Studie bekräftar effekten av tarmfloran på psykologisk motståndskraft och ångestdämpning

En nyligen publicerad studie i tidskriften Nature Mental Health karaktäriserade sambandet mellan mönster av interaktioner mellan hjärna och tarmmikrobiom (BGM) och stresstålighet.

Resiliens definieras som förmågan att framgångsrikt hantera stressiga händelser och inkluderar acceptans av förändring, uthållighet, tolerans för negativa känslor och förmågan att återhämta sig från stress. Mest forskning fokuserar på sambanden mellan resiliens och personlighetsdrag, sociala faktorer och strategier för beteendemässig/emotionell reglering.

Sammansättningen och funktionen hos det mänskliga mikrobiomet är associerade med stressrelaterade störningar. Tarmmikrobiomet kan modulera psykologisk funktion genom BGM-systemet och främja stressmotståndskraft, vilket tyder på att mikrobiomet kan innehålla metaboliter med potentiella terapeutiska effekter. Emellertid har ingen studie klargjort den integrativa biologiska profilen av resiliens.

I denna studie undersökte forskarna sambandet mellan resiliens och kliniska fenomen, neurala egenskaper och mikrobiomfunktion. Detta var en sekundär datastudie som samlades från två tidigare studier. Deltagarna rekryterades från Los Angeles-samhället.

Individer med neurologiska sjukdomar, tidigare bukoperationer, psykiatriska sjukdomar, drogmissbruk, antibiotika-/probiotikaanvändning, gravida eller ammande kvinnor etc. exkluderades.

Alla deltagare genomgick multispektral magnetisk resonanstomografi (MRT) av hjärnan, lämnade avföringsprover och fyllde i frågeformulär.

Frågeformulärsdata inkluderade kroppsmasseindex (BMI), fysisk aktivitet, Connor-Davidson Resilience Scale (CD-RISC), socioekonomisk status, State-Trait Anxiety Inventory (STAI), Perceived Stress Scale (PSS), Hospital Anxiety and Depression Scale (HADS), Positive and Negative Affect Scale samt Diet, and Sleep Scale (PROMIS).

Andra mått inkluderade patientens hälsoenkäter, copingstrategier, diskrimineringsbedömning, beteendesystem för lutning/undvikande, femfaktors mindfulness-skala (FFM), multidimensionell självbedömning av förmågor (MASQ), smärtkatastrofskala, skala för tidigt trauma, visceralt känslighetsindex, smärtvakhetsskala, internationell personlighetspool (IPIP) och bedömning av normal personlighetstyp. DNA extraherades från avföringsprover för 16S rRNA-gensekvensering.

Avföringsprover bearbetades och analyserades med hjälp av HD4:s globala metabolomikplattform. RNA-extraktion och metatranskriptomsekvensering utfördes.

Forskarna använde metoden Data Integration for Discovery of Biomarkers (DIABLO) för att identifiera interaktioner mellan kliniska/beteendemässiga, centrala (hjärnan) och perifera (metabolom, mikrobiom) markörer associerade med resistensfenotyper.

Totalt 116 deltagare, inklusive 71 kvinnor, deltog i studien. Det fanns inga signifikanta skillnader i alfa- och beta-diversitet mellan grupperna med hög resiliens (HR) och låg resiliens (LR).

DIABLO-analysen visade en starkt korrelerad omisk signatur som skiljer individer med låg och hög psykologisk resiliens. De variabler som valdes ut av DIABLO inkluderade 45 egenskaper (13 kliniska, tre metabolomiska, fem funktionella MRI i vilotillstånd, sex strukturella MRI, två diffusions-MRI och 16 transkriptomiska variabler).

Kliniska variabler inkluderade IPIP-neuroticism och extroversion, HADS-ångest och depression, STAI-ångest, MASQ verbalt minne, uppmärksamhet, visuell perception och språk, PSS-poäng, FFM-totalpoäng samt icke-dömande och beskrivande delskalor.

HR-gruppen uppvisade högre genomsnittliga nivåer av mindfulness och extroversion, men lägre genomsnittliga nivåer av neuroticism, ångest, uppmärksamhetsproblem, verbalt minne, språk, visuell perception och stressperception jämfört med LR-gruppen.

Metabolomiska variabler inkluderade kreatin, dimetylglycin (DMG) och N-acetylglutamat (NAG). I genomsnitt var NAG- och DMG-nivåerna högre i HR-gruppen än i LR-gruppen. Kreatinnivåerna var likartade mellan grupperna.

Kortfattat var medelnivåerna av bakteriella transkriptomer associerade med genetisk förökning, antiinflammation, metabolism och miljöanpassning högre i HR-gruppen.

HR-gruppen hade lägre medelnivåer av alla strukturella MR-funktioner men högre nivåer av alla funktionella MR-funktioner i vila.

Bland diffusions-MRI-funktionerna uppvisade HR-gruppen lägre genomsnittlig bilateral subcallosal gyrus-konnektivitet men högre konnektivitet mellan höger hippocampus och höger laterala orbitala gyrus. Två CD-RISC-faktorer (perseverans och kontroll) visade starka samband med dessa DIABLO-variabler.

Studien fann att flera BGM-markörer kunde skilja individer med hög motståndskraft (HR) från individer med låg motståndskraft (LR). HR-gruppen uppvisade adaptiva psykologiska egenskaper, neurala signaturer som stöder kognitiva-emotionella kopplingar och känsloreglering, och mikrobiomfunktioner som främjar tarmhälsa.

Grupperna var särskilt tydligast i sina bakteriella transkriptomer. Dessa resultat tyder på att tarmmikrobiom och hjärnans egenskaper bidrar till stresstålighet.