بررسی آثار پروبیوتیک‌ها بر عملکرد مغز و اختلالات مرتبط با آن

خلاصه

پروبیوتیک‌ها، میکروارگانیسم‌هایی هستند که در صورت مصرف صحیح و به اندازه کافی، فوایدی برای سلامتی به همراه دارند.
محققان پیشنهاد کرده‌اند که میکروب‌های روده بر روی طیف گسترده‌ای از اختلالات روانپزشکی مؤثر هستند و این امر، می‌تواند یک هدف درمانی بالقوه به شمار آید.
بین روده و مغز، یک مسیر ارتباطی به نام “محور میکروبیوتا روده و مغز” شناخته شده که به صورت دو جهته عمل می‌نماید و اثر پروبیوتیک‌ها بر تقویت باکتری‌های مفید روده و بهبود خلق و خو را می‌توان از طریق این محور توصیف کرد. ارتباطات میان روده و مغز، عمدتاً پیچیده است و برای حفظ روده، مغز و تعدیل عملکردهای ایمنی میزبان ضروری گزارش شده است.
در دهه‌های اخیر، اختلالات عصبی در افراد جهان رو به افزایش گذاشته است؛ اختلالاتی همچون بیماری پارکینسون (PD)، آلزایمر (AD) و اضطراب و افسردگی در افراد مسن به صورت شایع وجود دارد؛ از سویی اختلال اوتیسم (ASD) بدون در نظر گرفتن سن، عاملی شایع در بین جوامع است. پروبیوتیک‌ها را می‌توان به عنوان درمانی کمکی برای بیماری‌های متابولیک و روانپزشکی معرفی کرد.
به طو عمده، سویه‌هایی همچون لاکتوباسیلوس و بیفیدوباکتریوم، پروبیوتیک‌هایی قوی و مؤثر هستند که حفظ فعل و انفعالات میان روده و مغز را یاری کرده و بهبود می‌بخشند.
در حیوانات، پروبیوتیک‌ها تغییرات ایجاد شده در میکروبیوم روده را در علائمی همچون افسردگی، شناخت و پاسخ استرس هورمونی بروز می‌دهند. با این حال، شواهد چندانی مبنی‌بر پیوند میان مغز و روده در احساسات و شناخت وجود ندارد. پروبیوتیک‌ها احتمالاً قادر به بهبود افسردگی هستند، اما شواهدی مبنی‌بر رفع اسکیزوفرنی وجود ندارد. همچنین، در رابطه با اثرات یک پروبیوتیک چند گونه‌ای بر بهبود علائم اضطراب، شواهد اندکی یافت شده است.

مقدمه

پروبیوتیک‌ها، ارگانیسم‌های زنده‌ای هستند که اگر به میزان کافی تجویز شده و مورد استفاده قرار گیرند، مزایایی برای میزبان به همراه خواهند داشت. به دلیل مزایای سلامتی پروبیوتیک‌ها، استفاده از این محصولات در سطح جهان در حال افزایش است.
پروبیوتیک‌ها، به عنوان عوامل درمانی کمک‌کننده برای عفونت‌های حاد و مزمن گوناگونی مثل سرطان، بیماری‌های التهابی و اختلالات شناختی و روانی شناخته شده و مورد تأیید قرار گرفته‌اند.
پروبیوتیک‌ها قادر هستند که هم در داخل و هم در خارج از سیستم گوارش فعالیت نمایند. آن‌ها درون دستگاه گوارش، بطور مستقیم و یا توسط آنزیم‌هایی که ترشح می‌کنند، با لایه مخاطی روده و لایه اپیتلیال با میکروب‌ها و میکروارگانیسم‌های روده در تعامل هستند که این امر، به نغییر عملکردهای سد و سیستم ایمنی مخاطی منجر می‌گردد.
در خارج از دستگاه گوارش، پروبیوتیک‌ها با اندام‌هایی مثل کبد و مغز تعامل داشته و شبکه پیچیده‌ای را با مغز به نام CNS و با کبد، تحت عنوان ENS تشکیل داده‌اند؛ این شبکه‌ها از طریق انتقال‌دهنده‌های عصبی فعالیت می‌کنند. هر گونه تغییر در سطوح انتقال‌دهنده‌های عصبی، عملکرد CNS را به کمک سیگنال‌های عصبی تحت‌تأثیر قرار خواهد داد.
در ابتدا، پروبیوتیک‌هایی را که باعث تغییرات خلقی، اضطراب و عملکرد شناختی می‌شدند، “سایکوبیوتیک” (Psychobiotic) می‌نامیدند. اکنون از اصطلاح “روان‌بیوتیک” استفاده می‌شود که تمام مداخلات هدف‌دار میکروبی مانند پروبیوتیک‌ها و پری‌بیوتیک‌ها را دربر‌می‌گیرد و روابط باکتری و مغز را تحت الشعاع قرار می‌دهد. در واقع، روان‌بیوتیک‌ها، سیستم عصبی مرکزی (CNS) را از طریق محور روده مغز و با حمایت از مسیرهای ایمنی، عصبی و متابولیک را تحت تأثیر قرار می‌دهند. جنس‌های باکتریایی همچون لاکتوباسیلوس (Lactobacillus) ، اشریشیا (E.coli) ، استرپتوکوک (Streptococcus) ، انتروکوک (Enterococcus) و بیفیدوباکتریوم (Bifidobacterium) گونه‌های روان‌بیوتیک یا سایکوبیوتیک به شمار می‌آیند که با تولید مواد شیمیایی عصبی، بر محور دو طرفه روده_مغز اثر می‌گذارند؛ به این صورت که از طریق سنتز، توزیع و تنظیم انتقال‌دهنده‌های عصبی همچون “گاما آمینو بوتیریک اسید” (GABA) ، سروتونین (Serotonin) و فاکتور نروتروفیک مانند (5_HT) در اجرا و تنظیم فرآیندهای عصبی، یادگیری، بهبود حافظه، خلق و خو و دیگر عملکردهای شناختی نقش دارند.
سایکوبیوتیک‌ها برخلاف پروبیوتیک‌های معمولی، قادر هستند تولید انتقال‌دهنده‌های عصبی گوناگونی مثل سیتوکین‌های ضد التهابی و هورمون‌های غدد درون‌ریز معده را سنتز و یا تحریک نمایند.
روان‌بیوتیک‌ها به درمان اختلالات عصبی و رشد عصبی در بیماران مبتلا به پارکینسون، اوتیسم و آلزایمر کمک می‌کنند و این حمایت با بهبود عملکردهای شناختی و حرکتی در این افراد حاصل می‌شود؛ همچنین برای بهبود اختلالاتی نظیر اسکیزوفرنی، سندرم تورت، اختلال نقص توجه، بیش‌فعالی و استرس ، افسردگی و اضطراب نیز مؤثر به شمار می‌روند.
پروبیوتیک‌ها باکتری‌های زنده با خواص بهبود بخشی سلامت هستند که در واحد کلونی تشکیل می‌گردند. اغلب مطالعات به سراغ پروبیوتیک‌هایی از گونه‌های لاکتوباسیلوس و بیفیدوباکتریا می‌روند؛ البته سویه‌هایی از مخمرها همچون ساکارومایسز بولاری نیز مورد استفاده قرار می‌گیرند. بیفیدیوباکتر با استفاده از مسیرهای واگ سیگنال‌هایی را به سوی مغز می‌فرستند که البته با قطع شدن عصب واگ میزان اثرگذاری برخی پروبیوتیک‌ها بر رفتار و مغز بسیار کاهش یافته و یا به طور کلی بی‌اثر می‌گردند.
این‌چنین تصور می‌شود که پروبیوتیک‌ها به‌وسیله سرکوب پاتوژن‌ها و تعاملی که با میکروبیوتای میزبان برقرار می‌کنند، به ایجاد یک محیط متعادل‌کننده در روده کمک می‌نمایند. برخی از گونه‌های باکتریایی به این دلیل که در میزبان به‌وفور یافت می‌گردند، خاصیت بیماری‌زایی ندارند؛ اما اگر این باکتری‌ها به یک گونه غالب در محیط روده تبدیل گردند، قادر به بیماری‌زایی خواهند بود؛ با این حساب، یک محیط متنوع اهمیت بسیار بالایی از نظر سطح سلامت دارد و گمان می‌رود که پروبیوتیک‌ها به حفظ این تنوع کمک می‌کنند. به‌علاوه، پروبیوتیک‌ها می‌توانند سیستم ایمنی و متابولیسم و عملکرد هورمون‌ها را در راستای کارایی بهتر تحت‌تأثیر قرار دهند.

