Axa creier-intestin-microbiota

Tractul digestiv are propriul tesut nervos, numit sistem nervos enteric (SNE), alcatuit din 100 pana la 200 de milioane de nervi. Acest sistem nervos are capacitatea de a actiona independent de creier. Din acest motiv, intestinul este cunoscut si ca „al doilea creier”. Cele „doua creiere” se dezvolta aproape sincron pe toata durata vietii.

Sistemul nervos enteric (SNE) este asemanator sistemului nervos central (SNC) din punct de vedere structural si neurochimic, iar dezvoltarea si functionarea sa sunt dependente si de microbiota intestinala. Intestinul, microbiota si creierul sunt conectate printr-un sistem complex de comunicare si reglare numit axa creier-intestin-microbiota. Comunicarea bidirectionala intre creier si intestin este realizata de sistemul nervos central (SNC), sistemul nervos autonomy (ANS), sistemul nervos enteric (ENS), microbiota intestinala, axa hipotalamushipofiza-suprarenale (HPA) si sistemul imunitar.

ROLUL FIECAREI COMPONENTE DIN AXA CREIERINTESTIN-MICROBIOTA

Creierul regleaza functiile intestinale prin intermediul sistemului nervos autonom (nervul vag). Functiile intestinale includ motilitatea, secretiile gastrice si intestinale, biliare (bila) si pancreatice (enzime, bicarbonat, glucagon, insulina).

Intestinul are un rol major in reglarea axei creier-intestin-microbiota, deoarece este organul cu cea mai mare suprafata din corpul uman – este de 100 de ori mai mare decat suprafata pielii. Intestinul contine aproximativ 80% din celulele imunitare ale organismului si mai multi neuroni decat maduva spinarii. Totodata, intestinal este cel mai mare organ endocrin, deoarece contine celule endocrine (producatoare de hormoni). Intestinul interactioneaza si primeste semnale de la microbiota intestinala.

Microbiota intestinala are un rol decisiv in reglarea bidirectionala a axei intestin-creier. Unele microorganisme din microbiota intestinala pot transforma carbohidratii in acizi grasi cu lant scurt (SCFA). Derivati din fermentatia microbiana intestinala a fibrelor, acestia hranesc celulele epiteliale intestinale si mentin permeabilitatea intestinala normala (ceea ce ii face cruciali pentru sanatatea gastro-intestinala).

Astfel, este redusa translocarea toxinelor din intestine in circulatia sanguine si diminuat raspunsul imun inflamator care ar putea deregla atat SNE, cat si sistemul imunitar.

Totodata, SCFA ajuta la mentinerea permeabilitatii hemato-encefalice normale, impiedicand patrunderea neurotoxinelor in creier. Microbiota intestinala contribuie la reglarea echilibrului intre metabolitii triptofanului (kinurenina si serotonina, care pot influenta sanatatea mentala).

90% din serotonina din corp este produsa de bacteriile intestinale. Cresterea kinureninei in defavoarea serotoninei apare in schizofrenie, depresii majore, anxietate, scleroza multipla si alte boli autoimune.

Sub influenta florei intestinale, celulele nervoase intestinale produc neurotransmitatori care se gasesc si in sistemul nervos central: GABA, serotonina, acetilcolina, histamina, melatonina. Acestea activeaza terminatiile nervoase vagale sau intra in fluxul sanguin si ajung in creier, influentand starea psihica, somnul, pofta de mancare si cognitia.

INTERACTIUNEA MICROBIOTEI CU AXA CREIER-INTESTIN

Studiile pe animale au indicat un efect de modulare a concentratiilor neurotransmitatorilor cerebrali si o reducere a unor tulburari neurologice dupa tratamentul cu probiotice din genul Bifidobacterium si Lactobacillus.

De exemplu, Lactobacillus poate secreta acetilcolina (implicata in reglarea memoriei, atentiei, invatarii si starii de spirit), iar Bifidobacterium poate secreta GABA (care contribuie la reducerea manifestarilor depresive). Relatia interactiva dintre celulele imune si microbiota a fost studiata pe larg.

Bacteriile moduleaza eliberarea de catre celulele imunitare intestinale a unor citokine proinflamatoare (INF-gamma, TNF-alfa). Acestea pot actiona asupra sistemului limbic si amigdalei cerebrale, zona a creierului implicata in emotie, invatare si memorie. Flora intestinala poate influenta si dezvoltarea si plasticitatea neuronilor prin intermediul unor substante neurotrofice cum ar fi BDNF (factorul neurotrofic derivat din creier), care contribuie la refacerea structurii si a functiilor cerebrale.

