Tavaly májusban alkalmam volt előadást kínálni a Deusto Egyetemen, az Evolúció és Idegtudomány Konferencia keretében. A konferencia a bél-agy tengellyel foglalkozott egy ketogén étrenddel és annak neurológiai vonatkozásaival.

tengely

A mikrobiom kifejezést számos alkalommal tulajdonították Joshua Lederberg mikrobiológusnak, a Nobel-díjas 2001-ben. De az 1960-as években már szó esett a mikrobiotáról, amikor a csíra- és kórokozó nélküli állatmodelleket beépítették a gyakorlatba közös laboratórium (1).

1988-ban a mikrobiomot pontosan meghatározták: „Jellemző mikrobaközösség, amely meglehetősen jól körülhatárolt élőhelyet foglal el és külön fiziko-kémiai tulajdonságokkal rendelkezik” (2)

1986-ban Linda R. Hegstrand és kollégája, Roberta Jean Hine úttörő tanulmányt (3) tett közzé, amelyben a hipotalamusz hisztaminszintjeiben jelentős különbségeket figyeltek meg a csíra mentes és a hagyományosan nevelt állatok között. Egyszerűen fogalmazva, megmutatták, hogy a mikrobák befolyásolják az agy kémiai tulajdonságait.

Meggyőző érvek szólnak arról, hogy a baktériumok körülbelül 3,5 milliárd éve léteznek.

Ez a hosszú történelem ökológiai kölcsönhatásokat eredményezett a sokfélék és rugalmas mikrobák között, gyors generációval és nagy populációnagysággal, a horizontális géntranszferre való hajlam mellett. A mikrobák - különösen a genomi megközelítések - azonosításának és jellemzésének gyors megjelenése és gyors fejlődése miatt az elmúlt két évtizedben megtudtuk, hogy a Hydrától az emberig minden állat stabil kapcsolatban áll a baktériumokkal.

Az eukarióta evolúció valószínűleg soha nem látott mikrobák nélküli időszakot. A megbecsülés növekszik azzal, hogy az állatok baktériumvilágban élnek (4), és az állat már nem tekinthető elkülönülve azoktól a mikrobáktól, amelyek megéléséhez, szaporodásához és fejlődéséhez szükségesek. túlóra. Következésképpen a szimbiózis mint az eukarióta fitnesz és evolúció egyik fő alkotóeleme.

Az állatokat nem lehet külön tekinteni, hanem csak állatok és szimbiontok társulásaként (5).

Funkcionális vizsgálatok kimutatták, hogy a mikroorganizmusok fontos szerepet játszanak az állati gazdaszervezet fejlődésében, a fiziológiai funkciókban és az adaptációban. Példaként említhetjük, hogy emberekben és egerekben a bél mikrobiota befolyásolja a zsír felszívódását, ami súlygyarapodáshoz vagy -vesztéshez vezet, a gazdaszervezet baktérium-összetételétől függően (6).

Az emlősök bélje egy komplex ökoszisztémát képvisel, amely rendkívül sok rezidens kommenzális baktériumból áll, amelyek léteznek homeosztázis a gazda immunrendszerével. A leglátványosabb ebben a kapcsolatban az a koncepció lehet, amelyet a gazdaszervezet nemcsak tolerál, hanem úgy alakult, hogy az immunfunkció és a fejlődés különféle aspektusai szempontjából hasznos mikroorganizmusok általi kolonizációt igényel, amelyet kommenszálnak neveznek. A mikrobiota olyan kritikus jeleket szolgáltat, amelyek elősegítik az immunsejtek és -szövetek érését, amelyek védelemhez vezetnek a kórokozók által okozott fertőzésekkel szemben (7).

Az emberi belekben, különösen a vastagbélben, körülbelül ezer baktériumfaj található, amelyek együttesen körülbelül 10 14 mikroorganizmus csillagászati ​​számát képviselik (8).

A mikrobiomot főként két bakteriális filotípus határozza meg: Bacteroidetes és Firmicutes, a Proteobacteria, Actinomyces, Fusobacterium és Verrucomicrobia mennyisége viszonylag kicsi.

A kommensális bélbaktériumok gyakran érintkezésbe kerülnek a gazdaszervezet veleszületett immunrendszerével, és átjuthatnak az epitheliális gáton, amikor a dendritikus sejtek luminális tartalmát veszik.

