Микробиомы относятся к коллективным геномам микроорганизмов, обитающих в определенной среде. Микробиота относится к сообществу самих микробов. Например, желудочно-кишечный тракт человека содержит около 100 триллионов микроорганизмов (в основном бактерий, но также вирусов, грибков и простейших). Эти микроорганизмы играют важную роль в иммунитете и энергетическом обмене у людей, начиная от здоровья желудочно-кишечного тракта и заканчивая поведением и функциями мозга. Тем не менее, обсуждается, может ли «подпитка микробиома» модулировать поведение человека и работу мозга. 

Благоприятное влияние диеты опосредуется или смягчается через ось микробиота-кишечник-мозг. Недавние исследования выявили сигнатуры микробиоты в случае психических расстройств. Это привело к разработке методов лечения, направленных на микробиомы, известных как «психобиотики». Он включал введение живых организмов, диетические вмешательства для изменения функции и состава микробиома, а также трансплантацию фекальных микробов. Среди этих методов лечения наиболее часто тестируемым является введение пробиотических организмов ( штаммы Lactobacillus  и  Bifidobacterium  , отдельно или в комбинации) у людей с клинической депрессией. 

Исследования влияния диетической терапии, будь то комплексные диетические вмешательства или конкретные диетические факторы, на микробиом кишечника, весьма ограничены. Однако влияние диет может быть повсеместным и привести к нейродегенерации и развитию нервной системы. Таким образом, модуляция оси микробиота-кишечник-мозг может быть важным подходом к лечению и профилактике психических расстройств. Тем не менее, большинство этих вмешательств находятся на ранней стадии исследований, и необходимо также учитывать ограничения таких вмешательств.

Новый обзор, опубликованный в журнале Clinical Nutrition and Metabolic Care , посвящен исследованиям, в которых использовались вмешательства, направленные на диетическую микробиоту кишечника, для улучшения состояния психического здоровья. На нем также обсуждались некоторые предложения по разработке более надежных и информативных вмешательств для исследований диеты и микробиома.

Исследование: Диета и ось микробиота-кишечник-мозг: учебник для клинического питания . Кредит изображения: Пиковит / Shutterstock

Ось микробиота-кишечник-мозг

Связь кишечника с мозгом в основном связана с нейроэндокринно-иммунными путями, чувствительными к диетическим модуляциям. Короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК) чаще всего образуются в результате микробной обработки пищевых неперевариваемых волокон. SCFAs могут контролировать энергетический баланс, пищевое поведение и иммунные функции. 

В микробиоте кишечника происходит синтез нескольких ключевых нейроактивных молекул, таких как катехоламины, β-аминомасляная кислота (ГАМК), метаболиты триптофана и серотонин (5-НТ). Было замечено, что эти молекулы взаимодействуют с вегетативной нервной системой или стимулируют сенсорные нейроны блуждающего нерва кишечника. Это приводит к активации нейронов в  ядре одиночного пути  (NTS), месте, откуда информация передается в разные области мозга.

Nature's Way, Primadophilus Reuteri, улучшенный пробиотик, 5 миллиардов КОЕ, 90 вегетарианских капсул

Здоровая диета, включающая живые бактерии или фитохимические вещества, может способствовать выработке короткоцепочечных жирных кислот и других биологически активных соединений, которые положительно влияют на метаболические и желудочно-кишечные процессы, а также на мозговые процессы. Однако вестернизированная диета, включающая переработанные продукты и высокое содержание сахара, соли и насыщенных жиров, может изменить состав микробиоты и привести к вялотекущему системному воспалению, которое может быть связано с нарушением обмена веществ и патологией желудочно-кишечного тракта, ожирением и психическими заболеваниями.

Влияние целенаправленных диетических вмешательств на кишечный микробиом на психическое здоровье 

Недавние исследования показали, что микробиом кишечника играет роль в психическом здоровье. Например, меньшее количество родов, продуцирующих SCFA, и большее количество родов бактерий, продуцирующих молочную кислоту, связаны со многими различными психическими расстройствами. Более того, недавние клинические испытания показали, что диетические вмешательства могут улучшить симптомы депрессии и других психических расстройств.

