Psikobiyotikler Nedir? Ruh Halimizi Nasıl Etkiler?

Psikobiyotikler Nedir? Ruh Halimizi Nasıl Etkiler?

Psikobiyotikler daha önce, yutulduğunda kommensal bağırsak bakterileri ile etkileşimler yoluyla zihinsel sağlık yararları sağlayan canlı bakteriler (probiyotikler) olarak tanımlanıyordu. Bu tanımı, faydalı bağırsak bakterilerinin büyümesini artıran prebiyotikleri kapsayacak şekilde genişletiyoruz. Sağlık ve hastalıkla ilgili duygusal, bilişsel, sistemik ve sinirsel değişkenler üzerindeki probiyotik ve prebiyotik etkileri gözden geçiriyoruz. Metabolit üretimi gibi psikobiyotik etkileri sağlayan bağırsak-beyin sinyal mekanizmalarını tartışıyoruz. Genel olarak, mikrobiyomun dışsal etkiye nasıl tepki verdiğine dair bilgi sınırlı kalır. Keşfedilmesi hem mekanik içgörüler oluşturacak hem de gelecekteki psikobiyotik gelişimi kolaylaştıracak birkaç önemli araştırma sorusu ve sorununu tablo haline getiriyoruz. Psikobiyotik tanımının, mikrobiyomu etkilemenin diğer yollarını içerecek şekilde probiyotiklerin ve prebiyotiklerin ötesine genişletilmesini öneriyoruz.

Trendler

Psikobiyotikler, yararlı bakterilerdir (probiyotikler) veya bakteri-beyin ilişkilerini etkileyen bu tür bakterilere (prebiyotikler) destektir.

Psikobiyotikler, duygusal, bilişsel, sistemik ve sinirsel göstergelerdeki değişikliklerle karakterize edilen anksiyolitik ve antidepresan etkiler gösterir. Psikobiyotiklerin etki gösterdiği bakteri-beyin iletişim kanalları, enterik sinir sistemini ve bağışıklık sistemini içerir.

Mevcut bilinmeyenler, doz yanıtlarını ve uzun vadeli etkileri içerir.

Psikobiyotiklerin tanımı, beyin üzerindeki etkisi bakteriyel aracılı olan herhangi bir dışsal etkiye genişletilmelidir.

Mikrobiyom-Bağırsak-Beyin Ekseni

Bağırsak mikrobiyomu, bağırsak yolunda yaşayan tüm mikroorganizmaları ve genomlarını içerir. Erken kolonizasyon yoluyla gelişen ve beyin ve bağırsağın birlikte bir organizmanın sağlığını koruduğu çift yönlü bağırsak-beyin ekseninde (bkz. Sözlük) önemli bir düğümdür. Önemli bir çalışma, steril ortamlarda yetiştirilen ve bu nedenle yerli bakterilerden yoksun (mikropsuz fareler) farelerin, normal kontrollere kıyasla strese karşı abartılı fizyolojik reaksiyonlar gösterdiğini buldu. Anormal reaksiyonlar, probiyotik kaynaklı bakteriyel yeniden kolonizasyon yoluyla tersine çevrilebilirdi [1]. Bu bulgu, mikrobiyomun hipotalamik-hipofiz-adrenal (HPA) ekseninin gelişimindeki nedensel rolünü ortaya çıkardı. O zamandan beri bağırsak bakterilerinin, immünomodülasyon, yağlanma ve enerji dengesi 2, 3, 4, 5 ve ayrıca enterik sinir sisteminin 6, 7 elektrofizyolojik aktivitesi dahil olmak üzere çeşitli ve önemli fizyolojik süreçlerin düzenlenmesine katıldığı bulunmuştur.

Olumlu sağlık sonuçları veren yararlı bakteriler olan probiyotikler, hem popüler basında hem de araştırma camiasında özel ilgi gördü. Burada, kommensal bağırsak bakterilerini psikobiyotiklerle manipüle etme çabalarını eleştirel olarak değerlendiriyoruz. Bu psikobiyotikler ilk olarak uygun miktarlarda alındığında psikopatolojide olumlu psikiyatrik etkiler sağlayan probiyotikler olarak tanımlandı [8]. Probiyotik olarak en sık kullanılan bakteriler Gram-pozitif Bifidobacterium ve Lactobacillus aileleri 9, 10'dur. Bifidobacteria ve Lactobacilli, proinflamatuar lipopolisakkarit zincirlerine sahip değildir ve bu nedenle bağırsakta yayılmaları tam teşekküllü immünolojik reaksiyonları tetiklemez. Bu tür bakterilerin mevcudiyeti ile, bağışıklık sistemi, pro- ve anti-inflamatuar varlıkları ayırt etmeyi öğrenir ve pro-inflamatuar elemanları antijenik olarak tanımlayarak uygun immünojenik tepkiler geliştirir [11]. Bununla birlikte, Gram pozitif bakterilerin her zaman faydalı olmadığı ve Clostridia ailesi gibi bazılarının patojenik olabileceği unutulmamalıdır.

