Mikrobiota je komunita komenzálů a potenciálních patogenů žijících v našem těle. Zaměnitelně je používán termín mikrobiom (genom mikrobioty).
V různých částech trávicího traktu psů lze nalézt různá mikrobiální společenstva, ale většina bakteriálních kmenů patří mezi Firmicutes, Fusobacteria, Bacteroidetes, Proteobacteria a Actinobacteria. Složení mikrobioty se u jednotlivců liší. Studie odhalily i určitou míru sdílení mikrobioty mezi psy a jejich majiteli.
Dysbióza může mít závažné zdravotní důsledky. Střevní mikrobiom je změněn u mnoha gastrointestinálních onemocnění, obezity, pankreatické insuficience, srdečních onemocnění a ovlivňuje i duševní zdraví, náladu a chování psů.
Termín osa střevo − mozek označuje neustálou komunikaci mezi mozkem a trávicím traktem. Toto spojení je obousměrné a ovlivňuje různé oblasti života, včetně nálady a chování. Mikrobiom může ovlivňovat CNS zvířat prostřednictvím n. vagus, regulací hladiny neurotransmiterů, osy hypotalamus − hypofýza − nadledviny (HPA), vlivu na imunitní systém a produkcí metabolitů (viz obr.).
Obr. Vliv střevního mikrobiomu na centrální nervový systém
Studie prokázaly, že lidé s úzkostnými poruchami a depresí mají ve srovnání se zdravými jedinci více gastrointestinálních problémů (například příznaky podobné syndromu dráždivého tračníku) a změněné složení mikrobioty se častěji vyskytuje i u dalších duševních onemocnění (schizofrenie, posttraumatické stresové poruchy). Psi vykazují řadu fyziologických podobností s lidmi a podle dostupných studií, je i v tomto často kopírují (například u psů s lepší paměťovou výkonností byl ve vzorcích trusu zjištěn nižší počet aktinobakterií, což je v souladu s vysokým výskytem aktinobakterií v trávicím traktu osob trpících Alzheimerovou chorobou).
Psi s agresivní poruchou chování mají specifickou strukturu střevního mikrobiomu, s vysokou biodiverzitou a vyšším zastoupením obecně subdominantních bakteriálních kmenů (mimo jiné Catenibacterium a Megamonas), ale i hojnějším zastoupením Firmicutes, Ruminococcus a Lactobacillus. U psů s fobickým chováním byl zaznamenán vyšší výskyt Lactobacillus a Ruminococcus. U psů s normálním chováním, respektive u neagresivních zvířat, pro změnu vyšší výskyt Proteobacteria a Fusobacteria. Pozorován byl u psů i vztah mezi kmenem Blautia a úzkostí.
Osa HPA moduluje širokou škálu behaviorálních procesů, zejména reakci na stres, učení a paměť. Zvýšená aktivita a dysregulace osy HPA jsou pozorovány u lidí s duševními poruchami a zvýšená hladina kortisolu je spojená s poruchami kognitivními. Stresové situace s aktivací osy HPA mohou vést ke změnám v mikrobiomu (zvýšení střevní propustnosti má za následek změnu složení mikrobiomu a produkci neurotransmiterů včetně serotoninu, jakož i migraci bakterií). Osu HPA může aktivovat rovněž bakteriální endotoxin (lipopolysacharid, E. coli), který stimuluje systémový zánět a přes netěsnou slizniční bariéru se dostává ze střeva do mozku. Střevní dysbióza zase může přispívat ke zvýšené produkci prozánětlivých cytokinů, přičemž některé z nich (včetně tumor nekrotizujícího faktoru alfa /TNF-α/ a interleukinu 6 /IL-6/) mohou procházet hematoencefalickou bariérou (HEB) a působit samy jako aktivátory osy HPA.
Nerovnováha neurotransmiterů je jednou z příčin odpovědných za stres a duševní poruchy.
Serotonin (5-HT) reguluje náladu, spánek, kognitivní funkce, sociální interakce i úzkost. U psů byl zjištěn vztah mezi sníženou hladinou serotoninu a nežádoucím chováním. 5-HT, syntetizovaný z L-tryptofanu, je produkován především ve střevech. Střevní mikrobiota (včetně kmenů Candida, Streptococcus, Escherichia a Enterococcus) může přímo či nepřímo ovlivňovat dráhy metabolismu tryptofanu, a tím produkci 5-HT.
I dopamin je z velké části produkován a skladován ve střevech. Dopamin je prekurzorem noradrenalinu, který moduluje behaviorální reakci na stres a úzkost. Příkladem bakterií produkujících noradrenalin jsou kmeny Escherichia, Bacillus a Saccharomyces.
Kyselina gamma-aminomáselná (GABA) je inhibiční neurotransmiter. Důležitými mikrobiálními zdroji GABA jsou bakterie mléčného kvašení (Lactobacillus, Enterococcus, Leuconostoc, Pediococcus, Propionibacterium a Weissella). Změny v regulaci GABA jsou spojeny se stresem a úzkostí a bylo zjištěno, že denní podávání GABA a modulace receptorů GABAA snižuje příznaky úzkosti u stresovaných hlodavců, zlepšuje emoční stavy u starých psů i hladinu kortisolu v moči.
Změna střevní mikrobioty a produkce SCFA souvisí i s duševními a neurologickými patologiemi, včetně Parkinsonovy a Alzheimerovy choroby a poruch autistického spektra. Hlavními SCFA jsou acetát, propionát a butyrát; mimo jiné hrají klíčovou roli v komunikaci mezi mozkem a gastrointestinálním traktem. Podílejí se na udržování integrity střevní bariéry a zabraňují translokaci bakteriálních produktů, které mohou ovlivnit produkci cytokinů a prostupnost hematoencefalické bariéry. Zvýšená propustnost HEB souvisí s různými neurologickými poruchami, jako jsou neurozáněty či neurodegenerace.
U nehumánních primátů byla nalezena souvislost mezi periferní (sérum) a centrální (mozkomíšní mok) hladinou SCFA a vznikem deprese. Perorálně podávané SCFA pak u myší s redukovaným mikrobiomem (po ATB) zmírňovaly chování podobné úzkosti.
Zvýšené hladiny prozánětlivých cytokinů (včetně TNF-α a IL-6) ovlivňují funkci mozku, což u lidí vede k depresi, úzkosti a hněvu. Přidání probiotik ke standardním lékům používaným k léčbě duševních poruch by tak mohlo snížit hladinu prozánětlivých cytokinů. V jedné studii bylo inhibice prozánětlivých cytokinů dosaženo podáváním Lactobacillus mucosae NK41 a Bifidobacterium longum NK46 myším s indukovaným úzkostným/depresivním chováním. Podávané střevní bakterie zmírnily úzkost/depresi a kolitidu potlačením střevní dysbiózy.
(kata)
Zdroje:
1. Střevní mikrobiota, její význam a možnosti ovlivnění. proLékaře.cz, 2017. Dostupné na: www.prolekare.cz/novinky/strevni-mikrobiota-jeji-vyznam-a-moznosti-ovlivneni-7904
2. Kiełbik P., Witkowska-Piłaszewicz O. The relationship between canine behavioral disorders and gut microbiome and future therapeutic perspectives. Animals (Basel) 2024 Jul 12; 14 (14): 2048, doi: 10.3390/ani14142048.
3. Sacoor C., Marugg J. D., Lima N. R. et al. Gut-brain axis impact on canine anxiety disorders: new challenges for behavioral veterinary medicine. Vet Med Int 2024 Jan 23; 2024: 2856759, doi: 10.1155/2024/2856759.