میکروبیوتای روده، مجموعه‌ای پیچیده است که باکتری‌ها، ویروس‌ها، تک‌سلولی‌ها و قارچ‌های ساکن دستگاه گوارش را شامل می‌گردد؛ در واقع، این مجموعه، به کل میکروارگانیسم‌های زنده‌ای اتلاق می‌گردد که دستگاه گوارش میزبان را تحت استعمار خود در می‌آورند. لازم به ذکر است که تعداد باکتری‌های بدن انسان کمی بیشتر از تعداد سلول‌های او هستند؛ بنابراین، باکتری‌ها طیف وسیعی از فرآیندهای فیزیولوژیکی بدن را تحت تأثیر قرار می‌دهند؛ همانطور که تحقیقات نشان داده، اندامک‌های سلولی همچون میتوکندری‌ها که به عنوان نیروگاه‌های تولید کننده آدنوزین‌تری‌فسفات (ATP) از آن‌ها یاد می‌شود نیز، منشأ باکتریایی دارند و با پروتئوباکتری‌ها مرتبط هستند.
از عوامل اصلی تعیین‌کننده ترکیب میکروبیوتای روده، پری‌بیوتیک‌ها و رژیم غذایی است. به کار گیری رژیم‌های غذایی با منبع حیوانی و گیاهی، در عرض چند روز، تغییرات به‌سزایی را در میکروبیوتای روده به دنبال خواهد داشت. برخی از رژیم‌های غذایی سبک، مانند رژیم مدیترانه‌ای، به دلیل استفاده از غذاهای گیاهی از فیبر بالایی برخوردار هسند که سبب رشد باکتری‌های مفید در روده می‌شوند.
یک سیستم ارتباطی پیچیده میان میکروارگانیسم‌های ساکن در روده و سیستم‌های عصبی محیطی و مرکزی وجود دارد که آن را محور میکروبیوتا روده_مغز می‌نامیم که بطور دائم به انتقال و تفسیر اطلاعات می‌پردازد. مکانیسم‌های دقیق این ارتباط هنوز در حال بررسی است و مسیرهای عصبی (عصب واگ ، سیستم عصبی روده و محور کورتیزول، غدد درون‌ریز، هیپوتالاموس_هیپوفیز_آدرنال) را در بر می‌گیرد. قابل توجه است که این مسیرها طی اختلالات روانپزشکی دستخوش تغییراتی می‌گردند.
رابطه میان روده و مغز، برای اولین‌بار توسط فیزیک‌دانی آمریکایی به نام گرشون در قرن نوزدهم شناسایی شد. دستگاه گوارش، ترشحات غدد درون‌ریز و برون‌ریز، تحرک و سیرکولاسیون را تنظیم می‌نماید و به دلیل کنترل پاسخ‌های ایمنی و فرآیندهای التهابی به عنوان “مغز دوم” شناخته شده است.
در دهه‌های اخیر، طیف گسترده‌ای از مطالعات انجام‌شده بر روی حیوانات، به نقش پروبیوتیک‌ها در تنظیم خلق و خو و شناخت و پاسخ استرس اشاره داشته که این نقش، از طریق پیوند دو طرفه‌‌ای که میان مغز و میکروبیوم روده شناسایی شده یا همان محور میکروبیوتا روده_مغز به اثبات رسیده است. برای مثال، با استفاده از پروبیوتیک‌ها، می‌توانیم رفتار اضطراب‌مانند و فاکتور نوروتروفیک مشتق‌شده از مغز (BDNF) در هیپوکامپ (از بخش‌های مهم مغز پستانداران) موش‌های مبتلا به کولیت عفونی را کاهش دهیم. به علاوه، پروبیوتیک‌ها قادر هستند تا پاسخ‌های ایمنی و غلظت نورآدرنالین را در ساقه مغز موش‌ها پس از جدایی از مادر به حالت و شرایط عادی بازگردانند.
همانطور که اشاره شد، محور میکروبیوتا مغز_روده، به طور پیوسته اجزای میکروبی روده را از طریق طیف گسترده‌ای از مسیرها، از جمله تنظیم‌کننده‌های سیستم ایمنی، متابولیسم‌های انتقال‌دهنده‌های عصبی و عصب آوران واگ و SCFAs (اسیدهای چرب دارای زنجیره کوتاه) به مغز مرتبط می‌سازد. همچنین، محور هیپوتالاموس_هیپوفیز_آدرنال نیز تحت تأثیر این محور، پاسخ‌های مرتبط با استرس را تعیین می‌نماید و پاسخ‌های استرس مربوط به کورتیزول می‌تواند توسط برخی از پروبیوتیک‌ها تغییر کند. به علاوه، میکروبیوتای روده به وسیله تعدیل مسیرهای سیگنالینگ از طریق این محور بر روی عملکرد سیستم عصبی مرکزی (CNS) اثر می‌گذارد.
اولین راه ارتباطی میان روده و مغز، از طریق سیستم ایمنی است؛ میکروب‌های روده با سلول‌های سیستم لنفاوی در تعامل بوده و بر التهاب، پاسخ ایمنی و تولید سیتوکین اثر دارد. اتصال دوم به وسیله عصب واگ برقرار شده که کل ناحیه GI یا دستگاه گوارش را با مغز مرتبط می‌کند؛ نورون‌های نواحی داخلی روده با میکروب‌های روده که ترشح هورمون‌های روده‌ای را بر عهده دارند، تعامل می‌کنند. از سویی، متابولیت‌های میکروبی با تعاملی که با اعصاب واگ دارند، به مغز متصل شده و عملکردهای گوناگونی از جمله ترشح هورمون، خواب و پاسخ استرس را تنظیم می‌نمایند.
راه سوم تعامل روده و مغز، به‌وسیله سیستم عصبی غدد درون‌ریز به وقوع می‌پیوندد. میکروب‌های روده، بر سنتز و در دسترس بودن انتقال‌دهنده‌های عصبی نظارت می‌کنند.

