Czy układ pokarmowy to nasz drugi mózg? O połączeniach żołądka z mózgiem

Nasza mikrobiota jelitowa ma wpływ nie tylko na układ pokarmowy i stan odżywienia naszego organizmu. Badania wskazują, że jej stan może być powiązany z takimi zaburzeniami jak na przykład depresja czy autyzm. Dlaczego mówi się, że jelita to drugi mózg człowieka?

Mikrobiom, czyli nasi jelitowi towarzysze

Nasze jelita są siedliskiem dla bakterii, grzybów, pierwotniaków i wirusów, przez co tworzą tzw. mikrobiotę jelitową. Bakterie żyjące w jelicie bardzo szybko się dzielą i są w stanie podwoić swoją liczbę co 30–40 minut. Natomiast liczba drobnoustrojów na twojej dłoni jest większa niż liczba wszystkich ludzi na świecie.

Żeby przekonać się, jakie bakterie żyją w naszych jelitach, wystarczy wyekstrahować DNA z łyżeczki masy kału i zsekwencjonować to DNA.

Badania nad ludzkim mikrobiomem są obecnie jednym z najgorętszych tematów nauk medycznych. Mikrobiom nie tylko bierze udział w tworzeniu odporności, lecz także daje nam ochronę przed alergiami czy chorobami autoimmunologicznymi.

Przeczytaj też: Dlaczego przytulanie dzieci jest tak ważne dla ich rozwoju?

Może jednak również predysponować do wielu schorzeń, np. otyłości czy cukrzycy, a także wchodzić w interakcje ze sztucznymi słodzikami spożywanymi w pokarmach oraz prowadzić np. do insulinooporności i przybierania na masie, które mogą z kolei zwiastować cukrzycę.

Bardzo obiecujące wyniki badań naukowych wykazały, że przeszczepy mikroflory nadają biorcy pewne fizyczne cechy pochodzące od dawcy. Wykonano eksperymenty na myszach, w których przeszczep „otyłej” mikroflory do szczupłej myszy powodował przybieranie na wadze. Natomiast transplantacja „szczupłej” mikroflory chroniła myszy przed otyłością.

Mikrobiom bierze również udział w procesach trawiennych, sprzyjając powstawaniu witamin czy hormonów oraz neuroprzekaźników, takich jak serotonina. Najnowsze doniesienia naukowe wskazują, że nasz mikrobiom może wpływać na zdolności umysłowe, równowagę emocjonalną, procesy psychiczne i zachowanie.

Zaobserwowano także związek pomiędzy florą jelitową a zaburzeniami spektrum autyzmu czy chorobami neurodegeneracyjnymi, takimi jak choroba Parkinsona i Alzheimera.

Dlaczego jelita to drugi mózg? O osi jelitowo-mózgowej kilka słów…

Pomiędzy mózgiem i jelitami zachodzi dwukierunkowa komunikacja, która nazywana jest osią mózgowo-jelitową. Tą drogą niektóre substancje wytwarzane przez naszą florę bakteryjną mogą bezpośrednio działać na mózg. Mówimy o zakochanych osobach, że mają motylki w brzuchu. Natomiast kiedy musimy podjąć trudną decyzję w warunkach silnego stresu, odczucie temu towarzyszące określamy jako ściskanie w dołku.

Oś jelitowo-mózgowa funkcjonuje dzięki silnemu unerwieniu przewodu pokarmowego. Stąd też często potocznie bogato unerwione jelita, czy w ogóle układ pokarmowy, nazywa się drugim mózgiem. Dr Michael Gershon z Columbia University Medical Center oszacował, iż w jelitach znajduje się ok. 200 mln neuronów.

Unerwienie przewodu pokarmowego pochodzi z autonomicznego układu nerwowego, który z kolei możemy podzielić na część współczulną i przywspółczulną.

Do funkcji autonomicznego układu nerwowego należą m.in. regulacja szybkości przesuwania treści pokarmowej w jelitach, wydzielanie kwasu solnego w żołądku oraz produkcja warstwy śluzowej osłaniającej jelita. Jelita i zamieszkujące tam mikroorganizmy wysyłają natomiast poprzez nerw błędny informację o tym, jak się czujemy.

To też Cię zainteresuje: Co dzieje się w mózgu, gdy jesteśmy szczęśliwi?

Nerw błędny należy do części przywspółczulnej autonomicznego, który odpowiada m.in. za odpoczynek. Doświadczenie potwierdzające rolę tego nerwu w komunikacji jelitowo-mózgowej przeprowadzono na gryzoniach poddanych zabiegowi wagotomii, czyli przecięcia nerwu błędnego. U tych zwierząt pojawiły się zachowania lękowe oraz zmniejszona produkcja nowych komórek nerwowych (neurogeneza) w zakręcie zębatym hipokampa.

