Peran Gut Microbiota-Brain Axis Dalam Gangguan Perkembangan dan Perilaku Anak

Spread the love

Peran Gut Microbiota-Brain Axis Dalam Gangguan Perkembangan dan Perilaku Anak

Widodo Judarwanto, Sandiaz Yudhasmara

Mikrobiota saluran pencernaan memiliki efek mendalam pada perkembangan anatomi, fisiologis, dan imunologis dari inangnya. Mikrobiota merangsang sistem imun inang untuk merespons lebih cepat terhadap tantangan patogen dan, melalui antagonisme bakteri, menghambat kolonisasi saluran GI oleh patogen eksogen. Mikrobiota usus sangat kompleks dalam mempengaruhi fungsi fisiologis, perilaku, dan kognitif otak pada anak. Sumbu mikrobiota-otak usus (Gut Microbiota-brain Axis) dapat mencakup mikrobiota usus dan produk metabolismenya, sistem saraf enterik, cabang simpatis dan parasimpatis dalam sistem saraf otonom, sistem imun saraf, sistem neuroendokrin, dan sistem saraf pusat. Sehingga peran mikrobiota pada gangguan perkemabngan dan perilaku pada anak khususnya Attention-Deficit Hypersensitivity Disorder (ADHD), Autism Spectrum Disorders (ASD), Gangguan Bipolar, Gangguan Mood , Gangguan Tidur dan gangguan perilaku pada anak banyak dilaporkan yang menjadi perhatian penting di masa depan (Widodo Judarwanto, pediatrician)

Mikrobiota usus memainkan peran penting dalam komunikasi dua arah antara usus dan sistem saraf pusat. Semakin banyak bukti menunjukkan bahwa mikrobiota usus dapat mempengaruhi fungsi otak melalui jalur neuroimun dan neuroendokrin serta sistem saraf. Kemajuan dalam teknik pengurutan gen lebih lanjut memfasilitasi penyelidikan hubungan yang mendasari antara mikrobiota usus dan gangguan perkmebangan dan perilaku pada anak. Mikrobiota usus sangat penting untuk fungsi pencernaan yang sehat dan juga secara luas mempengaruhi fungsi dan perilaku otak, sebagian melalui perubahan fungsi imunitas. Psikobiotik dianggap sebagai salah satu jalan potensial untuk memodulasi komunikasi dua arah antara saluran pencernaan dan sistem saraf pusat, yang didefinisikan sebagai sumbu mikrobiota-usus-otak (MGBA). Meskipun kausalitas belum ditetapkan, dysbiosis usus telah muncul sebagai ciri dari beberapa penyakit, termasuk gangguan neuropsikiatri (NPD). Fakta bahwa mikrobiota dan sistem saraf pusat khususnya gangguan neuropskikiatri berkembang bersama selama tahun-tahun pertama kehidupan telah memberikan paradigma yang menunjukkan peran potensial psikobiotik untuk intervensi sebelumnya.

Telah diketahui dengan baik bahwa mikrobiota usus mempengaruhi fungsi fisiologis, perilaku, dan kognitif otak meskipun mekanisme pastinya belum sepenuhnya dipahami. Sumbu mikrobiota-otak usus dapat mencakup mikrobiota usus dan produk metabolismenya, sistem saraf enterik, cabang simpatis dan parasimpatis dalam sistem saraf otonom, sistem kekebalan saraf, sistem neuroendokrin, dan sistem saraf pusat. Selain itu, mungkin ada lima rute komunikasi antara mikrobiota usus dan otak, termasuk jaringan saraf usus-otak, sumbu neuroendokrin-hipotalamus-hipofisis-adrenal, sistem kekebalan usus, beberapa neurotransmitter dan regulator saraf yang disintesis oleh bakteri usus, dan jalur penghalang termasuk usus. sawar mukosa dan sawar darah otak. Mikrobioma digunakan untuk menentukan komposisi dan karakteristik fungsional mikrobiota usus, dan metagenomik adalah teknik yang tepat untuk mengkarakterisasi mikrobiota usus. Sumbu mikrobiota-otak usus mengacu pada jaringan informasi dua arah antara mikrobiota usus dan otak, yang dapat memberikan cara baru untuk melindungi otak

Penelitian terbaru menunjukkan bahwa perubahan mikrobiota usus dapat mempengaruhi fungsi fisiologis, perilaku, dan kognitif otak. Pada tahun 2013, Amerika Serikat meluncurkan proyek penelitian khusus tentang sumbu mikrobiota-otak usus. Sejak itu, bidang ini, terutama interaksi antara mikrobiota usus dan otak, secara bertahap menjadi fokus ilmu saraf. Meskipun mekanisme pasti sumbu mikrobiota-otak usus belum sepenuhnya dipahami dan diklarifikasi, bukti dari penelitian pada hewan dan manusia telah menunjukkan bahwa mikrobiota usus dapat memainkan peran penting dalam perilaku otak dan perkembangan kognitif dengan memproduksi hormon, faktor kekebalan, dan metabolit, yang juga menunjukkan bahwa mengubah mikrobiota usus dapat meningkatkan atau bahkan menyembuhkan penyakit otak.

Mikrobiota usus dan otak berinteraksi satu sama lain, dan mikrobiota usus dapat dianggap sebagai variabel independen dalam sumbu mikrobiota-otak usus, pengaruhnya terhadap otak dianggap sebagai variabel dependen. Oleh karena itu, artikel ini berfokus pada pengaruh mikrobiota usus pada otak dan menjelaskan kemajuan terbaru dalam mikrobiota usus, proses kognitif pengaruh mikrobiota usus pada otak dalam domain ilmu saraf, dan kemungkinan pengukuran dan deteksi mikrobiota usus.

Sumbu usus-otak adalah jaringan komunikasi dua arah yang menghubungkan sistem saraf enterik dan pusat. Jaringan ini tidak hanya anatomis, tetapi juga mencakup jalur komunikasi endokrin, humoral, metabolik, dan imun. Sistem saraf otonom, sumbu hipotalamus-hipofisis-adrenal (HPA), dan saraf di dalam saluran pencernaan, semuanya menghubungkan usus dan otak, memungkinkan otak untuk mempengaruhi aktivitas usus, termasuk aktivitas sel efektor imun fungsional; dan usus untuk mempengaruhi suasana hati, kognisi, dan kesehatan mental. Sumbu usus-otak adalah jaringan komunikasi dua arah yang menghubungkan sistem saraf enterik dan pusat. Jaringan ini tidak hanya anatomis, tetapi juga mencakup jalur komunikasi endokrin, humoral, metabolik, dan imun. Sistem saraf otonom, sumbu hipotalamus-hipofisis-adrenal (HPA), dan saraf di dalam saluran gastrointestinal (GI), semuanya menghubungkan usus dan otak, memungkinkan otak untuk memengaruhi aktivitas usus, termasuk aktivitas sel efektor imun fungsional; dan usus untuk mempengaruhi suasana hati, kognisi, dan kesehatan mental.

Bukti klinis, epidemiologis, dan imunologis menunjukkan bahwa mikrobiota enterik secara luas dan mendalam mempengaruhi hubungan usus-otak (yaitu, keadaan mental, regulasi emosional, fungsi neuromuskular, dan regulasi HPA). Penelitian terus menjelaskan mekanisme aksi untuk menjelaskan efek mikrobiota, baik secara langsung maupun tidak langsung, pada pusat emosional dan kognitif otak1 dan telah menunjukkan bahwa fluktuasi mikrobiota terkait dengan perubahan dalam sistem komunikasi ini. Sebagai contoh, beberapa gangguan mood, seperti kecemasan, depresi, dan gangguan spektrum autisme sekarang memiliki hubungan yang mapan dengan gangguan GI fungsional, sedangkan penyakit GI (misalnya, sindrom iritasi usus, penyakit iritasi usus) sering melibatkan komorbiditas psikologis yang terkait dengan perubahan suasana hati. mikrobioma usus. Selain itu, penelitian telah menunjukkan bahwa komposisi bakteri usus tampaknya berpengaruh pada perkembangan neurologis janin dan neonatus. Dan, tidak mengherankan, diet juga telah terbukti mempengaruhi dampak mikrobioma usus pada fungsi kognitif

