Wpływ probiotyków na plastyczność synaptyczną podczas cyklu menstruacyjnego

Przewód pokarmowy człowieka (GI) składa się z bilionów szczepów bakterii. Ostatnie prace skupiały się na badaniu wpływu mikroflory jelitowej na przetwarzanie i funkcjonowanie naszego mózgu; jest to znane jako „oś jelitowo-mózgowa”. Naszą mikroflorę jelitową można zmieniać poprzez dietę, antybiotyki, prebiotyki i probiotyki (Hemarajata i in., 2013). Probiotyki to żywe mikroorganizmy, które dostarczone w odpowiednich ilościach mogą zapewnić gospodarzowi korzystne skutki zdrowotne (Hill i in., 2014). Modulacja naszej mikroflory jelitowej poprzez probiotyki może poprawić nasz stan emocjonalny (Bagga i in., 2018; Messaoudi i in., 2011; Tillisch i in., 2013), zmniejszyć wrażliwość na ból (Weizman i in., 2016), poprawić funkcje poznawcze procesy (Chung i in., 2014; Kim i in., 2020), zwiększają poziom neuroprzekaźników (Mittal i in., 2017) i zmieniają łączność funkcjonalną (Rode i in., 2022; Bagga i in., 2019). Ponadto probiotyki regulują poziom estrogenów (Guo i in., 2016; Urbaniak i in., 2016).

Stwierdzono, że poziom estrogenów wpływa na mikroflorę jelitową. Jelito wytwarza β-glukuronidazy, czyli enzym niezbędny do rozkładu sprzężonego estrogenu do jego aktywnej postaci (Dabek i in., 2008; Ervin i in., 2019). Niska produkcja β-glukuronidaz występuje w obecności zmniejszonego poziomu różnorodności bakterii w jelitach. Konsekwencją niskiego poziomu β-glukuronidaz jest redukcja aktywnych form estrogenów (Siddiqui i in., 2022; Pugh i in., 2021; Kwa i in., 2016, Baker i in., 2017). Ponadto objawy żołądkowo-jelitowe nasilają się podczas menstruacji (Pugh i in., 2021). Wreszcie, zespół jelita drażliwego występuje częściej u kobiet, co wskazuje na możliwą rolę hormonów płciowych w odniesieniu do mikrobiomu jelitowego (Pugh i in., 2021).

Stwierdzono, że estrogen wpływa na aktywność nerwową, pamięć i funkcje poznawcze (Inghilleri i in., 2004; Luine 2014). Aktywność mózgu EEG zebrano od kobiet w fazie folikularnej i lutealnej (Brotzner i in., 2014). Kiedy poziom estrogenów był najwyższy, indywidualne oscylacje częstotliwości alfa (IAF) były najniższe (Brotzner i in., 2014), co wiąże się ze zmniejszonymi funkcjami poznawczymi i pamięcią roboczą (Li i in., 2023). Ponadto stwierdzono, że estrogen obniża próg wyzwalania w niektórych neuronach, co może sprzyjać pobudliwości w korze mózgowej (Gregory i in., 2019). I odwrotnie, wiadomo, że wysoki poziom progesteronu zwiększa aktywność GABA, co zmniejsza aktywność nerwową (Guennoun i in., 2015). Co więcej, we wczesnej i późnej fazie folikularnej zastosowano protokół powtarzalnej przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (rTMS) o częstotliwości 5 Hz przez korę ruchową (Inghilleri i in., 2004). Aktywność korowo-rdzeniowa wzrosła, gdy poziom estradiolu był najwyższy (Inghilleri i in., 2004), co wskazuje na związek pomiędzy estradiolem i plastycznością synaptyczną.

Łącznie literatura sugeruje, że kobiety mogą mieć zmniejszoną zdolność do plastyczności synaptycznej w fazie lutealnej, gdy poziom estradiolu jest niski. Wprowadzenie probiotyku zwiększy poziom β-glukuronidazy, co prowadzi do większej dostępności krążącego estrogenu, co powinno sprzyjać plastyczności synaptycznej. Przypuszcza się, że w obecności probiotyków wzrost plastyczności synaptycznej nastąpi w fazie pęcherzykowej i lutealnej. Celem tego badania jest 1) ustalenie, czy probiotyki mogą zwiększać skłonność do plastyczności synaptycznej u kobiet oraz 2) ustalenie, czy istnieją różnice w skłonności do plastyczności synaptycznej w zależności od fazy cyklu menstruacyjnego.

Metody:

Uczestnicy zostaną losowo przydzieleni do Grupy A lub Grupy B. Dwudziestu uczestników będzie w Grupie A, a 20 uczestników będzie w grupie B. W przypadku randomizacji do Grupy A, wszystkie wizyty będą przeprowadzane pomiędzy dniami 6-9 (faza środkowa folikularna), kiedy poziom estradiolu jest najwyższy. W przypadku randomizacji do grupy B wszystkie wizyty będą przeprowadzane w dniach 19–23 (środkowa faza lutealna), kiedy poziom progesteronu jest najwyższy. Będzie to randomizowane, krzyżowe, podwójnie zamaskowane badanie, w którym uczestnicy będą otrzymywać przez 28 dni zarówno prawdziwy probiotyk, jak i probiotyk placebo. Oceny zostaną dokonane podczas czterech wizyt (przed i po każdej interwencji, oddzielonych 28-dniową przerwą). Apteka McMaster University Medical Center (MUMC) będzie odpowiedzialna za przygotowanie zaślepionych zestawów probiotyków i harmonogramu randomizacji. Stosowanym probiotykiem będzie dostępny na rynku produkt o nazwie Progressive Perfect Probiotic (https://www.progressivenutritional.com/products/perfect-probiotic-120-billion).

Stosowane będą następujące zależne miary: aktywny próg motoryczny, spoczynkowy próg motoryczny, krótkotrwałe hamowanie wewnątrzkorowe, motoryczne potencjały wywołane.

Środki te zostaną podjęte przed i po protokole indukowania plastyczności synaptycznej

Aby ocenić plastyczność synaptyczną, wykonywane będą powtarzalne TMS przy użyciu cewki w kształcie ósemki o średnicy wewnętrznej 70 mm ze stymulatorem Magstim Super Rapid2 Plus (Magstim, Whitland, Wielka Brytania). Dwufazowe impulsy magnetyczne będą dostarczane przez główny obszar motoryczny dominującej półkuli w celu znalezienia optymalnej pozycji do wywołania MEP w przeciwległym mięśniu APB. Protokół przerywanej stymulacji impulsami theta (iTBS) będzie dostarczany przy użyciu impulsów dwufazowych w serii trzech impulsów dostarczanych w ciągach 6 Hz, które będą trwać 2 sekundy, po których nastąpi 8 sekund bez dostarczenia impulsu. iTBS zostanie powtórzony łącznie przez 612 impulsów przy 80% AMT (Fassett i in., 2017).