1.دیس‌بیوز روده باعث ایجاد پاسخ‌های التهابی می‌گردد؛ این امر تولید سیتوکین‌های پیش‌التهابی را به دنبال دارد که بر سیستم عصبی مرکزی تأثیر می‌گذارند و سبب اختلالات روده می‌شوند.

2. محور مغز_هیپوتالاموس_هیپوفیز، بیان فاکتور نوروتروفیک مشتق از مغز را انجام داده و سطح سروتونین و نوراپی‌نفرین را تنظیم می‌نماید؛ و حالات خلقی مانند اضطراب را حفظ می‌کند.

3. محور هیپوتالاموس_هیپوفیز_آدرنال، سنتز هورمون‌های استرس همچون کورتیزول را تنظیم نموده و به حالات گوناگونی پاسخ می‌دهد.

4. محور میکروبیوتای روده_مغز سنتز مولکول‌های عصبی غدد درون‌ریز، نوروپپتیدها و انتقال‌دهنده‌های عصبی را کنترل می‌نماید. دیس‌بیوز میکروبی روده تغییراتی را در تولید این مولکول‌های عصبی به وجود می‌آورد و بیماری‌های عصبی و اختلالات خلقی را به دنبال دارد.

مداخلات پروبیوتیک به بازیابی عملکرد روده پرداخته و به این ترتیب، بهبود عملکرد ایمنی و رابطه متقابل روده و مغز را به همراه خواهد آورد.

ارتباط دو طرفه میان روده و مغز عمدتاً از طریق میکروبیوتای روده تنظیم می‌گردد و حفظ تعادل و سلامت جسمی و عاطفی نیز در گرو این ارتباط است. بنابراین، میکروبیوتای روده به عنوان یک هدف قابل تغییر و دارای پتانسیلِ اصلاح اپی‌ژنتیکی، می‌تواند جهت درمان و  بهبود علائم مربوط به اختلالات روانپزشکی مورد بررسی قرار گیرد و این علائم را می‌توان به کمک تغییر رژیم غذایی و گنجاندن فیبرهای غیر قابل هضم، پروبیوتیک‌ها، آنتی‌بیوتیک‌ها، سین‌بیوتیک‌ها و پست‌بیوتیک‌ها (محصولات تخمیری همچون اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه) در رژیم‌های غذایی اصلاح نمود.