Pengaruh Mikrobiota Usus Terhadap Proses Kognitif Otak

  • Pengaruh mikrobiota usus terhadap otak pada awalnya jarang diketahui orang, kecuali mikroorganisme patogen di usus dapat melewati sawar darah otak dan mempengaruhi otak, misalnya virus rabies dapat menimbulkan agresi, agitasi, dan ketakutan. air saat memasuki otak. Namun, keadaan darurat kesehatan masyarakat membangkitkan perhatian orang terhadap kemungkinan hubungan antara mikrobiota usus dan otak. Pada tahun 2000, banjir terjadi di kota Walkerton, Kanada, membuat air minum tercemar oleh Escherichia coli dan Campylobacter jejuni. Di antara 4.561 peserta yang terinfeksi, 2451 dari mereka menyelesaikan penilaian ulang 8 tahun kemudian, dan 1166 dari mereka didiagnosis dengan sindrom iritasi usus besar (IBS). Di antara pasien IBS ini, kecemasan dan depresi ditemukan sebagai faktor risiko independen untuk IBS berkelanjutan. Namun saat itu, interaksi antara mikrobiota usus dan otak belum ditanggapi secara serius oleh para ahli saraf.
  • Pada tahun 2011, sebuah penelitian oleh Diaz Heijtz dkk. menunjukkan bahwa dibandingkan dengan tikus konvensional yang tumbuh di lingkungan bebas patogen spesifik (SPF), tikus bebas kuman (GF) di bawah kondisi eksperimental memiliki perilaku seperti kecemasan yang lebih sedikit dan meningkatkan sintesis 5-HT di thalamus. Saat memindahkan tikus GF dewasa ke lingkungan SPF, perilaku seperti kecemasannya yang berkurang tidak meningkat, tetapi perilaku kecemasan keturunannya kembali ke keadaan normal, yang menunjukkan bahwa ada jendela waktu kritis untuk pengaruh mikrobiota usus pada perkembangan perilaku. Pada saat itu, meskipun ada peningkatan jumlah penelitian terkait, sebagian besar dilakukan oleh ilmuwan gastrointestinal saja, sedikit yang dilakukan oleh ilmuwan gastrointestinal bersama dengan psikolog. Fokus penelitian adalah variasi perifer dan perilaku daripada variasi di otak. Namun, studi Diaz Heijtz et al. memicu minat para ilmuwan di bidang ini, dan mereka berharap untuk secara langsung mempelajari mekanisme yang mendasari tentang peran mikrobiota usus di otak.
  • Pada tahun 2013, Institut Kesehatan Mental Nasional (NIMH) meluncurkan proyek khusus untuk mengeksplorasi mekanisme yang terlibat dalam komunikasi mikrobiota-otak usus, dengan tujuan untuk mengembangkan obat baru atau perawatan non-invasif untuk penyakit mental. Sejak itu, penelitian tentang pengaruh mikrobiota usus pada otak telah meningkat, dan sumbu mikrobiota-otak usus telah menjadi salah satu fokus ilmu saraf. Inti dari sumbu tersebut adalah interaksi antara mikrobiota usus dan otak. Mikrobiota usus memiliki pengaruh penting pada otak melalui jaringan saraf, sistem neuroendokrin, dan sistem imun
  • Selama 2014 dan 2015, NIMH menawarkan dana khusus 1 juta dolar AS untuk mempelajari sumbu mikrobiota-otak usus. Pada tahun 2015, Institut Angkatan Laut Amerika Serikat berencana menyediakan dana khusus sebesar 14,5 juta dolar AS dalam 6-7 tahun ke depan untuk meneliti peran usus dalam gangguan kognitif dan stres. Uni Eropa telah meluncurkan proyek MyNewGut selama 5 tahun (10,1 juta dolar AS) untuk penelitian tentang perkembangan otak dan gangguan terkait

Bagaimana Mikrobiota Usus Mempengaruhi Otak

  • Saat ini, mekanisme komunikasi yang tepat antara mikrobiota usus dan otak belum sepenuhnya dipahami dan diklarifikasi. Secara umum, mikrobiota usus memberikan efek pada otak tidak hanya melalui sistem saraf (jalur neuroanatomi usus-otak) tetapi juga melalui sistem endokrin, sistem kekebalan, dan sistem metabolisme. Komunikasi dua arah antara usus dan otak disebut sebagai sumbu usus-otak. Interaksi mikrobiota usus dan sumbu usus-otak disebut sebagai sumbu mikrobiota usus-otak (selanjutnya disebut sebagai sumbu usus-otak-usus). sumbu mikrobiota-otak usus).Dalam sumbu mikrobiota-otak usus, karena mikrobiota usus dapat digunakan sebagai variabel independen dan diubah secara sengaja, lebih banyak penekanan ditempatkan pada peran mikroba dalam sumbu mikrobiota-otak usus. Usus dapat berinteraksi dengan otak melalui dua jalur neuroanatomi. Salah satunya adalah pertukaran informasi timbal balik langsung antara usus dan otak oleh sistem saraf otonom (ANS) dan saraf vagus (VN) di sumsum tulang belakang; yang lain adalah komunikasi dua arah antara usus dan otak melalui komunikasi dua arah antara sistem saraf enterik (ENS) di usus dan ANS dan VN di dalam sumsum tulang belakang. Jalur anatomi saraf untuk mengontrol fungsi usus membentuk organisasi integratif empat tingkat hierarkis: tingkat pertama adalah ENS, termasuk ganglia mienterikus, ganglion submukosa, dan sel glial usus;tingkat kedua adalah ganglia prevertebral yang mengatur respons refleks viseral perifer; Tingkat ketiga adalah ANS di sumsum tulang belakang (dari saraf simpatis T5-L2 dan sistem saraf parasimpatis S2-S4) dan nukleus batang otak traktus solitarius dan nukleus motorik dorsal VN, yang menerima dan memberikan asal serat aferen dan eferen VN, masing-masing.  Komunikasi saraf langsung antara mikrobiota usus dan otak terutama diwujudkan melalui VN, yaitu, bakteri merangsang neuron aferen ENS,  dan sinyal vagal dari usus dapat merangsang respon anti-inflamasi, mencegah pyosepticemia yang disebabkan oleh mikroorganisme. Penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa banyak efek mikrobiota usus atau probiotik potensial pada fungsi otak tidak tergantung pada aktivasi vagal,dan bakteri yang menetap di usus memainkan peran yang sangat penting dalam perkembangan pascakelahiran individu dan pematangan sistem kekebalan, sistem endokrin, dan sistem saraf
  • Mikrobiota usus membantu pematangan neuroendokrin. Kurangnya mikrobiota usus dan rendah/kurangnya ekspresi reseptor seperti tol (TLRs) berkontribusi untuk menghasilkan respons neuroendokrin terhadap patogen di usus. Misalnya, respons tikus TLR4-knockout terhadap lipopolisakarida (LPS) diproduksi oleh bakteri Gram-negatif berkurang. Tikus Griseofulvin (GF) adalah salah satu model yang paling tepat untuk mempelajari sumbu hipotalamus-hipofisis-adrenal (HPA) yang diatur oleh mikroorganisme. Dibandingkan dengan tikus SPF, stres pengekangan ringan menyebabkan peningkatan hormon kortikosteron dan adrenokortikotropik secara signifikan pada tikus GF. Respon stres tikus GF dapat dibalik sebagian dengan transplantasi mikroba tinja, dan sepenuhnya dibalik dari waktu ke waktu oleh Bifidobacterium infantis tunggal. Studi tersebut dengan jelas menunjukkan feses yang mengandung mikrobiota usus sangat penting untuk perkembangan pascakelahiran dari reaksi stres yang tepat, dan waktu mikrobiota muncul di awal kehidupan adalah jendela yang sangat sempit, yang sangat penting untuk perkembangan normal aksis HPA.
  • Perkembangan sistem kekebalan usus tergantung pada mikrobiota usus. Tikus GF hampir tidak memiliki aktivitas kekebalan, tetapi mereka dapat menghasilkan fungsi kekebalan ketika memberikan mikrobiota tertentu. Sebagai contoh, bakteri berfilamen yang tersegmentasi dalam usus dapat mengembalikan fungsi penuh limfosit B dan T usus. Bakteri berkomunikasi dengan inang melalui berbagai cara, dan reseptor-TLR sel inang memainkan peran peran kunci dalam komunikasi antara bakteri dan inang. Ada sepuluh jenis TLR dalam sistem kekebalan bawaan manusia, yang telah diidentifikasi sebagai reseptor pengenalan pola. Reseptor ini merupakan bagian dari sistem imun bawaan, yang merupakan langkah pertama untuk menghasilkan respon sitokin dan juga didistribusikan secara luas pada neuron. Oleh karena itu, neuron juga merespons komponen bakteri dan virus. Sel epitel usus dapat mengangkut komposisi mikroba atau metabolit ke lingkungan bagian dalam, dan sistem saraf juga berinteraksi dengan komponen bakteri dan virus ini. Keseimbangan mikrobiota usus dapat mengubah regulasi respon inflamasi, dan mekanisme ini mungkin juga terlibat dalam regulasi emosi dan perilaku.
  • Bakteri usus dapat mensintesis asam gamma amino, asam butirat, 5-HT, dopamin, dan SCFA, dan zat ini dapat bertukar antar sel mikroorganisme, terutama sel usus di usus dapat menghasilkan banyak 5-HT yang berpengaruh pada otak. Enzim bakteri juga dapat menghasilkan produk neurotoksin seperti asam D-laktat dan amonia. Oleh karena itu, banyak neurotransmiter yang diperlukan dalam tubuh dihasilkan oleh mikrobiota usus, memberikan pengaruh pada tubuh manusia termasuk otak, di antaranya di antaranya banyak neurotransmiter dalam mikrobiota usus manusia juga merupakan molekul penting
  • Bukti dari penelitian pada hewan pengerat menunjukkan bahwa stres mengubah fungsi sawar mukosa usus, membuat LPS dan sitokin lain memasuki sirkulasi darah, dan merangsang TLR4 dan TLR lain yang memproduksi sitokin inflamasi. Faktor inflamasi yang dihasilkan perifer dapat meningkatkan permeabilitas sawar darah otak, sehingga memungkinkan faktor inflamasi yang dihasilkan perifer untuk secara langsung mempengaruhi otak. Oleh karena itu, banyak bukti penelitian pada hewan dan manusia menunjukkan bahwa mikrobiota usus memainkan peran penting dalam perkembangan dan fungsi otak
BACA  Nonton Televisi Penyebab Keterlambatan Bicara Pada Anak ?

