Microbiome and depression: the impact of the microflora state on the treatment of depressive disorders

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

It is well known that the human intestinal microflora can radically affect the state of health, both physical and mental. The microbiota is connected with the central nervous system via the «gut-brain» axis – a complex bidirectional communication system, including neural, endocrine and immune mechanisms. A number of studies have shown that people diagnosed with major depressive disorder also suffer from dysbiosis (decrease in Lactobacillus and Bifidobacterium, increase in Enterobacteriaceae), and a number of antidepressants can worsen this condition. Such disorders require appropriate correction, and the effect of the multi-strain probiotic not only on metabolic and intestinal disorders, but also on the course of depression is of interest. It is able to restore the balance of microflora, reduce inflammation and stimulate the synthesis of neuroactive substances (serotonin, dopamine, GABA), which makes its use promising in psychiat-ry, compared with traditional approaches focused exclusively on central mechanisms.

About the authors

Maria I. Dmitrievskaya

Order of the Red Banner of Labor Medical Institute named after S.I. Georgievsky, Crimean Federal University named after V.I. Vernadsky

Author for correspondence.
Email: m.dmitrievskaya@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5722-1726

Associate Professor at the Department of Basic and Clinical Pharmacology

Russian Federation, Simferopol

Elina S. Porfirova

Order of the Red Banner of Labor Medical Institute named after S.I. Georgievsky, Crimean Federal University named after V.I. Vernadsky

Email: elina.porfirova@mail.ru
ORCID iD: 0009-0008-5023-5680

Student

Russian Federation, Simferopol

Polina A. Tikhonenko

Order of the Red Banner of Labor Medical Institute named after S.I. Georgievsky, Crimean Federal University named after V.I. Vernadsky

Email: tihonenkopolina2@gmail.com
ORCID iD: 0009-0003-3615-2065

Student

Russian Federation, Simferopol

Oksana S. Shchegortsova

Order of the Red Banner of Labor Medical Institute named after S.I. Georgievsky, Crimean Federal University named after V.I. Vernadsky

