Microbiome dergisinde yayınlanan bu bulgu, bağırsak-beyin bağlantısı hakkında yeni bilgiler sunmakta ve aşırı alkol tüketimi için yeni bir tedavi önermektedir. Alkol kullanım bozukluğu (AKB), olumsuz sonuçlarına rağmen alkol tüketimini kontrol edememe ile karakterize kronik bir durumdur. Dünya çapında milyonlarca bireyi etkilemekte ve önemli sağlık, sosyal ve ekonomik yüklere yol açmaktadır.
Aşırı alkol tüketimi karaciğer hastalığı, kardiyovasküler sorunlar, ruh sağlığı sorunları ve kaza ve yaralanma riskinde artışa neden olabilir. AKB için ilaçlar ve davranışsal terapiler gibi mevcut tedavilerin etkinliği genellikle sınırlıdır ve yeni ve yenilikçi terapötik yaklaşımlara duyulan ihtiyacın altını çizmektedir.
Son araştırmalar, bağırsak mikrobiyomu ile AUD dahil olmak üzere çeşitli sağlık koşulları arasındaki karmaşık bağlantıyı vurgulamıştır. Bağırsak mikrobiyomu, sindirim sisteminde yaşayan trilyonlarca mikroorganizmadan oluşur ve sindirim, bağışıklık fonksiyonu ve genel sağlıkta çok önemli bir rol oynar.
Ortaya çıkan kanıtlar, bağırsak mikrobiyomunun, bağırsak ve merkezi sinir sistemini birbirine bağlayan çift yönlü bir iletişim ağı olan bağırsak-beyin ekseni aracılığıyla beyin işlevini ve davranışını etkileyebileceğini göstermektedir. Bağırsak mikroplarının bileşimi ve aktivitesindeki değişiklikler, genellikle AUD ile komorbid olan anksiyete ve depresyon dahil olmak üzere ruh sağlığı bozukluklarıyla ilişkilendirilmiştir.
Alkol tüketiminin bağırsak mikrobiyomunu değiştirerek yararlı bakterilerin azalmasına ve kısa zincirli yağ asitlerinin (SCFA'lar) üretimine yol açabileceği göz önüne alındığında, Yanjiao Zhou ve Jason Bubier liderliğindeki araştırma ekibi, belirli SCFA'ların takviye edilmesinin alkolün etkilerini hafifletebileceği ve aşırı içiciliği azaltabileceği varsayımında bulundu.
Araştırmacılar incelemelerini bir fare modeli kullanarak gerçekleştirdiler. Alkol tüketimi üzerindeki etkilerini değerlendirmek için üç farklı SCFA — sodyum valerat, sodyum bütirat ve sodyum asetat — uyguladılar. Çalışma için erkek C57BL/6J fareleri kullanıldı, kontrollü koşullar altında barındırıldı ve deneyden önce alıştırıldı.
Farelere on gün boyunca içme sularında sodyum valerat, sodyum bütirat, sodyum asetat veya sodyum klorür (kontrol olarak) uygulanmıştır. Bu takviyenin ardından fareler, tıkınırcasına içme davranışını taklit etmek için %20'lik bir etanol çözeltisine sınırlı erişimlerinin olduğu bir "karanlıkta içme" (DID) paradigmasına tabi tutuldu. Tüketilen etanol hacmi ölçülmüş ve kan etanol konsantrasyonunu belirlemek için kan örnekleri toplanmıştır.
Sodyum valerat takviyesi, kontrol farelerine kıyasla etanol tüketiminde ve kan etanol seviyelerinde önemli bir azalmaya yol açmıştır. Spesifik olarak, sodyum valerat ile tedavi edilen fareler %40 daha az alkol tüketmiş ve %53 daha düşük kan etanol seviyelerine sahip olmuştur. Bu etki diğer SCFA'larda gözlenmemiştir ve sodyum valeratın benzersiz potansiyelini vurgulamaktadır.