Peran Gut Microbiota-Brain Axis Dalam Gangguan Perkembangan dan Perilaku Anak

Mikrobiota usus adalah kumpulan mikroorganisme yang menjajah saluran pencernaan makhluk hidup, membangun hubungan simbiosis dua arah yang penting untuk mempertahankan homeostasis, untuk pertumbuhan dan proses pencernaan. Bukti yang berkembang mendukung keterlibatannya dalam sistem komunikasi antara usus dan otak, sehingga disebut sumbu usus-otak-mikrobiota. Ini terlibat dalam pengaturan fungsi Sistem Saraf Pusat (SSP), perilaku, suasana hati dan kecemasan dan oleh karena itu, implikasinya dalam patogenesis gangguan perkembangan dan perilaku pada anak.

  • Sumbu mikrobiota-usus-otak (MGBA) mengacu pada komunikasi dua arah antara mikrobioma usus dan otak. Interaksi yang kompleks ini, meskipun tidak sepenuhnya dipahami secara mekanis, melibatkan beberapa sistem fisiologis, seperti sistem gastrointestinal dan mikrobiota, sistem saraf pusat, otonom dan enterik, sistem kekebalan dan sistem neuroendokrin. Mohajeri et al pentingnya mikrobioma dan peran potensial probiotik untuk kesehatan mental dan gangguan neuropsikiatri (NPD) dibangun berdasarkan penelitian pada hewan yang menggambarkan perubahan perilaku yang diamati pada keadaan gnotobiotik dan defisiensi imun  dan menunjukkan bahwa perilaku ini dapat ditransfer antara hewan dan manusia menggunakan transplantasi tinja atau diselamatkan oleh kolonisasi mikroba tepat waktu melalui transplantasi tinja atau pemberian probiotik.  percobaan otics didefinisikan sebagai “mikroorganisme hidup yang, ketika diberikan dalam jumlah yang memadai, memberikan manfaat kesehatan pada tuan rumah”, dan mereka yang mempengaruhi hubungan bakteri-otak dan memberikan manfaat kesehatan mental disebut sebagai psikobiotik.  Saat ini, psikobiotik dipertimbangkan di antara strategi yang ditujukan untuk mengurangi atau mengurangi efek disbiosis usus pada kesehatan mental. Sekarang diketahui dengan baik bahwa dysbiosis menyertai beberapa keadaan penyakit,  termasuk penyakit neuropsikiatri dan neurodegeneratif.  Namun, peran penyebab potensial disbiosis pada NPD tetap terbatas pada korelasi yang dibuat dari studi cross-sectional; lebih banyak studi klinis termasuk profil mikrobioma dan hasil fungsional diperlukan untuk menjawab pertanyaan ini secara formal.  Namun demikian, dampak mendalam dan abadi dari gangguan Pembentukan mikrobiota di awal kehidupan, seperti disbiosis yang diinduksi stres atau antibiotik, pada kesehatan mental di kemudian hari menunjukkan implikasi mikrobioma dalam membentuk perkembangan sistem saraf pusat selama periode kritis ini.
  • ELS adalah faktor risiko yang terdokumentasi dengan baik untuk pengembangan gangguan penyalahgunaan zat atau NPD di kemudian hari, dan terutama gangguan depresif mayor (MDD) dan gangguan mood, kecemasan, gangguan stres pasca-trauma, atau gangguan bipolar.  Korelasi antara masa kanak-kanak atau kesulitan masa kanak-kanak dan peningkatan insiden atau timbulnya depresi lebih awal didukung oleh banyak studi epidemiologi. Namun, kesulitan masa kanak-kanak bukan satu-satunya faktor yang mempengaruhi risiko pengembangan NPD; tidak semua orang yang mengalami ELS mengembangkan NPD di kemudian hari karena mekanisme kompleks yang terkait dengan ketahanan dan koping yang tidak akan dibahas di sini. Pada tingkat fisiologis, ELS terbukti menginduksi perubahan struktural dan fungsional yang persisten pada struktur dan sirkuit sistem saraf pusat (SSP) termasuk korteks prefrontal, hipokampus, amigdala, dan area kortikal/subkortikal otak lainnya, dengan semakin banyak bukti bahwa tipe spesifik dari ELS menghasilkan perubahan neuroanatomi spesifik dan profil neuroinflamasi spesifik.  Hal ini sesuai dengan konsep bahwa tipe ELS tertentu akan menjadi predisposisi NPD yang berbeda, mungkin dengan menyebabkan perubahan spesifik baik dalam komposisi mikrobiota atau struktur SSP. Pada hewan pengerat, ELS sering dimodelkan dengan pemisahan maternal (MS), yang didefinisikan sebagai sarana untuk mempelajari kerentanan terhadap depresi. Menariknya, MS juga dikenal karena efeknya pada fungsi gastrointestinal dan telah digambarkan sebagai model disfungsi sumbu usus-otak yang cocok untuk studi gangguan seperti irritable bowel syndrome (IBS).Memang, IBS dikaitkan dengan komorbiditas psikiatri seperti kecemasan dan depresi berat dengan tingkat kejadian bersama berkisar antara 44 dan 84%, dan baik IBS dan MDD telah dipostulatkan untuk berbagi mekanisme patofisiologis yang melibatkan disregulasi MGBA.
  • Depresi memiliki etiologi multifaktorial dan kompleks, yang melibatkan interaksi antara faktor risiko fisiologis, genetik, dan lingkungan.  Salah satu perubahan neurofisiologis inti yang paling didokumentasikan pada MDD adalah disregulasi hipotalamus-hipofisis-adrenal ( HPA) aktivitas
  • Psikiatri nutrisi dan mikrobiologi, terutama kontribusi mikrobiota usus terhadap depresi, telah menjadi bidang penelitian yang menjanjikan selama beberapa dekade terakhir. Ketidakseimbangan dalam “poros mikrobiota-usus-otak”, yang mencerminkan komunikasi dua arah yang konstan antara sistem saraf pusat dan saluran pencernaan, telah digunakan sebagai hipotesis untuk menafsirkan patogenesis depresi. Perubahan komposisi mikrobiota usus dapat meningkatkan permeabilitas penghalang usus, mengaktifkan peradangan sistemik dan respon imun, mengatur pelepasan dan kemanjuran neurotransmiter monoamine, mengubah aktivitas dan fungsi sumbu hipotalamus-hipofisis-adrenal (HPA), dan memodifikasi kelimpahan faktor neurotropik yang diturunkan dari otak (BDNF), akhirnya menyebabkan depresi. Perubahan mikrobiota usus dalam keadaan depresi, hubungan antara perubahan ini dan perilaku seperti depresi, mekanisme potensial yang menghubungkan gangguan mikrobiota usus dan depresi, dan upaya awal menggunakan intervensi mikrobiota usus untuk pengobatan depresi. Singkatnya, meskipun hubungan antara mikrobiota usus dan depresi dan mekanisme potensial telah dibahas, pemahaman mekanistik yang lebih rinci diperlukan untuk sepenuhnya menyadari pentingnya sumbu mikrobiota-usus-otak dalam depresi. Upaya di masa depan harus bertujuan untuk menentukan mekanisme penyebab potensial, yang akan memerlukan penelitian hewan dan klinis lebih lanjut serta pengembangan pendekatan analitis.
  • Studi pada model hewan stres awal kehidupan (ELS) telah menunjukkan bahwa mereka dapat melawan efek stres yang meluas selama periode perkembangan penting ini, dan menyelamatkan gejala perilaku yang terkait dengan kecemasan dan depresi di kemudian hari. Pada manusia, bukti dari studi klinis tentang kemanjuran psikobiotik dalam meningkatkan hasil mental di sebagian besar NPD tetap terbatas, kecuali untuk gangguan depresi mayor yang studi lebih lanjut tersedia. Akibatnya, efek menguntungkan dari psikobiotik pada hasil terkait depresi pada orang dewasa menjadi lebih jelas. Sementara mekanisme spesifik yang berperan tetap sulit dipahami, efek psikobiotik umumnya dianggap melibatkan sumbu hipotalamus-hipofisis-adrenal, permeabilitas usus, dan peradangan. Diperkirakan bahwa studi klinis di masa depan akan mengeksplorasi peran potensial psikobiotik dalam mengurangi risiko berkembangnya NPD pada individu yang rentan atau dalam konteks kesulitan masa kanak-kanak. Namun, studi tersebut tetap menantang saat ini dalam hal desain dan populasi target; dampak mendalam dari stres pada perkembangan yang tepat dari MGBA selama tahun pertama kehidupan menjadi semakin diakui, tetapi lintasan pasca-ELS pada manusia dan mekanisme stres yang mempengaruhi kerentanan terhadap berbagai NPD masih belum jelas. Karena psikobiotik cenderung menggunakan mekanisme bersama dan spesifik, definisi subpopulasi target yang lebih baik akan memungkinkan untuk menyesuaikan seleksi psikobiotik dengan menyelaraskan sifat mekanistik dengan mekanisme patofisiologis atau faktor risiko yang diketahui. Bukti yang tersedia dari studi klinis dan praklinis yang mendukung peran psikobiotik dalam memperbaiki hasil terkait depresi, menyoroti kesenjangan pengetahuan dan tantangan yang terkait dengan melakukan studi longitudinal untuk menjawab pertanyaan kunci yang luar biasa di lapangan.
