, изследователи отвътре се опитват да намерят връзка между стомашно-чревния дисбаланс и MDD. Досега беше известно, че MDD е съпътстващ с много стомашно-чревни разстройства и че антидепресантите по някакъв начин засягат червата и служат като лечения за тези разстройства. Поради това те предложиха чревната микробиота да бъде засегната от MDD, поради което антидепресантите, действащи в повечето случаи за обръщане на състоянието, също връщат индуцираните от MDD промени в червата обратно към хомеостазата. Всичко това бяха само предположения и следователно трябваше да бъдат последвани от повече разследвания.
Дисбиоза и депресия
Първата област, която трябваше да бъде разгледана, беше чревният микробен профил на пациентите с MDD и здравите контроли. Сравнителните анализи с използване на техники като 16S rRNA секвениране разкриват значителна разлика между чревните микробни популации от двете групи (виж фигура 1). Например, едно проучване установи, че пациентите с MDD имат по-високо относително изобилие на Bacteroidetes и по-ниско относително изобилие на актинобактерии в сравнение със здрави контроли (вж. Глава 4.1 за подробности относно бактериалната фила) (Zheng et al., 2016a). В допълнение, друго проучване установи, че пациентите с MDD имат по-високи нива на Enterobacteriaceae и Alistipes, но по-ниски нива на Faecalibacterium в сравнение със здрави контроли (Jiang et al., 2015; Liu, 2017). Освен това, трето проучване отбелязва по-високи нива на Bacteroidales, но по-ниски нива на Lachnospiraceae при пациенти с MDD в сравнение със здрави контроли (Liu, 2017; Naseribafrouei et al., 2014). Следователно наистина има връзка между патологията на MDD и чревния микробиом, но посоката, в която върви тази връзка, е неизвестна.
За да се опитат да разберат посоката на тази сложна връзка, изследователите манипулират състава на микробиома на червата по редица начини и наблюдават поведенческите и физиологичните промени, които са настъпили, ако има такива. Изтриването на микробиома изцяло с помощта на антибиотици се използва като начин да се оцени значението на чревните бактерии върху поведението; това обаче е подложено на голям контрол, особено след като много проучвания показват, че антибиотиците имат силно действащи ефекти, като въвеждат много обърквания. По-конкретно, антибиотиците са в състояние да променят микробиома, като го изчерпват, увеличават броя на устойчивите на антибиотици бактерии или засягат директно тъканта на гостоприемника. Индуцираните от антибиотици ефекти върху тъканта на гостоприемника могат да се разширят и върху ЦНС (Централна нервна система), като потенциално имат невроактивен ефект. Всичко това може да повлияе отделно на психичното здраве и поради това затруднява приписването на резултатите само на микробиота (Champagne-Jorgensen et al., 2019; Flux & Lowry, 2020; Morgun et al., 2015).
Психобиотици
Обогатяването на чревния микробиом с помощта на агенти като пребиотици и пробиотици също е широко изследвано. Пробиотици са живи микроорганизми, открити във ферментирали храни, които, погълнати от тях, се обогатяват в чревния микробиом. Те са предложени като лечение на депресия поради предполагаемата им способност да подобрят здравето на червата. Въпреки че са показали обещание като терапевтични средства или като съпътстващи средства на традиционните антидепресанти чрез облекчаване на симптомите на тези с депресия, проучванията показват смесени резултати и все още не може да се направи категорично твърдение за тяхната ефикасност (Flux & Lowry, 2020; Nadeem et al., 2019). Въпреки че проучванията върху пробиотиците често са се фокусирали върху лица с вече съществуващи патологии, добавките, давани на здрави възрастни, имат само преходен ефект върху чревния микробиом. Следователно липсата им на универсален ефект поставя под въпрос начина им на действие и налага да се направят повече изследвания върху по-разнообразни проби, за да се изясни дали те могат да се използват като лечение на различни патологии, засягащи червата, като депресия (Khalesi et ал., 2018).
освен това, Пребиотици са вещества, които могат да бъдат разградени от чревната микробиота, за които хората нямат ензимите да се метаболизират (Flux & Lowry, 2020; Holscher, 2017). Експеримент, направен върху мишки с хроничен стрес, показа, че приложението на пребиотици повлиява нивата на SCFA (късоверижна мастна киселина) по начини, които са свързани с положително поведенческо състояние. Той също така намалява нивата на хормона на стреса, намалява нивата на възпалителния цитокин и има антидепресант и анксиолитичен ефект (Burokas et al., 2017; Flux & Lowry, 2020; Kao et al., 2016; Louis et al., 2016). Тези резултати показват, че пребиотичното лечение може да има положителен ефект върху депресията; въпреки това, както при пробиотиците, трябва да се извършат повече изследвания, за да се даде силна претенция за неговата ефективност.