از آنجایی که دستگاه گوارش را می‌توانیم به عنوان دروازه‌ای به محیط زیست در نظر بگیریم، بحث متقابل میان میزبان یعنی انسان و میکروبیوتای روده و شناخت بیماری‌های مرتبط با آن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. در این زمینه، عوامل محیطی، رژیم غذایی و قرار گیری در معرض سموم در ایجاد آن یا محافظت از آن حائز اهمیت است. از سویی، قرار گرفتن روده در معرض انواع بیمارای‌های بالقوه رایج است، به همین دلیل، ضروری است که از نفوذ آن‌ها به بدن جلوگیری به عمل آوریم و از بروز بیماری‌ها و اختلالات مرتبط با آن که می‌توان از سندرم روده تحریک‌پذیر (IBS) نام برد، جلوگیری به عمل آوریم. هنوز درمان قطعی برای این بیماری به صورت کامل شناخته نشده و اغلب مطالعات بر بهبود علائم تمرکز دارد. با این حال، ارتباط میان تغییرات میکروبیوتای دستگاه گوارش به دنبال عفونت‌های حاد گوارشی یا استفاده از آنتی‌بیوتیک‌ها به خوبی مورد بررسی قرار گرفته است.

از سویی، میکروبیوتای مدفوع را می‌توان به نوعی روان‌بیوتیک بالقوه در نظر گرفت؛ به این دلیل که خواص اصلاح‌کننده میکروبیوتا، از عوامل بهبود دهنده سلامت روان معرفی شده است.

مطالعات سیستماتیک و متاآنالیز با به کار گیری میکروارگانیسم‌های زنده و غیر زنده (شامل پروبیوتیک‌های تک ‌سویه و چند‌ سویه)، عصاره‌های سلولی میکروبی (پاراپروبیوتیک یا همان لیزات باکتریایی) و پروبیوتیک‌‌های نسل دوم (سایکوبیوتیک‌ها) که به طور بالقوه به عنوان عامل درمانی روانپزشکی و مؤثر برای CNS (سیستم عصبی مرکزی) شناخته می‌شوند، انجام گرفته است. دراین مطالعات، میزان تأثیرگذاری پروبیوتیک‌های یاد شده بر سطح اضطراب و افسردگی بیماران مبتلا به IBS مورد تحقیق قرار گرفت.

گروهی از این مطالعات متاآنالیز، بهبود کیفیت زندگی را در این افراد مورد توجه قرار داده و تنها تعداد کمی از بررسی‌ها و نتایج به مداخله پروبیوتیک‌ها اشاره نموده که اثرات بالینی قابل توجهی از آن استخراج نمی‌گردد.

طی مطالعاتی که در آن‌ها از پروبیوتیک‌‌های تک‌سویه به مدت 6 هفته و بیشتر استفاده شد، ناهمگونی بالایی مشاهده شد که این امر را می‌توان اینگونه توضیح داد که مکانیسم عمل پروبیوتیک‌های تک‌سویه به طور متفاوت و مجزا نسبت به پروبیوتیک‌های چند سویه عمل می‌کند و برهمکنش میان گونه‌های مختلف پروبیوتیکی در پروبیوتیک‌های چند سویه قادر است بر نتایج اثر قابل ملاحظه‌ای داشته باشد.

با این حال، محققان معتقدند نتایج مثبت این آزمایشات از تسکین علائم جسمی سندرم روده تحریک‌پذیر منشأ می‌گیرد که به طور کلی سبب بهبود کیفیت زندگی در این بیماران می‌شود.

شواهد نشان می‌دهد که بیماران IBS در مقایسه با افراد سالم، به نسبت زیادی در خطر ابتلا به اختلالات روانپزشکی و مرتبط با CNS هستند.

مطالعات گسترده‌ای درباره بررسی اثرات پروبیوتیک‌ها بر علائم اضطراب در بیماری‌هایی همچون IBS (سندروم روده تحریک‌پذیر) انجام گرفته است. در مطالعات حیوانی، رفتارهای مرتبط با استرس و پاسخ‌های آن و همچنین محور HPA (هیپوتالاموس_هیپوفیز_فوق‌کلیه) تحت تأثیر پروبیوتیک‌ها قرار گرفته است؛ با این حال، نتایج اغلب بصورت متناقض بود.

مطالعات نشان داده است که کاربرد پروبیوتیک‌ها تأثیر به‌سزایی در درمان و کاهش اثرات اضطراب و افسردگی در افراد سالم و یا IBS ندارد و به طور کلی همانند مطالعه‌ای که پیش از این اشاره شد، در نهایت اثراتی را در بهبود کیفیت زندگی به نمایش می‌گذارد. به عنوان مثال، تجزیه و تحلیل تصویربرداری مغناطیسی عملکردی (fMRI) در یکی از مطالعات متاآنالیز که از سویه Bifodobacterium longum NCC3001 بهره گرفته، اثرات بالقوه‌ای را برای کاهش واکنش‌های لیمبیک نسبت به محرک‌های ترسناک نشان می‌دهد؛ بنابراین می‌توانیم از این سویه به عنوان یک روان‌بیوتیک بالقوه یاد کنیم. البته لازم به ذکر است که کارآزمایی‌های کافی و شواهد بیشتری در این زمینه در دسترس نیست.

اختلالات عصبی

حدود 20 درصد از مردم جهان به اختلالات سلامت روان مانند افسردگی و اضطراب دچار هستند.

برای اولین بار، پیشنهاد درمان افسردگی و اضطراب به‌وسیله پروبیوتیک‌ها، در سال 1910 ارائه شد؛ پس از آن، در سال 2005 مورد بحث و بررسی قرار گرفت. تا کنون، تعداد آزمایشات و مطالعات بالینی صورت‌گرفته در رابطه با میزان اثربخشی پروبیوتیک‌ها بر اختلالات روانپزشکی و MGBA به صورت محدود بوده است.