  • Psikiatri nutrisi dan mikrobiologi, terutama kontribusi mikrobiota usus terhadap depresi, telah menjadi bidang penelitian yang menjanjikan selama beberapa dekade terakhir. Ketidakseimbangan dalam “poros mikrobiota-usus-otak”, yang mencerminkan komunikasi dua arah yang konstan antara sistem saraf pusat dan saluran pencernaan, telah digunakan sebagai hipotesis untuk menafsirkan patogenesis depresi. Perubahan komposisi mikrobiota usus dapat meningkatkan permeabilitas penghalang usus, mengaktifkan peradangan sistemik dan respon imun, mengatur pelepasan dan kemanjuran neurotransmiter monoamine, mengubah aktivitas dan fungsi sumbu hipotalamus-hipofisis-adrenal (HPA), dan memodifikasi kelimpahan faktor neurotropik yang diturunkan dari otak (BDNF), akhirnya menyebabkan depresi. Dalam artikel ini, kami meninjau perubahan mikrobiota usus dalam keadaan depresi, hubungan antara perubahan ini dan perilaku seperti depresi, mekanisme potensial yang menghubungkan gangguan mikrobiota usus dan depresi, dan upaya awal menggunakan intervensi mikrobiota usus untuk pengobatan depresi. Singkatnya, meskipun hubungan antara mikrobiota usus dan depresi dan mekanisme potensial telah dibahas, pemahaman mekanistik yang lebih rinci diperlukan untuk sepenuhnya menyadari pentingnya sumbu mikrobiota-usus-otak dalam depresi. Upaya di masa depan harus bertujuan untuk menentukan mekanisme penyebab potensial, yang akan memerlukan penelitian hewan dan klinis lebih lanjut serta pengembangan pendekatan analitis.
  • Mikrobiota usus adalah komunitas kompleks yang membantu menjaga keseimbangan ekologi metabolik dinamis.Diperkirakan ada 100 triliun bakteri dalam tubuh orang dewasa, 80% di antaranya ada di usus, sekitar sepuluh kali lebih banyak dari sel-sel dalam tubuh manusia. Mikrobioma usus menampung lebih dari 100 spesies bakteri yang mengkodekan 150 kali lebih banyak gen daripada genom manusia.Diakui dengan baik bahwa mikrobioma manusia terdiri dari lebih dari 5000 strain mikroba dan lebih dari 1000 jenis mikroflora. Bakteri, terutama bakteri anaerob, mendominasi lingkungan ini, dan lainnya termasuk virus, protozoa, archaea, dan jamur juga terlibat dalam lingkungan ini. Mikrobioma terutama ditentukan oleh dua filotipe bakteri, Bacteroidetes dan Firmicutes, dan jumlah Proteobacteria, Actinomyces, Fusobacterium, dan Verrucomicrobia relatif kecil.
    sumbu, terutama sebagai respons terhadap stresor, yang telah diidentifikasi pada 40-60% individu dengan depresiPada pasien dengan MDD, disfungsi aksis HPA termasuk peningkatan kadar hormon pelepas kortikotropin, peningkatan sekresi kortisol, peningkatan aktivitas saraf dan peningkatan volume kelenjar pituitari dan adrenal, serta loop umpan balik negatif yang rusak karena resistensi glukokortikoid.Mikrobioma usus terbukti memodulasi output sumbu HPA dalam penelitian pada hewan, pada awal atau sebagai respons terhadap berbagai stresor sepanjang umur. Mekanisme aksi yang potensial melibatkan perubahan dalam integritas penghalang usus yang, dengan meningkatkan permeabilitas usus terhadap antigen mikroba, dapat memicu peradangan saraf subklinis. Mikrobioma juga dapat berinteraksi dengan aferen otonom, terutama dengan sistem saraf enterik melalui saraf vagus, kemungkinan melalui sekresi neurotransmiter atau molekul neuroaktif lainnya.  Selanjutnya, mikroba usus dapat mengatur sekresi hormon dan peptida oleh sel-sel endokrin dan epitel di ileum dan usus besar.  Molekul turunan bakteri ini juga dapat memodulasi pertumbuhan bakteri di usus , sehingga mempengaruhi komposisi mikrobiota. Ini sesuai dengan perubahan mikrobioma yang terlihat pada pasien MDD, yang tampaknya berkorelasi dengan wawasan mekanistik fungsional. Sebagai contoh, beberapa penelitian telah menunjukkan pengurangan pasien MDD keragaman alfa dengan peningkatan tingkat Bacteroidetes dan penurunan tingkat Firmicutes, yang didalilkan untuk menjelaskan tingkat yang lebih rendah dari asam lemak rantai pendek, peningkatan permeabilitas usus dan tingkat rendah. peradangan yang terkait dengan depresiPada tingkat genus, kelimpahan Faecalibacterium, Dialister, dan Prevotella muncul biasanya menurun sementara Oscillibacter dan Alistipes genera, meningkat. Studi lebih lanjut diperlukan untuk mengkonfirmasi apakah perubahan ini konsisten antar studi, memiliki penyebab efek atau akibat dari penyakit atau dari variabel pembaur lainnya seperti obat antidepresan/antipsikotik, diet atau olahraga.  Selain itu, mikrobioma baru-baru ini terbukti mengatur mikro pematangan glia, mungkin melalui jalur serotonin atau sekresi metabolit seperti asam lemak rantai pendek.  Selanjutnya, konvensionalisasi neonatal atau kolonisasi tikus bebas kuman dengan empat probiotik Bifidobacteria terbukti meningkatkan reaktivitas mikroglia dan menormalkan kepadatan sinaps di otak kecil. Mikroglia diaktifkan sebagai respons terhadap ELS pada model hewan, ) dan menargetkan aktivasi mikroglial telah diusulkan sebagai jalan terapi potensial di MDD.
  • Wawasan mekanistik tentang peran mikrobioma (dan psikobiotik) yang disebutkan di atas sebagian besar berasal dari penelitian pada hewan. Namun demikian, kemanjuran psikobiotik untuk NPD semakin dipelajari dalam uji klinis, meskipun lebih banyak penelitian saat ini telah menilai hasil yang terkait dengan gejala seperti kecemasan dan depresi. Beberapa tinjauan sistematis dan meta-analisis telah meneliti kemanjuran psikobiotik pada gejala stres, kecemasan dan depresi pada populasi sehat yang mengalami stres atau pada populasi dengan penyakit penyerta.Secara keseluruhan, kesimpulan tentang efek positif yang menjanjikan pada berbagai hasil kesehatan mental pada populasi ini menjamin dilakukannya studi tambahan pada individu dengan diagnosis klinis. Penelitian klinis pada efek psikobiotik untuk MDD lebih maju daripada NPD lainnya; kelangkaan uji coba manusia yang menilai efek psikobiotik potensial pada skizofrenia, pasien autisme, dan pasien gangguan obsesif-kompulsif menghalangi kesimpulan luas tentang psikobiotik untuk indikasi ini saat ini.Yang penting, tingkat variabilitas substansial di antara penelitian dicatat untuk semua kondisi yang diuji, termasuk MDD, berkaitan dengan formulasi psikobiotik, dosis, alat penilaian hasil yang digunakan, dan subtipe penyakit yang menilai peran psikobiotik pada pasien MDD dewasa yang didiagnosis secara klinis. Lebih lanjut, karena ELS dikaitkan dengan etiologi gangguan depresi dan respons antidepresan, kami merangkum penelitian utama pada hewan tentang efek psikobiotik dalam model MS ELS, mendukung pandangan bahwa mereka dapat menjadi tambahan yang berharga untuk strategi yang bertujuan mengurangi efek abadi ELS pada sistem saraf dengan intervensi sebelumnya selama masa bayi dan masa kanak-kanak. Wawasan dari model hewan menunjukkan adanya potensi manfaat psikobiotik untuk mengurangi efek ELS yang bertahan lama selama periode kritis ini untuk pembentukan mikrobiota dan pengembangan SSP. Lebih lanjut, ketika dipertimbangkan secara kolektif, penelitian praklinis dan klinis pada topik tersebut menunjukkan bahwa penilaian kesulitan masa kanak-kanak bisa menjadi tambahan yang berharga untuk alat penilaian hasil (misalnya Kuesioner Trauma Anak (CTQ)), di uji klinis masa depan psikobiotik atau profil mikrobioma pada pasien MDD.
BACA  Gejala Gangguan Bipolar Pada Anak dan Remaja

