I takt med att vetenskapen utvecklas, har vi fått allt djupare insikter i hur olika system i kroppen kommunicerar med varandra. Ett av de mest fascinerande områdena inom modern medicinsk forskning är det så kallade ”tarm-hjärna-sambandet” – en komplicerad dubbelriktad kommunikationskanal mellan vårt nervsystem och tarmens mikrobiom. I centrum för denna kommunikation står vagusnerven, en fascinerande struktur som kan liknas vid en informationsmotorväg mellan hjärnan och våra inre organ.
Vagusnerven – kroppens längsta kranialnerv
Vagusnerven, även känd som den tionde kranialnerven, är den längsta och mest omfattande kranialnerven i människokroppen. Dess namn kommer från latinets ”vagus” som betyder ”vandrande”, vilket är mycket passande då denna nerv löper från hjärnstammen genom halsen och ner till de flesta av våra inre organ, inklusive hjärta, lungor, lever och hela mag-tarmkanalen.
Till skillnad från andra kranialnerven har vagusnerven en unik dubbel funktion – den överför både sensoriska signaler (från organ till hjärnan) och motoriska signaler (från hjärnan till organ). Detta gör vagusnerven till ett centralt element i kroppens parasympatiska nervsystem, den del av det autonoma nervsystemet som ansvarar för ”vila-och-smält”-funktioner, i kontrast till det sympatiska systemets ”kamp-eller-flykt”-reaktioner (Bonaz et al., 2018).
Tarmfloran – ett ekosystem inom oss
I vår tarm finns ett komplext ekosystem av mikroorganismer, huvudsakligen bakterier, men också svampar, virus och andra mikrober. Detta kollektiv kallas tarmfloran eller tarmmikrobiomet och innehåller uppskattningsvis 100 biljoner mikroorganismer – ungefär lika många celler som det finns i hela människokroppen. Den sammanlagda genetiska informationen i dessa mikrober överskrider vår egen med en faktor på 150 (Sender et al., 2016).
Länge ansågs tarmfloran främst ha betydelse för matsmältningen, men under de senaste två årtiondena har forskningen avslöjat att tarmfloran påverkar nästan alla aspekter av vår hälsa, från immunsystemet och viktreglering till psykiskt välbefinnande och till och med kognition.
Den fascinerande tvåvägskommunikationen
Det verkligt intressanta är hur vagusnerven och tarmfloran interagerar med varandra i en sofistikerad tvåvägskommunikation. Denna kommunikation sker genom olika signalsubstanser och metaboliter som produceras av tarmbakterier och som påverkar signaleringen i vagusnerven.
Hur tarmfloran påverkar hjärnan via vagusnerven
Tarmbakterier producerar flera neurokemiska substanser som liknar de som hjärnan använder för signalering. Exempelvis producerar vissa bakteriestammar serotonin, dopamin, GABA och noradrenalin – alla viktiga signalsubstanser för vår hjärnfunktion och vårt psykiska välbefinnande (Strandwitz, 2018).
När dessa neurokemiska ämnen produceras i tarmen, kan de aktivera receptorer på vagusnerven, vilket sedan skickar signaler till hjärnan. En studie publicerad i Nature visade att möss som fick probiotiska bakterier (Lactobacillus rhamnosus) uppvisade färre ångest- och depressionssymtom, men bara om vagusnerven var intakt. När forskarna kirurgiskt kapade vagusnerven, försvann den antidepressiva effekten (Bravo et al., 2011).
Tarmfloran producerar också kortkedjiga fettsyror (SCFA) som butyrat, propionat och acetat genom fermentering av olösliga fibrer. Dessa SCFA:er interagerar direkt med vagusnerven och kan påverka flera hjärnfunktioner, inklusive aptitreglering och inflammatoriska processer (Dalile et al., 2019).
Hur hjärnan påverkar tarmfloran via vagusnerven
Kommunikationen är dubbelriktad. Hjärnan kan också påverka tarmflorans sammansättning och funktion genom vagusnerven. Vid stress aktiveras det sympatiska nervsystemet, vilket kan förändra tarmmiljön genom att påverka tarmrörelser, slemproduktion och immunfunktion – alla faktorer som påverkar tarmflorans ekosystem (Foster et al., 2017).
