Probioottien vaikutukset synaptiseen plastisuuteen kuukautiskierron aikana

Ihmisen maha-suolikanava (GI) koostuu biljoonista bakteerikannoista. Viimeaikainen työ on keskittynyt tutkimaan suoliston mikrobiotan vaikutusta aivojen prosessointiin ja toimintaan; tämä tunnetaan "suoli-aivojen akselina". Suoliston mikrobiotaa voidaan muuttaa ruokavalion, antibioottien, prebioottien ja probioottien avulla (Hemarajata ym., 2013). Probiootit ovat eläviä mikro-organismeja, jotka riittävinä määrinä toimitettuina voivat tarjota hyödyllisiä terveysvaikutuksia isännälle (Hill et al., 2014). Suoliston mikrobiotan muuntaminen probioottien avulla voi parantaa tunnetilaamme (Bagga et al., 2018; Messaoudi et al., 2011; Tillisch et al., 2013), vähentää kipuherkkyyttä (Weizman et al., 2016), parantaa kognitiivista tilaamme. prosessit (Chung et al., 2014; Kim et al., 2020), lisäävät välittäjäaineiden tasoja (Mittal et al., 2017) ja muuttavat toiminnallista yhteyttä (Rode et al., 2022; Bagga et al., 2019). Lisäksi probiootit säätelevät estrogeenitasoja (Guo et al., 2016; Urbaniak et al., 2016).

Estrogeenitasojen on havaittu vaikuttavan suoliston mikrobiotaan. Suolisto tuottaa β-glukuronidaaseja, jotka ovat entsyymi, joka tarvitaan hajottamaan konjugoitu estrogeeni sen aktiiviseen muotoon (Dabek et al., 2008; Ervin et al., 2019). Alhaista β-glukuronidaasien tuotantoa tapahtuu, kun suolistossa on vähentynyt bakteerien monimuotoisuus. Alhaisten β-glukuronidaasien seurauksena on estrogeenin aktiivisten muotojen väheneminen (Siddiqui et al., 2022; Pugh et al., 2021; Kwa et ai., 2016, Baker et al., 2017). Lisäksi ruoansulatuskanavan oireet lisääntyvät kuukautisten aikana (Pugh et al., 2021). Ärtyvän suolen oireyhtymä on yleisempi naisilla, mikä viittaa sukupuolihormonien mahdolliseen rooliin suhteessa suoliston mikrobiomiin (Pugh et al., 2021).

Estrogeenin on havaittu vaikuttavan hermotoimintaan, muistiin ja kognitioon (Inghilleri et al., 2004; Luine 2014). EEG-aivojen aktiivisuus kerättiin naisilta follikulaarisessa ja luteaalivaiheessa (Brotzner et al., 2014). Kun estrogeenitasot olivat korkeimmat, yksittäiset alfataajuusvärähtelyt (IAF) olivat alhaisimmat (Brotzner et al., 2014), jälkimmäinen liittyy heikentyneeseen kognitioon ja työmuistiin (Li et al., 2023). Lisäksi estrogeenin havaittiin alentavan joidenkin hermosolujen syttymiskynnystä, mikä voi edistää aivokuoren kiihottumista (Gregory et al., 2019). Sitä vastoin korkean progesteronitasojen tiedetään lisäävän GABA-aktiivisuutta, mikä vähentää hermotoimintaa (Guennoun et al., 2015). Lisäksi 5 Hz:n toistuva transkraniaalinen magneettistimulaatio (rTMS) -protokolla toimitettiin motorisen aivokuoren yli varhaisen ja myöhäisen follikulaarisen vaiheen aikana (Inghilleri et al., 2004). Kortikospinaalinen aktiivisuus lisääntyi, kun estradiolitasot olivat korkeimmat (Inghilleri et al., 2004), mikä osoittaa yhteyden estradiolin ja synaptisen plastisuuden välillä.

Kirjallisuus viittaa kollektiivisesti siihen, että naisten synaptinen plastisuus voi olla heikentynyt luteaalivaiheen aikana, kun estradiolitasot ovat alhaiset. Probiootin käyttöönotto lisää β-glukuronidaaseja, mikä johtaa parempaan kiertävän estrogeenin saatavuuteen, minkä pitäisi edistää synaptista plastisuutta. Oletetaan, että synaptisen plastisuuden lisääntyminen tapahtuu follikulaarisessa ja luteaalifaasissa probioottien läsnä ollessa. Tämän tutkimuksen tavoitteena on 1) selvittää, voivatko probiootit lisätä taipumusta synaptiseen plastisuuteen naisilla ja 2) selvittää, onko plastisuuden taipumuksessa eroja kuukautiskierron vaiheen mukaan.

Menetelmät:

Osallistujat satunnaistetaan ryhmään A tai ryhmään B. Kaksikymmentä osallistujaa on ryhmässä A ja 20 osallistujaa ryhmässä B. Jos satunnaistetaan ryhmään A, kaikki vierailut suoritetaan päivien 6-9 välillä (keski follikulaarinen vaihe). estradiolitasot ovat korkeimmat. Jos satunnaistetaan ryhmään B, kaikki käynnit suoritetaan päivinä 19-23 (keskiluteaalivaihe), jolloin progesteronitasot ovat korkeimmat. Tämä on satunnaistettu, ristikkäinen, kaksoisnaamioitu tutkimus, jossa osallistujat saavat sekä todellista probioottia että lumelääkettä 28 päivän ajan. Arvioinnit hankitaan neljän käynnin aikana (ennen ja jälkeen jokaista interventiota, erotettuna 28 päivän pesulla). McMaster University Medical Centerin (MUMC) apteekki vastaa sokkoutettujen probioottipakkausten ja satunnaistamisaikataulun valmistelusta. Käytetty probiootti on kaupallisesti saatavilla oleva tuote nimeltä Progressive Perfect Probiotic (https://www.progressivenutritional.com/products/perfect-probiotic-120-billion).

Seuraavia riippuvaisia ​​toimenpiteitä käytetään: Aktiivinen motorinen kynnys, lepomotorinen kynnys, lyhytaikainen intrakortikaalinen esto, motoriset herätepotentiaalit.

Nämä toimenpiteet toteutetaan ennen synaptista plastisuutta indusoivaa protokollaa ja sen jälkeen

Synaptisen plastisuuden arvioimiseksi toistuva TMS suoritetaan käyttämällä 70 mm:n sisähalkaisijaa olevaa kahdeksasta kelaa Magstim Super Rapid2 Plus -stimulaattorilla (Magstim, Whitland, UK). Kaksivaiheisia magneettipulsseja toimitetaan hallitsevan pallonpuoliskon ensisijaiselle motoriselle alueelle optimaalisen sijainnin löytämiseksi MEP:n herättämiseksi kontralateraalisessa APB-lihaksessa. Intermittent theta burst stimulation (iTBS) -protokolla toimitetaan käyttämällä kaksivaiheisia pulsseja kolmen pulssin purskeena 6 Hz:n sarjoissa, jotka kestävät 2 sekuntia. Tätä seuraa 8 sekuntia ilman pulssia. iTBS toistetaan yhteensä 612 pulssin ajan 80 %:lla AMT:stä (Fassett et al., 2017).