Email: oxana.shegortsova@yandex.ru
ORCID iD: 0009-0000-7250-8514

Student

Russian Federation, Simferopol

References

  1. Катасонов А.Б. Кишечный микробиом как терапевтическая мишень при лечении депрессии и тревоги. Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. 2021;121(11):129–135. [Katasonov AB. Gut microbiome as a therapeutic target in the treatment of depression and anxiety. S.S. Korsakov Journal of Neurology and Psychiatry. 2021;121(11):129–135. (In Russ.)]. https://dx.doi.org/10.17116/jnevro2021121111129
  2. Юдина Ю.В., Корсунский А.А., Аминова А.И. и др. А.П. Микробиота кишечника как отдельная система организма. Доказательная гастроэнтерология. 2019;8(4):36–43. [Yudina Yu.V., Korsunsky A.A., Aminova A.I., et al. Gut microbiota as a separate body system. Russian Journal of Evidence-Based Gastroenterology. 2019;8(4):36–43. (In Russ.)]. https://dx.doi.org/10.17116/dokgastro2019804-05136
  3. Булгакова С.В., Романчук Н.П., Тренев Е.В. Микробиом и мозг: кишечная микробиота и нейроэндокринная система. Бюллетень науки и практики. 2022;8(6). [Bulgakova S.V., Romanchuk N.P., Trenev E.V. Microbiome and brain: gut microbiota and neuroendocrine system. Bulletin of Science and Practice. 2022;8(6). (In Russ.)]. https://dx.doi.org/10.33619/2414-2948/79/32
  4. Patterson E., Ryan P.M., Wiley N., et al. Gamma-aminobutyric acid-producing lactobacilli positively affect metabolism and depressive-like behaviour in a mouse model of metabolic syndrome. Scientific Reports. 2019;9:16323. https://dx.doi.org/10.1038/s41598-019-51781-x
  5. Pirbaglou M., Katz J., de Souza R.J., et al. Probiotic supplementation can positively affect anxiety and depressive symptoms: A systematic review of randomized controlled trials. Nutr Res. 2016;36:889–898. https://dx.doi.org/10.1016/j.nutres.2016.06.009
  6. Bravo J.A., Forsythe P., Chew M.V., et al. The anxiolytic effect of Bifidobacterium longum NCC3001 involves vagal pathways for gut-brain communication. Neurogastroenterol Motil. 2011;23(12):1132–1139. https://dx.doi.org/10.1111/j.1365-2982.2011.01796.x
  7. Rudzki L., Ostrowska L., Pawlak D., et al. Probiotic Lactobacillus Plantarum 299v decreases kynurenine concentration and improves cognitive functions in patients with major depression: A double-blind, randomized, placebo-controlled study. Psychoneuroendocrinology. 2019;100:213–222. https://dx.doi.org/10.1016/j.psyneuen.2018.10.010
  8. Liu Y.-W., Liong M.T., Chung Y.-C.E., et al. Psychophysiological Effects of Lactobacillus plantarum PS128 in Patients with Major Depressive Disorder: A Preliminary 8-Week Open Trial. Nutrients. 2021;13(11):3731. https://dx.doi.org/10.3390/nu13113731
  9. Yang X.-D., Wang L.-K., Wu H.-Y., et al. Psychobiotic Lactobacillus planta-rum JYLP-326 relieves anxiety, depression, and insomnia symptoms in test anx-ious college via modulating the gut microbiota and its metabolism. Front Immu-nol. 2023;14:1158137. https://dx.doi.org/10.3389/fimmu.2023.1158137
  10. Jiang Y., Peng T., Gaur U., et al. Role of corticotropin releasing factor in the neuroimmune mechanisms of depression: Examination of current pharmaceutical and herbal therapies. Front Cell Neurosci. 2019;13:290. https://dx.doi.org/10.3389/fncel.2019.00290
  11. Lin Q. Submerged Fermentation of Lactobacillus rhamnosus YS9 for γ-aminobutyric acid (GABA) production. Braz J Microbiol. 2013; 44:183–187.https://dx.doi.org/10.1590/S1517-83822013000100027
  12. Lieve Desbonnet, Lillian Garrett, Gerard Clarke, et al. The probiotic Bifidobacteria infantis: An assessment of potential antidepressant properties in the rat. https://dx.doi.org/10.1016/j.jpsychires.2008.03.009
  13. Groeger D., O`Mahony L., Murphy E.F., et al. Bifidobacterium infantis 35624 modulates host inflammatory processes beyond the gut. 2013 Jul-Aug;4(4):325–39. https://dx.doi.org/10.4161/gmic.25487
  14. Nishida K., Sawada D., Kuwano, et al. Health benefits of Lactobacillus gasseri CP2305 tablets in young adults exposed to chronic stress: A randomized, double-blind, placebo-controlled study. 2019 Aug 10;11(8):1859. https://dx.doi.org/10.3390/nu11081859
  15. Ait-Belgnaoui A., Durand H., Cartier, et al. Prevention of gut leakiness by a probiotic treatment leads to attenuated HPA response to an acute psychological stress in rats. 2012 Nov;37(11):1885–95. https://dx.doi.org/10.1016/j.psyneuen.2012.03.024
  16. Tette F.-M., Kwofie S.K., Wilson M.D. Therapeutic Anti-Depressant Potential of Microbial GABA Produced by Lactobacillus rhamnosus Strains for GABAergic Signaling Restoration and Inhibition of Addiction-Induced HPA Axis Hyperactivity. 2022 Mar 22;44(4):1434–1451. https://dx.doi.org/10.3390/cimb44040096
  17. Katkowska M., Garbacz K., Kusiak A. Probiotics: Should all patients take them? 2021 Dec 18;9(12):2620. https://dx.doi.org/10.3390/microorganisms9122620
