Lactobacillus plantarum – dobroczynna bakteria w walce z niepokojem i stresem

Lactobacillus plantarum – dobroczynna bakteria w walce z niepokojem i stresem

Zaburzenia adaptacyjne wywołane stresem oraz zaburzenia lękowe należą do grupy najczęściej stawianych diagnoz psychiatrycznych. Symptomy wspomnianych zaburzeń dotyczącą zarówno dzieci, jak i pacjentów dorosłych. Badania przeprowadzone z inicjatywy Amerykańskiego Towarzystwa Psychiatrycznego niezmiennie potwierdzają szkodliwy wpływ chronicznego stresu na zdrowie doświadczających go osób i to zarówno w wymiarze fizycznym, jak i psychicznym. Zaburzenia te manifestują się nie tylko poprzez określone symptomy behawioralne i neurologiczne, negatywnie wpływają również na działanie narządów wewnętrznych, między innymi prowadząc do zaburzeń w obrębie przewodu pokarmowego. Dotychczasowe próby przeciwdziałania wymienionym nieprawidłowościom opierają się głównie na założeniu, że objawy ze spektrum zaburzeń lękowych oraz związanych ze stresem powodują dysregulację mózgowych systemów biochemicznych, wśród których wymienić należy system cholinergiczny, GABA-ergiczny, glutaminergiczny oraz serotoninergiczny. W konsekwencji przyjęto, że farmakoterapia stabilizująca działanie wymienionych systemów, stanowi podstawową ścieżkę leczenia. Udowodniono skuteczność działania leków przeciwlękowych na obserwowane zakłócenia na poziomie mózgowym, należy jednak pamiętać że efektywność tego rodzaju terapii zależy od zmiennych indywidualnych. Warto zatem szukać alternatywnych lub uzupełniających sposobów walki z opisywanymi trudnościami. Być może informacje płynące z badań nad stymulacja mikroflory przewodu pokarmowego, poprzez stosowanie bakterii probiotycznych, można traktować jako potencjalną odpowiedź na wspomniane zapotrzebowanie.

Substancje opisywane jako probiotyki zyskały popularność początkowo głównie z uwagi na ich dobroczynny wpływ na kondycję układu pokarmowego. Obecnie dysponujemy coraz większą liczbą danych, które wskazują na związek pomiędzy stosowaniem probiotyków i ogólną poprawą dobrostanu organizmu, zarówno w wymiarze fizycznym, jak i psychicznym. Zakładając, że istnieją swoiste interakcje pomiędzy układem trawiennym, mikroflorą jelit, a centralnym układem nerwowym, można przypuszczać, że odpowiednia stymulacja mikroflory może korzystnie oddziaływać na układ nerwowy. Najnowsze doniesienia wskazują między innymi, że szczep bakterii rezydującej w układzie trawiennym -  Lactobacillus plantarum – może wpływać na intensywność manifestacji symptomów  związanych ze stresem oraz objawów lękowych.

Powyższe wnioski sformułowano na postawie rezultatów badań przeprowadzonych przez grupę naukowców ze Stanów Zjednoczonych (D.J. Davis, H.M. Doerr, A.K. Grzelak, S.B. Bussi, E. Jasarevic, A.C. Ericsson oraz E. C. Bryda) , w których główną rolę odegrały małe ryby słodkowodne z rodziny karpiowatych – Danio rerio.  Zachowania obserwowane u tych ryb skorelowano z zachowaniami występującymi u ludzi, między innymi z procesami uczenia się, aktywnością towarzyską, zaburzeniami lękowymi. Dowiedziono, że system neuroprzekaźników zidentyfikowany u Danio rerio odzwierciedla w określonych wymiarach systemy biochemiczne występujące u gryzoni i ludzi. Wykorzystując powyższe ustalenia, postanowiono sprawdzić, jak wybrane parametry związane z funkcjonowaniem układu nerwowego i pokarmowego, towarzyszące zazwyczaj reakcjom lękowym oraz odpowiedzi na stres, zmieniają się pod wpływem modulacji biochemii flory bakteryjnej w jelitach Danio rerio. Opisane wnioski pochodzą zarówno z obserwacji zachowania osobników w grupach badawczych, jak i z badania DNA oraz tkanek (min. mózgu  i krwi) pobranych z ciał ryb.

