Vplyv črevnej dysbiózy na senzorické spracovanie u ľudí s autizmom a ADHD

V posledných rokoch sa prepojenie medzi zdravím čreva a neurovývinovými poruchami, ako sú porucha autistického spektra (PAS) a porucha pozornosti s hyperaktivitou (ADHD), stalo predmetom intenzívneho vedeckého výskumu. Nové štúdie identifikovali črevný mikrobióm – komunitu baktérií v črevách – ako významného hráča pri senzorických ťažkostiach, ktoré sú bežné u detí s týmito diagnózami. Konkrétne metabolóm (súbor metabolitov produkovaných črevnými baktériami) môže priamo ovplyvňovať funkciu mozgu, čo môže viesť k senzorickým problémom, ako je precitlivenosť na zvuky, dotyk či svetlo.

Porozumenie osi črevo-mozog

Os črevo-mozog označuje systém komunikácie medzi črevom a mozgom, sprostredkovaný nervovým, imunitným a endokrinným systémom. Keď dôjde k narušeniu rovnováhy črevného mikrobiómu – čo nazývame dysbióza – črevo začne produkovať metabolity, ktoré môžu negatívne ovplyvňovať funkciu mozgu. U detí s PAS a ADHD je táto dysbióza často spojená so závažnejšími problémami v senzorickom spracovaní, čo poukazuje na význam zdravého čreva pri zvládaní týchto neurovývinových porúch.

Dysbióza a senzorické spracovanie

Dysbióza nastáva vtedy, keď škodlivé baktérie prevládnu nad prospešnými baktériami v čreve. Táto nerovnováha môže viesť k nadmernej produkcii metabolitov, ktoré narúšajú normálnu funkciu mozgu – najmä v oblastiach zodpovedných za senzorické spracovanie.

Kľúčové problémové oblasti súvisiace s dysbiotickými baktériami

1. P-krezol (P-cresol) a 4-etylfenol (4-Ethylphenol)

   • P-krezol a 4-etylfenol sú dva metabolity, ktoré sú významne zvýšené v čreve detí s autizmom. Tieto toxické vedľajšie produkty vznikajú fermentáciou aromatických aminokyselín, najmä činnosťou baktérií rodu Clostridium a iných dysbiotických baktérií.

   • P-krezol je známy tým, že narúša funkciu mozgu najmä tým, že oslabuje integritu hematoencefalickej bariéry (HEB). Keď je táto bariéra oslabená, škodlivé látky sa ľahšie dostávajú do mozgu, čo vedie k neurozápalu. Tento zápal ovplyvňuje senzorické dráhy a môže prispieť k zvýšenej citlivosti na zmyslové podnety u detí s PAS a ADHD.

   • 4-etylfenol je ďalší metabolit, ktorý môže zvýšiť oxidačný stres a spôsobiť neurozápal, čím ďalej zhoršuje ťažkosti so spracovaním zmyslových podnetov. Oba tieto metabolity boli spájané so zvýšenou hyperaktivitou, stereotypným správaním a senzorickými poruchami pri neurovývinových poruchách.

     
     

2. Mastné kyseliny s krátkym reťazcom (SCFA) a spracovanie zmyslových podnetov

   • Dysbiotické baktérie v čreve často produkujú mastné kyseliny s krátkym reťazcom (SCFA), ako sú propionát, butyrát a acetát. Hoci SCFA sú do istej miery aj prospešné, nadmerná produkcia – najmä propionátu – bola spojená so senzorickými dysfunkciami a zvýšeným stimmingom u autizmu. Vysoké hladiny propionátu môžu narúšať rovnováhu neurotransmiterov, čo vedie k symptómom, ako sú senzorická precitlivenosť a kognitívne poruchy.

   • Propionát vo vysokej miere môže zhoršiť mitochondriálnu dysfunkciu, ktorá narúša produkciu energie potrebnú pre správnu funkciu mozgu. U detí s odchýlkami v spracovaní zmyslových podnetov môže tento energetický deficit v mitochondriách prispieť k ich neschopnosti efektívne filtrovať a spracovávať senzorické podnety.

     
     

3. Lipopolysacharidy (LPS) z odumretých mikroorganizmov

   • Lipopolysacharidy (LPS), nachádzajúce sa vo vonkajšej membráne niektorých baktérií sú vysoko zápalové molekuly. Keď škodlivé baktérie odumierajú alebo sú narušené, LPS (lipopolysacharidy) sa uvoľňujú do čreva, odkiaľ môžu preniknúť do krvného obehu a vyvolať systémovú zápalovú reakciu.

   • Ukazuje sa, že LPS z membrán niektorých mikroorganizmov ovplyvňujú centrá spracovania zmyslových podnetov v mozgu tým, že zvyšujú neurozápal a narúšajú komunikáciu medzi neurónami. Tento neurozápal môže viesť k zvýšenej reaktivite na zmyslové podnety, čo je častý prejav u detí s PAS a ADHD. V takom prípade sa človek stáva viac citlivý na zvuky, svetlá alebo povrchy a môže zažívať zmyslové preťaženie v bežných situáciách.

