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マイクロバイオームがメンタルヘルスに与える影響:心と体のつながり

組織培養液の入ったシャーレを持つ紫色のラテックス手袋をはめた手。背景の研究機器はぼやけている。

腸内細菌叢が腸脳軸を介して気分に影響を与えるという考えは、メンタルヘルス研究の分野におけるパラダイムシフトを意味する。これらの研究は、私たちのメンタルヘルスは頭の中にあるものばかりではないことを示唆している。実際、私たちの心の状態は、腸と脳の間で起こるコミュニケーションと密接に関係している。さらに、私たちのマイクロバイオームは、皆さんが想像している以上に様々な形で精神状態に影響を及ぼしているのです。 

微生物-腸-脳軸とメンタルヘルス

最後に気分が落ち込んだときまたは 集中できなかったときのことを考えると、腸の状態が思い浮かぶだろうか。 私たちの多くは、または 精神状態の責任は脳にあると考えている。しかし、私たちの腸内細菌叢は、腸脳軸(または GBA)として知られる経路のエレガントなシステムを通じて、あなたが考えたこともないような方法で、私たちのメンタルヘルスに影響を与える役割を果たしている。 

この複雑なネットワークは、双方向のコミュニケーションを通じて、脳の認知的・感情的プロセスと腸を結びつけている。私たちの脳機能と腸は、要するに常に対話をしているのだ。そして、私たちの腸内に生息する何兆個もの微生物は、GBAを介して、私たちの日々の感情や精神的健康全般に大きな影響を及ぼしている可能性がある。 

この記事では、この心と体のつながりの複雑な仕組みについて、魅力的な発見の旅に一緒に出かけよう。 

まず、マイクロバイオームがGBAを介して脳に影響を与える様々な経路について説明する。次に、腸内細菌がメンタルヘルスの結果にどのような影響を与えるかに焦点を当てます。最後に、PS128のようなサイコバイオティクスが、気分や精神的な幸福感の向上に果たすことのできる特別な役割を明らかにした過去と現在の研究結果を紹介しながら、時を超えて歩きます。 

腸脳軸がメンタルヘルスに与える影響 

腸の内壁に埋め込まれた何億ものニューロンは、脳と同じ要素を多く含むメッシュ状のシステムで結合している。この驚くべきシステムは、独自の反射神経と感覚能力を備えており、腸の異なる状況にリアルタイムで適応することができる。 - 脳からの入力とは無関係に。そのため、腸は脳からの入力がなくても機能することができるのだ。 脳からの指示

それにもかかわらず、腸と脳は、腸脳軸(GBA)として知られる双方向のコミュニケーションシステムを用いて、体全体のホメオスタシス(平衡状態)を維持するために、互いに依存している。非常に複雑ではあるが、このシステムは中枢神経系(脳と脊髄)と腸をつなぐ一種のスーパーハイウェイと考えることができる。 

腸-脳軸を通じて、腸自身の神経系(腸神経系)とマイクロバイオームを含む腸は、気分の状態と全体的な精神衛生に大きな影響を及ぼす。 

特にマイクロバイオームは、腸脳軸の重要な調節因子であり、腸と脳をつなぐ様々な経路を介して気分状態に影響を及ぼす重要な役割を担っている。 

口から摂取するプロバイオティクスが脳機能、ひいては精神衛生に影響を及ぼす理由も、この相互関連性にある。驚くべきことだろう? 

GBAパスウェイマイクロバイオームが脳に与える影響

この旅の後半では、プロバイオティクスの投与が気分に関連した行動に良い影響を与えるという研究結果を紹介する。このような魅力的な発見は、マイクロバイオームが私たちの精神状態にどのような影響を与えるのだろうかという疑問を抱かせるかもしれない。その答えは、腸脳軸を構成する経路とマイクロバイオームからのインプットにある。さっそく見ていこう。 

マイクロバイオームは、以下のような形で脳に影響を与える可能性がある。 三大経路 腸脳軸の -  迷走神経(神経)、循環器、免疫: 

迷走神経経路:迷走神経はマイクロバイオームと直接インターフェースし、微生物叢と脳の間のシグナル伝達において中心的な役割を果たしている。微生物または 微生物産物は迷走神経を刺激し、この経路を活性化することができる。

循環経路:この経路には、代謝シグナルと内分泌シグナルの両方が含まれ、腸から脳へと血液を介して伝達される。例えば、マイクロバイオームは、ストレスホルモンであるコルチゾールの代謝など、ストレス反応経路の制御に影響を与えている。食物繊維の微生物による分解産物である短鎖脂肪酸 (SCFA)は、気分や脳機能全般に良い影響を与える可能性がある。  