Gangguan Mood

  • Dalam beberapa tahun terakhir, para peneliti sebelumnya telah mengeksplorasi mikrobiota usus pada pasien dengan gangguan mood. Tinjauan saat ini bertujuan untuk merangkum penelitian manusia yang diterbitkan tentang mikrobiota usus pada gangguan mood. Temuan menunjukkan bahwa keragaman mikroba dan komposisi taksonomi berubah secara signifikan dibandingkan dengan individu yang sehat. Sebagian besar temuan ini mengungkapkan bahwa genera bakteri penghasil asam lemak rantai pendek menurun, sementara genera pro-inflamasi dan mereka yang terlibat dalam metabolisme lipid meningkat pada pasien dengan episode depresi. Menariknya, kelimpahan Actinobacteria, Enterobacteriaceae meningkat dan Faecalibacterium menurun secara konsisten pada pasien dengan gangguan bipolar atau gangguan depresi mayor. Beberapa penelitian lebih lanjut menunjukkan bahwa bakteri tertentu dikaitkan dengan karakteristik klinis, profil inflamasi, penanda metabolik, dan pengobatan farmakologis. Studi-studi ini menyajikan bukti awal tentang peran penting mikrobiota usus dalam gangguan mood, melalui sumbu otak-usus-mikrobiota, yang muncul sebagai target yang menjanjikan untuk diagnosis penyakit dan intervensi terapeutik di masa depan.
  • Gen yang terlibat dalam pembentukan sinaps antara neuron di otak dan neuron di saluran GI cukup mirip, dan setiap mutasi mungkin dapat menyebabkan kelainan otak dan GI40. Studi terbaru menganalisis genom manusia di otak dari individu yang sakit dengan gangguan kejiwaan melaporkan hanya dua kelompok gen yang terpengaruh dengan: (a) peningkatan peradangan dan (b) penurunan fungsi mitokondria41. Depresi dikaitkan dengan peningkatan biomarker inflamasi, seperti interleukin (IL)-6, faktor nekrosis tumor (TNF)-α, dan protein reaktif C (CRP)42. Skizofrenia telah dikaitkan dengan peradangan usus dan tukak lambung. “Psikobiotik”, yang merupakan organisme hidup, ketika tertelan dapat menghasilkan manfaat kesehatan pada pasien yang menderita gangguan mood45. Dalam sebuah penelitian terhadap 124 sukarelawan sehat (usia rata-rata 61,8 tahun), mereka yang mengonsumsi campuran psikobiotik tertentu (Lactobacillus helveticus dan bifidobacterium longum) menunjukkan lebih sedikit kecemasan dan depresi19. Gejala “depresi” dilaporkan menurun setelah pengobatan probiotik pada tikus. Studi tambahan menunjukkan efek menguntungkan dari probiotik pada model hewan dengan fenotipe perilaku yang berubah, karena mereka mengurangi aktivasi reseptor GABA yang bergantung pada vagal sebagai respons terhadap stres fisik dan psikologis. Studi pada hewan menunjukkan bahwa spesies bakteri tertentu dapat mengurangi perubahan suasana hati. Misalnya, ketika Citrobacter rodentium diberikan secara oral ke tikus CF-1, ada peningkatan perilaku seperti cemas 7-8 jam setelah infeksi, melalui aktivasi jalur vagal52. Kolonisasi pascakelahiran tikus bebas kuman (GF) dengan memberi mereka makan secara oral dengan probiotik berbeda memprogram HPA untuk respons stres; misalnya, ketika Campylobacter jejuni diberikan secara oral, hal itu meningkatkan perilaku seperti cemas 7 jam setelah infeksi. Lebih lanjut, peningkatan yang sesuai dalam faktor neurotropik yang diturunkan dari otak (BDNF) di hipokampus dan amigdala terbukti dan dihilangkan setelah pemberian terapi antibiotik pada tikus. Sebagai catatan, BDNF terlibat dalam patologi depresi dan Gangguan Spektrum Autisme (ASD), sementara itu juga dianggap sebagai biomarker untuk hipersensitivitas lambung.

Attention-Deficit Hypersensitivity Disorder (ADHD) dan Autism Spectrum Disorders (ASD)

