Probiotyki i mikrobiom: próba interwencji klinicznej w leczeniu lęku i depresji

Zamiar

Ludzki mikrobiom, znany również jako mikroflora, składa się z kolonii bakteryjnych organizmu. Chociaż bakterie są powszechnie kojarzone z chorobami, istnieją dobre bakterie znane jako bakterie probiotyczne, które naturalnie rosną w mikrobiomie ludzkiego jelita. Bakterie probiotyczne są żywymi mikroorganizmami i składają się z około 400 różnych szczepów bakteryjnych, które podtrzymują życie w organizmie gospodarza. Mikrobiom jelitowy, znany również jako flora jelitowa, odgrywa rolę w prawidłowym rozwoju człowieka, trawieniu, masie ciała, odżywianiu i regulacji układu odpornościowego, a także wpływa na różne funkcje neurologiczne. Stwierdzono, że czynniki środowiskowe, w tym antybiotyki, choroby, stres i dieta, mogą zmieniać mikrobiom jednostki poprzez wpływ na bakterie probiotyczne znajdujące się w mikroflorze jelitowej.

Chociaż bakterie probiotyczne rosną naturalnie w jelitach człowieka, przyswajanie mikrobiomu jelitowego różni się u każdej osoby w zależności od różnych czynników, w tym sposobu urodzenia i wczesnej diety. Badania sugerują, że pierwsza ekspozycja noworodków na bakterie i nabywanie pierwszych składników ich mikrobiomu ma miejsce podczas porodu. Niemowlęta nabywają bakterie swoich matek, gdy przechodzą przez kanał pochwy podczas porodu. Badania wskazują, że z tego powodu dzieci urodzone przez cesarskie cięcie mają mniej zróżnicowany mikrobiom (Dominguez-Bello, Costello, Contreras, Magris, Hidalgo, Fierer i Knight, 2010). Badania sugerują również, że po urodzeniu niemowlęta nadal nabywają swój mikrobiom jelitowy w pierwszych dwóch latach życia pod wpływem odżywiania. Na przykład w badaniu sześciu niemowląt karmionych piersią i sześciu niemowląt karmionych mieszanką, te, które spożywały specjalnie wzbogaconą mieszankę zawierającą zarówno prebiotyki (substancje odżywiające probiotyki), jak i różnorodne bakterie probiotyczne, miały znacznie bardziej zróżnicowaną florę jelitową niż te, które otrzymywały mleko matki (Harmsen, Wildeboer-Veloo, Raangs, Wagendorp, Klijn, Bindels i Welling, 2000). Należy pamiętać, że to badanie nie neguje korzyści płynących z mleka matki i miało na celu ocenę wpływu podwyższonego stężenia prebiotyków i probiotyków w mieszance dla niemowląt, która była chemicznie podobna do mleka matki.

Ponieważ bakterie probiotyczne są pozyskiwane naturalnie ze źródeł środowiskowych, oprócz normalnego wzrostu w ludzkim ciele, spożywanie probiotyków jest bezpieczne dla ludzi. Ponadto Health Canada oznaczyła probiotyki jako naturalny produkt zdrowotny (NHP) bezpieczny do spożycia przez ludzi. Powszechne pokarmy, które spożywamy każdego dnia, zawierają bakterie probiotyczne, które wzbogacają naszą florę jelitową. Na przykład jogurt i ser zawierają bakterie probiotyczne. Ostatnio nastąpił wzrost zainteresowania probiotykami wśród naukowców, ponieważ wzrasta pozytywny wpływ probiotyków na mikrobiom jelitowy i uznanie ich ogromnego potencjału terapeutycznego w szerokim zakresie schorzeń.