免疫経路: 腸管免疫系はマイクロバイオームの代謝産物を感知して反応し、行動や気分に影響を与える免疫メディエーターを放出する。これらの免疫メディエーターの多くは、循環系を利用して脳にも到達する。

GBAは神経伝達物質、免疫因子、その他の化学物質などの化学シグナルを使い、腸脳軸を介して脳とコミュニケーションをとっている。特に迷走神経という経路を詳しく見てみよう。 

スポットライトセロトニン、迷走神経、腸脳軸

脳と腸をつなぐ神経は複数あるが、迷走神経は最も重要な神経といえる。迷走神経は、脳と腸の間を走る生物学的ハイウェイのように機能し、マイクロバイオームと直接連動している。マイクロバイオームが産生する化学物質は、間接的に(場合によっては直接的に)中枢神経系の機能に影響を与える可能性があるが、血液脳関門が存在するため、その方法は完全には解明されていない。免疫経路と内分泌経路の両方を通じて迷走神経の感覚ニューロンを活性化することで、マイクロバイオータが脳にシグナルを送る可能性を示唆する研究もある。 

セロトニンについて考えてみよう。5-HTとしても知られるセロトニンは、気分を調整する神経伝達物質として広く知られている。セロトニンは必須アミノ酸であるトリプトファン(これは食物から摂取しなければならない)に由来する。セロトニンの約5%が脳内でトリプトファンから生成され、そこで気分を調節するが、大部分は腸内で作られる。しかし、腸で作られたセロトニンは血液脳関門のために脳に届かない。 

それでもなお、腸は迷走神経を通じて脳に影響を与える可能性がある。腸内細菌叢はトリプトファンの代謝を調節する ことでその一翼を担い、トリプトファンは腸内細胞でセロトニンの生成に使われる。腸で生成されたセロトニンは迷走神経を活性化し、脳に信号を送る。セロトニンは迷走神経を活性化させ、脳にシグナルを送る。このシグナルが脳内を変化させ、気分、ストレス反応、免疫機能を調整するのである。 

実際、ある種のプロバイオティクス菌株PS128が、脳内と腸内の両方でこの快感神経伝達物質のレベルに影響を与えることが研究で示唆されている。精神衛生に対するサイコバイオティクスの有望な効果に関する研究を詳しく見てみよう。 

組織培養用フラスコを顕微鏡で観察する研究者。

研究レンズサイコバイオティクスとメンタルヘルス

脳と腸とメンタルヘルスの間には、驚くべきつながりがあることが研究で明らかになった。要するに、腸内細菌叢があなたの感じ方を支配している可能性があるのだ。これらの研究は、腸内細菌叢が気分や認知に影響を与えるものを含むいくつかの生理的プロセスに影響を与えることを明らかにした。 

科学者たちは、ある種のプロバイオティクスが精神衛生に影響を及ぼす場合があることを発見した。それらはサイコバイオティクスとして知られており、十分な量を投与することで精神衛生上の利益をもたらすプロバイオティクスである。

このような研究を通じて、特定のプロバイオティクス菌株が気分をサポートし、人生により前向きな見通しを立てる手助けをする可能性があることが科学的に示された。 

心と腸のつながりのメカニズムが研究で解明される 

過去も現在も、マイクロバイオームが腸脳軸を介して脳機能と行動の両方を制御する上で極めて重要な役割を果たしていることは、研究によって実証されている。科学者たちはむしろ最近、脳と腸が強い双方向の関係を共有していることを立証した。 

この研究のほとんどは、動物モデルを用いた前臨床研究に基づいているが、最近、ヒトを対象とした観察研究もいくつか出てきた。これらの研究で科学者たちは、腸内細菌叢が神経経路や関連する快感神経伝達物質であるセロトニンやドーパミンを介して精神状態や行動に影響を及ぼす可能性があることを観察している。 

1998年、微生物学者のマーク・ライトは、マイクロバイオームが精神衛生状態に直接的な影響を及ぼす可能性を発見した。この研究では、食中毒の原因菌として知られるカンプリオバクター・ジェジュニをマウスに経口投与した。マウスに投与されたのは不顕性量であり、病原性細菌の量が宿主の免疫活性化をもたらさないことを意味する。研究者らは、投与後の被験者に不安様行動を観察した。ライテの研究グループは、さらに詳細な2回目の研究でこの所見を確認した。 

この画期的な研究は、マイクロバイオームとメンタルヘルス症状との関連性を初めて立証したものである。それ以来、GBAとサイコバイオティクスはメンタルヘルスと神経科学の焦点となり、世界中の科学者がマイクロバイオームが気分にどのように影響するかを解明しようとしている。 

ライテのグループは、"悪玉 "細菌がメンタルヘルスの悪化を引き起こすことを立証したが、ある種の細菌はメンタルヘルスの症状を改善できるのだろうか? 