سطح بالای استرس، ارتباط زیادی با افسردگی و اضطراب دارد؛ علاوه‌بر این، بررسی‌ها نشان داده که در افراد مبتلا به اختلال عملکردی روده، میان افسردگی و اضطراب به صورت نامناسبی افزایش پیدا می‌کند؛ به گونه‌ای که اختلالات روده با شرایط روانپزشکی، سبب افزایش نفوذپذیری روده، افزایش انتقال لیپوپلی‌ساکارید و در نتیجه افزایش علائم افسردگی می‌گردد.

تحقیقاتی که توسط Mikocka_Walus و همکارانش بر روی افراد سالم و افرادی که به اختلالات روده مبتلا بودند انجام گرفت، بیانگر این است که نسبت اضطراب در افراد مبتلا به بیماری‌های التهابی روده در برابر افراد سالم، 19.1 در مقابل 9.6% و این نسبت برای افسردگی، 12.2 در مقابل 13.4% بود.

اضطراب، توسط علائمی خود را بروز داده و سبب ایجاد استرس در افراد می‌شود؛ علائمی از جمله: خستگی، بی‌قراری، تحریک‌پذیری، تنش عضلانی و خواب آشفته. همچنین، نوسانات خلقی شدید، اختلالات خواب، غمگین بودن، از دست دادن انرژی، عدم تمرکز و توجه، مشکل در تصمیم‌گیری، بی‌لذتی و ناهمگونی از علائم و ویژگی‌هی افسردگی به شمار می‌آید.

همانطور که اشاره شد، اختلالات و بیماری‌های دستگاه گوارش و روانپزشکی به هم مرتبط هستند. هنگامی که تعادل و هموستاز در ویژگی‌های خلقی به هم بخورد، ممکن است در نهایت به زوال شناختی منجر شود. از این رو، حفظ تعادل میکروبی روده برای یادگیری عملکردهای شناختی و روانشناسی مهم است.

اضطراب، افسردگی و استرس به شدت روی هم تأثیر گذاشته و با هم تنیده هستند. سلامت روان نیز با عادات غذایی مرتبط است.

مطالعات متعددی نقش مکمل‌های غذایی مبتنی‌بر پروبیوتیک در عملکرد شناختی انسان را بیان می‌کند و نیز توصیه می‌کند که مصرف محصولات پروبیوتیکی قادر هستند تصمیم‌گیری، شناخت و مدیریت استرس را در افراد کنترل و بهبود نمایند.

طبق مطالعه‌ای که به ثبت رسید، گونه باکتریایی لاکتوباسیلوس فارسیمینیس (L.farciminis) می‌تواند با تضعیف محور هیپوتالاموس_هیپوفیز_آدرنال (HPA) در موش، نفوذپزیری روده را که به دلیل استرس حاد روانی به وجود آمده سرکوب نماید. همچنین، مشاهده شده که تجویز خوراکی لاکتوباسیلوس به افزایش استیل آسپارتات و گلوتامات در مغز موش می‌انجامد و گونه Bifidobacterium longum نیز رفتار و عملکرد شناختی را در موش‌های تحت استرس افزایش می‌دهد.

برخی مکمل‌های غذایی همچون اسیدهای چرب امگا3 به‌منظور درمان اختلالات افسردگی به کار می‌روند. همچنین، در حال حاضر،  مکمل‌های غذایی بر پایه پروبیوتیک‌ها به صورت گسترده به عنوان یک درمان اضافی در زمینه اختلالات افسردگی به شمار می‌رود.

افسردگی اساسی از شایع‌ترین اختلالاتی است که در سراسر جهان وجود دارد و سیاست‌های بهداشتی در این زمینه از اهمیت بالایی برخوردار هستند. بر اساس مطالعات انسانی، ترکیب میکروبیوتای روده در بیماران مبتلا به افسردگی نسبت به افراد فاقد افسردگی، تفاوت قابل توجهی را نشان می‌دهد.

تا کنون، چندین مطالعه و متاآنالیز در رابطه با استفاده از پروبیوتیک‌ها در جهت بهبود خلق و خو صورت گرفته که این اثرات خلقی تنها در شرکت‌کنندگانِ دارای علائم افسردگی به طور قابل توجهی چشم می‌خورد. در حال حاضر، پنج گونه از باکتری‌های لاکتوباسیلوس و بیفیدوباکتریوم برای درمان افسردگی به کار می‌روند.. استفاده از مکمل‌های پروبیوتیک بصورت مداوم ممکن است فوایدی به همراه داشته باشد؛ زیرا طبق مطالعات، 1_4 هفته پس از قطع مصرف پروبیوتیک‌ها، این مواد در مدفوع قابل تشخیص نیستند. مصرف شش هفته‌ای مکمل‌های پروبیوتیک می‌تواند اختلالات روده‌ای را کاهش دهد که با کاهش واکنش لیمبیک مغز و محرک‌های هیجانی منفی همراه است. در انسان‌های سالم، مصرف 4 هفته‌ای محصولات شیر تخمیری به تغییر واکنش‌های عاطفی، احشایی و حسی مغز در طول تصویربرداری مغناطیسی عملکردی (fMRI) منجر می‌گردد.

اگرچه آثار پروبیوتیک‌ها تنها بر روی واکنش‌پذیری هیجان عصبی به ثبت رسیده، اما می‌توان احتمال داد که این اثرات، تنظیم هیجانات یا فرآیندهای کنترل شناختی درجه بالاتر را نیز شامل شود.

اسکیزوفرنی

این اختلال، عمدتاً یک اختلال ارثی به شمار می‌آید؛ با این حال، بسیاری از محققان به نقش احتمالی میکروبیوم روده از طریق مدولاسیون اپی‌ژنتیکی (رژیم غذایی و قرار گرفتن در معرض عوامل عفونت‌زا)، تأثیر بر سیستم ایمنی و التهابات عصبی اشاره می‌کنند.