Vagusnerven spelar en nyckelroll i att reglera inflammation genom den så kallade ”inflammatoriska reflexen”. När inflammation upptäcks i kroppen (till exempel i tarmen), skickar vagusnerven signaler till hjärnan som sedan kan aktivera anti-inflammatoriska vägar genom att frisätta acetylkolin, vilket dämpar immunreaktioner. Detta samspel är kritiskt för att upprätthålla en hälsosam balans i tarmfloran och förhindra överdriven inflammation (Bonaz et al., 2017).
Kliniska implikationer och framtida behandlingar
Insikterna om sambandet mellan vagusnerven och tarmfloran öppnar spännande möjligheter för behandling av olika tillstånd:
Inflammatoriska tarmsjukdomar
Vid tillstånd som Crohns sjukdom och ulcerös kolit har forskare observerat en obalans i tarmfloran (dysbios) och förändrad vagusnervsfunktion. Kliniska studier pågår för att undersöka om vagusnervsstimulering kan användas som behandling för att minska inflammation vid dessa tillstånd. Preliminära resultat tyder på att elektrisk stimulering av vagusnerven kan minska inflammatoriska markörer och förbättra symtomen hos vissa patienter (Bonaz et al., 2016).
Psykisk hälsa
Den så kallade ”psykobiotika”-forskningen undersöker hur specifika probiotiska bakterier kan påverka hjärnfunktion och mental hälsa via vagusnerven. Studier på både djur och människor har visat att vissa bakteriestammar kan ha ångestdämpande och antidepressiva effekter (Sarkar et al., 2016). En metaanalys publicerad i General Psychiatry visade att probiotiska tillskott kunde reducera både ångest- och depressionssymtom hos människor, med mekanismer som troligen involverar vagusnerven (Liu et al., 2019).
Metabola sjukdomar
Forskning tyder på att vagusnerven är involverad i reglering av glukosmetabolism och insulinkänslighet, delvis genom sin påverkan på tarmfloran. Vagusnervsstimulering har i djurmodeller visat potential för behandling av typ 2-diabetes och fetma (de Lartigue, 2016).
Livsstilsfaktorer som påverkar samspelet
Det är fascinerande att vardagliga livsstilsval kan påverka detta komplexa samspel mellan vagusnerven och tarmfloran:
Kost
Kosten är den enskilt största faktorn som påverkar tarmflorans sammansättning. En diet rik på fiber, särskilt prebiotiska fibrer, främjar tillväxten av gynnsamma bakterier som producerar SCFA:er som stimulerar vagusnerven positivt. Motsatt kan en västerländsk diet hög på raffinerade kolhydrater och fett förändra tarmfloran negativt, vilket kan leda till inflammation och förändrad vagusnervsaktivitet (Singh et al., 2017).
Stress och avslappning
Kronisk stress kan förändra både vagusnervens funktion och tarmflorans sammansättning. Djupandning, meditation och yoga har visat sig öka vagustonus (ett mått på vagusnervsaktivitet) och kan därmed potentiellt förbättra tarmhälsan genom att minska inflammation och främja en hälsosam tarmflora (Gerritsen & Band, 2018).
Fysisk aktivitet
Regelbunden måttlig motion har visat sig främja mångfalden i tarmfloran och kan också förbättra vagusnervsaktivitet. En studie publicerad i Gut Microbes fann att idrottare hade större mångfald i sin tarmflora än kontrollpersoner, vilket korrelerade med högre vagustonus och lägre inflammationsmarkörer (Monda et al., 2017).
Framtidsutsikter
Medan forskningen om vagusnerven och tarmfloran fortfarande är i sin linda, lovar den framtida utvecklingen nya insikter och behandlingsmöjligheter. Studier med högupplöst kartläggning av nervbanor och avancerad mikrobiomsekvensering kommer sannolikt att avslöja ännu mer detaljerade mekanismer för denna kommunikation.
