Povezanost črevesja in možganov

Komunikacijski sistem med črevesjem in možgani imenujemo črevesno-možganska os. Povezana sta na več različnih načinov, tako fizično kot biokemično. Črevesno-možganska os (angl. gut-brain axis) je izraz za komunikacijsko omrežje, ki povezuje naše črevesje in možgane. Ta os vključuje dvosmerno komunikacijo med osrednjim in črevesnim živčnim sistemom ter povezuje čustvene in kognitivne možganske centre s perifernimi funkcijami črevesja. Najnovejše raziskave dokazujejo, kako pomemben vpliv na te interakcije ima črevesna mikrobiota. Kaže, da je interakcija med mikrobioto in črevesno-možgansko osjo dvosmerna, in sicer prek signalizacije iz črevesne mikrobiote v možgane in iz možganov v črevesno mikrobioto prek nevronskih, endokrinih, imunoloških in humoralnih povezav.

To dvosmerno komunikacijsko omrežje vključuje centralno živčevje, možgane in hrbtenjačo, avtonomno živčevje, črevesno živčevje ter os hipotalamus – hipofiza – nadledvična žleza.

Klinični in eksperimentalni dokazi kažejo, da ima črevesna mikrobiota pomemben vpliv na črevesno-možgansko os, saj ni le v lokalni interakciji s črevesnimi celicami in živčnim sistemom črevesja, temveč tudi neposredno s centralnim živčevjem po nevroendokrinih in presnovnih poteh.

Najprepričljivejši dokazi o interakcijah med mikrobioto in možgani so se pojavili pred več kot 20 leti, ko so pri bolnikih z jetrno encefalopatijo po uporabi peroralnih antibiotikov pogosto opazili dramatično izboljšanje. Medtem pa novi podatki potrjujejo vpliv mikrobiote na anksioznost in depresiji podobna vedenja, v zadnjem času pa tudi na disbiozo pri avtizmu. Pri bolnikih z avtizmom se namreč pojavljajo specifične spremembe mikrobiote, ki so skladne z resnostjo bolezni.

Vagusno živčevje in živčni sistem

Nevroni so celice v možganih in centralnem živčevju, ki telesu sporočajo, kako naj se obnaša. V človeških možganih je okoli 86 milijard nevronov.

Zanimivo je, da je v črevesju približno 168 milijonov nevronov, ki so prek živčevja povezani z možgani. Vagusni živec je eden največjih živcev, ki povezuje črevesje in možgane ter pošilja signale v obe smeri.

Nevrotransmiterji

Črevesje in možgani so povezani tudi prek kemikalij, imenovanih nevrotransmiterji. Nevrotransmiterji nastajajo v možganih in črevesju, in sicer za nadzor delovanja živčnega in prebavnega sistema. Eterokromafinske celice tankega črevesa (del črevesja) proizvajajo največjo koncentracijo serotonina. Serotonin je povezan z delovanjem črevesja, slabostjo, apetitom, razpoloženjem, učenjem, spominom in spanjem. Skoraj 90 % serotonina nastane v črevesju.

Mikrobiota proizvaja tudi nevrotransmiter, imenovan gama-aminomaslena kislina (GABA), ki pomaga obvladovati občutke strahu in tesnobe.

Mikrobiota

Trilijoni mikrobov v črevesju proizvajajo tudi druge kemikalije, ki vplivajo na delovanje možganov. Med njimi je veliko kratkoverižnih maščobnih kislin (SCFA), kot so butirati, propionati in acetati. Te na več načinov vplivajo na delovanje možganov, na primer tako, da zmanjšujejo apetit.

Imunski sistem

Črevesno-možganska os je povezana tudi z imunskim sistemom. Črevesje in mikrobiota imata pomembno vlogo v delovanju imunskega sistema in pri vnetjih, saj nadzorujeta, kaj vstopa v telo in kaj se izloča. Če je imunski sistem predolgo »vključen«, lahko to privede do vnetja, povezanega z vrsto motenj, kot sta depresija in Alzheimerjeva bolezen. Lipopolisaharid (LPS) je vnetni toksin, ki ga proizvajajo nekatere bakterije. Če ga prevelika količina preide iz črevesja v kri, lahko povzroči vnetje. To se zgodi, kadar črevesna pregrada postane prepustna in bakterijam in LPS-ju omogoči, da preidejo v kri. Vnetje in visoka raven LPS-ja v krvi sta povezana s številnimi motnjami, vključno s težko depresijo, demenco in shizofrenijo.

Probiotiki, prebiotiki in črevesno-možganska os

Mikrobiota vpliva na zdravje možganov, zato ima lahko sprememba njene sestave pozitiven učinek. Za probiotike, ki vplivajo na možgane, se pogosto uporablja izraz psihobiotiki. Nekateri probiotiki dokazano blažijo simptome stresa, tesnobe in depresije.

Tudi prebiotiki – navadno vlaknine, ki jih fermentirajo črevesne bakterije – lahko pozitivno vplivajo na zdravje možganov.

Živila, ki ugodno vplivajo na črevesno-možgansko os:

• Polinenasičene omega-3-maščobne kisline: najdemo jih v mastnih ribah in v velikih količinah tudi v človeških možganih. Študije na ljudeh in živalih kažejo, da lahko omega-3 maščobne kisline pozitivno vplivajo na ravnovesje mikrobiote in zmanjšajo tveganje za nastanek možganskih motenj.

