Как стресс влияет на микробиом кишечника у здоровых взрослых: исследование биологических, экологических и психологических факторов

Введение

Микробиом кишечника человека состоит из бактерий, архей, вирусов и грибов, colonize практически каждую поверхность нашей планеты, включая кишечник человека. Эти нечеловеческие организмы формировали эволюцию человека с самого начала, и современные исследования показывают, что они играют ключевые роли не только в физиологических, но и в психологических процессах, начиная с пренатального периода. Пренатальный материнский стресс связан с микробными сдвигами, которые ассоциируются с ожирением и метаболическим синдромом во взрослом возрасте. Исследования на лабораторных животных показали причинные связи между стрессовыми реакциями и микробным составом. У людей существует множество исследований, показывающих ассоциации между стрессом и составом микробиоты кишечника, однако количество исследований, показывающих причинные связи, ограничено. Исследования стресса и микробиома у здоровых людей скудны и в основном сосредоточены на ассоциациях в клинических популяциях, таких как люди с диагнозом стрессовых расстройств, включая депрессию и тревогу, или люди с диагнозом расстройств мозга-кишечника, таких как синдром раздраженного кишечника. Исследования стресса и микробиома в здоровых выборках могут выявить как терапевтические, так и вредные компоненты микробиома, которые могут либо поддерживать стрессоустойчивость, либо, наоборот, увеличивать уязвимость к стрессу. Оценка стресса и микробиома до начала патологии могла бы способствовать открытию особенностей микробиома кишечника, которые могут предотвратить или задержать развитие стрессовых расстройств. Таким образом, данная работа исследует стресс и микробиом в двух выборках здоровых взрослых, чтобы выявить возможные паттерны и проверить, повторяются ли результаты в этих двух исследованиях.

Методы

Исследование включало два отдельных исследования с участием здоровых взрослых. В Исследовании 1 участвовали 62 человека (средний возраст 37,3 года, 68% женщины), а в Исследовании 2 — 74 женщины (средний возраст 41,6 года). В обоих исследованиях использовались опросники для оценки воспринимаемого стресса и стрессовых жизненных событий, а также измерялась респираторная синусовая аритмия (РСА) во время лабораторных стрессоров. Фекальные образцы собирались участниками дома и анализировались с использованием пиросеквенирования 16S рРНК для определения состава микробиоты кишечника. Для предсказания функциональных путей метагеномов использовалась Phylogenetic Investigation of Communities by Reconstruction of Unobserved States (PICRUSt).

Результаты Исследования 1

Исследование 1 включало 62 участника (средний возраст 37,3 года, 68% женщины). Результаты показали значимые различия в бета-разнообразии между группами с высоким, средним и низким уровнем стрессовых жизненных событий. В группе с низким уровнем воспринимаемого стресса было выше альфа-разнообразие по сравнению с группой с высоким уровнем стресса. Уровни Clostridium были отрицательно связаны с РСА, а уровни Escherichia/Shigella были положительно связаны с воспринимаемым стрессом. Обсуждаются ассоциации между микробными функциональными путями (производство L-лизина и абсорбция формальдегида) и РСА.

Результаты Исследования 2

Исследование 2 включало 74 женщин (средний возраст 41,6 года). Результаты также показали различия в бета-разнообразии между группами с высоким, средним и низким уровнем стрессовых жизненных событий. Уровни Escherichia/Shigella были положительно связаны с воспринимаемым стрессом. Lactobacillus был положительно связан с РСА, но после коррекции на ковариаты связь не сохранилась.

Обсуждение

Результаты показывают, что микробиом кишечника может иметь как терапевтические, так и вредные свойства, влияющие на психологический и физиологический стресс. Исследования указывают на возможность существования терапевтического резерва в кишечнике, который может способствовать общему благополучию. Будущие исследования должны сосредоточиться на разработке экспериментальных исследований и продольных интервенций, которые могут идентифицировать как восходящие, так и нисходящие пути, способствующие взаимному благополучию в системе мозг-кишечник-микробиом.

Ограничения

Исследование было кросс-секционным, что ограничивало причинные выводы. Образцы не собирались одновременно, что могло повлиять на результаты. Исследование 1 и Исследование 2 проводились в разные периоды времени, что могло повлиять на репликацию результатов. В будущем следует проводить экспериментальные и продольные исследования с использованием метагеномного секвенирования для более точного определения микробного состава.