答えは「イエス」である。2004年、日本の科学者たちは、別の特定の細菌種(ビフィドバクテリウム・インファンティス)がストレスホルモンのバランスをとることを報告した。その他の研究では、PS128に関する研究を含め、プロバイオティクスの投与が低気分やストレス関連行動に及ぼす影響に焦点を当て、精神衛生を改善するかどうかを調べている。 

PS128 学問と気分

心理的ストレスは私たちの精神的健康に打撃を与え、コルチゾールのようなストレスホルモンが循環するため、セロトニンやドーパミンレベルの低下を直接引き起こす可能性がある。サイコバイオティクスは、ストレスの影響を軽減し、セロトニンやドーパミンといった快感ホルモンを増加させることができるかもしれない。 

例えば、最近の研究では、ストレスの多い情報 技術(IT)スペシャリストのストレスとメンタルヘルスに対する精神生物学的L. plantarumPS128の効果が観察された。8週間の試用期間後、参加者は自己認識ストレスが減少し、全体的な幸福感が向上したと報告した。さらに、唾液中のコルチゾールが減少し、これは気分と睡眠の改善と相関した。 

他のいくつかの前臨床研究では、腸内細菌叢にPS128が存在すると、脳の特定部位におけるセロトニンとドーパミンのレベルが変化することが示された。これらの変化は動物のいくつかの行動と相関していた。 

具体的には、前臨床モデルにおいて、GBAが情動行動に及ぼす影響を調べるために、PS128を生殖細胞-無料マウスに投与した。このマウスは完全な無菌環境で飼育され、腸内に微生物が存在しないため、germ-FREEと呼ばれる。プロバイオティクスの投与後、GFマウスの運動活性の有意な増加と不安様行動の減少が記録された。 

また、この研究の著者らは、脳線条体(行動の選択、運動の制御、意欲に関与する前脳の深部領域)において、セロトニンとドーパミンの両レベルが上昇したことにも注目している。これらの結果は、PS128が腸内細菌とは無関係にメンタルヘルスに影響を及ぼす可能性を示している。 

微生物が存在する別の前臨床モデルでは、PS128が感情的幸福と行動を改善することが示された。 PS128を使用したストレスの前臨床モデル(非生殖細胞無料)の研究者らは、脳の重要な領域におけるドーパミンの回復と、ストレスホルモンであるコルチゾールの減少を報告した。 

また、ストレスによる行動の改善も認められた。最後に、犬を対象とした小規模の無作為化プラセボ対照試験で、飼い主からの報告によると、PS128の補給が情緒的状態と行動の改善をサポートすることが明らかになった。

これらの研究は、脳と腸が常にコミュニケーションをとっていることを実証している。また、特定のプロバイオティクス菌株であるPS128の投与が、健康的なストレス反応、気分、精神的健康と関連している。 

サイコバイオティクスは感情の幸福をサポートする

私たちの体内のひとつひとつの細胞の相互関連性は驚くべきものだ。この驚くべき連結性は、マイクロバイオームと脳との間の複雑なコミュニケーションシステム、腸脳軸に純粋に反映されている。脳と腸は、複雑かつエレガントなシステムで複雑に編み込まれたいくつかの経路を通じて、互いに「会話」しているのだ。 

私たちの多くは、不安な考えが腸に反応(「胃の中の蝶々」のようなもの)をもたらした経験があるが、腸と脳のつながりは双方向であることを心に留めておくことが重要だ。腸の中身が心や精神的健康に影響を与えることは、その逆だけではないのだ。

前臨床モデルと臨床モデルの両方における最近の研究により、腸内細菌叢が腸脳軸(GBA)を通して精神衛生に重要な役割を果たしていることが明らかになった。この研究により、病原性菌株の存在は、たとえ不顕性レベルであっても、気分の低下や不安様症状の増加など、メンタルヘルスに関連する問題の一因となる可能性が示された。 

また、PS128のようなサイコバイオティクスの使用は、気分や全体的な感情の幸福をサポートすることが研究で示されている。プロバイオティクスを使用してドーパミンやセロトニンなどの脳神経伝達物質を調整する能力は、健康な人の気分を改善する可能性を秘めている。 

 

推薦図書

腸脳軸とは何か?

サイコバイオティクスとは何か?

マネジメントとレジリエンスストレスとプロバイオティクス PS128

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