El papel del eje microbiota-intestino-cerebro en el desarrollo cerebral y la salud mental

Los trastornos de ansiedad son condiciones debilitantes que conllevan enormes costos individuales, sociales y económicos. Por ejemplo, se ha estimado que los problemas de salud mental persistentes de por vida le cuestan al contribuyente del Reino Unido 8.600 millones de libras esterlinas al año. Muchos problemas de salud mental tienen su inicio en el período de transición entre la adolescencia y la adultez temprana, posiblemente como resultado de los complejos y concurrentes cambios hormonales, genéticos, de maduración cerebral y sociales durante este período. Las investigaciones han demostrado que el desarrollo y la maduración del cerebro se extienden hasta bien entrada la tercera década de la vida y que los patrones de activación cerebral en la adolescencia tardía y la edad adulta temprana aún difieren significativamente de los adultos maduros. En los últimos años, el microbioma ha surgido como un factor nuevo e importante que puede aumentar el riesgo de salud mental de un individuo. El intestino y el cerebro están íntimamente conectados a través del eje intestino-cerebro, lo que implica una comunicación bidireccional a través de vías neurales, endocrinas e inmunitarias. La investigación tanto en modelos humanos como animales también ha destacado el importante papel que desempeña la microbiota intestinal en la regulación del cerebro, el comportamiento posterior y, en particular, en el comportamiento similar a la ansiedad. Lo que es más importante, se ha demostrado que el período de la adolescencia puede ser una ventana crítica durante el desarrollo, donde la microbiota ayuda a afinar el eje intestino-cerebro relacionado con las respuestas al estrés y la ansiedad.

La investigación propuesta aquí investigará el papel del eje microbiota-intestino-cerebro en el desarrollo del cerebro y la salud mental. Específicamente, los investigadores investigarán el efecto de la ingesta de prebióticos en la salud mental y el bienestar en la adolescencia tardía/edad adulta temprana, con un enfoque particular en la excitabilidad cortical y la conectividad en la red cerebral de regulación emocional.

Esta investigación extenderá la investigación previa sobre las interacciones intestino-cerebro hasta los últimos años de la adolescencia. El período de la adolescencia no solo es importante con respecto al ajuste fino de las redes de regulación de las emociones, sino también, como se ha demostrado en trabajos recientes, crítico para establecer patrones saludables de comunicación intestino-cerebro. Específicamente, aquí investigaremos cómo la ingesta de prebióticos (galacto-oligosacáridos) durante 4 semanas afecta el funcionamiento cognitivo, el bienestar psicológico y las redes cerebrales subyacentes en una muestra de 120 estudiantes universitarias (de 18 a 25 años). En concreto, la investigación propuesta tiene dos objetivos principales:

1. Investigar cómo la ingesta de prebióticos afecta la excitabilidad y la plasticidad corticales, como los niveles inhibidores de GABA/glutamato excitatorio en las redes cerebrales clave de regulación emocional.
2. Investigar cómo la ingesta de prebióticos afecta el funcionamiento psicológico y el bienestar, en particular con respecto a la ansiedad y las habilidades de control del pensamiento.

120 participantes se dividirán en dos grupos de 60 participantes, los grupos se emparejarán por edad, destreza y nivel socioeconómico. En cada momento de la prueba (Tiempo 1, 2 y 3), los participantes de ambos grupos se someterán a pruebas psicológicas y de comportamiento integrales para establecer medidas de referencia del funcionamiento cognitivo y el bienestar psicológico (como los niveles de ansiedad).

También se le pedirá a cada participante que recolecte una muestra de heces en su hogar para la secuenciación del microbioma 16s rRNA en ambos momentos de la prueba. El grupo 1 recibirá una dosis diaria de GOS durante 4 semanas, mientras que el grupo 2 recibirá un placebo durante el mismo período. Además, los participantes de cualquiera de los grupos también participarán en una sesión de imágenes cerebrales para evaluar el efecto de la ingesta de suplementos prebióticos en la capacidad de respuesta funcional de las redes cerebrales de regulación emocional.

Para este estudio, los investigadores predicen que el grupo de intervención mostrará mejoras en las variables conductuales y psicológicas relacionadas con la regulación emocional y la ansiedad en comparación con el grupo placebo (hipótesis 1). Las predicciones también esperan observar una disminución de la excitabilidad en las regiones centrales del cerebro que regulan las emociones, como la amígdala y la corteza prefrontal, según lo evaluado mediante espectroscopia de resonancia magnética 1H (hipótesis 2).