Mikrobiom i zdrowie fizyczne

Badania wykazały, że probiotyczne szczepy bakterii, takie jak Bifidobacteria i Lactobacilli, pomagają w leczeniu zespołu jelita drażliwego i innych chorób przewodu pokarmowego i jelit poprzez hamowanie kolonizacji i wzrostu bakterii powodujących choroby. Ponadto uważa się, że mikrobiom jelitowy odgrywa integralną rolę w regulowaniu prawidłowego funkcjonowania układu odpornościowego. Funkcjonowanie układu odpornościowego jest utrzymywane przez homeostatyczne relacje z mikrobiomem, który z kolei odgrywa rolę w rozwoju tkanek limfatycznych i układu odpornościowego (Hooper, Littman i Macpherson, 2012). Zaburzenia równowagi mikroflory jelitowej są związane z upośledzoną odpowiedzią immunologiczną.

Mikrobiom i zdrowie psychiczne

Mikrobiom został powiązany z różnymi stanami zdrowia psychicznego. Naukowcy nazwali to połączenie „osią jelitowo-mózgową” (Forsythe, Sudo, Dinan, Taylor i Bienenstock, 2010). Stwierdzono, że bakterie w jelitach wytwarzają GABA i serotoninę, chociaż dokładny mechanizm, dzięki któremu te neuroprzekaźniki wytwarzane w przewodzie pokarmowym wpływają na funkcjonowanie mózgu, jest obecnie nieznany. Jednak zakłócenia w mikrobiomie były związane z autyzmem, a także z zaburzeniami lękowymi i depresyjnymi.

Brak równowagi we florze jelitowej, na przykład w wyniku wczesnego stosowania antybiotyków, również odgrywa rolę w rozwoju autyzmu. Wykazano, że probiotyki pomagają w leczeniu objawów autystycznych poprzez promowanie wzrostu pożytecznych bakterii i hamowanie wzrostu szkodliwych bakterii. Naukowcy zidentyfikowali przerost niektórych szczepów Clostridia, które wytwarzają kwas propionowy w jelitach autystycznych dzieci. Kwas propionowy jest neurotoksyną, która przekracza barierę krew-mózg i może zakłócać prawidłowy rozwój mózgu we wczesnym dzieciństwie (Parracho, Gibson, Knott, Bosscher, Kleerebezem i McCartney, 2010).

Zakłócenia w rozwoju normalnej mikroflory są również związane ze zmianami reaktywności na stres, które utrzymują się w późniejszym życiu. Na przykład różne szlaki metaboliczne, takie jak te z udziałem kwasów żółciowych i syntezatorów hormonów steroidowych, które są niezbędne do funkcjonowania organizmu, zależą od zdrowego mikrobiomu (Antunes, Han, Ferreira, Lolic, Borchers i Finlay, 2011). Badania pokazują, że stosowanie antybiotyków we wczesnym okresie życia prowadzi do zmniejszenia flory jelitowej i różnorodności oraz może być zaangażowane w wywoływanie fizjologicznego stanu czujności, podobnego do cechy znanej jako „wrażliwość lękowa”. Wrażliwość na lęk odnosi się do tendencji niektórych osób do ciągłego monitorowania swojego stanu fizjologicznego i błędnego interpretowania normalnych wahań homeostazy jako zdarzeń zagrażających życiu. W badaniach na zwierzętach spożywanie probiotyków prowadzi do zmniejszenia zachowań związanych z lękiem, jak również zmian w receptorach GABA, które pośredniczą w hormonach związanych ze stresem (Bravo, Forsythe, Chew, Escaravage, Savignac, Dinan, Bienenstock i Cryan, 2011). Korzystny wpływ mikroflory jelitowej na stres i niepokój wykazano również, porównując myszy wolne od drobnoustrojów (tj. myszy bez mikrobiomu) z myszami z bogatą mikroflorą jelitową. Myszy z bogatą mikroflorą jelitową wykazują mniejszą reaktywność na stres niż myszy wolne od zarazków.