تعداد زیادی از مناطق ژنتیکی مرتبط با اسکیزوفرنی در بدن، وظایفی همچون تعدیل سیستم ایمنی و التهاب را بر عهده دارند. برای اسکیزوفرنی سه کارآزمایی تصادفی سیستماتیک انجام گرفته است. این سه مطالعه بیماران مبتلا به اسکیزوفرنی یا اختلال اسکیزوافکتیو را در یک گروه تحقیقاتی مورد بررسی قرار دادند. در این مطالعات، چند سویه پروبیوتیک شامل لاکتوباسیلوس رامنوسوس (L.rhamnosus) و بیفیدوباکتریوم انیمالیس (B.animalis) زیر گونه لاکتیس به کار گرفته شد. نتایج این مطالعات، اثرات قابل توجهی بر کاهش علائم اسکیزوفرنی نشان نداد؛ اما محققی به نام دیکرسون و همکارانش، کاهش خطرات مرتبط با اسکیزوفرنی متوسط تا شدید را در پی استفاده از پروبیوتیک‌ها گزارش دادند.

پروبیوتیک‌ها و اختلال پارکینسون (PD)

اثرات پروبیوتیک‌ها بر اختلال پارکینسون ایدیوپاتیک (PD) نیز یکی دیگر از مباحث مورد توجه است. اختلال پارکینسون  به صورت یک اختلال حرکتی و عصبی شناخته می‌شود که اختلالات حرکتی، از جمله لرزش، سفتی و برادی‌کینزی و نیز علائم غیرحرکتی همچون افسردگی، اضطراب، اختلالات شناختی، درد و یبوست را به دنبال دارد

تعدادی از مطالعات، تغییراتی را در میکروبیوتای روده در افراد مبتلا به PD در مقایسه با افراد سالم نشان می‌دهد که بهبود ویژگی‌های حرکتی از نتایج این مطالعه است. اگرچه برخی از عوامل مداخله‌گر همچون رژیم غذایی و عوامل جغرافیایی تأثیرگذار است، اما دو متاآنالیز نتایج مثبتی را ارائه دادند.

عادی‌سازی جامعه میکروبی روده‌ای، بهبود شرایط روده، فعال‌سازی فعالیت‌های آنزیمی و تولید متابولیت‌هایی که به صورت مثبت متابولیسم انرژی محیطی و مرکزی را تنظیم می‌کند از آثار استفاده از پروبیوتیک‌ها در افراد مبتلاست.

مطالعات نشان می‌دهد پروبیوتیک‌ها قادر هستند فعالیت مغز را تحت تأثیر قرار دهند و در نتیجه التهابات عصبی را کاهش داده و به افزایش نوروژنز منجر گردد. کاهش سطوح التهابات محیطی و جلوگیری از بروز التهابات عصبی نمونه دیگری از این اثرات است.

آزمایشات انجام گرفته در شرایط آزمایشگاهی و داخل بدن، به اثرگذاری پروبیوتیک‌ها بر متابولیسم انرژی و جلوگیری زا کاهش متابولیسم گلوکز در افراد مبتلا به PD اشاره می‌کند که در این زمینه، باسیلوس سوبتیلیس (B.subtilis) کمک‌کننده به نظر می‌رسد.

طبق مطالعات، درمان 4 هفته‌ای با پروبیوتیک‌هایی همچون لاکتوباسیلوس پلانتاروم (L.plantarum) ، از افزایش التهابات مرکزی و محیطی و استرس اکسیداتیو در بیماران پارکینسون جلوگیری به عمل می‌آورد. همچنین، درمان 12 هفته‌ای با پروبیوتیک لاکتوباسیلوس اسیدوفیلوس   (L.acidophilus) قادر است علائم شناختی مرتبط با  PD همچون اختلال اضطراب و افسردگی را بهبود ببخشد.

بهبود علائم کلی در افراد مبتلا نیز قابل توجه است؛ علائم عاطفی و عصبی می‌تواند در نتیجه استفاده از پروبیوتیک‌ها رخ دهد. بررسی‌ها نشان می‌دهد پروبیوتیک‌ها خواص بالقوه‌ای برای محافظت عصبی دارند؛ آن‌ها می‌توانند تخریب عصبی را در PD بهبود بخشیده و سلامت مغز را در این بیماران به دنبال داشته باشند.

مطالعاتِ مدل‌های منظم پروبیوتیکی نشان می‌دهد که پروبیوتیک‌ها می‌توانند به عنوان یک استراتژی امیدوارکننده برای مدیریت، درمان و پیشگیری از اختلال پارکینسون به شمار آیند. نکته قابل توجه در این زمینه این است که غلظت بالا یا پایین پروبیوتیک‌ها اثرات لازم را تغییر می‌دهد.

اثرات پروبیوتیک‌ها بر اختلال اوتیسم (ASD)

طبق شواهد منتشر شده از سوی انجمن روانپزشکی آمریکا، فردی که به اختلال اوتیسم مبتلا باشد، 6 مورد از 12 مورد مرتبط با نقص‌های ذکر شده را نشان دهد که این موارد تعاملات اجتماعی و ارتباطی را تحت‌تأثیر قرار می‌دهد. کودکان اوتیسمی، به تغییر متابولیسم روده و جذب بیشتر مونو و دی‌ساکاریدها در اپیتلیوم روده دچار می‌گردند؛ این اثرات، ترکیب میکروبی دستگاه گوارش را تغییر داده و غلظت بالای قند در روده بزرگ سبب تشکیل گازهای روده‌ای و نفخ و اسهال اسمزی می‌شود.

