Probiotika og mikrobiomet: klinisk interventionsforsøg for angst og depression

Formål

Det menneskelige mikrobiom, også kendt som mikroflora, består af kroppens bakteriekolonier. Selvom bakterier almindeligvis er forbundet med sygdom, er der gode bakterier kendt som probiotiske bakterier, der vokser naturligt i mikrobiomet i den menneskelige tarm. Probiotiske bakterier er levende mikroorganismer og består af cirka 400 forskellige bakteriestammer, der understøtter liv i deres værtsorganisme. Tarmmikrobiomet, også kendt som tarmfloraen, spiller en rolle i normal menneskelig udvikling, fordøjelse, kropsvægt, ernæring og regulering af immunsystemet, udover at det påvirker forskellige neurologiske funktioner. Det har vist sig, at miljøfaktorer, herunder antibiotika, sygdom, stress og kost, kan ændre et individs mikrobiom gennem deres virkninger på probiotiske bakterier i tarmmikrofloraen.

Selvom probiotiske bakterier vokser naturligt i den menneskelige tarm, varierer erhvervelsen af ​​tarmmikrobiomet i hvert individ afhængigt af forskellige faktorer, herunder fødselsmetode og tidlig kost. Forskning tyder på, at nyfødtes første eksponering for bakterier og erhvervelse af de første komponenter i deres mikrobiom finder sted under fødslen. Spædbørn erhverver deres mødres bakterier, når de passerer gennem vaginalkanalen under fødslen. Forskning peger på, at børn født gennem kejsersnit af denne grund har et mindre forskelligartet mikrobiom (Dominguez-Bello, Costello, Contreras, Magris, Hidalgo, Fierer, & Knight, 2010). Forskning tyder også på, at spædbørn efter fødslen fortsætter med at erhverve deres tarmmikrobiom i de første to leveår under påvirkning af diæternæring. For eksempel, i en undersøgelse af seks ammede og seks modermælkserstatninger, havde de, der indtog en specielt beriget modermælkserstatning, der indeholdt både præbiotika (stoffer, der fodrer probiotika) og en række probiotiske bakterier en meget mere forskelligartet tarmflora end dem, der modtaget modermælk (Harmsen, Wildeboer-Veloo, Raangs, Wagendorp, Klijn, Bindels, & Welling, 2000). Bemærk venligst, at denne undersøgelse ikke afviser fordelene ved modermælk og havde til formål at vurdere effekten af ​​forhøjede præbiotiske og probiotiske koncentrationer i en babyerstatning, der var kemisk lig modermælk.

Fordi probiotiske bakterier erhverves naturligt fra miljøkilder ud over at de vokser normalt i den menneskelige krop, er det sikkert for mennesker at indtage probiotika. Ydermere har Health Canada mærket probiotika som et naturligt sundhedsprodukt (NHP) sikkert til konsum. Almindelige fødevarer, vi spiser hver dag, indeholder probiotiske bakterier, der beriger vores tarmflora. For eksempel indeholder yoghurt og ost probiotiske bakterier. Der har for nylig været en stigning i interessen for probiotika blandt forskere, da de positive virkninger af probiotika på tarmmikrobiomet og anerkendelsen af ​​deres store terapeutiske potentiale for en lang række tilstande øges.

Mikrobiomet og fysisk sundhed

Forskning har vist, at probiotiske bakteriestammer, såsom Bifidobacteria og Lactobacilli, hjælper med behandlingen af ​​irritabel tyktarm og andre gastrointestinale og tarmsygdomme ved at hæmme koloniseringen og væksten af ​​bakterier, der forårsager sygdom. Derudover menes tarmmikrobiomet at spille en integreret rolle i reguleringen af ​​et sundt immunsystems funktion. Immunsystemets funktion opretholdes af homøostatiske forhold til mikrobiomet, som igen spiller en rolle i udviklingen af ​​lymfoidt væv og immunsystemet (Hooper, Littman, & Macpherson, 2012). Ubalancer i tarmmikrofloraen er blevet forbundet med nedsat immunrespons.

Mikrobiomet og mental sundhed

Mikrobiomet er blevet forbundet med en række psykiske tilstande. Forskere har kaldt denne forbindelse "tarm-hjerne-aksen" (Forsythe, Sudo, Dinan, Taylor, & Bienenstock, 2010). Bakterier i tarmen har vist sig at producere GABA og serotonin, selvom den nøjagtige mekanisme, hvorved disse gastrointestinalt producerede neurotransmittere påvirker hjernens funktion, er ukendt på nuværende tidspunkt. Forstyrrelser i mikrobiomet har dog været forbundet med autisme såvel som med angst og depressive lidelser.

