Probiotics in Pain Regulation: Mechanisms and Evidence from Preclinical and Clinical Studies
Probiotics, postbiotics, and gut microbiota can influence in pain modulation, including: visceral pain, inflammatory pain, postoperative pain, neuropathic pain, osteoarthritis pain, musculoskeletal pain, complex regional pain syndrome, and fibromyalgia. Probiotics can increase the expression of cann...
Збережено в:
| Дата: | 2025 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine
2025
|
| Онлайн доступ: | https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/363 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Microbiological Journal |
Репозитарії
Microbiological Journal| _version_ | 1856543477602451456 |
|---|---|
| author | Starovoitova, S.O. Spivak, M.Ya. Старовойтова, С.О. Співак, М.Я. |
| author_facet | Starovoitova, S.O. Spivak, M.Ya. Старовойтова, С.О. Співак, М.Я. |
| author_sort | Starovoitova, S.O. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2025-12-21T23:50:04Z |
| description | Probiotics, postbiotics, and gut microbiota can influence in pain modulation, including: visceral pain, inflammatory pain, postoperative pain, neuropathic pain, osteoarthritis pain, musculoskeletal pain, complex regional pain syndrome, and fibromyalgia. Probiotics can increase the expression of cannabinoid and opioid receptors in colonic epithelial cells, which mediate analgesia and reduce hypersensitivity to pain stimuli. They modulate key immune signaling pathways and cytokine production. This immunomodulation leads to decreased pro-inflammatory cytokines and increased anti-inflammatory cytokines, reducing inflammation-induced pain. By improving the intestinal barrier function (e.g., enhancing tight junction proteins and mucin production) and competitively excluding pathogens, probiotics reduce gut permeability and inflammation, which can influence visceral pain perception. Certain probiotic strains produce neurotransmitters like serotonin, g-aminobutyric acid, and dopamine, which affect gut motility, mood, and pain signaling via the gut-brain axis. Bacterial proteases from probiotics can activate or inhibit protease-activated receptors on nerve terminals and epithelial cells, modulating nociceptor excitability and visceral pain. In osteoarthritis pain models, probiotics reduce expression of pain mediators in dorsal root ganglia and joint tissues, while increasing protective molecules like type II collagen and tissue inhibitor matrix metalloproteinase 1. Also, the gut microbiota plays a significant role in the pathophysiology of fibromyalgia syndrome, potentially influencing pain, mood, and sleep through the gut-brain axis. Postbiotics ameliorate bone loss in estrogen-deficient animal models by improving bone mineral content in the spine and femur, suggesting potential benefits for bone health and indirect relief of musculoskeletal pain.
Research underscores the potential of probiotics as innovative analgesics with fewer side effects compared to conventional drugs, acting on pain-related receptors. |
| first_indexed | 2026-02-08T08:01:06Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs2.ojs.microbiolj.org.ua:article-363 |
| institution | Microbiological Journal |
| language | English |
| last_indexed | 2026-02-08T08:01:06Z |
| publishDate | 2025 |
| publisher | PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs2.ojs.microbiolj.org.ua:article-3632025-12-21T23:50:04Z Probiotics in Pain Regulation: Mechanisms and Evidence from Preclinical and Clinical Studies Пробіотики в регуляції болю: механізми та доклінічні й клінічні докази Starovoitova, S.O. Spivak, M.Ya. Старовойтова, С.О. Співак, М.Я. probiotics postbiotics gut microbiota pain visceral pain inflammatory pain postoperative pain neuropathic pain osteoarthritis pain musculoskeletal pain complex regional pain syndrome fibromyalgia probiotic neurotransmitters пробіотики постбіотики кишкова мікробіота біль вісцеральний біль запальний біль післяопераційний біль нейропатичний біль біль при остеоартриті біль у м'язах та суглобах комплексний регіональний больовий синдром фіброміалгія пробіотичні нейромедіатори Probiotics, postbiotics, and gut microbiota can influence in pain modulation, including: visceral pain, inflammatory pain, postoperative pain, neuropathic pain, osteoarthritis pain, musculoskeletal pain, complex regional pain syndrome, and fibromyalgia. Probiotics can increase the expression of cannabinoid and opioid receptors in colonic epithelial cells, which mediate analgesia and reduce hypersensitivity to pain stimuli. They modulate key immune signaling pathways and cytokine production. This immunomodulation leads to decreased pro-inflammatory cytokines and increased anti-inflammatory cytokines, reducing inflammation-induced pain. By improving the intestinal barrier function (e.g., enhancing tight junction proteins and mucin production) and competitively excluding pathogens, probiotics reduce gut permeability and inflammation, which can influence visceral pain perception. Certain probiotic strains produce neurotransmitters like serotonin, g-aminobutyric acid, and dopamine, which affect gut motility, mood, and pain signaling via the gut-brain axis. Bacterial proteases from probiotics can activate or inhibit protease-activated receptors on nerve terminals and epithelial cells, modulating nociceptor excitability and visceral pain. In osteoarthritis pain models, probiotics reduce expression of pain mediators in dorsal root ganglia and joint tissues, while increasing protective molecules like type II collagen