Forskare utvecklar också nya icke-invasiva metoder för vagusnervsstimulering som kan användas för att behandla allt från depression och epilepsi till autoimmuna sjukdomar. Samtidigt utforskas skräddarsydda probiotiska behandlingar som kan verka genom vagusnervssignalering för att behandla specifika tillstånd.
Slutsats
Sambandet mellan vagusnerven och tarmfloran representerar ett av de mest spännande forskningsområdena inom modern medicinsk vetenskap. Denna ”hemliga kommunikationslänk” mellan hjärnan och vårt inre ekosystem visar tydligt hur sammankopplade kroppens system egentligen är, och hur falsk den traditionella uppdelningen mellan mental och fysisk hälsa faktiskt är.
Genom att fortsätta utforska och förstå denna komplexa tvåvägskommunikation, öppnas nya möjligheter för behandling av många kroniska sjukdomar som tidigare ansetts separata och utan samband. Det ger också tyngd åt den urgamla insikten att ”all hälsa börjar i tarmen” – ett påstående som nu får allt starkare vetenskapligt stöd.
Referenser
Bonaz, B., Sinniger, V., & Pellissier, S. (2016). Anti-inflammatory properties of the vagus nerve: potential therapeutic implications of vagus nerve stimulation. The Journal of physiology, 594(20), 5781-5790.
Bonaz, B., Bazin, T., & Pellissier, S. (2018). The Vagus Nerve at the Interface of the Microbiota-Gut-Brain Axis. Frontiers in neuroscience, 12, 49.
Bravo, J. A., Forsythe, P., Chew, M. V., Escaravage, E., Savignac, H. M., Dinan, T. G., … & Cryan, J. F. (2011). Ingestion of Lactobacillus strain regulates emotional behavior and central GABA receptor expression in a mouse via the vagus nerve. Proceedings of the National Academy of Sciences, 108(38), 16050-16055.
Dalile, B., Van Oudenhove, L., Vervliet, B., & Verbeke, K. (2019). The role of short-chain fatty acids in microbiota–gut–brain communication. Nature reviews Gastroenterology & hepatology, 16(8), 461-478.
de Lartigue, G. (2016). Role of the vagus nerve in the development and treatment of diet-induced obesity. The Journal of physiology, 594(20), 5791-5815.
Foster, J. A., Rinaman, L., & Cryan, J. F. (2017). Stress & the gut-brain axis: Regulation by the microbiome. Neurobiology of stress, 7, 124-136.
Gerritsen, R. J., & Band, G. P. (2018). Breath of life: the respiratory vagal stimulation model of contemplative activity. Frontiers in human neuroscience, 12, 397.
Liu, R. T., Walsh, R. F., & Sheehan, A. E. (2019). Prebiotics and probiotics for depression and anxiety: a systematic review and meta-analysis of controlled clinical trials. Neuroscience & Biobehavioral Reviews, 102, 13-23.
Monda, V., Villano, I., Messina, A., Valenzano, A., Esposito, T., Moscatelli, F., … & Messina, G. (2017). Exercise modifies the gut microbiota with positive health effects. Oxidative medicine and cellular longevity, 2017.
Sarkar, A., Lehto, S. M., Harty, S., Dinan, T. G., Cryan, J. F., & Burnet, P. W. (2016). Psychobiotics and the manipulation of bacteria–gut–brain signals. Trends in neurosciences, 39(11), 763-781.
Sender, R., Fuchs, S., & Milo, R. (2016). Revised estimates for the number of human and bacteria cells in the body. PLoS biology, 14(8), e1002533.
Singh, R. K., Chang, H. W., Yan, D., Lee, K. M., Ucmak, D., Wong, K., … & Liao, W. (2017). Influence of diet on the gut microbiome and implications for human health. Journal of translational medicine, 15(1), 73.
Strandwitz, P. (2018). Neurotransmitter modulation by the gut microbiota. Brain research, 1693, 128-133.