     
     

4. Lipoproteíny z odumretých mikroorganizmov

   • Okrem LPS môžu počas dysbiózy prenikať do krvného obehu aj lipoproteíny z odumretých baktérií. Tieto bakteriálne fragmenty môžu aktivovať imunitné bunky, čím ďalej podporujú zápal nielen v čreve, ale aj v mozgu.

   • Chronické vystavenie sa lipoproteínom môže viesť k senzorickej dysregulácii, pri ktorej deti môže človek zažívať zvýšenú citlivosť na zmyslové podnety alebo dokonca averziu voči určitým textúram, zvukom či svetlám. Ak prebieha táto imunitná aktivácia u detí s neukončeným vývinom CNS, môže narušiť i normálny vývin mozgu, čo prispieva k ťažkostiam so spracovaním zmyslových informácií.

     
     

5. Metabolizmus tryptofánu a hladiny serotonínu

   • Črevné baktérie ovplyvňujú aj metabolizmus tryptofánu, ktorý je prekurzorom serotonínu. Serotonín je neurotransmiter, ktorý zohráva kľúčovú úlohu pri regulácii nálady a vnímania senzorických podnetov. Dysbióza môže narušiť metabolizmus tryptofánu, čo vedie k zníženým hladinám serotonínu. Nízka hladina serotonínu je spájaná s nestabilitou nálady a zvýšenou citlivosťou na podnety z prostredia.

   • U ľudí s ADHD alebo autizmom sa nízke hladiny serotonínu môžu prejavovať ako senzorické preťaženie alebo ťažkosti so spracovaním zmyslových podnetov, čo môže spôsobiť, že bežné, každodenné zážitky sú pre ne zahlcujúce.

     
     

6. Priepustnosť čreva ("Leaky Gut")

   • Dysbióza často vedie k zvýšenej priepustnosti čreva. Keď je črevná bariéra oslabená, do krvného obehu sa v zvýšenom množstve môžu dostať požité environmentálne toxíny a škodlivé metabolity produkované baktériami, ako sú p-krezol, etylfenol a zvyšky z odumretých buniek mikroorganizmov – lipoproteíny, lipopolysacharidy. Tieto látky môžu aktivovať imunitnú odpoveď (niekedy aj autoimunitnú) alebo dokonca priamo preniknúť do mozgu.

   • Keď črevo prepúšťa toxíny a metabolity, môžu sa narušiť dráhy pre senzorické spracovanie podnetov v mozgu - to môže viesť k prehnanej reakcii na senzorické podnety. Ľudia so „syndrómom priepustného čreva“ a dysbiózou môžu byť citlivejšie na svetlo, zvuk, dotyk a iné senzorické podnety.

     
     

7. Opioidné peptidy and Sensorická citlivosť

   • Opioidné peptidy vznikajú následkom nedokonalého trávenia - neúplného rozkladu určitých bielkovín zo stravy. Po konzumácii proteínov, ktoré telo niektorých ľudí nedokáže optimálne rozštiepiť, dochádza k tomu, že sa nedokonale "rozkúskované" proteíny (teda peptidy) vstrebávajú "priepustným" črevom. Medzi proteíny, ktoré sú často "ťažko stráviteľné" patrí kazeín (z mlieka) alebo lepok (z pšenice).

   • U ľudí s dysbiózou môže dôjsť k postupnému vzniku syndrómu priepustného čreva, čo umožňuje týmto opioidným peptidom, aby sa dostali do krvného obehu a pôsobili na mozog, ale i na vývin nezrelého mozgu.

   • Tieto OPIOIDNÉ peptidy sa naviažu na receptory v mozgu a majú efekt na naše vnímanie a správanie ako OPIÁTY. Preto majú aj tento názov. Dlhodobý efekt opioidných peptidov na mozog je pravdepodobne veľmi podobný, ako vplyv (zakázaných) opiátov na mozog.

   • Okrem toho, že tieto peptidy zo stravy môžu pôsobiť ako opiáty, tak taktiež pôsobia na zmeny v neurotransiteroch a menia i spracovanie senzorických podnetov v mozgu.

   • Tieto peptidy môžu ovplyvniť i vnímanie bolesti, čo vedie k zmeneným senzorickým reakciám, kde ľudia môžu buď reagovať nedostatočne, alebo naopak, prehnane na podnety. Deti i dospelí sa môžu zdať odpojení alebo vykazovať oslabené reakcie na fyzický dotyk, alebo naopak, môžu byť veľmi citliví na textúry alebo zvuky.

   • Štúdie prepojili opioidné peptidy so zmenenou senzorickou citlivosťou u detí s autizmom a ADHD, čo prispieva k hypo- alebo hyper-senzorickým reakciám. V praxi človek s vysokými opioidnými peptidami môže vnímať svet priveľmi intenzívne, ale i veľmi "hmlisto" a byť akoby vzdialený svetu.

