Effecten van probiotica op darmmicrobiota, endocannabinoïde en immuunactivatie en symptomen van vermoeidheid bij dansers

Professionele dansers worden vaak artistieke atleten genoemd vanwege hun hoge niveau van fysieke activiteit en competitie. Danstraining van meer dan 11,5 uur per week verhoogt het risico op blessures (vrouwen - meestal botblessures, mannen - vooral kneuzingen en peesblessures). Een van de redenen voor de verhoogde vatbaarheid voor blessures bij dansers is psychologische stress. De observatieresultaten geven aan dat dansers vaak besluiten om door te gaan met trainen ondanks pijn, wat de soepelheid van hun bewegingen beperkt en leidt tot een verdere toename van stress. Zeer fysiek actieve groepen mensen worden meer blootgesteld aan functionele dyspepsie (FD) en het prikkelbare darm syndroom (IBS), die verband houden met chronische stress. Als gevolg van chronische stress en de activering van de hypothalamus-hypofyse-bijnier-as (HPA) worden ontstekingsprocessen in de gastro-intestinale mucosa op gang gebracht. De aanwezigheid van noradrenaline verhoogt de hechting van bacteriën en virussen aan het epitheel, wat op zijn beurt het immuunsysteem in de darmen moduleert en hun ontsteking verhoogt. Systemisch werkend cortisol veroorzaakt het lekken van TJ-cellen (tight junctions) en een toename van de doorlaatbaarheid van de darmbarrière. Ontsteking stimuleert de afscheiding van cortisol, wat de verdere cyclus van ontsteking en verzwakking van de darmbarrièrefunctie op gang brengt. Dientengevolge werken cytokines en ontstekingsmediatoren die tijdens de ontsteking vrijkomen rechtstreeks op de zenuwuiteinden die deze afferente zenuwsignalen naar de hersenen overbrengen, waardoor ze een endogene stressfactor worden.

Wanneer exogene en endogene stressfactoren elkaar overlappen, neemt de perceptie van stress door het lichaam toe, wat uiteindelijk leidt tot psychologische, fysiologische en gedragsveranderingen.

Pijn en depressie zijn veel voorkomende comorbiditeiten van neuropsychiatrische oorsprong. Een van de regulerende systemen van het lichaam, die in beide gevallen disfunctioneel is, is het endocannabinoïdesysteem (ECS). Er is gesuggereerd dat deze ziekten kunnen worden veroorzaakt door intense en langdurige inspanning, die de darmbarrière verstoort en veranderingen veroorzaakt in het profiel van metabolieten en de functie van de darmmicrobiota. Overtraining leidt tot een verhoging van de niveaus van cortisol, adrenaline en noradrenaline, en tot de translocatie van lipopolysaccharide (LPS) buiten de darmen, waardoor de concentratie van pro-inflammatoire cytokines in het lichaam toeneemt. Dit resulteert in een ontregeling van de balans tussen serotonine (5-HT), dopamine (DA) en gamma-aminoboterzuur (GABA) en vermoeidheid. Deze veranderingen leiden tot verdere activering van het endocannabinoïdesysteem en, op de lange termijn, verzwakking van het aanpassingsvermogen.

De neuromodulerende eigenschappen van het cannabinoïdesysteem komen b.v. in synaptische plasticiteit op korte en lange termijn en modulatie van pijngeleiding. Onderzoeksresultaten geven aan dat het endocannabinoïdesysteem, naast zijn sleutelrol bij het reguleren van de darmmotiliteit, ook de secretoire functies van het maagdarmkanaal en de integriteit van het darmepitheel aantast, wat een alternatieve manier kan zijn om het immuunsysteem en de ontsteking in de darm te reguleren. de darmen.