A mikrobiotában bekövetkező változások különböző környezeti tényezőknek, köztük étrendnek, méreganyagoknak, gyógyszereknek és kórokozóknak való kitettség következményei lehetnek. Ezek közül az enterális kórokozók képesek a legnagyobb mértékben mikrobiális diszbiózist okozni, ahol az étkezés útján elterjedt vírusos kórokozók helyi és szisztémás gyulladást válthatnak ki, megváltoztatva a mikrobiota összetételét és a gátló funkciót, mint mechanizmust az autoimmunitás kialakulásához, amint azt az 1-es típusú cukorbetegség és Az inzulintermelő hasnyálmirigy β sejtek T-sejtek által közvetített pusztulása (9,10).

Amikor a mikrobiota megváltozik, dysbiosisról beszélünk. Többféle módon lehet befolyásolni a mikrobiális közösség szerkezetét. Ez magában foglalja a gazda genetikáját, az étrendet, a fertőzést vagy az orvosi beavatkozásokat (például antibiotikumokat). Az antibiotikumok megváltoztatják a mikrobiota szerkezetét, és ezt követően az immunrendszerünk és a mi általunk befogadott szimbiontok közötti együtt evolúciós kapcsolatot. Fontos, hogy sok antibiotikumnak hosszan tartó hatása van a mikrobiára, ami egyes szervezetek tartós elvesztéséhez vezet, míg mások növekednek és fennmaradnak.

A legújabb kutatások megkezdték a dysbiosis és a betegség progressziója közötti okozati összefüggések azonosítását (11).

Mint láthatjuk, ez egy nagyon kiterjedt lista. Ebben a cikkben azonban a neurológiai állapotokra fogok összpontosítani.

Bél-agy tengely

Az 1908-as fiziológiai és orvosi Nobel-díjas Metchnikoff azzal érvelt, hogy a vastagbél tartalma, különösen annak mikrobiális lakói hozzájárulhatnak a fáradtsághoz, a melankóliához és a neurózisokhoz. Az autointoxikáció, a bél stasis és a bél toxémia kifejezéseket felcserélhető módon gyakran használták annak a folyamatnak a leírására, amelynek során a bélből származó toxinok befolyásolhatják a szisztémás egészséget. Míg egyes hatóságok olyan drasztikus intézkedéseket szorgalmaztak, mint például a kezelés, például a vastagbél egyes részeinek műtéti eltávolítása, mások inkább nem okozták először a kárt, például Metchnikoff, aki a bél mikrobiotájának manipulálását javasolta a tejsavat termelő specifikus fajok orális fogyasztásával. baktériumok (12).

Újra meglátogatta az autointoxikációt
„Az ember étrend-kontrollja könnyen elérhető, de a bélbaktériumi flóráján való elsajátítás nem ... az autointoxikáció számtalan példája, amelyet az ember a napi életjárása során lát, bizonyítja ezt. Ezek az esetek mutatják be: rossz közérzet, ambíciók teljes hiánya, az élet minden erőfeszítése megterhelő, mentális depresszió, gyakran melankóliával határos, gyakori hasi fájdalom, határozatlan, puffadás, hirtelen fellépő akut hasmenés rohama váltakozva székrekedés periódusai ... Valódi csatát kell vívni, és amikor ez az első nagy küzdelem a Bacillus bulgaricus győzelmével zárul, örökké őrködnie kell a csatatéren ... ”

Bond Stow, MD, az autointoxikációról és a Lactobacillus bulgaricusról - Medical Record Journal of Medicine and Surgery, 1914

Az 1860-as években Hermann Senator német orvos felvetette, hogy a szisztémás betegségek, beleértve a mentális egészségi rendellenességeket, az "autoinfektív" bélfolyamatokban gyökerezhetnek.

A növekvő bizonyítékok a bél mikrobiomját a központi idegrendszer fejlődésével és érésével hozzák összefüggésbe, amelyeket a mikrobiota szabályoz, potenciálisan stresszválaszok, neurotranszmitterek, neuroimmun és endokrin útvonalak révén.

A központi idegrendszer mikrobióm általi felfelé irányuló modulációja elsősorban neuroimmun és neuroendokrin mechanizmusok révén történik, gyakran a vagus ideggel is. Ezt a kommunikációt számos mikrobából származó molekula közvetíti, beleértve: rövid láncú zsírsavakat (SCFA), szekunder epesavakat (ACB) és triptofán metabolitokat. Ezek a molekulák elsősorban az enteroendokrin sejtekkel (EEC), az enterochromaffin sejtekkel (ECC) és a nyálkahártya immunrendszerével folytatott interakció révén terjesztik a jeleket, de egyesek átlépik a bélgátat, belépnek a szisztémás keringésbe és átjuthatnak a vér-agy gáton.

Krónikus stressz hosszú távú hatással lehet a bél mikrobiota összetételére (13).

