Cercetătorii au investigat posibila legătură dintre microbiomul intestinal și substanțele chimice implicate în funcționarea creierului, precum GABA și glutamat. Studiul, publicat în Molecular Psychiatry, a analizat modul în care bacteriile pot influența neurotransmițători precum glutamatul și GABA în anumite regiuni cerebrale. Această cercetare a fost realizată de Nicola Johnstone, de la University of Roehampton, și Kathrin Cohen Kadosh, de la University of Surrey, pe un grup de femei tinere și sănătoase.
Analiza a inclus un grup de 83 de femei cu vârste între 17 și 25 de ani, însă analiza completă a microbiomului a fost realizată pentru 61 dintre ele. Pentru a estima concentrația substanțelor chimice în țesutul cerebral, s-a utilizat tehnica spectroscopiei de rezonanță magnetică. În funcție de regiunea cerebrală examinată, numărul de măsurători valide a variat între 72 și 76 de participante, oferind date despre procesele metabolice ale bacteriilor.
Din datele colectate, au fost selectate 23 de procese legate de substanțe cu efect asupra sistemului nervos, inclusiv metabolismul triptofanului. Cercetătorii au observat că anumite specii, precum Bifidobacterium și Lactobacillus, sunt implicate în producerea de GABA. De asemenea, bacterii precum Faecalibacterium prausnitzii și Roseburia participă la formarea acizilor grași cu lanț scuri. Totuși, prezența genelor indică doar potențialul metabolic, nu și intensitatea efectivă a transformărilor chimice în organism.
Cele mai multe asocieri între microbiom și nivelurile de substanțe chimice au fost identificate în girusul occipital inferior, zona care procesează informația vizuală. În cortexul prefrontal dorsolateral s-a observat o singură asociere legată de producerea de GABA, în timp ce în cortexul cingulat anterior au apărut legături cu metabolismul glutamatului. Aceste observații au fost folosite ca punct de comparație, deși rezultatele nu au corespuns întotdeaima așteptărilor inițiale ale echipei de cercetare.
Echipa a explorat și legătura dintre microbiom și simptome precum anxietatea, depresia sau calitatea somnului. De exemplu, o capacitate redusă a bacteriilor de a descompune GABA a fost corelată cu niveluri mai mici de anxietate. Totodată, procesele legate de triptofan au fost asociate cu simptome depresive și anxietatea socială. Totuși, autorii subliniază că aceste asocieri nu demonstrează o relație directă de cauză și efect și pot apărea pur întâmplător din cauza numărului mare de comparații statistice.
Analiza axei intestin-creier sugerează că comunicarea între tractul digestiv și sistemul nervos poate fi influențată de mecanisme indirecte. Acestea pot include semnalizarea prin nervul vag, răspunsul imunitar sau acțiunea altor metaboliți bacterieni care pot afecta integritatea barierei hemato-encefalice. Deși studiul a identificat anumite corelații, nu a urmărit direct semnalele transmise prin nervul vag sau substanțele bacteriene din sânge, lăsând mecanismele exacte de comunicare ca o temă de cercetare viitoare.