Gut microbiota–brain axis in depression: The role of neuroinflammation

Abstract

Major depressive disorder (MDD) is a psychiatric condition that affects a large number of people in the world, and the treatment existents do not work for all individuals affected. Thus, it is believed that other systems or pathways which regulate brain networks involved in mood regulation and cognition are associated with MDD pathogenesis. Studies in humans and animal models have been shown that in MDD there are increased levels of inflammatory mediators, including cytokines and chemokines in both periphery and central nervous system (CNS). In addition, microglial activation appears to be a key event that triggers changes in signaling cascades and gene expression that would be determinant for the onset of depressive symptoms. Recent researches also point out that changes in the gut microbiota would lead to a systemic inflammation that in different ways would reach the CNS modulating inflammatory pathways and especially the microglia, which could influence responses to treatments. Moreover, pre-and probiotics have shown antidepressant responses and antiinflammatory effects. This review will focus on studies that show the relationship of inflammation with the gut microbiota-brain axis and its relation with MDD.

Role of Interleukin-6 in Depressive Disorder

“…The pathophysiology of depression is multifactorial. Studies in recent decade has pointed out that stress-induced changes in the gut microbiota would lead to a systemic inflammation which in different ways would modulate brain inflammatory pathways and cause depression [140]. Some preclinical studies had demonstrated that probiotics, which have potential antidepressant properties, can attenuate stress-inducing IL-6 [141,142].…”

Autism Spectrum Disorder Associated With Gut Microbiota at Immune, Metabolomic, and Neuroactive Level

“…The microbiota in the gut and the brain can communicate through a variety of routes that involve neuroendocrine, neuroimmune, and autonomic nervous systems pathways (Grenham et al, 2011;Mayer, 2011). The immune system is particularly important (Carlessi et al, 2019) where cytokines components of the immune system communicate directly with the brain via the vagal nerve inducing changes in the BBB (Quan, 2008). It also affects the hypothalamic pituitary adrenal (HPA) axis, that centralizes the stress response system, stimulated by physical or psychological situations (Scriven et al, 2018).…”

Intestino e humor: Revisão Bibliográfica sobre Modulares Intestinais Associados aos Polifenóis no Tratamento da Depressão / Intestine and Mood: A Bibliographical Review about the Association of Intestinal Modulators and Polyphenols for the Treatment of Depression

“…Informações encontradas em um dos artigos escolhidos como foco dessa revisão demonstram que a ingestão do padrão alimentar característico das dietas ocidentais de forma crônica, pode causar prejuízos ao metabolismo, principalmente se aliado ao estilo de vida sedentário. A inatividade e o alto consumo energético, podem gerar acúmulo de gordura, ganho de peso, inflamação sistêmica por meio de mecanismos relacionados a adiposidade, como ativação do gene NLRP3 (WONG et al, 2016), disbiose na microbiota intestinal por meio da produção de citocinas inflamatórias, que são liberadas quando há absorção em excesso de gorduras e substâncias estranhas ao intestino, o que gera ativação do sistema imune por vias inflamatórias que se estende por todo o organismo (CARLESSI et al, 2019).…”

“…A presença dessas células imunes no cérebro pode levar a um aumento na concentração de quinurenina, metabólito que ao entrar no cérebro promove estresse celular, e consequentemente gera uma redução na produção de serotonina no órgão, o que discutiremos abaixo mais especificamente (LI et al, 2017). Sendo assim, todo esse processo é nomeado como neuroinflamação e quando crônico pode levar a neurodegeneração, de acordo com (CARLESSI et al, 2019; WESTFALL e PASINETTI, 2018), um dos artigos escolhidos para embasamento deste estudo.…”

“…Os moduladores intestinais, comumente usados como probióticos, regulam a microbiota intestinal, reduzindo assim a disbiose. Esse fato é bem descrito e comprovando na literatura, além da colonização no epitélio, atuam nos canais de cálcio/potássio dependentes nos sensores neuronais, podendo melhorar o estado inflamatório através da neutralização das citocinas inflamatórias e do excesso de produção de estresse oxidativo por meio da modulação do Sistema Nervoso Central (SNC) (CARLESSI et al, 2019;PASINETTI et al, 2018;ZHAO et al, 2016), Doenças como Sindrome de Down (PAVLOVIC, BERENJI e BUKUROV, 2017), Celiaca (LEBWOHL, SANDERS e GREEN, 2018), autismo (BAMBINI-JUNIOR et al, 2014) e neurodegenerativas como Parkinson (PEREZ-PARDO et al, 2018) e Alzheimer (VOGT et al, 2017, são diretamente ligados ao eixo intestino-cérebro, por apresentarem uma microbiota desregulada e disbiotica, também neuro inflamação de acordo com o nível de periculosidade.…”