Средиземноморская диета является одной из таких диет, о которой ранее сообщалось, что она способствует укреплению здоровья. Впервые они были испытаны вместе с традиционной терапией антидепрессантами в исследовании SMILES, и было сообщено, что они значительно улучшают симптомы у пациентов с большим депрессивным расстройством. В других исследованиях также сообщалось, что средиземноморская диета способна облегчить симптомы депрессии как у детей, так и у взрослых. Однако большинство этих исследований были сосредоточены на поведенческих результатах, а не на влиянии диеты на микробиом кишечника. 

Также сообщалось, что ферментированные продукты, такие как чайный гриб, кефир и йогурт, улучшают обмен веществ и здоровье желудочно-кишечного тракта. Однако исследования их влияния на мозг и поведение ограничены. Другие связанные с диетой методы воздействия на ось микробиота-кишечник включают прерывистое голодание и кетогенные диеты.

Как спланировать исследование поведения диеты и микробиома

Оценка эффектов диета-микробиом-поведение у людей может столкнуться с различными типами сложностей. Отсутствие стандартизированных протоколов оценки питания или вмешательств является одной из наиболее серьезных проблем.

Подход к оценке рациона питания

Оценка пищевого рациона может производиться прямыми методами, такими как повторение диеты, прямое наблюдение и биомаркеры питания, или косвенными методами (самостоятельный отчет), такими как вопросники частоты приема пищи (FFQ), 24-часовые воспоминания о питании и пищевые дневники. Тем не менее, все субъективные методы зависят от самоотчета участника, его восприятия и опыта и могут быть связаны с неправильными сообщениями и систематической предвзятостью.

Объективные методы, такие как биомаркеры питания, не содержат искажений и предвзятости. Некоторые биомаркеры питания включают общее количество витаминов и минералов в моче, плазме, сыворотке, потребление энергии, фитохимические вещества, метаболиты кофеина, изофлавоны, каротиноиды и фитостеролы. Тем не менее, использование биомаркеров питания вместе с данными, полученными от самих себя, дает оптимальные результаты.

Использование FFQ для оценки потребления пищи может иметь несколько преимуществ, таких как более низкая стоимость, более низкая нагрузка на участников и быстрый и автоматизированный анализ данных. Однако, по самоотчету, это зависит от памяти, а также ограничивается продуктами питания, указанными в списке. Было замечено, что ошибочные отчеты в случае FFQ выше, чем в других методах, таких как дневники питания. Дневники питания также имеют определенные характеристики, такие как трудоемкий ввод данных, более высокая нагрузка на участников и наличие человеческих ресурсов, обладающих опытом в области диетологии. Эти ограничения можно уменьшить с помощью технологий.

Разработка диетических вмешательств, направленных на микробиом

Внимание должно быть уделено различным аспектам разработки диетического вмешательства, направленного на микробиом. Предполагается, что важную роль играют такие факторы, как продолжительность вмешательства, степень изменения диеты и конкуренция микробиоты. Оценка исходного рациона участников и характеристик пищевого поведения также необходима для понимания воздействия вмешательства. Наконец, участник должен быть готов придерживаться изменений в диете, которые могут включать необычные методы приготовления пищи, новые продукты и покупательские привычки.

Вывод

Исследования диеты и микробиома и их влияния на здоровье мозга являются новой областью исследований. Хотя несколько исследований показали эффективность диеты в регулировании состава микробиома, что, в свою очередь, улучшает желудочно-кишечные расстройства, нарушения обмена веществ и психические заболевания, эти исследования имеют ограничения, которые требуют дальнейшей работы. Разработка новых диетических вмешательств включает определение оптимальной продолжительности вмешательства и соблюдение особенностей диеты. Необходимы дальнейшие исследования для разработки новых диетических вмешательств и улучшения существующих рекомендаций по питанию для профилактики острых заболеваний.