   • Pôvodne sa usudzovalo, že opioidné peptidy by mohli byť indikátorom autizmu, avšak postupne sa zistilo, že sú zvýšené aj u ľudí s ADHD, alebo i u ľudí s depresiami, schizofréniou, neurozápalom a pod. Teda, opioidné peptidy NIE SÚ špecifickým ukazovateľom žiadnej konkrétnej neurologickej či neurovývinovej poruchy.

Záver

Vzťah medzi črevnou mikrobiotou, mozgom a senzorickým spracovaním je v súčasnosti jedným z najvýznamnejśích výskumných trendov. Súčasný výskum naznačuje, že metabolóm dysbiotických baktérií — najmä toxické metabolity ako p-krezol, 4-etylfenol, nadbytok propionátu a zvyšky z mŕtvych mikrobiálnych buniek - lipoproteíny a lipopolysacharidy—môžu mať veľký vplyv na funkciu mozgu. Riešením dysbiózy prostredníctvom aktívneho testovania v laboratóriách a spolupráce so zdravotníctvom v kombinácii so starostlivosťou o svoje telo a psychiku môźe mať výrazný vplyv na zmiernenie symptómov PAS alebo ADHD.

Rezervácia konzultácie online

Pre ďalšie typy na podporu zdravia čreva a reguláciu nervového systému si môžete objednať termín online

Literatúra

Blachier, F. (2023). Modification of the Bacterial Metabolites by the Host after Absorption, and Consequences for the Peripheral Tissues’ Metabolism, Physiology, and Physiopathology. In Metabolism of Alimentary Compounds by the Intestinal Microbiota and Health (pp. 189-246). Cham: Springer International Publishing.

Blachier, F., & Andriamihaja, M. (2022). Effects of the L-tyrosine-derived bacterial metabolite p-cresol on colonic and peripheral cells. Amino Acids, 54(3), 325-338.

Brass, E P R A Beyerinck R A; Effects of propionate and carnitine on the hepatic oxidation of short- and medium-chain-length fatty acids. Biochem J 15 March 1988; 250 (3): 819–825. doi: https://doi.org/10.1042/bj2500819

El-Ansary, A.K., Bacha, A.B. & Kotb, M. Etiology of autistic features: the persisting neurotoxic effects of propionic acid. J Neuroinflammation 9, 74 (2012). https://doi.org/10.1186/1742-2094-9-74

Ferreira, G.C., McKenna, M.C. L-Carnitine and Acetyl-L-carnitine Roles and Neuroprotection in Developing Brain. Neurochem Res 42, 1661–1675 (2017). https://doi.org/10.1007/s11064-017-2288-7

Frye, R. E., Rose, S., Slattery, J., & MacFabe, D. F. (2015). Gastrointestinal dysfunction in autism spectrum disorder: the role of the mitochondria and the enteric microbiome. Microbial Ecology in Health and Disease, 26(s1). https://doi.org/10.3402/mehd.v26.27458@zmeh20.2015.26.issue-s1

Jarmołowska, B., Bukało, M., Fiedorowicz, E., Cieślińska, A., Kordulewska, N. K., Moszyńska, M., ... & Kostyra, E. (2019). Role of milk-derived opioid peptides and proline dipeptidyl peptidase-4 in autism spectrum disorders. Nutrients, 11(1), 87.

Shanmugam, H., Ganguly, S., & Priya, B. (2022). Plant food bioactives and its effects on gut microbiota profile modulation for better brain health and functioning in Autism Spectrum Disorder individuals: A review. Food frontiers, 3(1), 124-141.

Sun, X., Savidge, T., & Feng, H. (2010). The enterotoxicity of Clostridium difficile toxins. Toxins, 2(7), 1848-1880.

Timperio, A. M., Gevi, F., Cucinotta, F., Ricciardello, A., Turriziani, L., Scattoni, M. L., & Persico, A. M. (2022). Urinary untargeted metabolic profile differentiates children with autism from their unaffected siblings. Metabolites, 12(9), 797.

Yenkoyan K, Ounanian Z, Mirumyan M, Hayrapetyan L, Zakaryan N, Sahakyan R, Bjørklund G. Advances in the Treatment of Autism Spectrum Disorder: Current and Promising Strategies. Curr Med Chem. 2024;31(12):1485-1511. doi: 10.2174/0109298673252910230920151332. PMID: 37888815; PMCID: PMC11092563.

Zheng, Y., Bek, M. K., Prince, N. Z., Peralta Marzal, L. N., Garssen, J., Perez Pardo, P., & Kraneveld, A. D. (2021). The role of bacterial-derived aromatic amino acids metabolites relevant in autism spectrum disorders: a comprehensive review. Frontiers in Neuroscience, 15, 738220.