Probiotics, Prebiotics and the Nervous System

Abstract

[eng] The relationship between the gut microbiota and the central nervous system (the microbiota-gut-brain axis) is an area of increasing interest and research. Studies based on germ-free models have provided a big amount of evidence of the connection between the gut and the brain. This research has done a great step forward in recent years, due to the application of metagenomics and bioinformatics. We now know that the human gut microbiome can be classified into three enterotypes, characterized by the variation in three genera: Bacteroides, Bacteroidetes, and Prevotella. Type of birth, formula feeding, and antibiotic intake are among the main factors that impact on infant microbiome assembly. Moreover, the composition of the gut microbiota is strongly associated with diet. A review of the bibliographical evidence connecting the alterations in the microbiome and some central nervous system disorders (as Alzheimer disease, Parkinson disease or autism spectrum disorder) shows us that the levels of Prevotella and the Firmicutes/Bacteroidetes ratio are altered in these pathologies. Accumulating data reveals that the microbiota-gut-brain axis can be modulated by the administration of probiotics and prebiotics. Moreover, some traditional fermented food has been seen to have probiotic properties and high-fiber containing diets have been associated with a lower Firmicutes/Bacteroidetes ratio and higher levels of Prevotella.

[cat] La relació entre la microbiota intestinal i el sistema nerviós central (l'eix microbiota-intestí-cervell) és una àrea d'interès i investigació creixents. Els estudis basats en models lliures de gèrmens han proporcionat gran quantitat d’evidències de la connexió entre l'intestí i el cervell. Aquesta investigació ha fet un gran avenç en els últims anys gràcies a la metagenòmica i la bioinformàtica. Ara sabem que el microbioma intestinal humà es pot classificar en tres enterotips, caracteritzats per la variació en tres gèneres: Bacteroides, Bacteroidetes i Prevotella. Els tipus de naixement, el tipus d’alletament i la ingesta d'antibiòtics són els principals factors que afecten el desenvolupament del microbioma infantil. A més, la composició de la microbiota intestinal està fortament relacionada amb la dieta. Una revisió de les evidències bibliogràfiques que connecten les alteracions en el microbioma i alguns trastorns del sistema nerviós central (com la malaltia d'Alzheimer, la malaltia de Parkinson o el trastorn de l'espectre autista) ens mostra que els nivells de Prevotella i la relació Firmicutes/Bacteroidetes estan alterats en aquestes patologies. Cada cop hi ha més dades que revelen que l'eix microbiota-intestí-cervell pot ser modulat per l'administració de probiòtics i prebiòtics. D'altra banda, s'ha observat que alguns aliments fermentats tradicionals tenen propietats probiòtiques i que les dietes amb alt contingut de fibra s’associen a nivells inferiors de la raó Firmicutes /Bacteroidetes i superiors de Prevotella.