Alkol tüketimini azaltmanın yanı sıra, sodyum valerat farelerde anksiyete benzeri davranışları da etkilemiştir. Anksiyete seviyelerini değerlendirmek için açık alan aktivite testinin kullanıldığı çalışmada, sodyum valerat ile tedavi edilen farelerin daha fazla zaman harcadığı ve alanın merkezine daha fazla giriş yaptığı ortaya çıkmıştır, bu da anksiyetenin azaldığını göstermektedir.
Bu anksiyolitik etkiye farelerin beyin, dışkı ve kanında yüksek gama-aminobütirik asit (GABA) seviyeleri eşlik etmiştir. GABA, anksiyete ve alkol kullanım bozukluklarında rol oynayan bir nörotransmitterdir; bu da sodyum valeratın GABA seviyeleri üzerindeki etkisinin, davranış üzerindeki etkilerinin altında yatan önemli bir mekanizma olabileceğini düşündürmektedir.
Daha ileri moleküler analizler, sodyum valeratın etkilerini gösterdiği mekanizmalar hakkında ek bilgiler sağlamıştır. Duygusal düzenleme ile ilişkili bir beyin bölgesi olan amigdalanın RNA dizilimi, nöroinflamasyon, nörotransmisyon, mitokondriyal fonksiyon ve sinyal yolakları ile ilgili gen ekspresyonunda önemli değişiklikler olduğunu ortaya koymuştur. Bu değişiklikler, sodyum valeratın, alkol tüketimini ve anksiyeteyi azaltma üzerindeki etkilerine toplu olarak aracılık edebilecek çoklu beyin sinyal yollarını etkilediğini göstermektedir.
Çalışma ayrıca bağırsak mikrobiyomunun bu süreçlerdeki rolünü de vurgulamıştır. Sodyum valerat takviyesi, belirli bakteri cinslerinde artış da dahil olmak üzere bağırsak mikrobiyotasının bileşiminde değişikliklere yol açmıştır. Bu mikrobiyota değişiklikleri muhtemelen gözlemlenen davranışsal ve moleküler etkilere katkıda bulunmaktadır.
Bubier, "Bu çalışma, bağırsak mikrobiyomu ile alkol tüketimi arasındaki önemli ilişkiye dair anlayışımızı genişletiyor" dedi. "Aşırı alkol tüketiminin mikrobiyomu, bağırsak-beyin ekseni yoluyla bağımlılık döngüsünü hızlandıracak şekilde önemli ölçüde değiştirdiğine dair güçlü kanıtlar var. Bulgularımız bunun neden meydana geldiğine dair olası bir biyolojik açıklama sunmakta ve aşırı alkol kullanımını azaltmak için potansiyel bir terapi tanımlamaktadır."
Bulgular umut verici olmakla birlikte, çalışmanın çeşitli sınırlamaları vardır. İlk olarak, sadece erkek fareler üzerinde yürütülmüştür, bu nedenle sonuçların dişiler için geçerli olup olmadığını belirlemek için daha fazla araştırmaya ihtiyaç vardır. Ayrıca, çalışma alkolden bağımsız farelere odaklanmıştır, yani sodyum valeratın alkole bağımlı modeller üzerindeki etkileri bilinmemektedir.
Gelecekteki araştırmalar, sodyum valeratın alkole bağımlı hayvanlar üzerindeki etkisini keşfetmeli ve takviyesinin uzun vadeli etkilerini araştırmalıdır. Sodyum valeratın alkol tüketimini ve anksiyeteyi etkilediği kesin mekanizmaların anlaşılması, hedefe yönelik tedavilerin geliştirilmesinde çok önemli olacaktır.
Zhou, "Çalışmamızın sonuçları çok önemli" dedi. "Sodyum valeratın gen ifadesini ve nörotransmitter seviyelerini nasıl değiştirdiğini göstererek, aşırı alkol tüketimi için bir tedavi olarak potansiyeline çok yönlü bir açıklama getiriyoruz."