Hogyan lehetséges?

A mellékvese tengely szabályozza a kortizol szekrécióját, és a kortizol hatással lehet az immunsejtekre (beleértve a
citokin szekréció) mind lokálisan a bélben, mind szisztémásan. A kortizol is megváltoztathatja a
a bél permeabilitása és a gát funkciója, a bél mikrobiota összetételének megváltoztatása mellett. Mind a vagus ideg, mind a triptofán szisztémás szintjének modulációja erősen részt vesz a bél mikrobiota hatásának az agyba történő továbbításában.

Az a mód, ahogyan az emésztőrendszer és más szervek váladékát erős érzelmek befolyásolják, egy másik kiváló példa a szenzum ezen szervekre gyakorolt ​​közvetlen hatására, tekintet nélkül akaratra vagy bármilyen kapcsolódó szokásra.

Charles Darwin. Az érzelmek kifejezése az emberben és az állatokban (1872)

Látjuk, hogyan befolyásolják a mikrobiota összetételét és viselkedését különféle tényezők.

A finomítatlan élelmiszerekből és a „mikrobiotához hozzáférhető szénhidrátok” (MAC) magas beviteléből származó étrendi szokások kimutatták, hogy támogatják a rövid láncú zsírsavakat (SCFA) termelő speciális mikrobák szaporodását: az emberi kolonociták kiemelkedő energiaforrása és a legfontosabb jelátvitel molekulák a bél mikrobiota és a gazda között. tizenöt

A nyugati étrend tipikus mintázata, amely sok egészségtelen zsír-, cukor- és rosttartalmú, csökkenti a rövid láncú savak (SCFA) termelését, amelyek a gyomor-bélrendszer mikrobiotájának anyagcseréjét a káros metabolitok termelésére helyezik, elősegítve a krónikus gyulladás.

Az SCFA-k hozzájárulnak a szisztémás immunfunkció szabályozásához, a megfelelő közvetlen immunválaszhoz a kórokozóval szemben, és befolyásolják a gyulladás feloldódását. 16.

A specifikus baktériumok képesek sok neuroendokrin hormon és neuroaktív vegyület előállítására, amelyek részt vesznek a neurotranszmisszió kulcsfontosságú aspektusaiban, ezért a mikrobiális endokrinológia összekapcsolja a mikrobiológia tudományát a neurobiológiával. Valójában a y-aminovajsavat (GABA), az emlős központi idegrendszerének fő gátló neurotranszmitterét (17) kimutatták, hogy Lactobacilli és Bifidobacteria törzsek termelik, pontosabban Lactobacillus brevis, Bifidobacterium dentium, Bifidobacterium adolescentis és Bifidobacterium infantis. 18.

A bél-agy tengely fontos közvetítője szerotonin (5-hidroxi-triptamin-5-HT), amelyet a gyomor-bél traktus enterokromaffin sejtjei termelnek. Ez a triptofán aminosav metabolitja, és kulcsfontosságú szerepet játszik a különféle funkciók, például a hangulat szabályozásában.

A szerotonin 95% -a az enterochromaffin sejtekben és az enterális neuronokban tárolódik, míg a központi idegrendszerben csak 5%.

A bél perifériás szerotonin azonban nem tudja megkerülni a vér-agy gátat; Ez a szerotonin hat a lumenre, a nyálkahártyára, a keringő vérlemezkékre, és nagy szerepet játszik a bél perisztaltikájában és a bél gyulladáscsökkentőjében.

Hogyan működik a ketogén étrend a tengelyen?

A táplálkozási ketózis, mint az étrend terápiájának eszköze, éhomi utánzóként jelent meg. Hippokratész részletesen bemutatott egy esetet, amelyben az epilepsziás betegek kezelése teljes éhgyomri rendszert tartalmazott. Dr. Arnold de Villanova a 13. században kijelentette, hogy "az étrend az epilepszia gyógymódja". Charles Radcliffe (1866) olajban és zsírban gazdag étrendet ajánlott.

A ketonok az agy energiaigényének akár 70% -át is képesek biztosítani, hatékonyabban, mint a glükóz. A zsíranyagcsere melléktermékei, és a máj mitokondriumában termelődnek. A ketonszintézis előfutára az acetil-koenzim A (acetil-CoA), amely a májban lévő szabad zsírsavak β-oxidációjával jön létre. Átjutnak a keringésbe, és az extrahepatikus szövetek felszívják őket.

