Psychobiotics เป็นกลุ่มจุลินทรีย์ที่ส่งผลต่อ สารสื่อประสาท (Neurotransmitters) หลายชนิดผ่าน “gut-brain axis” หรือแกนลำไส้-สมอง ซึ่งมีบทบาทใน อารมณ์ ความจำ ความเครียด การนอนหลับ และพฤติกรรมทางสังคม โดยสามารถสรุปผลกระทบของ psychobiotics ต่อสารสื่อประสาทหลักได้ดังนี้
| สารสื่อประสาท | ผลของ Psychobiotics | กลไกที่เกี่ยวข้อง | สายพันธุ์จุลินทรีย์ที่เด่น |
|---|---|---|---|
| Serotonin (5-HT) | เพิ่มการสังเคราะห์ในลำไส้ และอาจเพิ่มในสมอง | เพิ่มระดับ tryptophan, กระตุ้น EC cells ให้สร้าง 5-HT | Bifidobacterium infantis, L. plantarum, L. rhamnosus |
| Dopamine (DA) | อาจเพิ่มระดับในระบบ limbic, เพิ่มความรู้สึกพึงพอใจ | กระตุ้นการผลิต dopamine หรือยับยั้งการดูดกลับ (reuptake) | Lactobacillus brevis, Lactobacillus casei |
| GABA (Gamma-Aminobutyric Acid) | เพิ่มระดับ GABA ซึ่งช่วยลดความวิตกกังวล | บางสายพันธุ์ผลิต GABA ได้โดยตรง | Lactobacillus rhamnosus, L. brevis, L. helveticus |
| Glutamate | อาจช่วยลดความตึงเครียดจาก glutamate excess | มีผลปรับสมดุล excitatory/inhibitory | ยังอยู่ระหว่างการศึกษาเพิ่มเติม |
| Acetylcholine (ACh) | ช่วยส่งเสริมความจำและการเรียนรู้ | อาจเพิ่มการแสดงออกของตัวรับ ACh ในสมอง | Bacillus subtilis (พบในการทดลองสัตว์) |
| Norepinephrine / Epinephrine | ลดการหลั่งเกินในสภาวะเครียด | ปรับสมดุล HPA axis | L. helveticus, B. longum |
| BDNF (Brain-Derived Neurotrophic Factor) | เพิ่มระดับ BDNF ซึ่งเกี่ยวข้องกับ neuroplasticity และอารมณ์ | เพิ่มผ่านผลทางอ้อมจาก serotonin และ GABA | Lactobacillus plantarum, L. rhamnosus |
| Oxytocin | เพิ่มพฤติกรรม prosocial และความไว้วางใจ | จุลินทรีย์บางชนิดกระตุ้นการหลั่ง oxytocin | Lactobacillus reuteri (แสดงผลในสัตว์ทดลอง) |
กลไกการทำงานสำคัญที่ Psychobiotics ใช้
- สังเคราะห์สารสื่อประสาทโดยตรง (เช่น GABA, dopamine)
- ปรับสมดุลของไมโครไบโอม ส่งผลต่อการสื่อสารของ gut-brain axis
- ลดระดับการอักเสบ ทำให้สมองรับการกระตุ้นของ neurotransmitters ได้ดีขึ้น
- ควบคุม HPA axis ลดการหลั่งคอร์ติซอลและความเครียด
- ส่งผลต่อการแสดงออกของตัวรับสารสื่อประสาท เช่น 5-HT1A, GABA-A receptor
serotonin (5-HT) เป็นหนึ่งในสารสื่อประสาทหลักที่เกี่ยวข้องกับอารมณ์ ความสุข และความผ่อนคลาย ซึ่ง psychobiotics หลายสายพันธุ์มีผลต่อการเพิ่มระดับ serotonin ทั้งทางตรงและทางอ้อม ผ่าน gut-brain axis
ความสัมพันธ์ระหว่าง Psychobiotics กับ Serotonin
- 90-95% ของ serotonin ในร่างกายผลิตที่ลำไส้
โดยเซลล์ enterochromaffin ในลำไส้เป็นผู้สร้างหลัก และการผลิตนี้ได้รับอิทธิพลจากจุลินทรีย์ในระบบทางเดินอาหาร - Psychobiotics ส่งผลต่อ serotonin ผ่านกลไกหลักๆ ดังนี้:
- กระตุ้นการสังเคราะห์ tryptophan: เป็นกรดอะมิโนจำเป็นและสารตั้งต้นในการสร้าง serotonin
- ลดการเปลี่ยน tryptophan ไปเป็น kynurenine (ซึ่งเกี่ยวกับภาวะซึมเศร้า)
- กระตุ้นเซลล์ลำไส้ให้ผลิต serotonin มากขึ้น
- มีอิทธิพลต่อการแสดงออกของตัวรับ serotonin (5-HT receptors)
จุลินทรีย์สายพันธุ์ที่เกี่ยวข้องกับการเพิ่ม serotonin
| สายพันธุ์จุลินทรีย์ | ผลต่อ Serotonin | หลักฐานหรือกลไกที่รู้จัก |
|---|---|---|
| Lactobacillus plantarum | เพิ่มระดับ tryptophan และ serotonin | ส่งผลให้ผู้ป่วย IBS อารมณ์ดีขึ้น |
| Bifidobacterium infantis 35624 | เพิ่มการสังเคราะห์ serotonin ในเซลล์ลำไส้ | ลดภาวะซึมเศร้าในหนูทดลอง |
| Lactobacillus rhamnosus JB-1 | กระตุ้นการแสดงออกของตัวรับ 5-HT1A | มีผลต่ออารมณ์ในสัตว์ทดลอง |
| Lactobacillus helveticus R0052 | เพิ่ม serotonin และลดการหลั่ง cortisol | ลดอาการวิตกกังวลในมนุษย์ |
| Bifidobacterium longum NCC3001 | ปรับสมดุล serotonin ในระบบ limbic | ลดภาวะวิตกกังวลในผู้ป่วย IBS |
| Turicibacter sanguinis | ควบคุมการแสดงออกของยีนเกี่ยวกับ serotonin | พบในงานศึกษาใหม่ๆ เกี่ยวกับ gut-brain axis |