W badaniu ryby podzielono na grupę kontrolną oraz grupę suplementowaną L. plantarum. W części badania posłużono się miarą niepokoju i lęku, opisywaną poprzez sposób zachowania się ryb w nowych zbiornikach wodnych.  Założono, że przebywanie przez Danio rerio w  górnej części zbiornika koreluje z niskim poziomem niepokoju. Zaobserwowano, że obie grupy prezentowały podobną aktywność ruchową, mierzoną min. poprzez średnią prędkość poruszania się oraz pokonywany dystans. Jednak w grupie suplementowanej L. plantarum ryby znacząco częściej przemieszczały się pomiędzy poziomami zbiornika dążąc po powierzchni, jednocześnie spędzając w górnej części zbiornika znacząco więcej czasu niż miało to miejsce w grupie kontrolnej. Zostało to zinterpretowane jako niższy poziom niepokoju demonstrowany w zachowaniu ryb z grupy poddanej terapii probiotykiem.  Dodatkowo sprawdzono czy odmienne zachowanie w obu grupach wiązało się ze zmianami funkcjonalnymi w układzie nerwowym. Zbadano fragmenty mózgu ryb z obu grup i uznano, że efekt redukujący lęk uzyskany poprzez suplementację L. plantarum, prawdopodobnie wiążę się z wpływem probiotyku na szlak GABA-ergiczny oraz serotoninergiczny.

W badaniu potwierdzono także oddziaływanie L. plantarum na mikroflorę przewodu pokarmowego u  ryb gatunku Danio rerio w aspekcie funkcjonalnym i strukturalnym.

Suplementacja probiotykiem wzmacnia szlaki metaboliczne zaangażowane w metabolizm energetyczny oraz biosyntezę witamin. Jak się wydaje L. plantarum wywiera wyraźny, pozytywny wpływ na syntezę kwasu foliowego. W odniesieniu do wyników poprzednich badań wiadomo także, że probiotyki wpływają korzystnie na syntezę ryboflawiny oraz witaminy B12. Zarówno kwas foliowy, jak i witamina B12 są wymieniane wśród czynników chroniących przed występowaniem zaburzeń związanych z działaniem stresu.

Dodatkowo zauważono, że zastosowanie bakterii L.plantarum redukuje zmiany w strukturze mikroflory przewodu pokarmowego, które pojawiają się zazwyczaj w wyniku działania długotrwałego czynnika stresowego. W prowadzonych badaniach potwierdzono, że stres prowadzi do dramatycznych zmian w strukturze mikroflory, poprzez między innymi zmniejszenie obfitości populacji głównej bakterii rezydującej w przewodzie pokarmowym Danio rerioFusobacterii. Zmiany te prowadzą z kolei do rozwoju nieswoistego zapalenia jelit. Okazało się, że zastosowanie suplementacji skutecznie powstrzymywało indukowane stresem zmiany w strukturze mikroflory i w konsekwencji chroniło przed wystąpieniem zapalenia jelit.

W części badania postanowiono sprawdzić, czy podanie L. plantarum można uznać za czynnik modulujący poziom kortyzolu we krwi oraz wpływający na specyficzne wzory stężenia poszczególnych białych krwinek. Obserwowano to w organizmie w odpowiedzi na długotrwałe działanie bodźca stresowego. Jak się okazało, zarówno w badanej grupie kontrolnej, jak i w grupie suplementowanej odnotowano wzrost poziomu kortyzolu w surowicy, który w konsekwencji prowadził do tworzenia się charakterystycznych wzorców obecności i stężenia leukocytów. Odrzucono zatem hipotezę, zgodnie z którą podanie L. plantarum mogłoby modyfikować działanie osi podwzgórzowo-przysadkowo-międzynerkowej u ryb z gatunku Danio rerio.

Rezultaty przeprowadzonego badania przekonują, że terapia probiotykami wywołuje zmiany strukturalne i funkcjonalne w mikroflorze przewodu pokarmowego, co z kolei wiąże się z modulacją odpowiedzi organizmu na doświadczany stres i behawioralne symptomy lęku u ryb z gatunku Danio rerio. Uzyskane wyniki potwierdzają założenie odnoszące się do istnienia szlaku komunikacyjnego pomiędzy mikroflorą jelitową z pozostałymi układami organizmu, w tym z systemem nerwowym. Opisane wnioski stanowią źródło wiedzy na temat modelu interakcji pomiędzy przewodem pokarmowym, a mózgiem, dając obiecujące podstawy do dalszych badań.

Bibliografia:

‘Lactobacillus plantarum attenuates anxiety-related behawior and protects against stress-induced dysbiosis in adult zebrafish’  (www.nature.com/scientificreports)

D.J. Davis, H.M. Doerr, A.K. Grzelak, S.B. Bussi, E. Jasarevic, A.C. Ericsson oraz E. C. Bryda

 

Dotychczasowe badania nad właściwościami sieci epileptycznych pokrywały na ogół okres nie dłuższy niż kilka minut, obejmując... czytaj więcej
Połączenie twardej nauki i zabawnych filmików wydaje się nie lada wyzwaniem. Być może wprawne pióro i porządne zaplecze wiedz... czytaj więcej
Według danych epidemiologicznych choroba Parkinsona jest drugą najczęściej występującą chorobą neurodegeneracyjną (zaraz po c... czytaj więcej
O związku choroby Parkinsona (ang. Parkinson's disease, PD) ze zmianami histopatologicznymi, zwanymi ciałami Lewy'ego, wiemy... czytaj więcej