Ubalancer i tarmfloraen som følge af f.eks. tidlig antibiotikabrug har også været impliceret i udviklingen af ​​autisme. Probiotika har vist sig at hjælpe i behandlingen af ​​autistiske symptomer ved at fremme væksten af ​​gavnlige bakterier og hæmme væksten af ​​skadelige bakterier. Forskere har identificeret en overvækst af visse stammer af Clostridia, der producerer propionsyre i tarmene hos autistiske børn. Propionsyre er et neurotoksin, der krydser blod-hjerne-barrieren og kan forstyrre normal hjerneudvikling i den tidlige barndom (Parracho, Gibson, Knott, Bosscher, Kleerebezem, & McCartney, 2010).

Forstyrrelser i udviklingen af ​​normal mikroflora er også blevet forbundet med ændringer i stressreaktivitet, som fortsætter ind i senere liv. For eksempel afhænger forskellige metaboliske veje, såsom dem, der involverer galdesyrer og steroidhormonsynthesizere, der er nødvendige for kropsfunktioner, af et sundt mikrobiom (Antunes, Han, Ferreira, Lolic, Borchers, & Finlay, 2011). Forskning viser, at brug af antibiotika tidligt i livet fører til en reduktion i tarmfloraen og mangfoldigheden og kan være involveret i at forårsage en fysiologisk alarmtilstand, beslægtet med en egenskab kendt som "angstfølsomhed". Angstfølsomhed refererer til en tendens hos nogle individer til kontinuerligt at overvåge deres fysiologiske tilstand og fejlfortolke normale fluktuationer i homeostase som livstruende begivenheder. I dyreforsøg fører indtagelse af probiotika til reduktioner i angstrelateret adfærd samt ændringer i GABA-receptorerne, der medierer stressrelaterede hormoner (Bravo, Forsythe, Chew, Escaravage, Savignac, Dinan, Bienenstock, & Cryan, 2011). De gavnlige virkninger af tarmmikrobiota på stress og angst er også blevet påvist, når man sammenligner bakteriefrie mus (dvs. mus uden mikrobiom) med mus med rig tarmmikroflora. Mus med rig tarmmikroflora viser mindre stressreaktivitet end bakteriefri mus.

Nuværende forslag

Det foreslåede projekt vil undersøge virkningerne af probiotika på angst og tilhørende psykologiske og fysiologiske faktorer hos mennesker. Det terapeutiske potentiale af probiotika til at reducere angst og andre faktorer forbundet med et forstyrret mikrobiom vil blive vurderet i et dobbeltblindt placebo-crossover design. Baseret på de hidtidige forskningsresultater er det en hypotese, at probiotika vil reducere angst og depressive symptomer.

Metodik

75 mandlige og kvindelige deltagere over 18 år vil blive rekrutteret gennem annoncer opslået forskellige steder rundt omkring i Wolfville-området samt lokale aviser og sociale medier såsom Facebook. Onlineannoncer inklusive et link til et websted, der indeholder oplysninger om studieberettigelse og -krav (http://www.probioticstudy.com) vil blive offentliggjort på Facebook-grupperne for forskellige organisationer i Wolfville, herunder Inner Sun Yoga Center, Wolfville Farmer's Market og EOS Fine Foods community board, samt i lokale aviser som Grapevine og Advertiser (se bilag A). Informationsbrochurer vil blive distribueret til Valley Regional Hospital, Eastern Kings Memorial Health Centre og Mud Creek Medical Co-op Ltd. til udstilling i deres venteværelser (se appendiks B). Annonceplakater vil også blive slået op i Wolfville-området (inklusive Acadia Athletic Complex community board, Wolfville Shopper's Drug Mart og Wolfville Post Office community board) med pull-fans, der indeholder hjemmesidens URL til siden med undersøgelsesinformation (se appendiks C). En e-mail med alle ansatte vil også blive sendt til personalet på Acadia University rettet mod ikke-akademiske erhverv til rekruttering (se bilag D).