A ketózis optimális szinten tartja a glutamátot. A glutamát a központi idegrendszer (CNS) gerjesztő neurotranszmittere. Olyan funkciókkal áll kapcsolatban, mint az érzékszervi, motoros, kognitív, érzelmi, neuroplaszticitási és tanulási információk, krónikusan megemelkedett gyulladásos, hiperstimuláló agysejteket és csökkenti a GABA-t. A keton test acetoacetát véd a glutamát toxicitástól és csökkenti a glutamát által kiváltott sejthalál markereit.

BDFN: agyi eredetű neurotróf faktor, egy olyan fehérje, amely szabályozza az agyban a neuronális kapcsolatok növekedését. Az alacsony szint Alzheimer-kórhoz, depresszióhoz, skizofréniához és Huntington-kórhoz kapcsolódik. A ketogén étrend az idegi kapcsolatok - neuroplaszticitás - folyamatos növekedésének és fejlődésének támogatásával szabályozza a BDNF csökkenő neurodegenerációt. 19.

A szénhidrátok korlátozásával vagy az éhgyomorra meg lehet szabadulni a bél bizonyos baktériumaitól, miközben másokat gazdagítunk. Két baktériumfaj, az Akkermansia és a Parabacteriodes jelentősen megnőtt a ketogén étrendben. Az akkermansia jótékony mikrobák, amelyek pozitívan befolyásolják a glükóz anyagcserét, a lipid anyagcserét és a bél immunitását. A parabacteroidoknak gyulladáscsökkentő hatása lehet.

Ezek a baktériumok a bél mikrobiomjában csökkent γ-glutamil-transzpeptidáz termeléshez vezetnek, az enzim katalizálja a y-glutamil funkcionális csoportjainak átadását olyan molekulákból, mint a glutation, egy olyan akceptorba, amely aminosavat képezhet glutamátként. húsz

Feltételezzük, hogy a γ-glutamilezett ketogén aminosavak transzport tulajdonságokkal rendelkeznek a vér-agy gáton, eltérően a nem γ-glutamilezett formáktól: ez a tulajdonság részt vesz a glutamát és a GABA bioszintézisében. huszonegy

Egy tanulmányban kiderült, hogy az epilepsziában szenvedő betegeknél a ketogén étrend megkezdése előtt a bél mikrobiotája egyensúlyban van. Nagyobb mennyiségű kórokozó proteobaktérium (Escherichia, Salmonella és Vibrio), amelyek csökkentették az étrendet. 22.

A beteg agy inzulinrezisztenciájának kulcsa?

Ez egy teljesen reverzibilis állapot, amelyben a test sejtjei érzéketlenné válnak az inzulin szignálra, amelynek célja a glükóz (cukor) kivonása a vérből és a sejtekbe (energia) bejuttatása. Inzulinreceptorok vannak a tanulásban és a tanulásban részt vevő régiókban. memória, például a hippocampus és az agykéreg.

Az inzulin közvetlenül befolyásolhatja a központi idegrendszer perifériás szöveteit és régióit, vagy az inzulinreceptorokon keresztül léphet át a vér-agy gáton. A következő tanulmány a II. Típusú cukorbetegség és az Alzheimer-kór növekedésének összefüggését vizsgálja.

Amint azt egy korábbi cikkemben kifejtettem, az inzulin kettős hatást fejt ki az agyban: egyrészt serkenti az Aβ neuron felszabadulását, másrészt részt vesz az Aβ extraneuronális felhalmozódásában azáltal, hogy versenyben áll az inzulin. Ennek következtében megnövekszik az agy Aβ-értéke. Az inzulinhiány és az inzulinrezisztencia oxidatív stresszhez, fehérje hibás hajtogatáshoz és ideggyulladáshoz vezet.

Az inzulin módosíthatja az acetilkolin és a noradrenalin neurotranszmitterek aktivitását is, amelyekről ismert, hogy szerepet játszanak a megismerésben.

Bár a klinikai vizsgálatok bizonyítékai félénkek, a ketogén étrend iránti érdeklődés mind kezelésként, mind annak szezonális alkalmazása iránt egyre inkább pozitív eredményekről számol be. Továbbra is tisztázni kell, hogy minden kezelés egyedi, mikrobiómánk is így van, és ez a cikk nem a diéta egyetemességét színleli, hanem sokkal inkább azok véleményét, akik elfogultság, félelem vagy kevésbé nemes érdekek miatt minősítik a ketózist életre szóló veszélyt jelent. Ez hamis és káros. Evolúciónk bizonyítja. Szezonalitásunk is.

Minden terapeutának maximálisan meg kell adnia azt az értéket, amely a beteg javát szolgálja. Az egónak nincs helye, és nem is lesz azok számára, akik a másik javát keresik.