Obecna propozycja

Proponowany projekt będzie badał wpływ probiotyków na lęk i związane z nim czynniki psychologiczne i fizjologiczne u ludzi. Potencjał terapeutyczny probiotyków w zmniejszaniu lęku i innych czynników związanych z zaburzonym mikrobiomem zostanie oceniony w podwójnie ślepym projekcie krzyżowym z placebo. Na podstawie dotychczasowych wyników badań wysunięto hipotezę, że probiotyki zmniejszają objawy lękowe i depresyjne.

Metodologia

Siedemdziesięciu pięciu uczestników płci męskiej i żeńskiej w wieku powyżej 18 lat zostanie zrekrutowanych za pośrednictwem ogłoszeń zamieszczonych w różnych miejscach w okolicy Wolfville, a także w lokalnych gazetach i portalach społecznościowych, takich jak Facebook. Reklamy online, w tym link do strony internetowej zawierającej informacje o kwalifikowaniu się do badania i wymaganiach (http://www.probioticstudy.com) zostaną opublikowane na grupach na Facebooku różnych organizacji w Wolfville, w tym Inner Sun Yoga Center, Wolfville Farmer's Market i EOS Fine Foods Community Board, a także w lokalnych gazetach, takich jak Grapevine i Advertiser (patrz Załącznik A). Broszury informacyjne zostaną rozesłane do Valley Regional Hospital, Eastern Kings Memorial Health Centre oraz Mud Creek Medical Co-op Ltd. do wywieszenia w ich poczekalniach (patrz Załącznik B). Plakaty reklamowe zostaną również wywieszone w obszarze Wolfville (w tym na tablicy społeczności Acadia Athletic Complex, Wolfville Shopper's Drug Mart i tablicy społeczności Wolfville Post Office) z zakładkami zawierającymi adres URL strony internetowej z informacjami o badaniu (patrz Załącznik C). Wiadomość e-mail dla wszystkich pracowników zostanie również wysłana do pracowników Uniwersytetu Acadia skierowanych do zawodów nieakademickich w celu rekrutacji (patrz Załącznik D).

Ponieważ badania dotyczące uczestników w wieku poniżej 18 lat są ograniczone, uczestnicy muszą mieć co najmniej 18 lat. Uczestnicy muszą również mieszkać w niewielkiej odległości od Wolfville w Nowej Szkocji, mieć możliwość przyjazdu do Wolfville na spotkania z naukowcami i posiadać ważny adres e-mail. Kryteria wykluczające udziału obejmują posiadanie zawodu związanego z nauką akademicką, w tym profesora uniwersytetu lub studenta (aby uniknąć efektu kohortowego związanego z określonymi wahaniami warunków związanych z wysokim stresem w trakcie semestru akademickiego); mając HIV/AIDS; obecnie w trakcie chemioterapii; ze zdiagnozowanym poważnym problemem metabolicznym, immunologicznym lub trawiennym, w tym rakiem, chorobą Crone'a lub wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego, stwardnieniem rozsianym, toczniem, chorobą Addisona lub inną postacią niedoczynności kory nadnerczy; obecnie stosuje leki przeciwlękowe; przyjmowanie kapsułek probiotycznych; przyjmowanie antybiotyków; lub cierpiących na jakąkolwiek inną poważną chorobę medyczną.

Gdy potencjalni uczestnicy przejrzą informacje na stronie internetowej badania i wskażą, że chcą wziąć udział, zostaną przekierowani na stronę świadomej zgody. Zaznaczając pole i klikając „Wyślij” na stronie internetowej świadomej zgody, wyrażą zgodę na udział i zostaną przekierowani do kwestionariusza demograficznego (patrz Załącznik E). Kwestionariusz będzie zawierał pytania dotyczące stanu zdrowia uczestników, historii medycznej i spożywanej przez nich żywności. Wszystkie dane zebrane online podczas tego badania będą przechowywane na kanadyjskim serwerze, aby uniknąć problemów z ustawą Patriot Act związanych z danymi przechowywanymi na serwerach w USA. Badacz zaplanuje spotkania z uczestnikami, którzy wyrażą zgodę online na udział.