Fordi der er begrænset forskning på deltagere under 18 år, skal deltagerne være mindst 18 år. Deltagerne skal også bo i køreafstand fra Wolfville, Nova Scotia, være i stand til at komme til Wolfville til aftaler med forskerne og have en gyldig e-mailadresse. Eksklusivkriterier for deltagelse omfatter at have et akademisk-relateret erhverv, herunder universitets-/højskoleprofessor eller studerende (for at undgå kohorteeffekter relateret til specifikke udsving i forhold forbundet med høj stress i løbet af den akademiske periode); har HIV/AIDS; i øjeblikket gennemgår kemoterapi; har et diagnosticeret alvorligt stofskifte-, immun- eller fordøjelsesproblem, herunder cancer, Crones sygdom eller colitis ulcerosa, multipel sklerose, lupus, Addisons sygdom eller anden form for binyrebarkinsufficiens; bruger i øjeblikket medicin mod angst; tager probiotiske kapsler; tager antibiotika; eller har nogen anden alvorlig medicinsk sygdom.

Når potentielle deltagere har gennemgået oplysningerne på undersøgelsens websted og angivet, at de ønsker at deltage, vil de blive dirigeret til en side med informeret samtykke. Ved at markere feltet og klikke på "Send" på siden med informeret samtykke online, vil de angive deres samtykke til at deltage og vil blive dirigeret til et demografisk spørgeskema (se bilag E). Spørgeskemaet vil indeholde spørgsmål om deltagernes helbred, sygehistorie og fødevarer, de indtager. Alle data, der indsamles online under denne undersøgelse, vil blive gemt på en canadisk server for at undgå Patriot Act-problemer forbundet med data, der ligger på amerikanske servere. Forskeren vil planlægge aftaler med deltagere, der giver online samtykke til at deltage.

Undersøgelsen vil blive gennemført over en 22-ugers periode, hvor deltagerne vil indtage et oralt probiotikum i 10 uger og et placebo (et inert stof uden terapeutisk effekt) i 10 uger med en to-ugers udvaskningsperiode imellem. . Deltagerne vil modtage enten probiotika eller placebo i de første ti uger og den anden i de anden 10 uger. Hverken deltageren eller forskeren, der administrerer probiotika og placebo, vil være klar over, hvilken en deltageren tager. Fordi dette er et dobbeltblindt design, er det kun supervisoren, Dr. Susan Potter, der vil være fortrolig med deltagernes eksperimentelle tilstand. Supervisoren vil tilfældigt tildele deltagere til enten en placebo- eller probiotisk tilstand.

Det probiotikum, der bruges i denne undersøgelse, vil være Organic Probiotics 7 Strains 20 Billion per gram købt fra Prescribed For Life. Dette er et naturligt organisk probiotisk pulver inklusive Acidophilus, Bifidum, Casei og Rhamnosus stammer af probiotiske bakterier, 400 mg pr. kapsel. Placebo-kapsler vil indeholde 400 mg rismel. Hver deltager modtager to pilleflasker – en med 70 probiotiske kapsler i ti uger og en anden med 70 placebokapsler i ti uger. Disse kapsler skal indtages oralt, en kapsel om dagen.

Forskeren og vejlederen vil planlægge et møde med hver deltager for at give detaljerede instruktioner til undersøgelsen og for at opnå informeret samtykke til hver deltagers fortsættelse i undersøgelsen (se appendiks F og appendiks G). Ved den indledende aftale, den ti-ugers aftale og den sidste 20-ugers aftale, vil deltagerne gennemføre Depression Angst og Stress-skalaen (DASS) og Anxiety Sensitivity Index (ASI). Deltagerne vil gennemføre disse foranstaltninger tre gange i løbet af undersøgelsesperioden, for at forskerne kan måle ændringer i angst- og depressionssymptomer på tværs af de tre tidspunkter. Ved hvert af disse møder vil deltagerne også få udleveret deres flaske med enten probiotika-kapsler eller placebo-kapsler, der skal tages over den 10-ugers periode. Ved deres ti ugers aftale vil deltagerne også få udleveret kopier af DASS og ASI, som skal udfyldes ved afslutningen af ​​undersøgelsen (se appendiks H). Ved den tredje og sidste aftale vil deltagerne medbringe deres udfyldte spørgeskemaer og få mulighed for at stille de spørgsmål, de måtte have om undersøgelsen, samt udfylde en stemmeseddel til præmielodtrækningerne. Hvis de ønsker at vide, i hvilke faser de modtog probiotika- og placebokapslerne, vil de få at vide, at oplysningerne vil blive sendt til dem, når undersøgelsen er afsluttet.

