Μελέτη συνδέει τα βακτήρια του εντέρου με τη χημεία του εγκεφάλου

Τα βακτήρια που ζουν στο έντερό μας μπορεί να επηρεάζουν άμεσα τη χημεία του εγκεφάλου μας, σύμφωνα με μια πρωτοποριακή νέα μελέτη που δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Molecular Psychiatry.

Η έρευνα, που πραγματοποιήθηκε από επιστήμονες του Πανεπιστημίου του Σάρεϊ και του Πανεπιστημίου του Ροχάμπτον στη Βρετανία, παρέχει για πρώτη φορά σε ανθρώπους στοιχεία ότι οι μεταβολικές λειτουργίες των μικροβίων του εντέρου σχετίζονται με τα επίπεδα δύο βασικών χημικών ουσιών του εγκεφάλου: του GABA και του γλουταμικού.

Τι αποκαλύπτει η μελέτη

Η ερευνητική ομάδα, με επικεφαλής την καθηγήτρια Kathrin Cohen Kadosh και τον Δρ. Nicola Johnstone, μελέτησε 61 υγιείς νεαρές γυναίκες ηλικίας 17 έως 25 ετών. Χρησιμοποιώντας φασματοσκοπία μαγνητικού συντονισμού πρωτονίων (¹H-MRS) —μια μη επεμβατική τεχνική απεικόνισης του εγκεφάλου— οι ερευνητές μέτρησαν τα επίπεδα GABA και γλουταμικού σε τρεις διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου: τον πλαγιοραχιαίο προμετωπιαίο φλοιό (dlPFC), τον πρόσθιο φλοιό του προσαγωγίου (ACC) και την κάτω ινιακή έλικα (IOG).

Παράλληλα, ανέλυσαν δείγματα κοπράνων με μεταγονιδιωματική αλληλούχιση τύπου «shotgun», προκειμένου να χαρτογραφήσουν τη γενετική ικανότητα των εντερικών μικροβίων να πραγματοποιούν μεταβολικές διεργασίες που σχετίζονται με τη σύνθεση και τη διάσπαση του GABA, του γλουταμικού, των λιπαρών οξέων βραχείας αλύσου, της παρακρεσόλης και της ινοσιτόλης.

Το πιο εντυπωσιακό εύρημα ήταν ότι η σχέση μεταξύ μικροβιώματος και χημείας του εγκεφάλου δεν ήταν ίδια σε ολόκληρο τον εγκέφαλο —αντίθετα, διαφορετικές μικροβιακές οδοί συνδέονταν με διαφορετικές περιοχές.

Ειδικότερα:

• Η κάτω ινιακή έλικα, μια περιοχή που συμμετέχει στην επεξεργασία της όρασης, εμφάνισε το ευρύτερο φάσμα συσχετίσεων, περιλαμβάνοντας οδούς διάσπασης του γλουταμικού, μεταβολισμού του GABA, λιπαρών οξέων, ινοσιτόλης και παρακρεσόλης.
• Ο πρόσθιος φλοιός του προσαγωγίου, που συνδέεται με την προσοχή και τη ρύθμιση των συναισθημάτων, σχετιζόταν με μικροβιακές οδούς του γλουταμικού και του προπιονικού οξέος.
• Ο πλαγιοραχιαίος προμετωπιαίος φλοιός, που εμπλέκεται στον γνωστικό έλεγχο, παρουσίασε μια πιο επιλεκτική συσχέτιση που αφορούσε αποκλειστικά μια μικροβιακή οδό παραγωγής GABA.

Οι ερευνητές εντόπισαν επίσης συσχετίσεις μεταξύ συγκεκριμένων μικροβιακών μεταβολικών οδών και της ψυχικής ευεξίας: μια οδός που σχετίζεται με το GABA συνδέθηκε με το γενικευμένο και το κοινωνικό άγχος, οδοί μεταβολισμού της τρυπτοφάνης συνδέθηκαν με καταθλιπτικά συμπτώματα, ενώ μια οδός παραγωγής προπιονικού συνδέθηκε με χειρότερη ποιότητα ύπνου.

Η νέα έρευνα αποτελεί ορόσημο για τρεις βασικούς λόγους:

Επιβεβαιώνει σε ανθρώπους όσα γνωρίζαμε από ζώα: Μέχρι σήμερα, το μεγαλύτερο μέρος των στοιχείων για τη σύνδεση μικροβιώματος και εγκεφάλου προερχόταν από προκλινικές μελέτες σε ζώα.

Αποκαλύπτει εγκεφαλική εξειδίκευση: Δείχνει ότι ο άξονας εντέρου-εγκεφάλου δεν λειτουργεί με τον ίδιο τρόπο σε ολόκληρο τον εγκέφαλο, αλλά διαμορφώνεται διαφορετικά ανά περιοχή.

Παρέχει συγκεκριμένους βιολογικούς στόχους: Όπως σημειώνει η καθηγήτρια Cohen Kadosh, «πλέον διαθέτουμε συγκεκριμένους βιολογικούς στόχους που μπορούμε να διερευνήσουμε».

Οι ερευνητές τονίζουν ότι τα ευρήματα δείχνουν συσχετίσεις και όχι αιτιώδη συνάφεια. Η μελέτη ήταν διατομεακή, πράγμα που σημαίνει ότι δεν μπορεί να προσδιορίσει αν οι διαφορές στο μικροβίωμα επηρεάζουν τη χημεία του εγκεφάλου ή το αντίστροφο.

Όπως εξηγεί η Cohen Kadosh, «δεν πιστεύουμε ότι η εξήγηση είναι τόσο απλή όσο το ότι τα βακτήρια του εντέρου παράγουν έναν νευροδιαβιβαστή, ο οποίος στη συνέχεια μεταφέρεται απευθείας στον εγκέφαλο. Η βιολογία είναι πιθανότατα πολύ πιο ενδιαφέρουσα από αυτό».

Το επόμενο βήμα, όπως επισημαίνει η ερευνητική ομάδα, είναι να εξεταστεί αν η τροποποίηση αυτών των μικροβιακών οδών μπορεί πράγματι να αλλάξει τη χημεία του εγκεφάλου —κάτι που θα απαιτήσει μεγαλύτερες, διαχρονικές μελέτες και μελέτες παρέμβασης.