Type 1 cannabinoïde-receptoren (CB1) bevinden zich presynaptisch in het celmembraan van neuronen van het centrale en perifere zenuwstelsel en hun activering remt de afgifte van veel neurotransmitters, d.w.z. acetylcholine, noradrenaline, dopamine, serotonine, glutamaat en γ-aminoboterzuur. Type 2 cannabinoïde-receptoren (CB2) worden voornamelijk aangetroffen op het oppervlak van cellen van het immuunsysteem, met name B-lymfocyten, macrofagen en monocyten. Hun activering remt de afgifte van pro-inflammatoire cytokines en verhoogt de afgifte van ontstekingsremmende cytokines.

Cannabinoïde-receptoren worden aangetroffen in zowel het immuunsysteem als het spijsverteringsstelsel. Endogene cannabinoïden wijzigen de reactie van het lichaam op stress door de hypothalamus-hypofyse-bijnier-as (HPA) te beïnvloeden. Stress leidt tot een verhoogde activiteit van endocannabinoïden die, voornamelijk via de CB1 cannabinoïde-receptoren, leiden tot remming van de afgifte van corticosteroïden. Bovendien vermindert de activering van CB1-receptoren in het maagdarmkanaal de intensiteit van pijngeleiding (nociceptie), die wordt geïnduceerd door activering, b.v. TRPV1 vanilloïde receptoren. Het is aangetoond dat ontsteking in het darmepitheel van het maagdarmkanaal een toename veroorzaakt van de neurale geleiding van neuronen die CB1-receptoren bevatten, wat bijdraagt ​​aan een verandering in het aandeel van deze receptoren in relatie tot de TRPV1 die zich voornamelijk in het celmembraan van dorsale wortel ganglion afferenten (DRG's). Dientengevolge interageren twee verschillende receptoren en wordt de TRPV1-receptoractiviteit opgeheven. Ontstekingsmediatoren die vrijkomen uit het darmepitheel stimuleren viscerale pijn, terwijl activatie van CB2-receptoren hun werking waarschijnlijk vermindert.

Er zijn aanwijzingen dat een kwalitatieve en kwantitatieve verandering in de darmmicrobiota de activiteit van endogene liganden en mediatoren van het endocannabinoïdesysteem (ECS) kan beïnvloeden. Hoewel de mechanismen van regulering van het niveau van endocannabinoïden en verwante bioactieve lipiden door geselecteerde bacteriën niet volledig worden begrepen, is aangetoond dat suppletie met probiotica een verhoging van de concentratie van endogene cannabinoïden kan veroorzaken, d.w.z. 2-AG, 2-OG (oleoylglycerol ) en 2-PG (palmitoylglycerol). In een dierexperiment verminderde het gebruik van remming van monoacylglycerollipase de afbraak van 2-AG, waardoor endotoxemie en systemische ontsteking werden verminderd. In een andere studie veranderde de deletie van het Myd88-gen dat codeert voor het TLR-receptoreiwit (toll-like receptor) in darmepitheelcellen de samenstelling van de darmmicrobiota, verminderde de synthese van anandamide (AEA) en verhoogde de synthese van ontstekingsremmende endocannabinoïden. , zoals: 2-AG, 2-PG, 2 OG. Vrijgekomen endocannabinoïden met ontstekingsremmende eigenschappen hebben het vermogen om zogenaamde wees GPR119-receptoren te activeren, die geassocieerd zijn met de uitscheiding van ontstekingsremmende mediatoren. Bovendien is aangetoond dat een toename van de LPS-concentratie AEA-synthese induceert en een afname van vetzuuramidehydrolase (FAAH) in macrofagen, evenals een toename van de AEA-productie in perifere lymfocyten, wat belangrijk kan zijn voor de regulatie van de darmbarrièrefunctie en de mate van ontsteking. De resultaten van studies uitgevoerd op een muismodel hebben het belang aangetoond van de intestinale microbiota bij de regulering van de expressie van het NAPE-PLD-gen (fosfolipase D specifiek voor n-acylfosfatidylethanolamine), d.w.z. een enzym dat betrokken is bij de synthese van anandamide en bij de selectieve regulatie van CB1 mRNA-expressie. In een zwaarlijvig muismodel werd waargenomen dat de toediening van een probioticum het expressieniveau van CB1-receptor-mRNA verlaagde, terwijl de concentratie van AEA-ligand werd verlaagd en de expressie van FAAH-mRNA werd verhoogd. In andere onderzoeken resulteerde toediening van een probioticum aan muizen in een afname van de concentratie van LPS in het bloedplasma, wat correleerde met zowel het niveau van AEA als de expressie van CB1-mRNA in het colonepitheel. In in vitro en in vivo experimenten op diermodellen is waargenomen dat CB2-receptoren worden geactiveerd wanneer er een onbalans in het aangeboren immuunsysteem optreedt. De NLRP3-inflammasomen worden onderdrukt door autofagie, een mechanisme dat mogelijk betrokken is bij de onderdrukking van ontstekingen en de regulatie van de darmbarrière, b.v. bij het prikkelbaredarmsyndroom. Een andere factor die een potentiële NLRP3-remmer is, is de metaboliet van de darmmicrobiota, butyraat, die behoort tot de vetzuren met een korte keten. De werking ervan heeft een positief effect op de functies van de darmepitheelcellen en de stabiliteit van de darmbarrière. In studies uitgevoerd op kiemvrije muizen, nadat de darmmicrobiota was overgedragen, veranderde het metabolisme van endocannabinoïden in het maagdarmkanaal. Het gebruik van probiotische therapie bij muizen met eerder geïnduceerde darmdysbiose veranderde de activering van endocannabinoïde-receptoren, het gedrag van dieren en een afname van darmontsteking. Andere onderzoeksresultaten geven aan dat remming van de CB1-receptor bij zwaarlijvige muizen de secretie van mucine stimuleert, wat de primaire bron van voedingsstoffen is voor de ontwikkeling van Akkermansia muciniphila. Deze observatie bevestigt de resultaten van studies van andere auteurs, die de mogelijkheid van regulatie van CB2-receptoren door sommige soorten darmbacteriën en de gerelateerde immuunrespons aantoonden.