  18. Ait Chait Y., Mottawea W., Tompkins, et al. Unravelling the antimicrobial action of antidepressants on gut commensal microbes.2020 Oct 21;10(1):17878. https://dx.doi.org/10.1038/s41598-020-74934-9
  19. Alli S.R., Gorbovskaya I., Liu J.C.W., et al. The Gut Microbiome in Depression and Potential Benefit of Prebiotics, Probiotics and Synbiotics: A Systematic Review of Clinical Trials and Observational Studies. 2022 Apr 19;23(9):4494. https://dx.doi.org/10.3390/ijms23094494
  20. Аляутдин Р.Н. Фармакология: учебник для вузов. 11-е изд., перераб. и доп. Москва: ГЭОТАР-Медиа, 2023. 361–364 с. [Alyautdin R.N. Pharmacology: textbook for universities. 11th ed., revised and enlarged. Moscow: GEOTAR-Media, 2023. 361–364 p. (In Russ.)].
  21. Guo-Jiang Peng, Jun-Sheng Tian, Xiao-Xia Gao, et al. Research on the Pathological Mechanism and Drug Treatment Mechanism of Depression.2015;13(4):514–23. https://dx.doi.org/10.2174/1570159x1304150831120428
  22. Wang Z., Li H., Kang Y., et al. Risks of Digestive System Side-Effects of Selective Serotonin Reuptake Inhibitors in Patients with Depression: A Network Meta-Analysis. 2022 Aug 13:18:799–812. https://dx.doi.org/10.2147/TCRM.S363404
  23. Cussotto S., Strain C.R., Fouhy F., et al. Differential effects of psychotropic drugs on microbiome composition and gastrointestinal function. 2019 May;236(5):1671–1685. https://dx.doi.org/10.1007/s00213-018-5006-5
  24. Cheung S.G., Goldenthal A.R., Uhlemann A.-C., et al. Systematic Review of Gut Microbiota and Major Depression. 2019 Feb 11:10:34. https://dx.doi.org/10.3389/fpsyt.2019.00034
  25. Li L., Kromann S., Olsen J.E., et al. Insight into synergetic mechanisms of tetracycline and the selective serotonin reuptake inhibitor, sertraline, in a tetracycline-resistant strain of Escherichia coli. 2017 Aug;70(9):944–953. https://dx.doi.org/10.1038/ja.2017.78
  26. Danielle Macedo, Adriano José Maia Chaves Filho, Caren Nádia Soares de Sousa, et al. Antidepressants, antimicrobials or both? Gut microbiota dysbiosis in depression and possible implications of the antimicrobial effects of antidepressant drugs for antidepressant effectiveness. 2017 Jan 15:208:22–32. https://dx.doi.org/10.1016/j.jad.2016.09.012
  27. Захарова И.Н. Микробиота кишечника ребенка и здоровье. Есть ли связь? Медицинский cовет. 2015;(6):47-51. https://dx.doi.org/ 10.21518/2079-701X-2015-6-47-51. [Zakharova I.N. Microbiota of the child's intestine and health. Is there a connection? Meditsinskiy sovet = Medical Council. 2015;(6):47–51. (In Russ.)].
  28. Захарова И.Н, Харитонова Л.А., Кучеря Т.В.. Мультипробиотик Бак-Сет: инновационные возможности в коррекции кишечного микробиоценоза у детей. Эффективная фармакотерапия. 2015;42:34–40. [Zakharova I.N., Kharitonova L.A., Kucherya T.V.. Buck-Set multiprobiotic: innovative possibilities in correction of intestinal microbiocenosis in children. Effective pharmacotherapy. 2015;42:34–40. (In Russ.)].
  29. Sadeghzadeh M., Rabieefar A., Khoshnevisasl P., et al. The effect of probiotics on childhood constipation: a randomized controlled double blind clinical trial. Int J Pediatr. 2014; 2014:937212. https://dx.doi.org/10.1155/2014/937212
  30. Сугян Н.Г, Захарова И.Н. Мультипробиотик бак-сет результаты российских и зарубежных клинических исследований. Медицинский cовет. 2017;(19):104–110. [Sugyan N.G., Zakharova I.N. Bac-Set multiprobiotic: results of russian and foreign clinical research. Meditsinskiy sovet = Medical Council. 2017;(19):104–110. (In Russ.)]. https://dx.doi.org/10.21518/2079-701X-2017-19-104-110
  31. Power M.L., Schulkin J. The evolution of obesity. Baltimore, MD: The Johns Hopkins University Press, 2009. https://dx.doi.org/ 10.1016/j.physbeh.2010.06.00
  32. Tilg H., Kaser A. Gut microbiome, obesity, and metabolic dysfunction. J Clin Invest. 2011 Jun;121(6):2126–32. https://dx.doi.org/10.1172/JCI58109
  33. Eslamparast T., Zamani F., Hekmatdoost A., et al. Effects of synbiotic supplementation on insulin resistance in subjects with the metabolic syndrome: a randomised, double-blind, placebo-controlled pilot study. Br J Nutr. 2014 Aug 14;112(3):438–45. https://dx.doi.org/10.1017/S0007114514000919
  34. Fallahi G., Motamed F., Yousefi A., et al. The effect of probiotics on fecal calprotectin in patients with cystic fibrosis. Turk J Pediatr. 2013 Sep-Oct;55(5):475–8.
  35. Харитонова Л.А., Кучеря Т.В. Опыт применения мультипробиотика «Бак-Сет форте» в педиатрической практике. Ремедиум Приволжье. 2015;10(140):29–30. [Kharitonova L.A., Kucherya T.V. The experience of using the Bak-Set forte multiprobiotic in pediatric practice. Remedium Privolzhye. 2015;10(140):29–30. (In Russ.)].

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».