Interactiunea microbiotei cu axa intestin-creier are efecte pozitive demonstrate si in cazul tulburarilor de alimentatie.

Microbiota intestinala este implicata in reglarea comportamentului alimentar (foamea, satietatea, anorexia nervoasa, bulimia nervoasa si mancatul compulsiv). Acest lucru se produce prin cresterea sintezei de 5-HT si stimularea eliberarii in circulatia sanguina a hormonilor anorexigeni (peptidul glucagon-like 1 si peptidul YY). In plus, acizii grasi cu lant scurt (SCFA) cresc concentratiile de leptina si insulina, favorizand satietatea.

Un nivel crescut de 5-HT poate, de asemenea, reduce formarea placilor de β-amiloid, specifice bolii Alzheimer. Microbiota intestinala este implicata in reglarea perceptiei durerii si imbunatatirea functiilor cognitive, inclusiv a capacitatii de invatare si memorare, a starii de spirit, a emotiilor si a comportamentului social.

Tulburarile microbiotei intestinale sunt implicate in afectiuni neurologice precum boala Parkinson, boala Alzheimer, scleroza multipla, tulburarile din spectrul autist, schizofrenia, depresia, anxietatea, fibromialgia, tulburarile bipolare, dependentele de substante, tulburarile de hiperactivitate si deficit de atentie, tulburarile de stres post-traumatic, tulburarile obsesiv-compulsive.

Aceste efecte pot explica de ce perturbarea microbiotei intestinale din diferite cause (infectii, stres, antibiotice, varsta inaintata) poate produce manifestari asemanatoare anxietatii si depresiei.

De remarcat ca temperamental si caracterul sunt strans legate de microbiota intestinala. Acestea pot fi transmise chiar de la o persoana la alta prin transplant de microbiota fecala.

O dovada suplimentara care sustine legatura dintre microbiota si comportament este adusa de pacientii care au suferit o interventie chirurgicala de by-pass gastric.

In urma operatiei, acestia se simt mai putin flamanzi, prefera alimente mai sanatoase, manifesta o imbunatatire a calitatii vietii si reducerea nivelului depresiei. Stresul, modificarile in alimentatie si stilul de viata, imbatranirea, administrarea de antibiotice sau alte medicamente determina, intr-un adevarat lant cauza-efect ➙ schimbarea microbiotei ➙ cresterea permeabilitatii intestinale ➙ sinteza crescuta de citokine proinflamatoare ➙ alterarea barierei hematoencefalice ➙ modificarea sintezei si transmiterii neurotransmitatorilor (reducerea plasticitatii sinapselor) ➙ aparitia tulburarilor psiho-emotionale (depresia, anxietatea) si neurologice.

AXA HIPOTALAMUS-HIPOFIZA-SUPRARENALE (HPA)

Raspunsul la stres este reglat in principal de axa hipotalamus-hipofiza-suprarenale (axa HPA). Stresul activeaza axa HPA si creste eliberarea de cortizol. Acest hormon influenteaza digestia, starea de spirit, emotiile, sexualitatea, consumul de energie, activitatea celulelor imunitare intestinale, modifica permeabilitatea intestinala si functia de bariera si afecteaza compozitia microbiotei intestinale.

Microbiota influenteaza la randul ei raspunsul la stres prin inhibarea cresterii cortizolului pe axa HPA. Astfel, o microbiota sanatoasa ajuta organismul-gazda sa faca fata stresului, in timp ce o microbiota anormala reduce rezistenta si creste susceptibilitatea aparitiei afectiunilor legate de stres. Anumite probiotice pot ajuta la reducerea nivelurilor de cortizol induse de stres, la diminuarea anxietatii si a tulburarilor comportamentale (ex. L. Plantarum R1012, L. helveticus R0052, L. longum R0175). Probioticele cu efect benefic in tratarea formelor usoare de depresie se numesc psihobiotice.

CONCLUZII

Chiar daca cercetarile sunt la inceput, sistemele de comunicare creier-intestin-microbiota si hipotalamus-hipofiza-suprarenale permit o intelegere mai profunda a cauzelor biologice ale bolilor, inclusive ale celor neuropsihice. Astfel, ofera posibilitati suplimentare de prevenire si tratament, printr-o abordare holistica.

referinte:

1. ncbi.nlm.nih.gov
2. frontiersin.org
3. raportuldegarda.ro
4. universfarmaceutic.ro
5. medichub.ro
6. psychiatryadvisor.com
7. onlinelibrary.wiley.com
8. journals.physiology.org