月経周期中のシナプス可塑性に対するプロバイオティクスの影響

人間の胃腸 (GI) 管は、何兆もの細菌株で構成されています。 最近の研究は、腸内微生物叢が脳の処理と機能に与える影響の調査に焦点を当てています。これは「腸脳軸」として知られています。 私たちの腸内細菌叢は、食事、抗生物質、プレバイオティクス、プロバイオティクスによって変えることができます (Hemarajata et al., 2013)。 プロバイオティクスは生きた微生物であり、適切な量で送達されると、宿主に有益な健康結果をもたらすことができます（Hill et al.、2014）。 プロバイオティクスによる腸内細菌叢の調節は、私たちの感情状態を改善し（Bagga et al., 2018; Messaoudi et al., 2011; Tillisch et al., 2013）、痛みに対する感受性を低下させ（Weizman et al., 2016）、認知機能を改善します。プロセス（Chung et al., 2014; Kim et al., 2020）、神経伝達物質レベルの増加（Mittal et al., 2017）、機能的接続性の変化（Rode et al., 2022; Bagga et al., 2019）。 さらに、プロバイオティクスはエストロゲンレベルを調節します（Guo et al., 2016; Urbaniak et al., 2016）。

エストロゲンレベルは腸内細菌叢に影響を与えることが認識されています。 腸は、結合型エストロゲンを活性型に分解するのに必要な酵素であるβ-グルクロニダーゼを生成します（Dabek et al., 2008; Ervin et al., 2019）。 腸内の細菌多様性レベルが低下すると、β-グルクロニダーゼの生産が低下します。 低いβ-グルクロニダーゼの結果は、活性型エストロゲンの減少である(Siddiqui et al., 2022; Pugh et al., 2021; Kwa et al., 2016; Baker et al., 2017)。 さらに、胃腸症状は月経中に増加します（Pugh et al.、2021）。 最後に、過敏性腸症候群は女性でより蔓延しており、腸内微生物叢に関連した性ホルモンの役割の可能性を示しています(Pugh et al., 2021)。

エストロゲンは、神経活動、記憶、認知に影響を与えることがわかっています (Inghilleri et al., 2004; Luine 2014)。 EEG脳活動は、卵胞期および黄体期の女性から収集されました（Brottzner et al.、2014）。 エストロゲンレベルが最も高いとき、個々のアルファ周波数振動（IAF）は最も低くなり（Brotzner et al., 2014）、後者は認知力と作業記憶の低下に関連しています（Li et al., 2023）。 さらに、エストロゲンは、皮質の興奮性を促進する可能性がある一部のニューロンの発火閾値を低下させることが判明しました（Gregory et al., 2019）。 逆に、プロゲステロンレベルが高いと、GABA 活性が増加し、神経活動が低下することが知られています (Guennoun et al., 2015)。 さらに、5Hzの反復経頭蓋磁気刺激（rTMS）プロトコルが、卵胞期の初期および後期に運動皮質に送達されました（Inghilleri et al.、2004）。 エストラジオールレベルが最高の場合、皮質脊髄活動は増加しました(Inghilleri et al., 2004)。これは、エストラジオールとシナプス可塑性との関連を示しています。

文献を総合すると、女性はエストラジオールレベルが低い黄体期中にシナプス可塑性の能力が低下する可能性があることが示唆されています。 プロバイオティクスを導入するとβ-グルクロニダーゼが増加し、循環エストロゲンの利用可能性が高まり、シナプス可塑性を促進するはずです。 プロバイオティクスの存在下では、シナプス可塑性の増加が卵胞期および黄体期に起こると仮説が立てられています。 この研究の目的は、1) プロバイオティクスが女性のシナプス可塑性の傾向を高めることができるかどうかを判断すること、2) 月経周期の段階に応じて可塑性の傾向に違いがあるかどうかを判断することです。

方法:

参加者はランダムにグループ A またはグループ B に割り当てられます。20 人の参加者がグループ A に、20 人の参加者がグループ B に所属します。グループ A にランダムに割り当てられた場合、すべての訪問は 6 ～ 9 日目（卵胞期中期）の間に行われます。エストラジオールのレベルが最も高くなります。 グループ B にランダムに割り当てられた場合、すべての来院はプロゲステロン レベルが最も高くなる 19 ～ 23 日目 (黄体期中期) に行われます。 これは無作為化、クロスオーバー、二重マスク研究となり、参加者は本物のプロバイオティクスとプラセボのプロバイオティクスの両方を28日間投与されます。 評価は 4 回の訪問中に取得されます (各介入の前後、28 日間の休薬期間を挟んで)。 マクマスター大学医療センター (MUMC) 薬局は、盲検プロバイオティクス キットと無作為化スケジュールの準備を担当します。 使用されるプロバイオティクスは、Progressive Perfect Probiotic (https://www.progressivenutritional.com/products/perfect-probiotic-120-billion) と呼ばれる市販の製品になります。

以下の依存性測定値が使用されます:活動運動閾値、安静運動閾値、短期皮質内抑制、運動誘発電位。

これらの措置は、シナプス可塑性誘発プロトコルの前後に行われます。

シナプス可塑性を評価するために、Magstim Super Rapid2 Plus Stimulator (Magstim、Whitland、UK) を備えた内径 70 mm の 8 の字コイルを使用して反復 TMS を実行します。 二相磁気パルスは、対側のAPB筋でMEPを誘発するための最適な位置を見つけるために、利き半球の一次運動野に送達されます。 間欠シータバースト刺激 (iTBS) プロトコルは、2 秒間継続する 6Hz トレインで送達される 3 つのパルスのバーストの二相パルスを使用して送達され、その後 8 秒間パルスが送達されません。 iTBS は、AMT の 80% で合計 612 パルス繰り返されます (Fassett et al., 2017)。