and tissue inhibitor matrix metalloproteinase 1. Also, the gut microbiota plays a significant role in the pathophysiology of fibromyalgia syndrome, potentially influencing pain, mood, and sleep through the gut-brain axis. Postbiotics ameliorate bone loss in estrogen-deficient animal models by improving bone mineral content in the spine and femur, suggesting potential benefits for bone health and indirect relief of musculoskeletal pain. Research underscores the potential of probiotics as innovative analgesics with fewer side effects compared to conventional drugs, acting on pain-related receptors. Пробіотики, постбіотики та кишкова мікробіота можуть впливати на модуляцію болю, зокрема вісцерального болю, запального болю, післяопераційного болю, невропатичного болю, болю при остеоартриті, м’язово-скелетного болю, синдрому комплексного регіонального болю та фіброміалгії. Пробіотики здатні підвищувати експресію канабіноїдних та опіоїдних рецепторів у клітинах епітелію товстої кишки, що сприяє знеболенню та зменшенню гіперчутливості до больових стимулів. Вони модулюють ключові імунні сигнальні шляхи та продукцію цитокінів. Таке імуномодулювання сприяє зниженню рівня прозапальних цитокінів і підвищенню рівня протизапальних, що зменшує біль, зумовлений запаленням. Покращуючи функцію кишкового бар’єра (наприклад, шляхом посилення експресії білків щільних контактів і продукції муцину) та витісняючи патогени, пробіотики зменшують проникність кишкової стінки й запалення, що може впливати на сприйняття вісцерального болю. Деякі штами пробіотиків продукують нейромедіатори, такі як серотонін, γ-аміномасляна кислота та дофамін, які впливають на моторику кишківника, настрій та передачу больових сигналів через вісь кишківник-мозок. Бактеріальні протеази пробіотиків можуть активувати або інгібувати рецептори, активовані протеазами, на нервових закінченнях та епітеліальних клітинах, модулюючи збудливість ноцицепторів і вісцеральний біль. У моделях болю при остеоартриті пробіотики знижують експресію медіаторів болю в дорзальних гангліях спинного мозку та суглобових тканинах, водночас підвищуючи рівень захисних молекул, зокрема колагену ІІ типу та тканинного інгібітора металопротеїнази 1. Крім того, кишкова мікробіота відіграє важливу роль у патофізіології синдрому фіброміалгії, потенційно впливаючи на біль, настрій та сон через вісь кишківник-мозок. Постбіотики покращують мінералізацію кісток у тваринних моделях із дефіцитом естрогенів, зокрема у хребті та стегновій кістці, що свідчить про їхній потенціал у підтримці здоров’я кісткової тканини та непряме полегшення м’язово-скелетного болю. Дослідження підкреслюють перспективність пробіотиків як інноваційних анальгетиків з меншою кількістю побічних ефектів порівняно з традиційними лікарськими засобами, завдяки їхній дії на рецептори, пов’язані з болем. PH "Akademperiodyka" of the NAS of Ukraine 2025-12-22 Article Article application/pdf https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/363 10.15407/ Mikrobiolohichnyi Zhurnal; Vol. 87 No. 5 (2025): Mikrobiolohichnyi Zhurnal; 102-116 Мікробіологічний журнал; Том 87 № 5 (2025): Мікробіологічний журнал; 102-116 2616-9258 1028-0987 10.15407/ en https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/363/148 Copyright (c) 2025 Mikrobiolohichnyi Zhurnal https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0 |
| spellingShingle | Starovoitova, S.O. Spivak, M.Ya. Старовойтова, С.О. Співак, М.Я. Probiotics in Pain Regulation: Mechanisms and Evidence from Preclinical and Clinical Studies |
| title | Probiotics in Pain Regulation: Mechanisms and Evidence from Preclinical and Clinical Studies |
| title_alt | Пробіотики в регуляції болю: механізми та доклінічні й клінічні докази |
| title_full | Probiotics in Pain Regulation: Mechanisms and Evidence from Preclinical and Clinical Studies |
| title_fullStr | Probiotics in Pain Regulation: Mechanisms and Evidence from Preclinical and Clinical Studies |
| title_full_unstemmed | Probiotics in Pain Regulation: Mechanisms and Evidence from Preclinical and Clinical Studies |
| title_short | Probiotics in Pain Regulation: Mechanisms and Evidence from Preclinical and Clinical Studies |
| title_sort | probiotics in pain regulation: mechanisms and evidence from preclinical and clinical studies |
| topic_facet | probiotics postbiotics gut microbiota pain visceral pain inflammatory pain postoperative pain neuropathic pain osteoarthritis pain musculoskeletal pain complex regional pain syndrome fibromyalgia probiotic neurotransmitters пробіотики постбіотики кишкова мікробіота біль вісцеральний біль запальний біль післяопераційний біль нейропатичний біль біль при остеоартриті біль у м'язах та суглобах комплексний регіональний больовий синдром фіброміалгія пробіотичні нейромедіатори |
| url | https://ojs.microbiolj.org.ua/index.php/mj/article/view/363 |
| work_keys_str_mv | AT starovoitovaso probioticsinpainregulationmechanismsandevidencefrompreclinicalandclinicalstudies AT spivakmya probioticsinpainregulationmechanismsandevidencefrompreclinicalandclinicalstudies AT starovojtovaso probioticsinpainregulationmechanismsandevidencefrompreclinicalandclinicalstudies AT spívakmâ probioticsinpainregulationmechanismsandevidencefrompreclinicalandclinicalstudies AT starovoitovaso probíotikivregulâcííbolûmehanízmitadoklíníčníjklíníčnídokazi AT spivakmya probíotikivregulâcííbolûmehanízmitadoklíníčníjklíníčnídokazi AT starovojtovaso probíotikivregulâcííbolûmehanízmitadoklíníčníjklíníčnídokazi AT spívakmâ probíotikivregulâcííbolûmehanízmitadoklíníčníjklíníčnídokazi |