The impact of the intestinal microbiota on the nervous system and the potential application of the gut microflora modulation in the prophylaxis and therapy of mental diseases

W pracy przedstawione zostały argumenty, przemawiające za istnieniem dwukierunkowego szlaku komunikacyjnego, łączącego jelita i jelitową florę bakteryjną z ośrodkowym układem nerwowym, noszącego nazwę osi mózg-jelita-mikrobiota. Mikroorganizmy jelitowe wpływają na centralny układ nerwowy między innymi: regulując stężenia pro- i przeciwzapalnych cytokin, wpływając na poziom tryptofanu i jego metabolitów w szlaku kinureninowym, modulując odpowiedź osi podwzgórze-przysadka-nadnercza pod wpływem stresu, poprzez relacje z jelitowym oraz autonomicznym układem nerwowym, głównie z nerwem błędnym, a także poprzez produkcję licznych neuroprzekaźników i wpływ na ekspresję ich receptorów w mózgu. Oprócz tego opisano najważniejsze informacje o ludzkim mikrobiomie, skupiając się głównie na mikrobiocie jelit. Omówiono także podstawowe metody badawcze, wykorzystywane do badań mikrobiomu. Praca porusza również takie tematy jak: nieszczelność jelitowa, alergia pokarmowa IgG-zależna czy zapalna hipoteza depresji. Ponadto przedstawiony został potencjał modulacji mikrobioty jelitowej za pomocą psychobiotyków oraz przeszczepów mikroflory jelitowej, jako sposób terapii i profilaktyki chorób o podłożu psychicznym, którym towarzyszą zaburzenia funkcji osi mózg-jelita-mikrobiota. W dobie postępującego wzrostu zachorowalności na zaburzenia afektywne i inne choroby psychiczne, odkrycia dotyczące osi mózg-jelita-mikrobiota budzą nadzieję na zwiększenie skuteczności terapii psychiatrycznej przez przywracanie homeostazy mikrobioty jelitowej.In this graduate work a lot of arguments were presented. They are weighted in favour of the existance of bidirectional communication between the intestines, the intestinal microflora and the central nervous system which are named brain-intestines-microbiota axis. The intestinal microorganisms have the influence on the central nervous system inter alia by regulating the concentration of proinflammatory and antiinflammatory cytokines, having the impact on the level of tryptophan and its metabolites in kynurenine pathway, modulating hypothalamic-pituitary-adrenal axis response to stress. It is also done by the relation between enteric and autonomic nervous system, mainly by a vagus nerve, and also through releasing numerous neurotransmitters and influence on its receptor expression in the brain. Except for it, the most essential information about human microbiome was given, mainly focusing on the gut microflora. The major research methods used to microbiome investigation were discussed as well. The disssertation speaks out also about the leaky gut syndrome, IgG-mediated food allergy and inflammatory depression hypothesis. In addition to that, the potential of modulation of gut microbiota was presented with the help of psychobiotics and fecal microflora transplantation, as a means of therapy and prevention of psychiatric diseases accompanied by disability of the gut-brain-microbiota axis. In the era of progressive increase in the incidence of mood disorders and other mental illnesses, findings about the axis of the brain-gut-microbiota axis give hope to increase the effectiveness of psychiatric treatment by restoring the homeostasis of the intestinal microbiota