تجویز پروبیوتیک‌ها می‌تواند باعث تعدیل میکروبیوتای روده، تثبیت جوامع میکروبی و بازیابی محیط روده شود و به این ترتیب، از تولید بیش از حد متابولیت‌های مضر جلوگیری می‌شود و تنظیم مثبت میکروبیوتای روده را به دنبال دارد. به علاوه، تجویز پروبیوتیک‌ها را در کودکان مبتلا به ASD می‌توان به عنوان جایگزین یا مکمل درمانی در نظر گرفت.

طی مطالعه‌ای که با مخلوطی از پروبیوتیک‌ها (شامل S.thermophilus, B.reve, B.longum, L.acidophilus, L.olantarum, L.paracasei, L.delbrueckii subsp. Bulgaricus) بر روی کودکان پیش‌دبستانی انجام گرفت و به مدت 6 ماه به طول انجامید، تغییرات قابل توجهی در فرآیندهای چندحسی و عملکردهای تطبیقی این کودکان مشاهده شد.

همچنین، کودکی 12 ساله مبتلا به اوتیسم، با ناتوانی شناختی شدید تحت درمان مکمل پروبیوتیکی (B.breve, B.longum, B.infantis, L.acidophilus, L. plantarum, L.paracasei, L.bulgaricus, delbrueckii subsp., S.thermophilus, S.salivarius subsp.) قرار گرفت و به مدت 4 هفته طول کشید. در نهایت، این کودک توانست علائم اوتیسم و شدت این علائم را با افزایش امتیاز در زمینه عاطفه اجتماعی کاهش دهد.

تجویز خوراکیfragilis  Bifidobacterium برای موش‌ها، فیزیولوژی، نفوذپذیری و میکروبیوتای روده را دستخوش تغییراتی کرد؛ همچنین، تجویز Lactobacillus reuteri سبب بازسازی و کاهش نقایص اجتماعی گردید و سطوح کورتیکوسترون ناشی از استرس را در آن‌ها پایین آورد.

بهبود علائم آلزایمر در نتیجه استفاده از پروبیوتیک‌ها

طبق اطلاعات دریافت‌شده از مؤسسه ملی پیری و انجمن آلزایمر، آلزایمر (AD) یک اختلال عصبی شناختی است که با کاهش تدریجی یا از دست دادن تونایی‌های شناختی همراه است. افزایش سن، رژیم غذایی نامناسب و پیشرفت پاسخ‌های التهابی روده به پیشرفت این بیماری کمک می‌کنند. همچنین، اختلال عملکرد دستگاه گوارش به مرور می‌تواند بر سیستم عصبی مرکزی اثرگذار باشد و به عوارض عصبی منجر گردد.

محیط میکروبی روده را می‌توانیم به کمک پروبیوتیک‌ها و رژیم غذایی غنی از این محصولات به طور مؤثری تعدیل نماییم.

مکمل پروبیوتیکی به افزایش متابولیسم ترپپتوفان در بیماران سنین 60 تا 95 سال گردید. مصرف روزانه شیر پروبیوتیکی حاوی  L.bifidum و L.casei  به مدت 12 هفته، باعث ایجاد تغییراتی در شناخت این افراد طی یک آزمون وضعیت ذهنی کوچک گه برگزار گردید، شد.