• Fermentirana živila

• Živila, bogata z vlakninami: polnozrnata žita, oreški, semena, sadje in zelenjava vsebujejo prebiotične vlaknine, ki so hrana za probiotike. Pri ljudeh lahko prebiotiki zmanjšajo raven stresnih hormonov.

• Živila, bogata s polifenoli: kakav, zeleni čaj, oljčno olje in kava vsebujejo polifenole, rastlinske kemikalije, ki jih prebavlja mikrobiota. Polifenoli imajo pozitiven učinek na ravnovesje mikrobiote.

• Živila, bogata s triptofanom: triptofan je aminokislina, ki se pretvori v nevrotransmiter serotonin. Živila, bogata s triptofanom, so puranje meso, jajca in sir.

Črevesno-možganska os se nanaša na fizične in kemične povezave med črevesjem in možgani. Črevesje in možgane povezuje na milijone živcev in nevronov. Nevrotransmiterji in druge kemične snovi, ki nastajajo v črevesju, vplivajo tudi na možgane. Obstajajo trdni dokazi, da ima črevesna mikrobiota pomembno vlogo pri dvosmernih interakcijah med črevesjem in živčevjem. V interakciji s centralnim živčevjem uravnava možgansko kemijo in vpliva na nevroendokrini sistem, povezan s stresnim odzivom, anksioznostjo in delovanjem spomina.

Viri:

• Carabotti M, Scirocco A, Maselli MA, Severi C. The gut-brain axis: interactions between enteric microbiota, central and enteric nervous systems. Ann Gastroenterol. 2015 Apr-Jun;28(2):203-209. PMID: 25830558; PMCID: PMC4367209.
• Michel K, Kuch B, Dengler S, Demir IE, Zeller F, Schemann M. How big is the little brain in the gut? Neuronal numbers in the enteric nervous system of mice, Guinea pig, and human. Neurogastroenterol Motil. 2022 Dec;34(12):e14440. doi: 10.1111/nmo.14440. Epub 2022 Aug 5. PMID: 35929768.
• Bonaz B, Bazin T, Pellissier S. The Vagus Nerve at the Interface of the Microbiota-Gut-Brain Axis. Front Neurosci. 2018 Feb 7;12:49. doi: 10.3389/fnins.2018.00049. PMID: 29467611; PMCID: PMC5808284.
• Bakshi A, Tadi P. Biochemistry, Serotonin. [Updated 2022 Oct 5]. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; 2025 Jan-. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK560856/
• Indu Arora, Pankaj Mal, Poonam Arora, Anushka Paul, Manish Kumar. GABAergic implications in anxiety and related disorders. Biochemical and Biophysical Research Communications. Volume 724. 2024,150218,ISSN 0006-291X,https://doi.org/10.1016/j.bbrc.2024.150218.
• How Short-Chain Fatty Acids Affect Health and Weight
• Min’an Zhao, Jiayi Chu, Shiyao Feng, Chuanhao Guo, Baigong Xue, Kan He, Lisha Li. Immunological mechanisms of inflammatory diseases caused by gut microbiota dysbiosis: A review. Biomedicine & Pharmacotherapy. Volume 164. 2023. 114985. ISSN 0753-3322, https://doi.org/10.1016/j.biopha.2023.114985.
• Newcombe EA, Camats-Perna J, Silva ML, Valmas N, Huat TJ, Medeiros R. Inflammation: the link between comorbidities, genetics, and Alzheimer’s disease. J Neuroinflammation. 2018 Sep 24;15(1):276. doi: 10.1186/s12974-018-1313-3. PMID: 30249283; PMCID: PMC6154824.
• Is Leaky Gut Syndrome a Real Condition? An Unbiased Look
• Kalyan M, Tousif AH, Sonali S, Vichitra C, Sunanda T, Praveenraj SS, Ray B, Gorantla VR, Rungratanawanich W, Mahalakshmi AM, Qoronfleh MW, Monaghan TM, Song BJ, Essa MM, Chidambaram SB. Role of Endogenous Lipopolysaccharides in Neurological Disorders. Cells. 2022 Dec 14;11(24):4038. doi: 10.3390/cells11244038. PMID: 36552802; PMCID: PMC9777235.
• Del Toro-Barbosa M, Hurtado-Romero A, Garcia-Amezquita LE, García-Cayuela T. Psychobiotics: Mechanisms of Action, Evaluation Methods and Effectiveness in Applications with Food Products. Nutrients. 2020 Dec 19;12(12):3896. doi: 10.3390/nu12123896. PMID: 33352789; PMCID: PMC7767237.
• Yongde Yang† , Bi Zhou† , Sheng Zhang, Liang Si, Xiaobo Liu* and Fu Li. Prebiotics for depression: how does the gut microbiota play a role? Front. Nutr. , 06 July 2023. Volume 10 – 2023 https://doi.org/10.3389/fnut.2023.1206468
• 17 Science-Based Benefits of Omega-3 Fatty Acids
• Bistas KG, Tabet JP. The Benefits of Prebiotics and Probiotics on Mental Health. Cureus. 2023 Aug 9;15(8):e43217. doi: 10.7759/cureus.43217. PMID: 37692658; PMCID: PMC10490379.
• Guiling Ma, Yanting Chen. Polyphenol supplementation benefits human health via gut microbiota: A systematic review via meta-analysis. Journal of Functional Foods. Volume 66. 2020. 103829. ISSN 1756-4646. https://doi.org/10.1016/j.jff.2020.103829
• What Is Tryptophan? Uses, Benefits, and Foods