Psikobiyotik tanımının iki boyutta genişletilmesini öneriyoruz: Birincisi, sağlıklı bireyler üzerinde yapılan araştırmalar, psikobiyotik faydaların klinik gruplarla sınırlandırılması gerekmediğini gösteriyor. İkincisi, prebiyotikleri psikobiyotik tanımına dahil ediyoruz. Prebiyotikler, bağırsakta fermente edildiğinde bakteri bileşiminde veya aktivitesinde spesifik değişiklikler üreten bileşiklerdir [12]. Prebiyotikler, içsel kommensal bakterilerin büyümesini destekler. Nöral etkileri açısından incelenen prebiyotik bileşiklerin çoğu, fruktanlar ve oligosakkaritler (üç ila dokuz sakkarit biriminden oluşur).

Bu derleme: (i) klinik ve sağlıklı popülasyonlarda hayvanlarda ve insanlarda duygusal, bilişsel, sistemik ve merkezi süreçler üzerindeki psikobiyotik etkileri tartışacak ve (ii) bu etkileri sağlayan mikrobiyom-beyin sinyal mekanizmalarını değerlendirecektir.

Psikobiyotiklerin Psikofizyolojik Etkileri

Çoğu psikobiyotik araştırma, motivasyon, kaygı ve depresyonu değerlendirmek için kemirgen stres indüksiyonlarını ve kemirgen davranış testlerini kullanan kemirgen modellerine dayanmaktadır. Kemirgen hastalık, enfeksiyon ve nörodejenerasyon modellerine uygulanan psikobiyotikler ayrıca insan hastalıklarına erken klinik bakış açısı sağlar (Tablo 1). İnsan araştırmaları çok yeni bir eğilimi temsil ediyor. Psikobiyotiklerin psikofizyolojik etkileri aşağıdaki üç kategoriye ayrılır: (i) Duygusal ve bilişsel süreçler üzerindeki psikolojik etkiler. (ii) HPA ekseni ve glukokortikoid stres yanıtı üzerindeki sistemik etkiler ve sıklıkla anormal sitokin konsantrasyonları ile karakterize edilen iltihaplanma. Proinflamatuar sitokinler, depresyon gibi psikiyatrik durumlarla güçlü ve iyi çalışılmış pozitif bir ilişkiyi paylaşır [13]. Örneğin, bir pro-inflamatuar sitokin olan interferon-a enjeksiyonunun, antidepresan etki 14, 15 ile hafifletilebilen depresyonu indüklediği gösterilmiştir.

(iii) Nörotransmiterler ve proteinler üzerindeki sinirsel etkiler. İlgili nörotransmiterler, nöral uyarma-inhibisyon dengesini kontrol eden γ-aminobütirik asit (GABA) ve glutamatı içerir. Proteinler, uzamsal öğrenme, koşullu korkunun yok edilmesi ve nesne tanıma dahil olmak üzere öğrenme ve hafıza süreçlerinde çok önemli bir rol oynayan beyin kaynaklı nörotrofik faktörü (BDNF) içerir 16, 17. BDNF, anksiyete ve depresyonda azalır; antidepresan etki yoluyla tersine çevrilebilir [18].

probiyotikler

Psikobiyotikler, anksiyete ve depresyonun psikofizyolojik belirteçlerini etkiler. Bir çalışmada, erkek bebek Sprague-Dawley sıçanlarında erken yaşam stresini indüklemek için anneden ayrılma modeli kullanılmıştır [19]. Sıçan yavruları (n = 33) ya rahatsız edilmedi ya da ayrıldılarsa, nötr bir araç maddesi, bir antidepresan (seçici serotonin geri alım inhibitörü sitalopram) ya da probiyotik Bifidobacterium infantis ile uygulandı. Araç fareleri, zorunlu yüzme testinde daha düşük performans ve artan inflamasyon (pro-inflamatuar sitokin interlökin-6'nın artan periferik konsantrasyonları ile endekslenir), beyinde nörohormon noradrenalin varlığının azalması ve yüksek konsantrasyonlarda amigdala kortikotropin salan faktör haberci ribonükleik asit (mRNA). Karşılaştırıldığında, bu endeksler probiyotikle beslenen sıçanlarda normalleştirildi. Ayrıca, bu sonuçlar sitalopram grubunda gözlemlenenlerle karşılaştırılabilir, bu da bazı probiyotik faydaların antidepresan etkilere benzediğini düşündürür. Bu bulgular, Lactobacillus rhamnosus R0011 ve Lactobacillus helveticus R0052'nin bir karışımının, anneden ayrılmış Sprague-Dawley sıçan yavrularında (n = normalleştirilmiş kortikosteron salgılanmasıyla endekslenen) HPA ekseni aktivitesini aşağı regüle ettiği (n = 7–15/grup).