Пребиотиците и пробиотиците могат да се комбинират заедно под по-модерния термин „Психобиотици“ който наскоро е измислен, за да се отнася до всеки бактериален агент, който влияе върху психичното здраве. Въпреки това често има смесени резултати за това как тези хранителни вещества влияят на психичното здраве и поведение. Следователно трябва да се направят допълнителни проучвания с използване на по-големи проби и повече опити върху хора, за да се изясни тази идея (Flux & Lowry, 2020; Sarkar et al., 2016).
Трансфер на микробиота
Друга техника, която е била използвана за изследване на връзката между дисбиозата и депресията, е FMT (фекална микробиота трансфер). При тази техника фекалните проби се извличат от донор и се прилагат на реципиент в различни форми. При изследване на микробиома на червата, FMT се извършва чрез прехвърляне на човешки фекални проби на GF (без микроби) или SPF (без специфичен патоген) мишки, за да се създадат модели на болести. Редица проучвания са използвали тази техника за изследване на свързаните с червата ефекти на различни нарушения, включително MDD. В едно проучване се вземат фекални проби от пациенти с MDD или здрави контроли и се прилагат на здрави GF мишки. Резултатите показаха, че мишките, получаващи произведена от MDD микробиота, показват депресивно поведение, като по-високо време на неподвижност при локомоторни тестове, както и нарушения в метаболитната активност сред другите поведенчески и физиологични симптоми на патологията на MDD (Zheng et al., 2016b). Това показва, че само трансферът на микробиота може да предизвика депресия при иначе здрави мишки.
Тъй като е доказано, че FMT предизвиква депресия, възниква въпросът дали може да се използва за обръщане на състоянието. Ако тази техника е ефективна при промяна на състава на микробиотата на червата, индуцираната от депресия дисбиоза трябва да бъде смекчена със здравословен трансфер на микробиота; това обаче все още не е тествано. Освен това, въпреки че FMT се разглежда като потенциално лечение на много патологии като ASD (разстройство на аутистичния спектър), той все още е в ранна детска възраст и все още не е широко тестван при хора (Kang et al., 2017). В допълнение към това, естествената вариация в човешкия чревен микробиом затруднява стандартизирането на единична проба от здрава микробиота, която да се използва за трансплантация (Flux & Lowry, 2020; Human Microbiome Project Consortium, 2012). Следователно дали FMT може да се използва като потенциално лечение на MDD и други подобни състояния все още е под въпрос и дали ще бъде жизнеспособен и обобщаващ за хората е друг момент, който трябва да се има предвид.
Многостранно разстройство
Подобно на оста на червата и мозъка, подобна магистрала, известна като оста на микробиома-червата-мозъка се смята за двупосочна форма на комуникация между микробиотата и ЦНС, която в крайна сметка влияе върху поведението. Въпреки че изложеното по-горе изследване показва много силна връзка между депресията и дисбиозата, категоричен ред, в който възникват дисбалансите, е трудно да се разбере изолирано. По-скоро взаимодействието между чревния микробиом и депресията трябва да се разглежда като двупосочна комуникация, която зависи от много други системи и фактори по пътя. Следователно, чревният микробиом може да повлияе на ЦНС директно чрез своите метаболити като SCFA и цитокини, пътуващи през блуждаещия нерв, или индиректно чрез ентеричната система. Обратно, ЦНС може да освободи фактори, които влияят върху червата, чревната пропускливост и състава на микробиотата (вж. Фигури 2 и 3). Цялата тази система и комуникацията между тези два компонента, чревния микробиом и мозъка, позволяват нюансирана проява на депресия, която не може да бъде разбрана смислено, освен ако не се вземе изчерпателна перспектива (Flux & Lowry, 2020).
Фигура 3. Ефектите на депресията върху множество физиологични фактори и тяхното колективно влияние върху здравето на червата, както и върху психичното здраве. Адаптирано от „Намиране на чревна сила: интегриране на микробиома в цялостен поглед върху механизмите на депресия“, лечение и устойчивост. Flux, M. C., & Lowry, C. A 2020, Neurobiology of Disease, 135 (104578).
Предизвикателни въпроси
1. Създайте експеримент за изследване на насочеността на оста микробиом-черва-мозък и нейното значение за депресията.
2. Как може чревният микробиом да се използва като потенциално средство за лечение на депресия и какви са някои предупреждения към свързаните с червата лечения, предложени по-горе?
3. Какъв е ефективен начин за справяне с дисбалансите в червата, предизвикани от депресия, при вече съществуващите техники на лечение?
Ключови думи
Оста на червата-мозъка; MDD; Пробиотици; Пребиотици; Психобиотици; FMT; Оста на микробиома-червата-мозъка