Co ciekawe, w eksperymentach prowadzonych na myszach pozbawionych mikroorganizmów, tzw. myszach sterylnych (z ang. germ-free), dowiedziono, że wykazują one wyższy poziom stresu i lęku, który przejawiał się nadmierną aktywacją osi podwzgórze-przysadka-nadnercza, regulującej odpowiedź na stres. Zwierzęta te miały problemy z pamięcią i uczeniem się oraz obniżony poziom neurotroficznego czynnika pochodzenia mózgowego (z ang. brain-derived neurotrophic factor, BDNF) oraz białka c-Fos, białek istotnych dla procesów poznawczych.

Wykazano również, że czynniki takie jak długotrwały stres, obniżony nastrój, lęk, zwiększona konsumpcja wysokoprzetworzonej żywności i nadużywanie antybiotyków przyczyniają się do zmiany flory bakteryjnej i w konsekwencji wpływają na procesy trawienia.

Bakterie, nastrój i zdrowie psychiczne

Stwierdzono też, że bakterie jelitowe wpływają na mózg przez syntezę neuroprzekaźników i neuromodulatorów, tj. serotoniny czy kwasu gamma-aminomasłowego (GABA), które z kolei kontrolują nasz nastrój. Badania sugerują poprawę samopoczucia u pacjentów z depresją w efekcie długoterminowego stosowania probiotyków.

W jednym z badań swierdzono, że ośmiotygodniowa suplementacja probiotyków zawierających bakterie takie jak: Lactobacillus acidophilus, Bifidobacterium bifidum i Streptoccocus thermophiles wiązała się z obniżeniem wyników Skali Depresji Becka u pacjentów z depresją, opornych na leczenie lekami z grupy inhibitorów wychwytu zwrotnego serotoniny (SSRI).

Z powyższych danych wynika, że bakterie jelitowe mogą być pomocne w terapii zaburzeń psychicznych. Niektóre prebiotyki  mogą mieć również znaczenie terapeutyczne. Ochotnicy, którzy codziennie przez 3 tygodnie przyjmowali galaktooligosacharydy (GOS) mieli niższe poranne stężenie kortyzolu w ślinie oraz poświęcali mniej uwagi negatywnie nacechowanym bodźcom.

Przeczytaj też: Motylem byłem, ale utyłem – przyczyny i skutki otyłości

Regularne spożywanie mlecznych produktów fermentowanych (m.in. jogurtu, kefiru, maślanki, mleka acidofilnego) oraz sfermentowanej żywności (np. kiszonych warzyw) może również modyfikować skład mikrobiomu przewodu pokarmowego i wpływać na funkcjonowanie jelit, a także zdrowie psychiczne.

Dieta śródziemnomorska pomaga regulować skład mikrobioty jelitowej, zmniejszać stres oraz stan zapalny w mózgu, co prowadzi do utrzymania prawidłowych funkcji poznawczych.

Podsumowując – badania wskazują, że bakterie oprócz niewątpliwie dobrze znanego znaczenia chorobotwórczego mogą działać również prozdrowotne, a poznanie czynników i mechanizmów wpływających na zmianę składu naszej flory bakteryjnej stanowi bardzo interesujący temat badań.

Literatura

1. Bambling M., Edwards S.C., Hall S., Vitetta L.: A combination of probiotics and magnesium orotate attenuate depression in a small SSRI resistant cohort: an intestinal anti-inflam- matory response is suggested. Inflammopharmacology. 2017; 25: 271–274
2. Cryan J. F., O’riordan K. J., Cowan C. S. M. i wsp.: The microbiota-gut-brain axis. Physiol. Rev. 2019; 99: 1877–2013
3. Dinan T. G., Stanton C., Cryan J. F.: Psychobiotics: a novel class of psychotropic. Biol. Psychiatry 2013; 74: 720–726.
4. Dinan T. G., Stilling R. M., Stanton C., Cryan J. F.: Collective unconscious: how gut microbes shape human behavior. J. Psychiatric Res. 2015; 63: 1–9
5. Foster J. A., Rinaman L., Cryan J. F.: Stress & the gut-brain axis: regulation by the microbiome. Neurobiol. Stress. 2017; 7: 124–136
6. Schmidt K., Cowen P. J., Harmer C. J. i wsp.: Prebiotic intake reduces the waking cortisol response and alters emotional bias in healthy volunteers. Psychopharmacology. 2015; 232: 1793–801
7. Sonnenberg J., Sonnenberg E.:  Zdrowie zaczyna się w brzuchu. Galaktyka. 2015
8. Żakowicz J., Bramorska A., Zarzycka W. i wsp.: Wpływ mikrobioty jelitowej na mózg, funkcje poznawcze i emocje. Kosmos. Problemy nauk biologicznych. 2015; Tom 69; 326: 45–58

Autor

Joanna Śliwowska

Z wykształcenia jestem biologiem, a pasjonuje się neurobiologią. Mózg to fascynujący organ, który ma możliwości zmian pod wpływem warunków środowiska, co nazywamy neuroplastycznością. Oprócz tego, że jestem naukowcem, również prowadzę zajęcia dydaktyczne ze studentami oraz popularyzuję naukę. Jestem także mamą dwóch nastolatków Heleny i Antoniego.

Więcej od tego autora