Evidências crescentes indicam que o microbioma dos mamíferos pode afetar o comportamento, e vários simbiontes até produzem neurotransmissores. Simbiontes são organismos que vivem em associação (como nós e as bactérias do nosso intestino). Os efeitos que as bactérias intestinais causam em nosso cérebro são explicados pela evolução.
As setas da figura acima indicam as rotas potenciais pelas quais microrganismos podem influenciar o comportamento humano. Efeitos impulsionados pela seleção natural em membros da microbiota são mostrados na área em azul. O lado esquerdo captura a manipulação microbiana, caso em que o efeitos no hospedeiro aumentam a aptidão microbiana. Aqui, o eixo microbiota-intestino-cérebro surge como uma adaptação evolutiva de microrganismos para influenciar tanto o ambiente intestinal (manipulação local de fisiologia do hospedeiro) ou comportamento do hospedeiro (manipulação global do hospedeiro).
O lado direito da figura representa a evolução de traços microbianos que afetam o cérebro sem a evolução da manipulação. Por exemplo, a evolução do metabolismo utilizado pela microbiota para sobreviver e se dividir no intestino pode gerar compostos, como resíduos metabólicos, que afetam o comportamento do hospedeiro como efeito colateral. Nesse caso, os compostos não são adaptados para influenciar o hospedeiro e os efeitos do hospedeiro são um subproduto, uma coincidência.
A seleção natural no hospedeiro (humano) é mostrada na área roxa. Evoluímos de forma a depender da microbiota para funções específicas, como o fornecimento de nutrientes e a maturação do sistema imunológico, a produção de neurotransmissores e moléculas sinalizadoras.
Efeito dos neurotransmissores intestinais no sistema nervoso central
Vários neurotransmissores foram isolados de espécies microbianas conhecidas por ocorrerem no ser humano. A produção microbiana de neurotransmissores representa um potencial mecanismo para influenciar diretamente o cérebro e o comportamento. Na realidade, esta rota é limitada porque a maioria neurotransmissores, incluindo serotonina, dopamina e GABA, normalmente não conseguem atravessar a barreira hematoencefálica. Mas existem modos alternativos de ação desses neurotransmissores pelo nervo vago e seus neurônios aferentes.
Além disso, precursores de neurotransmissores atravessem a barreira hematoencefálica e depois podem ser convertidos em neurotransmissores ativos. Por exemplo, as bactérias intestinais podem influenciar o metabolismo e disponibilidade do precursor da serotonina, triptofano. Isso pode afetar a sinalização serotoninérgica no sistema nervoso central, uma vez que a concentração de triptofano no plasma sanguíneo se correlaciona com níveis de serotonina no cérebro.