رژیم غذایی و محفظت عصبی

غذاهایی که دارای ارزش تغذیه‌ای هستند، فوابد متعدی برای سلامتی روان و رشد شناختی انسان دارند. برخی غذاهای کاربردی به دلیل محتویات پروبیوتیکی تأثیرات قابل‌توجهی بر سلامت انسان می‌گذارند.
مغز برای عملکرد خود و تنظیم کل بدن نیازمند انرژی است. اختلال در انتقال انرژی می‌تواند شکل‌پذیری سیناپسی، فعالیت‌های متابولیکی و فرآیندهای شناختی را تحت‌تأثیر قرار دهد. میکروب‌های ساکن در روده، برای متعادل کردن سلامت انسان اهمیت دارند و تغییرات این میکروارگانیسم‌ها بیماری‌هایی همچون اختلالات متابولیکی، بیماری‌های دستگاه گوارش و بیماری‌های عصبی و سرطان‌ها را به همراه خواهد داشت. این میکروب‌ها، بر رشد و عملکرد ENS و CNS اثرگذار بوده و از طریق محور HPA به تنظیم اعصاب سمپاتیک و پاراسمپاتیک، نورواندوکرین، مسیرهای غدد درون‌ریز، اعصاب آوران واگ و گیرنده‌های مغز می‌پردازند.
رشد و نگهداری میکروب‌های روده توسط عوامل مختلفی از جمله رژیم غذایی، محیط، سن و داروها کنترل می‌گردد و رژیم غذایی حاوی چربی بالا، فیبر کم و قند بالا می‌تواند میکروبیوتای روده را دستخوش تغییراتی قرار دهد که این امر نشان می‌دهد رژیم غذایی یک عامل خارجی قوی مرتبط با میکروبیوتای میزبان است.
همچنین، رژیم غذایی می‌تواند انعطاف‌پذیری سیناپسی، سلامت مغز و عملکردهای ذهنی را تحت‌تأثیر قرار دهد. به عنوان مثال، مقادیر بالای چربی‌های اشباع در رژیم غذایی، فرآیندهای شناختی را مختل نموده و خطر ابتلا به اختلالات عصبی را در انسان و حیوانات افزایش می‌دهد.
کالری موجود در مواد غذایی قادر است توانایی شناختی را نیز تغییر دهد و دریافت کالری به مقدار متوسط می‌تواند به محافظت از سلول‌های مغز در برابر آسیب اکسیداتیو بپردازد.
مصرف غذای نامطلوب، سبب بیزاری از طعم آن غذا خواهد شد و هیپوکامپ، آمیگدال و هیپوتالاموس از طریق سیستم‌های حافظه و یادگیری، حافظه آن غذا را ایجاد می‌نمایند. به عنوان مثال، این احتمال وجود دارد که کاهش مصرف اسیدهای چرب امگا3 ممکن است دلیل بروز افسردگی و یا سایر اختلالات روانی باشد. رژیم غذایی حاوی این اسید چرب، سبب تقویت و تنظیم مثبت ژن‌های مسئول عملکردهای سیناپسی مغز می‌شود که به طور مؤثر توسط انسان سنتز نمی‌گردد و عمدتاً به‌وسیله رژیم غذایی مشتق می‌گردد و از سویی نقش اساسی در رشد و تکامل مغز، به ویژه در نوزادان دارد و به منظور عملکرد طبیعی مغز و افزایش میزان یادگیری ضروری است.
محصولاتی همچون ماهی، آجیل و به ویژه گردو، به دلیل غلظت‌های بالای اسیدهای چرب تک غیراشباع و اسیدهای چرب غیراشباع چندگانه خاصیت آنتی‌اکسیدانی و ضدالتهابی دارند. مصرف آجیل به طور منظم تأثیرات مثبتی بر عملکرد شناختی جوانان و افراد مسن داشته و در جلوگیری از بروز اختلالات شناختی خفیف پس از تولد نقش دارد.
رژیم‌های غذایی گیاهی، سرشار از پلی‌فنول‌هایی همچون فلاونوئیدها، لیگنان‎ها، کومارین‌ها و تانن‌ها هستند که از میان آن‌ها فلاونوئیدها اثرات بسیار مثبتی بر سلامت مغز دارند و اثرات آنتی‌اکسیدانی، کاهش یادگیری و اختلال حافظه را در بیماری آلزایمر کاهش می‌دهد.
پلی‌فنول‌های چای سبز، مزایای متعددی برای سلامتی به همراه دارند، مزایایی همانند فعالیت‌های ضدالتهابی، آنتی‌اکسیدانی، عملکردهای محافظت‌کننده عصبی که با از بین بردن رادیکال‌های آزاد و کاهش سیتوکین‌های التهابی و آسیب عصبی به وقوع می‌پیوندد.
بنابراین، مصرف رژیم غذایی سالم و برخورداری از یک تغذیه متعادل می‌تواند از زوال شناختی جلوگیری کند. مواد مغذی کافی برای هر فرد به منظور حفظ هموستازی متابولیک و جلوگیری از اختلال عملکرد، ارتقای سلامت ایمنی و حفظ یکپارچگی مغز اهمیت دارد.

نتیجه

سبک زندگی، از جمله کار، رژیم غذایی و ورزش کمتر و یا بدون ورزش، خطرات و مشکلات متعددی برای سلامت جسمی و روانی به دنبال دارد.
میکروب‌های روده برای سلامت انسان و عملکرد متعادل روده و مغز ضروری است. آسیب‌های عصبی می‌تواند سبب ایجاد دیس‌بیوز، استرس اکسیداتیو، فرآیند التهابی و سندرم روده تحریک‌پذیر شود.
پروبیوتیک‌ها میکروارگانیسم‌های محافظ هستند و مصرف آن‌ها و غذاهای حاوی سویه‌های پروبیوتیکی ممکن است به حفظ میکروبیوم روده و سنتز متابولیت‌های بالقوه کمک کند و از طریق میکروب‌های ساکن روده تغییراتی را در سیستم‌های عصبی و شیمیایی و غدد درون‌ریز به وجود آورد.
نقش میکروبیوتا در تأثیرگذاری بر سلامت انسان و بیماری باید به روش‌های محتاطانه‌تری روشن گردد. از طرفی، جنبه‌های متابولیکی یا عملکردی دقیق پروبیوتیک‌ها نیازمند مطالعات جامعی است. همچنین، درک پاسخ شخصی میزبان نسبت به هر پروبیوتیک یا غذای کاربردی، نیاز به تجزیه و تحلیل میکروبیوم شخصی افراد دارد که این مطالعه پشتیبانی فنی از چندین علم بین‌رشته‌ای را می‌طلبد.
شواهد علمی برای این ادعا که یک سویه خاص پروبیوتیکی یا ترکیبی از پروبیوتیک‌ها عاملی مؤثر و قوی برای درمان بیماری‌ها، اختلالات عصبی، اضطراب و افسردگی است، کافی نبوده و ضروری است مطالعات بالینی عمیق در رابطه با کارایی و رفاه ترکیبات پروبیوتیک و مکمل‌های غذایی در مقابل بیماری‌های عصبی صورت پذیرد. همچنین، جنبه‌های گوناگون پروبیوتیک‌ها و ارتباط این محصولات با درمان بیماران مبتلا به آلزایمر، به دقت بیشتری در طراحی مطالعات برای آزمایش انواع سویه‌های پروبیوتیکی، مخلوط سویه‌ها، طول درمان و دوزهای به‌کار رفته نیاز دارد و مطالعات آینده، باید کاربرد پروبیوتیک‌ها در مدیریت بیماری‌ آلزایمر و جلوگیری از زوال عقل را توسط مکانیسم‌های مولکولی توضیح دهد.

منابع

1. The Effect of Probiotics on Quality of Life, Depression and Anxiety in Patients with Irritable Bowel Syndrome: A Systematic Review and Meta-Analysis
2. Role of Probiotics and Diet in the Management of Neurological Diseases and Mood States: A Review
3. Probiotics and the Microbiota-Gut-Brain Axis: Focus on Psychiatry
4. Neurogenic and anti-inflammatory effects of probiotics in Parkinson’s disease: A systematic review of preclinical and clinical evidence

نویسنده : زهرا مفیدی

دانلود PDF مقاله