ut Bacteria Have Major Effects of Mental Health, Studies Confirm
New scientific evidences suggest that the trillions of bacteria living in our gut have a huge effect on our brain – much larger than we thought.
Our digestive system houses trillions of bacteria that play a major role in numerous biological processes, such as supplying nutrients in the body, breaking down indigestible compounds, and defending the body against other pathogenic microbes. It has been taught that the gut serves as the second nervous system of the human body and is capable of functioning even without input from the brain. Still, these two vital systems remain connected to each other through the "the gut-brain axis", and changes in either system can cause a dramatic impact on the other.
Two research teams, headed by Rochellys Diaz Heijtz of New York University and Thomas Neufeld from the University of Minnesota found that completely eliminating the gut in animal models had surprising effects on the subjects’ anxiety levels. For instance, when tested under conditions that would normally induce stress, mice that lack resident bacteria were found to have significantly less anxiety and anxiety-related behaviours than the mice with normal intestinal microbes.
Gut microbes affect mental health
To investigate further, both teams explored the possibility of the gut bacteria influencing the activation of genes vital to brain function. They found that the genes involved in regulating neuron survival and signalling, along with genes that encode for receptors that bind neurotransmitters, were changed. For example, in bacteria-free mice, several neurotransmitters, including the serotonin, were altered within regions of the brain associated with motor control and anxiety-like behaviour.
Their findings suggest that the gut bacteria have some level of influence on the DNA transcription, particularly on genes essential to brain function.
The research teams also examined whether the gut flora influence brain changes during the earliest stages of life. In the experiments, young microbe-free mice were administered with normal levels of intestinal flora to study how these bacteria affected neurogenesis or the process where neurons are generated from stem cells and progenitor cells during pre-natal development. Researchers found that the gut flora increased the activation of the genes responsible for the maturation of neurons in the young mice. This led them to conclude that the gut bacteria are critical to neuronal growth and proper brain development during the foetal stage. Furthermore, the poor establishment of the gut bacteria may potentially lend to the occurrence of anxiety-based disorders.
Targeting microbes as treatment options
Put together, these new findings may lead to the development of new treatments for various mental illnesses such as autism, anxiety, and depression. These may include administration of probiotics or faecal transplant procedures that would modify gut flora community structures.
The new findings were published in the journal The Conversation.
私たちが考えていたよりもはるかに大きい - 新しい科学的な証拠は、私たちの腸内に住む細菌の兆が私たちの脳に大きな影響を与えることを示唆している。
私たちの消化器系は、このような、身体に栄養を供給難消化性化合物を分解し、他の病原性微生物に対して身体を防御するなどの多くの生物学的プロセスにおいて重要な役割を果たして細菌の兆を収容する。これは、腸が人体の第神経系として機能し、さらには脳からの入力なしに機能することが可能であることが教示されている。それでも、これら二つの重要なシステムは、「腸 - 脳軸」を介して相互に接続されたままになり、どちらのシステムの変化は、他に劇的な影響を引き起こす可能性があります。
ミネソタ大学からニューヨーク大学のRochellysディアスHeijtzとトーマスノイフェルド率いる二つの研究チームは、完全に動物モデルにおいて腸を除外することが、被験者の不安レベルでの驚くべき効果を持っていたことがわかった。例えば、通常のストレスを誘導する条件下で試験した場合、常在細菌を欠くマウスは、有意に少ない不安および正常な腸の微生物を用いたマウスより不安関連行動を有することが見出された。
ガット微生物は精神的健康に影響を与える
さらに調査するために、両チームは、脳機能に不可欠な遺伝子の活性化に影響を与える腸内細菌の可能性を探った。彼らは、ニューロンの生存を調節し、神経伝達物質に結合する受容体をコードする遺伝子と一緒に、シグナル伝達に関与する遺伝子は、変更されたことがわかった。例えば、セロトニンなどの無菌マウス、いくつかの神経伝達物質で、モータ制御および不安様行動と関連する脳の領域内で変更された。
彼らの知見は、腸内細菌、特に脳機能に必須の遺伝子で、DNAの転写に影響を与えるいくつかのレベルを有することを示唆している。
研究チームはまた、腸内細菌叢が人生の最も初期の段階で脳の変化に影響を与えるかどうかを検討した。実験では、若い微生物を含まないマウスは、これらの細菌は、神経発生またはニューロンは出生前の開発中に、幹細胞と前駆細胞から生成されるプロセスに影響を与えたかを研究する腸内細菌叢の正常レベルを投与した。研究者は、腸内細菌叢は、若いマウスでは神経細胞の成熟に関与する遺伝子の活性化を増加させることを見出した。これは腸内細菌が胎児の段階でのニューロンの成長と適切な脳の発達に重要であると結論するためにそれらを導いた。また、腸内細菌の貧弱な確立は、潜在的に不安に基づく障害の発生に貸すことがあります。
治療の選択肢としての微生物をターゲットに
まとめると、これらの新しい知見は、自閉症、不安、および抑うつなどのさまざまな精神疾患に対する新しい治療法の開発につながる可能性があります。これらは、腸内細菌叢の群集構造を変更したい、プロバイオティクスや糞便移植手順の管理を含んでいてもよい。