Deltagerne vil blive kontaktet af forskeren på den tredje og sjette dag i hver fase (probiotisk og placebo) via e-mail for at tjekke ind og besvare eventuelle spørgsmål, de måtte have (se bilag I). Deltagerne vil blive bedt om at udfylde et kort spørgeskema en gang hver anden uge i løbet af undersøgelsesperioden, som ikke bør tage længere end 5 minutter at udfylde (se appendiks J og appendiks K), for at kortlægge eventuelle ændringer i angst og/eller fysisk sundhed, som samt at holde kommunikationslinjerne åbne, hvis der skulle opstå spørgsmål.

Samtykke

Deltagerne udfylder to samtykkeformularer, en online før indsamlingen af ​​demografiske og identificerende oplysninger og en før påbegyndelse af den probiotiske fase af undersøgelsen (se henholdsvis appendiks E og appendiks G).

Bedrag og Debriefing

Selvom det ikke er teknisk bedrageri, vil deltagerne modtage enten placebo eller probiotika i ti ugers intervaller i undersøgelsesperioden, men vil ikke få at vide, hvilken af ​​de to de får, selvom de vil blive informeret om, at de ikke vil blive fortalt. Efter afslutningen af ​​undersøgelsen vil deltagere, der ønsker at vide, få at vide, hvilken af ​​de to (probiotika eller placebo) de fik i hver ti-ugers periode. Deltagerne vil også få mulighed for at få besvaret alle deres spørgsmål af forskeren, og de, der ønsker at modtage en kopi af resultaterne, vil blive sendt dem via e-mail, når undersøgelsen er afsluttet.

Risici og fordele

Probiotika er gode bakterier, der vokser naturligt i den menneskelige tarm. Til dato er der ingen publicerede risici forbundet med probiotikaforbrug. Ikke desto mindre vil deltagerne blive kontaktet to gange i løbet af den første uge af hver fase (probiotisk og placebo) for at sikre, at de ikke oplever nogen uønskede bivirkninger. Derudover vil deltagerne indsende opdateringer om deres fysiske og mentale helbred hver anden uge gennem hele undersøgelsen ud over at blive opfordret til at kontakte forskerne, hvis de har nogen bekymringer i løbet af undersøgelsesperioden.

Det er muligt, at deltagerne kan blive gjort mere opmærksomme på eventuelle angst- eller depressive symptomer, de oplever gennem deltagelse i dette forskningsprojekt, og som et resultat af øget tilstedeværelse kan opleve stigninger i deres følelsesmæssige nød. For at imødekomme disse bekymringer vil deltagerne blive forsynet med specifikke kontaktoplysninger til udbydere af psykiatriske tjenester i Wolfville-området.

Selvom de direkte fordele for deltagerne er usikre på dette tidspunkt, er det muligt, at de kan opleve en reduktion i angst og/eller depressive symptomer, og det er ret sandsynligt, at de vil opleve en reduktion i eventuelle fysiologiske tarmrelaterede symptomer som følge heraf. at tage probiotika. Det vil dog være umuligt at afgøre, om nogen forbedringer i symptomer kan tilskrives den probiotiske intervention, indtil undersøgelsen er afsluttet.

Fortrolighed

Fortrolighed vil til enhver tid blive opretholdt. Når de er tilmeldt undersøgelsen, vil hver deltager blive tildelt et unikt kodenummer, som vil blive brugt på alle spørgeskemaer og andre data. Deltagernes navne vil ikke blive vist sammen med nogen data undtagen for det indledende online spørgeskema. Når potentielle deltagere er blevet kontaktet om deres deltagelse i undersøgelsens interventionsfase, vil online spørgeskemadata blive fjernet fra serveren, og navne vil blive erstattet med kodenumre. En masterliste over kodenumre og navne vil blive opbevaret i en adgangskodebeskyttet fil i en separat mappe på forskerens adgangskodebeskyttede computer.

Datasikkerhed: Alle papirspørgeskemaer vil blive opbevaret i et aflåst arkivskab i et aflåst kontor. Alle elektroniske datafiler vil blive gemt på en adgangskodebeskyttet computer. Fordi dette forskningsområde er relativt nyt, vil data blive opbevaret på ubestemt tid, da det kan være med til at vejlede fremtidige undersøgelser.