Badanie zostanie przeprowadzone w okresie 22 tygodni, podczas których uczestnicy będą spożywać doustny probiotyk przez 10 tygodni i placebo (substancja obojętna bez działania terapeutycznego) przez 10 tygodni, z dwutygodniowym okresem wypłukiwania pomiędzy . Uczestnicy będą otrzymywać probiotyk lub placebo przez pierwsze dziesięć tygodni, a drugi przez drugie 10 tygodni. Ani uczestnik, ani badacz podający probiotyki i placebo nie będą świadomi, który z nich bierze uczestnik. Ponieważ jest to projekt z podwójnie ślepą próbą, tylko kierownik, dr Susan Potter, będzie wtajemniczony w eksperymentalne warunki uczestników. Superwizor losowo przydzieli uczestników do grupy otrzymującej placebo lub probiotyk.

Probiotykiem użytym w tym badaniu będą organiczne probiotyki 7 szczepów 20 miliardów za gram zakupione od Prescribed For Life. Jest to naturalny organiczny proszek probiotyczny, w tym szczepy bakterii probiotycznych Acidophilus, Bifidum, Casei i Rhamnosus, 400 mg na kapsułkę. Kapsułki placebo będą zawierały 400 mg mąki ryżowej. Każdy uczestnik otrzyma dwie buteleczki z pigułkami – jedną z 70 kapsułkami probiotycznymi na dziesięć tygodni, a drugą z 70 kapsułkami placebo na dziesięć tygodni. Kapsułki te należy spożywać doustnie, jedna kapsułka dziennie.

Badacz i opiekun zaplanują spotkanie z każdym uczestnikiem w celu przedstawienia szczegółowych instrukcji dotyczących badania i uzyskania świadomej zgody na kontynuację badania przez każdego uczestnika (patrz Załącznik F i Załącznik G). Podczas pierwszej wizyty, wizyty dziesięciotygodniowej i ostatniej wizyty dwudziestotygodniowej uczestnicy wypełnią Skalę Depresji Lęku i Stresu (DASS) oraz Indeks Wrażliwości Lęku (ASI). Uczestnicy wykonają te pomiary trzy razy w okresie badania, aby badacze mogli zmierzyć zmianę objawów lęku i depresji w trzech punktach czasowych. Na każdym z tych spotkań uczestnicy otrzymają również butelkę kapsułek probiotyków lub kapsułek placebo, które będą przyjmowane przez okres 10 tygodni. Podczas dziesięciotygodniowego spotkania uczestnicy otrzymają również kopie DASS i ASI do wypełnienia na koniec badania (patrz Załącznik H). Podczas trzeciego i ostatniego spotkania uczestnicy przyniosą wypełnione kwestionariusze i będą mieli możliwość zadawania wszelkich pytań dotyczących badania, a także wypełnienia karty do głosowania na losowanie nagród. Jeśli chcą wiedzieć, w których fazach otrzymali kapsułki probiotyczne i placebo, zostaną poinformowani, że informacje zostaną im przesłane e-mailem po zakończeniu badania.

Badacz skontaktuje się z uczestnikami trzeciego i szóstego dnia każdej fazy (probiotyk i placebo) za pośrednictwem poczty elektronicznej w celu sprawdzenia i udzielenia odpowiedzi na wszelkie pytania (patrz Załącznik I). Uczestnicy będą proszeni o wypełnienie krótkiego kwestionariusza raz na dwa tygodnie w okresie badania, co nie powinno zająć więcej niż 5 minut (patrz Załącznik J i Załącznik K), aby sporządzić wykres wszelkich zmian w lęku i/lub zdrowiu fizycznym, jak jak również do utrzymywania otwartych linii komunikacyjnych w przypadku pojawienia się jakichkolwiek pytań.

