Dr Kirsten Tillisch
En nyligen publicerad studie fann att kvinnor som regelbundet konsumerade nyttiga bakterier som kallas probiotika genom yoghurt visade förändrad hjärnfunktion på många områden, inklusive de som är involverade i sensorisk bearbetning.
UCLA-forskare har nu de första bevisen för att bakterier som intas i mat kan påverka hjärnans funktion hos människor. I en tidig proof-of-concept-studie av friska kvinnor fann de att kvinnor som regelbundet konsumerade nyttiga bakterier som kallas probiotika genom yoghurt visade förändrad hjärnfunktion, både när de var i vila och som svar på en uppgift att känna igen känslor.
Studien, utförd av forskare vid UCLA:s Gail och Gerald Oppenheimer Family Center for Neurobiology of Stress och Ahmanson-Lovelace Brain Mapping Center vid UCLA, visas i den aktuella onlineupplagan av den peer-reviewade tidskriften Gastroenterology.
Upptäckten att förändring av bakteriemiljön, eller mikrobiotan, i tarmen kan påverka hjärnan har betydande konsekvenser för framtida forskning som kan peka på vägen mot kost- eller läkemedelsinterventioner för att förbättra hjärnans funktion, sa forskarna.
"Många av oss har en behållare med yoghurt i vårt kylskåp som vi kan äta för att njuta, för kalcium eller för att vi tror att det kan hjälpa vår hälsa på andra sätt", säger Dr. Kirsten Tillisch, docent i medicin vid UCLA:s David Geffen School of Medicine och huvudförfattare till studien. "Våra fynd tyder på att en del av innehållet i yoghurt faktiskt kan förändra hur vår hjärna reagerar på miljön. När vi överväger konsekvenserna av detta arbete får de gamla talesätten 'du är vad du äter' och 'magkänslor' en ny innebörd.”
Forskare har känt till att hjärnan skickar signaler till tarmen, varför stress och andra känslor kan bidra till gastrointestinala symtom. Den här studien visar vad som har misstänkts men fram till nu hade bevisats endast i djurstudier:att signaler också går åt motsatt håll.
"Gång på gång hör vi från patienter att de aldrig kände sig deprimerade eller oroliga förrän de började uppleva problem med sin tarm," sa Tillisch. "Vår studie visar att kopplingen mellan tarm och hjärna är en dubbelriktad gata."
Den lilla studien involverade 36 kvinnor mellan 18 och 55 år. Forskarna delade in kvinnorna i tre grupper:en grupp åt en specifik yoghurt som innehöll en blandning av flera probiotika – bakterier som tros ha en positiv effekt på tarmarna – två gånger om dagen för fyra veckor; en annan grupp konsumerade en mejeriprodukt som såg ut och smakade som yoghurten men som inte innehöll några probiotika; och en tredje grupp åt ingen produkt alls.
Functional magnetic resonance imaging (fMRI) skanningar som genomfördes både före och efter den fyra veckor långa studieperioden tittade på kvinnors hjärnor i viloläge och som svar på en emotion-igenkänningsuppgift där de tittade på en serie bilder på människor med arga eller rädda ansikten och matchade dem med andra ansikten som visar samma känslor. Denna uppgift, utformad för att mäta engagemanget i affektiva och kognitiva hjärnregioner som svar på en visuell stimulans, valdes eftersom tidigare forskning på djur hade kopplat förändringar i tarmfloran till förändringar i affektiva beteenden.
Forskarna fann att jämfört med kvinnorna som inte konsumerade den probiotiska yoghurten, visade de som gjorde det en minskning av aktiviteten i både insula - som bearbetar och integrerar inre kroppssensationer, som de som bildar tarmen - och den somatosensoriska cortexen under den känslomässiga reaktivitetsuppgiften.
Vidare, som svar på uppgiften, hade dessa kvinnor en minskning av engagemanget i ett utbrett nätverk i hjärnan som inkluderar känslor-, kognition- och sensoriska relaterade områden. Kvinnorna i de två andra grupperna visade en stabil eller ökad aktivitet i detta nätverk.
