Psychological stress in inflammatory bowel disease: Psychoneuroimmunological insights into bidirectional gut–brain communications

Abstract

Inflammatory bowel disease (IBD), mainly including ulcerative colitis (UC) and Crohn’s disease (CD), is an autoimmune gastrointestinal disease characterized by chronic inflammation and frequent recurrence. Accumulating evidence has confirmed that chronic psychological stress is considered to trigger IBD deterioration and relapse. Moreover, studies have demonstrated that patients with IBD have a higher risk of developing symptoms of anxiety and depression than healthy individuals. However, the underlying mechanism of the link between psychological stress and IBD remains poorly understood. This review used a psychoneuroimmunology perspective to assess possible neuro-visceral integration, immune modulation, and crucial intestinal microbiome changes in IBD. Furthermore, the bidirectionality of the brain–gut axis was emphasized in the context, indicating that IBD pathophysiology increases the inflammatory response in the central nervous system and further contributes to anxiety- and depression-like behavioral comorbidities. This information will help accurately characterize the link between psychological stress and IBD disease activity. Additionally, the clinical application of functional brain imaging, microbiota-targeted treatment, psychotherapy and antidepressants should be considered during the treatment and diagnosis of IBD with behavioral comorbidities. This review elucidates the significance of more high-quality research combined with large clinical sample sizes and multiple diagnostic methods and psychotherapy, which may help to achieve personalized therapeutic strategies for IBD patients based on stress relief.

A central amygdala input to the dorsal vagal complex controls gastric motility in mice under restraint stress

“…Psychological (e.g., fear, anxiety, and anger) and physiological stress (e.g., hunger, overeating, and restraint) can cause FGIDs ( Labanski et al, 2020 ; Chuang et al, 2021 ; Ge et al, 2022 ). Many studies have shown that stress delays gastric emptying, inhibits feeding, induces gastric hypersensitivity, and suppresses antral motility in animals ( Bulbul et al, 2019 ; Li et al, 2019 ; Jiang and Travagli, 2020 ).…”

Eje intestino-cerebro-microbiota, ¿una vía para futuros tratamientos en la enfermedad inflamatoria intestinal?

“…Este eje es una vía involucrada en la adaptación al estrés psicológico crónico. La estimulación crónica de este eje provoca aumento de la secreción de hormona liberadora de corticotropina, que estimula la secreción de hormona adrenocorticotropa de la región anterior de la hipófisis, y esta estimula la secreción de cortisol de la zona fasciculada de la corteza adrenal 4 .…”

“…La disminución de su actividad incrementa la actividad simpática, mediada por noradrenalina y adrenalina. Los efectos asociados a la disminución de la actividad vagal son el aumento de la liberación de TNF-α a través de macrófagos esplénicos y el aumento del cortisol en saliva 4,15,17 .…”

“…En estos animales se han detectado niveles elevados de mediadores de la inflamación, como TNF-α, IL1β y IL-6, en el hipocampo, la corteza cerebral y el hipotálamo. También en estos modelos se ha demostrado un aumento de productos tóxicos derivados de bacterias y de citocinas inflamatorias, y un aumento de la permeabilidad del intestino, que pueden provocar daño a la barrera sangre-cerebro 4 . Esto explicaría el aumento de las citocinas inflamatorias en las estructuras mencionadas.…”

“…Con los múltiples niveles de interacción del eje intestino-cerebro-microbiota es obvio el carácter bidireccional de la comunicación, con las neuronas motoras y sensitivas, interneuronas y neurotransmisores del sistema nervioso entérico, en comunicación con el sistema nervioso autónomo (modulador del sistema nervioso entérico); la conexión neuroendocrina a través del eje hipotálamo-hipófisis-adrenal, con la hormona liberadora de corticotropina y su papel en la integridad de la barrera intestinal 4 , la integración del estrés en nuestro organismo y, a nivel del sistema nervioso central, con el hipotálamo, el hipocampo y la amígdala, que interactúan con el sistema límbico 1 ; en este sistema, el estrés adquiere una parte emotiva dentro del marco de la enfermedad, lo que se conoce como el padecimiento.…”