Zgoda

Uczestnicy wypełnią dwa formularze zgody, jeden online przed zebraniem informacji demograficznych i identyfikujących, a drugi przed rozpoczęciem fazy probiotycznej badania (patrz odpowiednio Załącznik E i Załącznik G).

Oszustwo i odprawa

Chociaż technicznie nie jest to oszustwo, uczestnicy będą otrzymywać placebo lub probiotyk przez dziesięciotygodniowe przerwy w okresie badania, ale nie zostaną poinformowani, który z nich otrzymują, chociaż zostaną poinformowani, że nie zostaną poinformowani. Po zakończeniu badania uczestnicy, którzy chcą wiedzieć, zostaną poinformowani, który z dwóch (probiotyki czy placebo) otrzymali podczas każdego dziesięciotygodniowego okresu. Uczestnicy będą mieli również możliwość uzyskania odpowiedzi na wszystkie pytania od badacza, a ci, którzy chcą otrzymać kopię wyników, otrzymają wiadomość e-mail po zakończeniu badania.

Ryzyka i korzyści

Probiotyki to dobre bakterie, które naturalnie rosną w jelitach człowieka. Do tej pory nie ma opublikowanych zagrożeń związanych ze spożywaniem probiotyków. Niemniej jednak z uczestnikami skontaktujemy się dwukrotnie w ciągu pierwszego tygodnia każdej fazy (probiotyk i placebo), aby upewnić się, że nie doświadczają żadnych niepożądanych skutków ubocznych. Ponadto uczestnicy będą przesyłać aktualizacje dotyczące ich zdrowia fizycznego i psychicznego co dwa tygodnie przez cały okres badania, a ponadto będą zachęcani do kontaktowania się z naukowcami w przypadku jakichkolwiek wątpliwości w okresie badania.

Jest możliwe, że uczestnicy staną się bardziej świadomi wszelkich objawów lękowych lub depresyjnych, których doświadczają poprzez udział w tym projekcie badawczym, a w wyniku zwiększonej obecności mogą doświadczać zwiększonego stresu emocjonalnego. Aby rozwiać te obawy, uczestnicy otrzymają szczegółowe dane kontaktowe dostawców usług w zakresie zdrowia psychicznego w rejonie Wolfville.

Chociaż w tym momencie nie ma pewności co do bezpośrednich korzyści dla uczestników, możliwe jest, że w rezultacie doświadczą oni zmniejszenia lęku i/lub objawów depresyjnych oraz jest całkiem prawdopodobne, że doświadczą zmniejszenia wszelkich fizjologicznych objawów związanych z jelitami przyjmowania probiotyków. Jednak do czasu zakończenia badania niemożliwe będzie ustalenie, czy jakakolwiek poprawa objawów jest spowodowana interwencją probiotyczną.

Poufność

Poufność będzie zachowana przez cały czas. Po zapisaniu do badania każdemu uczestnikowi zostanie przydzielony unikalny numer kodu, który będzie używany we wszystkich kwestionariuszach i innych danych. Nazwiska uczestników nie pojawią się w połączeniu z żadnymi danymi, z wyjątkiem wstępnego kwestionariusza online. Po skontaktowaniu się z potencjalnymi uczestnikami w sprawie ich udziału w fazie interwencji badania dane z kwestionariusza internetowego zostaną usunięte z serwera, a nazwiska zostaną zastąpione numerami kodowymi. Główna lista numerów kodowych i nazwisk będzie przechowywana w pliku chronionym hasłem w osobnym folderze na chronionym hasłem komputerze naukowca.

Bezpieczeństwo danych: Wszystkie kwestionariusze papierowe będą przechowywane w zamkniętej szafce w zamkniętym biurze. Wszystkie elektroniczne pliki danych będą przechowywane na komputerze chronionym hasłem. Ponieważ ten obszar badań jest stosunkowo nowy, dane będą przechowywane przez czas nieokreślony, ponieważ mogą pomóc w ukierunkowaniu przyszłych badań.