  • ADHD adalah gangguan perkembangan saraf yang ditandai dengan kurangnya perhatian, impulsif, dan hiperaktif. Penyebabnya dianggap multifaktorial, yang melibatkan pra-disposisi genetik, mutasi somatik, perubahan epigenetik, faktor perinatal (misalnya berat badan lahir rendah, prematuritas dan paparan alkohol dan/atau asap sebelum lahir), serta faktor lingkungan dan sosial ekonomi. Semakin banyak bukti dari studi klinis dan epidemiologi menunjukkan bahwa anak-anak dan orang dewasa dengan alergi makanan, eksim atau asma berhubungan dengan masalah perilaku dan gangguan neuropsikiatri, termasuk ADHD. Mikrobiota usus diketahui berpartisipasi dalam kerentanan terhadap alergi, terutama alergen makana. Satu meta-analisis melaporkan bahwa diet Kaiser-Permanente (K-P) menggunakan eliminasi salisilat, pewarna makanan buatan (AFC) dan rasa, serta pengawet butil hidroksitoluena, dapat menurunkan hiperaktivitas anak-anak ADHD. Anak-anak dengan ADHD secara substansial ditingkatkan baik pada diet bebas AFC67, atau dengan suplemen makanan dengan asam lemak tak jenuh ganda (PUFA), zat besi dan seng. Faktanya, kadar PUFA dalam plasma anak ADHD dilaporkan rendah.
  • Perawatan berbasis makanan pada anak-anak dengan gangguan alergi secara signifikan mengurangi perilaku seperti ADHD. Gangguan spektrum autisme (ASD) adalah gangguan perkembangan saraf yang ditandai dengan defisit dalam interaksi sosial dan komunikasi, bersama dengan perilaku berulang dan stereotip. Banyak anak dengan ASD hadir dengan gejala GI dan flora GI yang berubah. Semakin banyak bukti menunjukkan bahwa patogenesis ASD mungkin melibatkan peradangan otak terutama aktivasi mikroglia. Selain itu, sekitar 30% anak-anak dengan ASD memiliki auto-antibodi terhadap protein otak dan keberadaan antibodi tersebut sangat berkorelasi dengan gejala alergi. Tingkat neuropeptida neurotensin (NT), ditemukan baik di otak dan usus dan CRH meningkat dalam serum anak-anak dengan ASD; selain itu, NT secara signifikan berkorelasi dengan adanya gejala GI80. Kami juga melaporkan peningkatan kadar DNA mitokondria dalam serum anak-anak dengan ASDs81 dan CRH menambah efek stimulasi DNA mitokondria pada MC. Sebuah makalah baru-baru ini melaporkan peningkatan jumlah DNA mitokondria dalam sel mononuklear perifer (PBMC) dari pasien dengan ASDs. DNA mitokondria ekstraseluler dapat berasal dari MC, PBMC, sel usus atau bakteri dan disalahartikan sebagai “patogen bawaan” yang mengarah ke reaksi inflamasi otomatis.
  • Sekitar 30% anak ASD ditandai dengan hiperserotonemia dan mutasi gen serotonin re-uptake transporter (SERT) (SERT Ala) diidentifikasi pada beberapa anak ASD dengan hiperserotenemia. Pengenalan mutasi ini pada tikus mengakibatkan keterlambatan komunikasi dan perilaku berulang yang serupa dengan anak-anak dengan ASDs. Faktanya, 5-HT dapat mempengaruhi sistem kekebalan, dan peradangan saraf autoimun diobati dengan metabolit triptofan. Tikus SERT Ala juga mengalami konstipasi dan memiliki pertumbuhan bakteri usus yang berlebihan mirip dengan apa yang sering terlihat pada anak-anak dengan ASDs. Peningkatan permeabilitas usus akan memungkinkan produk bakteri, sitokin dan kemokin memasuki sirkulasi dan melewati BBB yang mempengaruhi otak dan perilaku. Misalnya, anak-anak dengan ASD memiliki tingkat imunoglobulin (IgA, IgG, IgM) yang lebih tinggi terhadap alergen yang berasal dari susu sapi, dan asupan susu oleh pasien ini secara signifikan memperburuk beberapa gejala perilaku mereka. Penghapusan kaseinomorfin, gliadomorfin, pewarna, pemanis dan pengawet menyebabkan manfaat yang signifikan70. Komposisi mikrobiota usus tampaknya berbeda antara anak-anak yang sehat dan mereka yang menderita ASD. Misalnya, ada prevalensi Bifidobacteria yang lebih tinggi pada kontrol yang sehat dibandingkan dengan pasien ASD90. Sebaliknya, spesies Bacteroides vulgatus dan Desulfovibrio lebih sering ditemukan pada tinja anak-anak ASD; namun, hanya D. desulfuricans, D. fairfielddensis dan D. piger yang dikaitkan dengan ASD regresif. Spesies Clostridium meningkat dengan mengorbankan Bifidobacterium pada anak-anak ASD dengan alergi makanan dan IBD pediatrik dibandingkan dengan anak-anak kontrol yang sesuai jenis kelamin91. Anak ASD yang diobati dengan vankomisin oral mengalami peningkatan yang signifikan dalam gejala perilaku, kognitif dan GI. Temuan semacam itu telah menyebabkan koneksi usus-ke-otak diusulkan sebagai target untuk pengobatan ASD

Gangguan Tidur.

  • Tidur memainkan peran mendasar dalam menjaga tumbuh dan berkembang yang baik, dapat mempengaruhi kadar hormon, suasana hati, dan berat badan. Studi terbaru, yang berfokus pada interkoneksi antara mikrobioma usus dan gangguan tidur, telah menunjukkan semakin pentingnya mikrobioma usus yang sehat dan seimbang untuk kesehatan inang. Mikrobioma usus manusia dapat mempengaruhi kesehatan melalui sumbu mikrobioma otak-usus. Bukti yang berkembang menunjukkan bahwa mikrobioma usus dapat mempengaruhi kualitas tidur. Studi sebelumnya yang telah meneliti kurang tidur dan mikrobioma usus manusia telah menghasilkan hasil yang bertentangan. Sebuah studi baru-baru ini menemukan bahwa kurang tidur menyebabkan perubahan komposisi mikrobioma usus sementara studi yang berbeda menemukan bahwa kurang tidur tidak menyebabkan perubahan mikrobioma usus. Dengan demikian, hubungan antara fisiologi tidur dan mikrobioma usus masih belum jelas. Untuk mengatasi ketidakpastian ini, digunakan actigraphy untuk mengukur ukuran tidur yang digabungkan dengan pengambilan sampel mikrobioma usus untuk menentukan bagaimana mikrobioma usus berkorelasi dengan berbagai ukuran fisiologi tidurPengukuran biomarker sistem kekebalan dan melakukan penilaian neurobehavioral karena variabel ini dapat mengubah hubungan antara tidur dan komposisi mikrobioma usus. Keragaman mikrobioma total berkorelasi positif dengan peningkatan efisiensi tidur dan total waktu tidur, dan berkorelasi negatif dengan bangun setelah onset tidur. Kami menemukan korelasi positif antara keragaman mikrobioma total dan interleukin-6, sebuah sitokin yang sebelumnya dikenal karena efeknya pada tidur. Analisis komposisi mikrobioma mengungkapkan bahwa dalam kekayaan filum Bacteroidetes dan Firmicutes berkorelasi positif dengan efisiensi tidur, konsentrasi interleukin-6 dan pemikiran abstrak. Akhirnya, kami menemukan bahwa beberapa taksa (Lachnospiraceae, Corynebacterium, dan Blautia) berkorelasi negatif dengan ukuran tidur. Hubungan antara komposisi mikrobioma usus, fisiologi tidur, sistem kekebalan dan kognisi. Mereka dapat menyebabkan mekanisme untuk meningkatkan kualitas tidur melalui manipulasi mikrobioma usus.
  • Mikrobiota usus dan inangnya dihubungkan oleh hubungan mutualistik, yang dalam beberapa kondisi, dapat dikompromikan oleh pergeseran komposisi mikrobiota, yang disebut disbiosis. Masalah tidur dan disbiosis mikrobioma usus dapat menyebabkan gangguan metabolisme dan hubungan antara patologi tidur dan disbiosis usus. Sejumlah penelitian telah menyarankan bahwa kejadian insomnia dan gangguan depresi terkait dengan ritme biologis, fungsi kekebalan tubuh, dan metabolisme nutrisi, tetapi mekanisme pastinya belum jelas. Ada banyak bukti yang menunjukkan bahwa mikrobioma usus tidak hanya mempengaruhi fungsi pencernaan, metabolisme, dan kekebalan tubuh inang, tetapi juga mengatur tidur inang dan keadaan mental melalui sumbu mikrobioma-usus-otak. Bukti awal menunjukkan bahwa mikroorganisme dan gen sirkadian dapat berinteraksi satu sama lain. Karakteristik mikrobioma gastrointestinal dan metabolisme terkait dengan tidur inang dan ritme sirkadian. Selain itu, emosi dan stres fisiologis juga dapat mempengaruhi komposisi mikroorganisme usus. Mikrobioma usus dan peradangan mungkin terkait dengan kurang tidur, ketidaksejajaran sirkadian, gangguan afektif, dan penyakit metabolisme. Berbagai fungsi mikrobioma usus dan bagaimana aktivitasnya berinteraksi dengan ritme sirkadian dan emosi inang. Menjelajahi efek mikrobioma usus pada insomnia dan depresi akan membantu lebih lanjut pemahaman tentang patogenesis gangguan perkembangan dan perilaku pada anak. Oleh karena itu, penting untuk mengatur dan memelihara lingkungan mikro-ekologis gastrointestinal yang normal pada pasien ketika menanganani gangguan perkembangan dan perilaku pada anak

Gangguan Emosi.