De mechanismen van de overdracht van ontstekingssignalen van de darm naar het CZS zijn niet volledig opgehelderd. De resultaten van het onderzoek geven echter aan dat de systemische ontsteking die gepaard gaat met depressieve symptomen verband houdt met veranderingen in het ecosysteem van de darmmicrobiota en de productie van SCFA en andere metabolieten van neurobiologische aard. Bovendien kan het ook leiden tot veranderingen in de synthese en afgifte van endocannabinoïden of de metabole routes van tryptofaan en kynurenine (KYN). Tot nu toe is waargenomen dat er een verband bestaat tussen ECS en de kynurenine-route bij neurologische aandoeningen zoals epilepsie of migrainehoofdpijn, die gepaard gaan met overmatige celstimulatie en excitotoxiciteit. De nieuwste onderzoeksresultaten wijzen op de mogelijkheid om de transformaties van tryptofaan en kynurenine te wijzigen door probiotische therapie.

Er is een beperkt aantal menselijke onderzoeken gedaan naar de rol van de darmmicrobiota bij de modulatie van het ECS. In de beschikbare literatuur ontbreekt het aan studies die de relatie beschrijven tussen veranderingen in de darmmicrobiota en zijn metaboloom onder invloed van gerichte, multistam probiotische therapie op de respons van de endocannabinoïde en het immuunsysteem bij mensen die worden blootgesteld aan hoge fysieke en mentale stress. Waarnemingen die zullen worden gedaan bij dansers aangevuld met een probioticum met meerdere stammen dat Lactobacillus helveticus Rosell-52 en Bifidobacterium longum Rosell-175 bevat, kunnen helpen bij het vinden van effectieve hulpmiddelen bij de behandeling van gastro-intestinale stoornissen en daarmee verband houdende stress. Een mogelijk mechanisme achter deze werking kan het herstel van de normale darmmicrobiota en het profiel van zijn metabolieten zijn, evenals de verbetering van de darmbarrière en de endocannabinoïdefunctie.