Klinik olmayan popülasyonlar söz konusu olduğunda, deneyler, bozulmamış psikofizyolojik süreçlere ve mikrobiyomlara sahip kemirgenlerde psikobiyotik takviyesi ile tanımlanır. Örneğin, bir çalışma, doğuştan strese duyarlı ve endişeli, ancak başka türlü sağlıklı olan sağlıklı yetişkin erkek BALB/c farelerde (n = 36) probiyotiklerin etkilerini inceledi [21]. Bir araç uygulanan farelere kıyasla, Lactobacillus rhamnosus JB-1 ile beslenenler daha az depresif ve endişeli davranışlar sergilediler (sırasıyla zorunlu yüzme ve yüksek artı labirent görevlerinde). Bu değişikliklere, strese karşı körelmiş bir kortikosteron tepkisi eşlik etti, bu da probiyotiklerin HPA ekseni aktivitesini aşağı regüle ettiğini düşündürdü. Beyinde, probiyotikler, bölgeye bağlı bir şekilde inhibitör GABA reseptörlerinin ekspresyonunu farklı şekilde değiştirdi. Örneğin, kontrollere kıyasla probiyotik, hipokampus ve amigdalada GABAB1b mRNA'nın ekspresyonunu azalttı, ancak prelimbik ve singulat bölgelerde ekspresyonunu arttırdı. GABA, sinir sistemindeki başlıca inhibitör nörotransmiterdir. Genel olarak, probiyotikler bölgesel uyarma-inhibisyon dengesini düzenleyebilir ve bu değişiklikler anksiyete ve depresyonla ilişkili davranışlarda ve ilişkili sistemik tepkilerde azalma ile bağlantılı olabilir.

Başka bir çalışmada, Mycobacterium vaccae (beş deneyde n = 7-10/grup) ile beslenen sağlıklı yetişkin erkek BALB/c fareleri, bir labirent-öğrenme görevinde azalmış kaygı sergilemiştir [22]. Ayrıca, labirent görevi üzerindeki performans, labirenti daha hızlı ve daha az hatayla tamamlayan probiyotikle beslenen farelerde önemli ölçüde iyileştirildi, faydalar tedaviden 3 hafta sonra değil, 1 haftada devam etti. Bu sonuçlar, psikobiyotik araştırmalarda çok az dikkate alınan bir alan olan etkilerin potansiyel uzun ömürlülüğüne dair ön ama önemli kanıtlar sağlar.

Bir araştırma programı [23] Bifidobacteria infantis'in erkek Sprague-Dawley sıçanları (n = 20) üzerinde zorunlu yüzme testi, stres tepkileri, inflamasyon ve monoaminerjik aktivite üzerindeki etkisini araştırdı. Yüzme testi performansında davranış değişikliği olmazken, plazmada serotonin öncüsü olan triptofanın önemli artışları oldu. Ayrıca beyinde serotonin metaboliti olan 5-hidroksiindolasetik asit konsantrasyonlarında azalma vardı. Bu, azalmış serotonerjik cironun kanıtı olarak alındı. Araçla beslenen sıçanlarla karşılaştırıldığında, probiyotikle beslenen sıçanlardan alınan kan, proinflamatuar sitokinler tümör nekroz faktörü-a, interlökin-6 ve interferon-y'nin azaltılmış konsantrasyonlarını sergiledi. Bu azalmalar, birlikte sönümlü bir pro-inflamatuar yanıtı karakterize eder. Bu yaklaşım, önemli davranış değişikliklerinin yokluğunda fizyolojik değişiklikler kaydedildiği için psikobiyotik araştırmalarda fizyolojik değişkenlerin incelenmesinin önemini vurgulamaktadır.

Anahtar Kelimeler: bağırsak-beyin ekseni, krallıklar arası sinyalizasyon, mikrobiyom, mikrobiyota, prebiyotikler, probiyotikler