  • Gangguan gastrointestinal sangat komorbid dengan gangguan kejiwaan, meskipun mekanisme biologis yang menghubungkan gangguan ini kurang dipahami. Penelitian ini menggunakan tikus yang dibiakkan untuk fenotipe perilaku emosional yang berbeda untuk memeriksa hubungan antara emosionalitas, mikrobioma, dan penanda kekebalan. Pekerjaan sebelumnya menunjukkan bahwa tikus Low Novelty Responder (LR) menunjukkan tingkat kecemasan dan perilaku terkait depresi yang tinggi serta berbagai perbedaan neurobiologis dibandingkan dengan High Novelty Responders (HRs). Fenotipe HR / LR yang berbeda disertai dengan perubahan komposisi mikrobioma tinja. Digunakan pengurutan generasi berikutnya untuk menilai mikrobioma HR/LR dan kemudian merawat pria dewasa HR/LR dengan koktail antibiotik untuk menguji apakah itu mengubah perilaku. Mengingat hubungan yang diketahui antara mikrobioma dan sistem kekebalan, kami juga menganalisis sitokin yang bersirkulasi dan faktor metabolisme untuk menentukan hubungan antara penanda kekebalan perifer, komponen mikrobioma usus, dan ukuran perilaku. Tidak ada perbedaan mikrobioma HR/LR dasar, dan pengobatan antibiotik mengganggu mikrobioma pada tikus HR dan LR. Pengobatan antibiotik memperburuk aspek perilaku HR/LR, meningkatkan tingkat perilaku seperti kecemasan LR yang sudah tinggi sambil mengurangi stres pasif dalam mengatasi kedua jenis. Hasil kami menyoroti pentingnya fenotipe individu terhadap respons mereka terhadap antibiotik, berkontribusi pada pemahaman tentang interaksi kompleks antara mikroba usus, fungsi kekebalan, dan fenotipe emosional individu.

Gangguan afektif bipolar (BD)

  • Gangguan afektif bipolar (BD) adalah salah satu dari 10 penyebab utama kecacatan global dan kematian dini dengan dampak sosial ekonomi yang sangat besar. Namun demikian, dasar neurobiologis BD tidak cukup dicirikan. Faktor yang relevan termasuk perubahan struktur otak, gangguan pada neuroplastisitas serta kronobiologi. Penyebab patofisiologis adalah faktor genetik dan lingkungan, termasuk cacat pada apoptosis, inflamasi imun, neurotransmitter, neurotropin, dan jalur pensinyalan kalsium. Selain itu, perubahan stres oksidatif dan nitrosatif, bioenergi seluler, dan transpor membran atau vesikular telah ditemukan di BD.1 Sampai saat ini, salah satu area paling inovatif dan signifikan yang masih perlu diselidiki dalam hal faktor lingkungan potensial yang berkontribusi terhadap BD adalah komunitas usus mikroba. Karena episode afektif berulang pada BD dikaitkan dengan penurunan fungsi kognitif yang progresif, sangat menarik bahwa volume bukti yang berkembang mendukung pandangan bahwa proses kognitif dan emosional dapat diubah oleh mikroba yang bekerja melalui sumbu usus-otak.Temuan utama menunjukkan bahwa di satu sisi stres memengaruhi komposisi mikrobiota usus, dan komunikasi dua arah antara mikrobiota usus dan sistem saraf pusat (SSP) memengaruhi reaktivitas stres. Beberapa penelitian telah menunjukkan bahwa mikrobiota usus memengaruhi perilaku serta kekebalan tubuh. provokasi mempengaruhi perilaku seperti kecemasan dan depresi yang terkait dengan perubahan mikrobiota. Perubahan mikrobiota mungkin memodulasi plastisitas dan jalur pensinyalan serotonergik dan asam -aminobutirat (GABA)ergic terkait di SSP.
  • Mempertimbangkan bahwa BD ditandai dengan adanya keadaan inflamasi tingkat rendah, mikrobiota dapat terlibat dalam perkembangan gangguan tersebut melalui modulasi respon imun. Secara rinci, mikrobiota usus, melalui reseptor seperti Toll (TLRs) terlibat dalam modulasi komponen bawaan dari respon imun. TLR, diekspresikan pada sel respon bawaan dan pada neuron dan sel glial di tingkat SSP, terlibat dalam pengenalan konstituen spesifik bakteri Gram-positif dan lipopolisakarida Gram-negatif (LPS). Aktivasi reseptor tersebut di atas menginduksi produksi sitokin pro-inflamasi (IL-1α, IL-1β, TNF-α, IL-6) yang, dengan mengeksploitasi area permeabilitas yang lebih besar pada tingkat Blood-Brain Barrier ( BBB), dapat melakukan aksinya di tingkat SS. Sehubungan dengan ini, dugaan peran terapi antibiotik dalam menginduksi episode manik akut pada pasien dengan BD harus dipertimbangkan. Secara khusus, dalam sebuah penelitian yang dilakukan pada 234 pasien rawat inap untuk mania akut, tingkat resep terapi antibiotik baru-baru ini signifikan dan dikaitkan dengan keparahan gejala manik yang lebih besar. Korelasi yang ada antara BD dan penyakit inflamasi gastrointestinal juga harus diakui untuk memperkuat adanya hubungan antara mikrobiota, BD dan respon imun. Peradangan sering diukur berdasarkan biomarker dari proses translokasi mikroba. Panel penanda yang digunakan untuk mendiagnosis penyakit Chron, misalnya, mencakup deteksi antibodi terhadap Saccharomyces cerevisiae, organisme yang merupakan bagian dari mikrobiota usus normal. Adanya antibodi terhadap ragi ini mungkin merupakan respons terhadap kehadirannya di antarmuka darah-mukus, yang dikompromikan dalam keadaan inflamasi. Lebih sering, pasien BD memiliki peningkatan kadar antibodi terhadap ragi Saccharomyces cerevisiae, terutama pada waktu yang dekat dengan onset penyakit . Mekanisme lebih lanjut di mana mikrobiota usus dapat berkorelasi dengan patogenesis BD adalah perubahan proses pemangkasan sinaptik. Pada manusia mikrobiota usus mengganggu sel mikroglial dalam proses pemangkasan sinaptik selama periode kritis perkembangan, memiliki efek langsung pada sirkuit saraf. Akibatnya, beberapa perubahan komposisi mikrobiota dapat mengubah fungsi sirkuit ini. Menariknya proses tersebut terjadi bersamaan dengan pematangan mikrobiota usus. Telah ditunjukkan bahwa pasien yang terkena BD menunjukkan cacat perkembangan dalam proses pemangkasan sinaptik dengan anomali konsekuen dalam modulasi konektivitas neuronal pada tingkat korteks prefrontal ventral dan korteks limbik.
  • Saat ini, sebagian besar temuan mikrobiota usus dihasilkan dari penelitian pada hewan, dan penelitian pada manusia baru pada tahap awal. Sepengetahuan kami, hingga saat ini, hanya dua penelitian yang melibatkan individu dengan BD. Evans dkk membandingkan mikrobiota usus individu dengan BD dan kontrol sehat (HC). Mereka menemukan penurunan representasi fraksional Faecalibacterium pada individu dengan BD dibandingkan dengan HC, dan menemukan bahwa kelimpahan Faecalibacterium secara negatif terkait dengan beban tindakan penyakit yang dilaporkan sendiri pada individu BD. Studi kedua yang menyelidiki mikrobiota di BD berfokus pada perbedaan antara individu dengan BD yang memakai atau tidak memakai antipsikotik atipikal. Keanekaragaman spesies yang menurun hanya ditemukan pada wanita yang diobati dengan antipsikotik atipikal dibandingkan dengan wanita yang tidak menggunakan obat tersebut. Lebih khusus, mereka menemukan pengurangan Lachnospiraceae, Akkermansia dan Sutterella. Namun, selain informasi keadaan suasana hati yang tidak lengkap, kedua penelitian tidak memiliki karakterisasi yang tepat dari individu BD.
  • Gangguan bipolar diketahui terkait dengan risiko tinggi obesitas dan gangguan metabolisme, yang akibatnya menyebabkan komplikasi medis lebih lanjut, termasuk presentasi penyakit yang lebih kompleks dan prognosis yang lebih buruk. Pengobatan psikofarmakologis,  faktor genetik,  disfungsi serotonergik, 11 mediator inflamasi dan peningkatan parameter stres oksidatif mungkin (selain yang lain) semuanya terlibat dalam onset dan pemeliharaan obesitas pada BD. Selain itu, ada bukti kuat bahwa faktor perilaku termasuk perilaku makan yang buruk dan kurangnya aktivitas fisik berkontribusi terhadap perkembangan penyakit. Karena mikroba usus bertanggung jawab atas serangkaian besar aktivitas metabolisme, misalnya mereka memanen energi dari makanan, kemungkinan hubungan dua arah antara obesitas pada BD dan perubahan mikrobiota tampaknya mungkin terjadi. Dalam konteks ini, Hamdani et al menemukan bahwa episode manik dapat diobati dengan aplikasi arang, dan diduga peran sumbu usus-otak yang mempengaruhi perjalanan klinis BD. Selain itu, produk fermentasi bakteri seperti asam lemak rantai pendek ditemukan untuk mengontrol berbagai respon imun dan mengatur jaringan sel-T. Karena proses inflamasi kronis tingkat rendah diketahui memainkan peran patofisiologis penting dalam BD, interaksi mikrobiota usus dengan proses inflamasi mungkin dan menarik. Dalam konteks ini, juga produksi neurotransmiter di usus dan keberadaan reseptor neurotransmiter yang berbeda muncul dalam pikiran. Serotonin (5-HT), metabolit triptofan (TRP), terutama diproduksi di usus dan diketahui memainkan peran penting dalam pengaturan suasana hati. Metabolit lain dari TRP adalah kynurenine (KYN), yang disintesis oleh indoleamine 2,3-dioxygenase (IDO), enzim yang diregulasi pada gangguan neuropsikiatri yang terkait dengan disfungsi sistem kekebalan. Telah ditunjukkan bahwa kadar 5-HT plasma tikus konvensional secara signifikan lebih tinggi daripada tikus bebas kuman, yang tidak memiliki mikrobiota usus,20 yang menunjukkan kapasitas mikrobiota untuk mempengaruhi tingkat 5-HT. Studi yang menghubungkan komposisi mikrobiota dengan parameter darah (TRP, faktor inflamasi dan metabolisme) pada manusia sangat diperlukan untuk mengkonfirmasi hubungan yang dijelaskan dari sumbu usus-otak yang ditemukan dalam penelitian pada hewan. Komposisi mikrobiota usus berkorelasi dengan perubahan berbeda dalam faktor inflamasi dan metabolisme pada individu dengan BD dan berbeda dari HC.
BACA  BICARA, BAHASA DAN KOMUNIKASI : DEFINISI DAN BERBAGAI GANGGUANNYA