Under den vilande hjärnskanningen visade kvinnorna som konsumerade probiotika större anslutning mellan en nyckelregion i hjärnstammen som kallas periaqueductal grå och kognitionsassocierade områden i den prefrontala cortexen. Kvinnorna som inte åt någon produkt alls uppvisade å andra sidan en större koppling mellan det periaqueductal gråa till känslo- och sensationsrelaterade regioner, medan gruppen som konsumerade den icke-probiotiska mejeriprodukten visade resultat däremellan.
Forskarna blev förvånade över att finna att hjärneffekterna kunde ses på många områden, inklusive de som är involverade i sensorisk bearbetning och inte bara de som är förknippade med känslor, sa Tillisch.
Vetskapen om att signaler skickas från tarmen till hjärnan och att de kan moduleras av en kostförändring kommer sannolikt att leda till en utökning av forskning som syftar till att hitta nya strategier för att förebygga eller behandla matsmältningsbesvär, psykiska och neurologiska störningar, säger Dr. Emeran Mayer, professor i medicin, fysiologi och psykiatri vid David Geffen School of Medicine vid UCLA och studiens senior författare.
"Det finns studier som visar att det vi äter kan förändra sammansättningen och produkterna av tarmfloran - i synnerhet att människor med hög vegetabilisk, fiberbaserad kost har en annan sammansättning av sin mikrobiota, eller tarmmiljö, än människor som äter. den mer typiska västerländska kosten som innehåller mycket fett och kolhydrater, säger Mayer. "Nu vet vi att detta har en effekt inte bara på ämnesomsättningen utan också påverkar hjärnans funktion."
UCLA-forskarna försöker hitta specifika kemikalier som produceras av tarmbakterier som kan trigga signalerna till hjärnan. De planerar också att undersöka om personer med gastrointestinala symtom som uppblåsthet, buksmärtor och förändrade tarmrörelser har förbättringar i sina matsmältningssymtom som korrelerar med förändringar i hjärnans svar.
Under tiden noterar Mayer att andra forskare studerar de potentiella fördelarna med vissa probiotika i yoghurt på humörsymtom som ångest. Han sa att andra näringsstrategier också kan visa sig vara fördelaktiga.
Genom att påvisa hjärneffekterna av probiotika väcker studien också frågan om upprepade antibiotikakurer kan påverka hjärnan, vilket vissa har spekulerat i. Antibiotika används i stor utsträckning på neonatala intensivvårdsavdelningar och vid luftvägsinfektioner i barndomen, och ett sådant undertryckande av den normala mikrobiotan kan få långsiktiga konsekvenser på hjärnans utveckling.
Slutligen, eftersom komplexiteten i tarmfloran och dess effekt på hjärnan bättre förstås, kan forskare hitta sätt att manipulera tarminnehållet för att behandla kroniska smärttillstånd eller andra hjärnrelaterade sjukdomar, inklusive, potentiellt, Parkinsons sjukdom, Alzheimers sjukdom och autism .
Det kommer att bli lättare att få svar inom en snar framtid eftersom de minskande kostnaderna för att profilera en persons mikrobiota gör sådana tester mer rutinmässiga, sa Mayer.
Studien finansierades av Danone Research. Mayer har suttit i företagets vetenskapliga rådgivande styrelse. Tre av studieförfattarna (Denis Guyonnet, Sophie Legrain-Raspaud och Beatrice Trotin) är anställda av Danone Research och var involverade i planeringen och genomförandet av studien (tillhandahöll produkterna) men hade ingen roll i analysen eller tolkningen av resultaten .
Publikation:Kirsten Tillisch, et al., "Consumption of Fermented Milk Product With Probiotic Modulates Brain Activity," Gastroenterology, Volym 144, Issue 7, Sidor 1394-1401.e4, juni 2013; doi:10.1053/j.gastro.2013.02.043
Bild:UCLA Newsroom