Referensi

  • Annie Tremblay, Lucie Lingrand, Morgane Maillard, Berengere Feuz, Thomas A. Tompkins, The effects of psychobiotics on the microbiota-gut-brain axis in early-life stress and neuropsychiatric disorders, Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry, Volume 105,
    2021, 110142, ISSN 0278-5846, https://doi.org/10.1016/j.pnpbp.2020.110142.
  • Pothmann A, Illing T, Wiegand C, Hartmann AA, Elsner P. The Microbiome and Atopic Dermatitis: A Review. Am J Clin Dermatol. 2019 Dec;20(6):749-761. doi: 10.1007/s40257-019-00467-1. PMID: 31444782.
  • Wang HX, Wang YP. Gut Microbiota-brain Axis. Chin Med J (Engl). 2016;129(19):2373-2380. doi:10.4103/0366-6999.190667
  • Appleton J. The Gut-Brain Axis: Influence of Microbiota on Mood and Mental Health. Integr Med (Encinitas). 2018;17(4):28-32.
  • Du Y, Gao XR, Peng L, Ge JF. Crosstalk between the microbiota-gut-brain axis and depression. Heliyon. 2020;6(6):e04097. Published 2020 Jun 3.
  • Jenkins TA, Nguyen JC, Polglaze KE, Bertrand PP. Influence of tryptophan and serotonin on mood and cognition with a possible role of the gut-brain axis. Nutrients. 2016;8 pii: E56. doi: 10.3390/nu8010056.
  • Mayer EA, Knight R, Mazmanian SK, Cryan JF, Tillisch K. Gut microbes and the brain: Paradigm shift in neuroscience. J Neurosci. 2014;34:15490–6. doi: 10.1523/JNEUROSCI.3299-14.2014.
  • Diaz Heijtz R, Wang S, Anuar F, Qian Y, Björkholm B, Samuelsson A, et al. Normal gut microbiota modulates brain development and behavior. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011;108:3047–52. doi: 10.1073/pnas.1010529108.
  • Braniste V, Al-Asmakh M, Kowal C, Anuar F, Abbaspour A, Tóth M, et al. The gut microbiota influences blood-brain barrier permeability in mice. Sci Transl Med. 2014;6:263ra158. Erratum in: Sci Transl Med 2014;6:266er7. doi: 10.1126/scitranslmed.3009759.
  • Bercik P, Denou E, Collins J, Jackson W, Lu J, Jury J, et al. The intestinal microbiota affect central levels of brain-derived neurotropic factor and behavior in mice. Gastroenterology. 2011;141:599–609. 609e1-3. doi: 10.1053/j.gastro.2011.04.052.
  • De Angelis M, Piccolo M, Vannini L, Siragusa S, De Giacomo A, Serrazzanetti DI, et al. Fecal microbiota and metabolome of children with autism and pervasive developmental disorder not otherwise specified. PLoS One. 2013;8:e76993. doi: 10.1371/journal.pone.0076993. [PMC free article] [PubMed]
  • Grenham S, Clarke G, Cryan JF, Dinan TG. Brain-gut-microbe communication in health and disease. Front Physiol. 2011;2:94. doi: 10.3389/fphys.2011.00094.
  • Cryan JF, O’Mahony SM. The microbiome-gut-brain axis: From bowel to behavior. Neurogastroenterol Motil. 2011;23:187–92. doi: 10.1111/j.1365-2982.2010.01664.x.
  • Turnbaugh PJ, Ridaura VK, Faith JJ, Rey FE, Knight R, Gordon JI. The effect of diet on the human gut microbiome: A metagenomic analysis in humanized gnotobiotic mice. Sci Transl Med. 2009;1:6ra14. doi: 10.1126/scitranslmed.3000322.
  • O’Mahony SM, Marchesi JR, Scully P, Codling C, Ceolho AM, Quigley EM, et al. Early life stress alters behavior, immunity, and microbiota in rats: Implications for irritable bowel syndrome and psychiatric illnesses. Biol Psychiatry. 2009;65:263–7. doi: 10.1016/j.biopsych.2008.06.026.
  • Petra AI, Panagiotidou S, Hatziagelaki E, Stewart JM, Conti P, Theoharides TC. Gut-Microbiota-Brain Axis and Its Effect on Neuropsychiatric Disorders With Suspected Immune Dysregulation. Clin Ther. 2015;37(5):984-995. doi:10.1016/j.clinthera.2015.04.002
  • Neroni B, Evangelisti M, Radocchia G, Di Nardo G, Pantanella F, Villa MP, Schippa S. Relationship between sleep disorders and gut dysbiosis: what affects what? Sleep Med. 2021 Nov;87:1-7. doi: 10.1016/j.sleep.2021.08.003. Epub 2021 Aug 18. PMID: 34479058.
  • Li Y, Hao Y, Fan F, Zhang B. The Role of Microbiome in Insomnia, Circadian Disturbance and Depression. Front Psychiatry. 2018 Dec 5;9:669. doi: 10.3389/fpsyt.2018.00669. PMID: 30568608; PMCID: PMC6290721.Smith, Robert P et al. “Gut microbiome diversity is associated with sleep physiology in humans.” PloS one vol. 14,10 e0222394. 7 Oct. 2019, doi:10.1371/journal.pone.0222394
  • Glover ME, Cohen JL, Singer JR, Sabbagh MN, Rainville JR, Hyland MT, Morrow CD, Weaver CT, Hodes GE, Kerman IA, Clinton SM. Examining the Role of Microbiota in Emotional Behavior: Antibiotic Treatment Exacerbates Anxiety in High Anxiety-Prone Male Rats. Neuroscience. 2021 Apr 1;459:179-197. doi: 10.1016/j.neuroscience.2021.01.030. Epub 2021 Feb 1. PMID: 33540050; PMCID: PMC7965353.
  • Painold, Annamaria et al. “A step ahead: Exploring the gut microbiota in inpatients with bipolar disorder during a depressive episode.” Bipolar disorders vol. 21,1 (2019): 40-49. doi:10.1111/bdi.12682
  • Lucidi L, Pettorruso M, Vellante F, et al. Gut Microbiota and Bipolar Disorder: An Overview on a Novel Biomarker for Diagnosis and Treatment. Int J Mol Sci. 2021;22(7):3723. Published 2021 Apr 2. doi:10.3390/ijms22073723

 

 

loading...

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *