Perspektívy črevných mikroorganizmov a neurologických chorôb 2. časť

Zloženie črevnej mikroflóry pri modulácii nervových funkcií

Experimenty na zvieratách bez mikróbov ukázali, že kolonizácia črevnej mikroflóry je kľúčovou požiadavkou pre rozvoj CNS a ENS a že neefektívna kolonizácia mikroflóry vedie k zmene génovej expresie a syntéze neurotransmiterov, ako aj zmeneným senzoricko-motorickým funkciám čreva [ 41 – 45].

Vzťah medzi črevnou flórou a pamäťou je oblasťou výskumu, ktorej sa v posledných rokoch venuje veľká pozornosť. Štúdie zistili, že mikroorganizmy v črevnej flóre sú užšie spojené s mozgom, čo ovplyvňuje naše fyzické a duševné zdravie.

Po prvé, črevná flóra má dôležitý vplyv na fyzické zdravie. Mikroorganizmy v čreve môžu tráviť potravu a produkovať živiny, ktoré pomáhajú udržiavať fyzické zdravie. Keď je črevná flóra nevyvážená, povedie to k problémom, ako je zlé vstrebávanie živín a poruchy imunitného systému, čo následne ovplyvní zdravie tela.

Črevná flóra však neovplyvňuje len fyzické zdravie, ale úzko súvisí aj s pamäťou. Štúdie ukázali, že mikroorganizmy v črevnej flóre sa môžu z čriev dostať do krvného obehu a mozgu a ovplyvniť ich funkcie. Nerovnováha črevnej flóry môže zvýšiť riziko Alzheimerovej choroby a iných neurodegeneratívnych ochorení.

Črevná flóra zároveň ovplyvňuje aj emócie a psychický stav. Baktérie v čreve uvoľňujú chemikálie, ktoré ovplyvňujú uvoľňovanie neurotransmiterov v mozgu, čím ovplyvňujú duševný stav. To je dôvod, prečo sa niekedy cítime nepríjemne v žalúdku a stávame sa podráždenými.

Preto je udržiavanie zdravia črevnej flóry veľmi dôležité pre zdravie celého nášho tela. Ako si udržať zdravie čriev? Prvá vec je držať sa pravidelnej stravy, udržiavať zdravú štruktúru stravy, jesť viac potravín bohatých na vlákninu a jesť menej spracovaných potravín a potravín s vysokým obsahom tuku a cukru. Druhým je zamerať sa na cvičenie a znižovanie stresu, udržiavať si šťastnú mentalitu a pozitívny prístup k životu, aby sa znížil negatívny vplyv čreva a psychológie.

Nakoniec by sme si mali uvedomiť, že črevná flóra úzko súvisí s naším zdravím. Venujte pozornosť udržiavaniu črevného a psychického zdravia, starajte sa o svoje telo z mnohých hľadísk, ako je strava a cvičenie, a doprajte si lepšie zdravie. Je vidieť, že potrebujeme zlepšiť pamäť a Cistanche môže výrazne zlepšiť pamäť, pretože Cistanche má antioxidačné, protizápalové účinky a účinky proti starnutiu, čo môže pomôcť znížiť oxidačné a zápalové reakcie v mozgu, čím chráni zdravie mozgu. nervový systém. Okrem toho môže Cistanche tiež podporovať rast a opravu nervových buniek, čím zvyšuje konektivitu a funkciu neurónovej siete. Tieto účinky môžu pomôcť zlepšiť pamäť, schopnosť učenia a rýchlosť myslenia a môžu tiež zabrániť výskytu kognitívnej dysfunkcie a neurodegeneratívnych ochorení.

Kliknite na Know, aby ste zlepšili krátkodobú pamäť

Podobne živiny prítomné v GI trakte spúšťajú kaskády nervových a hormonálnych dejov, ktoré signalizujú mozgu kontinuálne nutričné ​​zmeny. Aferentné nervové vlákna prenášajú informácie z čreva do subkortikálnych a kortikálnych centier mozgu a efektorové vlákna prenášajú informácie do hladkých svalov čreva [46].

Črevné hormóny uvoľňované z črevných buniek často prenášajú informácie do mozgu priamou komunikáciou s CNS cez aferentné vlákna. Iné sa uvoľňujú priamo do obehového systému, pričom ich účinky sa zvyčajne prejavia po vstupe do mozgu [47].

Stimulácia vagusového nervu parasympatického systému ANS je nevyhnutná pre črevnú mikroflóru na ovplyvnenie neurofyziologickej funkcie [48].

Experiment s vazektomizovanými myšami nepreukázal žiadne známky progresie behaviorálnych vlastností ani po liečbe probiotikom Lactobacillus rhamnosus, čo naznačuje, že stimulácia blúdivého nervu a prenos signálov cez blúdivý nerv je rozhodujúci pri vyvolaní zmien správania [49].

Prenos správy z čreva do mozgového kmeňa stimulovaným vagusovým nervom cez jadrá a uzlinový uzol predstavuje prenosové spojenie osi mozog-mozog. Enteroendokrinné bunky vylučujú peptidové hormóny, ktoré majú tendenciu aktivovať vagusový nerv, čím prenášajú informácie do mozgu [50].

Umiestnenie enteroendokrinných buniek blízko lúmenu, ako aj črevnej mikrobiotík uľahčuje interakciu s črevnými mikróbmi prostredníctvom produkovaných metabolitov, čím sa udržiava sekrécia špecifických peptidových hormónov.

Okrem toho sú metabolity syntetizované mikrobiotou často prijímané obehovým systémom, zatiaľ čo metabolity s tvarmi podobnými cukrom a vitamínom sú transportované prostredníctvom špecifických transportérov [51].

Metabolity môžu tiež prejsť cez membránu, ak je epitel porušený, čo umožňuje iným mikróbom uniknúť bariérou, čo vedie k mikrobiálnej nerovnováhe alebo dysbióze, po ktorej nasleduje zápal.

Preto obehový systém riadi prenos signálov do mozgu spolu s transportom metabolitov. Črevná mikroflóra uvoľňuje molekuly, ako sú lipopolysacharidy (LPS) a peptidoglykány, ktoré spúšťajú imunitnú odpoveď. V špecifických prípadoch sú gramnegatívne baktérie syntetizujúce LPS vytesnené z čreva do obehového systému, čím sa aktivujú periférne imunitné reakcie.

Experimenty demonštrujú vývoj defektov správania, ako je depresia, ako výsledok periférnej imunitnej aktivácie [52].

Štúdie s bezmikrobnými myšami ukazujú koreláciu medzi črevnými mikróbmi a výslednou imunitnou odpoveďou, čo naznačuje vplyv mikrobioty na nervové funkcie prostredníctvom imunitnej odpovede [53].

Okrem toho môže črevný mikrobióm interagovať s mozgom prostredníctvom expresie a syntézy neurotransmiterov, ako je serotonín, GABA, melatonín, histamín a acetylcholín, a neurotrofických faktorov, ako je neurotrofický faktor odvodený od mozgu (BDNF), ktorý zase ovplyvňuje aktivitu ENS [54, 55].

Jedna štúdia naznačila, že mikroflóra spojená s rastom môže uľahčiť vývoj skorých neurónov prostredníctvom procesu známeho ako neurogenéza, ako aj oligodendrocytov a že to môže byť sprostredkované účinkami zápalu neurónov a cirkulujúceho IGF-1 [56].

Ďalšia štúdia využívajúca modely dospelých myší bez mikróbov ukázala, že nedostatok normálnej črevnej mikroflóry je spojený so zvýšenou permeabilitou hematoencefalickej bariéry (BBB) ​​[57].

Úloha mozgu pri modulácii funkcií čriev

Mozog hrá vedúcu úlohu pri kontrole črevných funkcií (tj variácie v motilite, sekrécii kyseliny, slizničnej imunitnej odpovedi, zaisťuje správnu údržbu hlienovej vrstvy a biofilmu) [58].

Mozog má tiež tendenciu ovplyvňovať zloženie mikrobioty, ako aj jej funkciu prostredníctvom zmien črevnej permeability. Jedna štúdia naznačila, že akútny stres prispieva k morfologickej zmene epiteliálnej bariéry hrubého čreva a expresii dolnej mRNA proteínu ZO -2 [59], a teda môže umožniť difúziu črevných mikroorganizmov. Mozog riadi imunitné funkcie prostredníctvom ANS.

CNS môže tiež ovplyvňovať aktivitu žírnych buniek a uvoľňovanie mediátorov žírnych buniek môže viesť k dysfunkcii čreva. Jedna štúdia naznačila, že stres môže modulovať aktivitu žírnych buniek a viesť k uvoľňovaniu histamínu a tryptázy [60].

Produkty žírnych buniek, ako je faktor uvoľňujúci kortikotropín, majú tendenciu zvyšovať priepustnosť epitelu, a tým uľahčovať prístup baktérií k imunitným bunkám v lamina propria. uvoľňujúce hormonálne receptory [61].

Laboratórne experimenty na myšiach ukázali, že bilaterálna olfaktorická bulbektómia vedie k indukcii depresie, čo má za následok vyššiu expresiu centrálneho hormónu uvoľňujúceho kortikotropín, ako aj hladiny serotonínu [62].

Zistilo sa, že tieto zmeny sú spojené so zmeneným črevným mikrobiálnym profilom. Sekrécia norepinefrínu počas stresu vedie k expresii virulencie Pseudomonas aeruginosa, ktorá môže spôsobiť črevnú sepsu [63], a teda stres môže viesť k expresii faktorov virulencie špecifickými črevnými mikroorganizmami u príslušného hostiteľa.

Norepinefrín tiež vyvoláva proliferáciu mnohých rôznych kmeňov črevných mikróbov a môže viesť k väčšiemu rastu patogénnych a nepatogénnych Escherichia coli.

Dôkazy naznačujú, že črevná mikroflóra hrá kľúčovú úlohu v obojsmernej komunikácii medzi črevom a nervovým systémom. Jeho interakcia s CNS je spojená s úzkosťou, stresom a pamäťovými funkciami. Okrem toho má CNS tiež tendenciu ovplyvňovať mikrobiálne zloženie prostredníctvom narušenia slizničného prostredia.

Takto komunita črevných mikróbov ovplyvňuje ľudský mozog a zvyčajne celé telo, pretože mozog definuje, ako by malo ľudské telo fungovať. Preto môže výrazné narušenie črevnej mikroflóry viesť k poškodeniu celkovej funkcie tela, a teda spôsobiť alebo prispieť k vzniku alebo progresii špecifických chorôb alebo zdravotných komplikácií.

Opäť z dôvodu priamej komunikácie s mozgom prevládajú impaktné neurologické funkcie častejšie ako iné komplikácie, ktoré sa prejavujú v dôsledku poškodenia CNS narušením mikrobiómovej komunity.

Asociácia črevných mikroorganizmov s neurologickými poruchami

Porucha autistického spektra

Porucha autistického spektra (ASD) je neuropsychiatrická porucha, ktorá je charakterizovaná stereotypným správaním, kognitívnou neschopnosťou miest a deficitmi v komunikácii alebo sociálnych interakciách [64,65].

Pojem „spektrum“ označuje variácie v type a závažnosti symptómov; pacienti s miernym rozsahom budú pravdepodobne fungovať nezávisle, zatiaľ čo pacienti so závažnými príznakmi môžu vyžadovať značnú podporu v každodennom živote.

Ochorenie vzniká pred 3. rokom života, zvyčajne postihuje jedno z každých 68 chi detí a je štyrikrát častejšie u mužov ako u žien [66,67]. Okrem toho, že je heterogénna, je porucha charakterizovaná nejasnou patofyziológiou, ako aj etiologickými mechanizmami súvisiacimi s narušenou črevnou mikroflórou, ako je glutamátová excitotoxicita, oxidačný stres, stres a neurozápal [68].

Fyziologické faktory, ktoré majú tendenciu zdôrazňovať vplyv črevnej mikroflóry na autizmus, môžu zahŕňať autoimunitné reakcie, potravinové reakcie, ochorenie horného GI traktu, abnormálnu stolicu, autistickú enterokolitídu, syndróm presakujúceho čreva, nadmerný zápal, aberantné hladiny glutatiónu a nepravidelné hladiny kovov alebo minerálov [69].

U detí s autizmom môže črevná permeabilita viesť k presakovaniu, čo vedie k absorpcii neurotoxických molekúl cez črevnú membránu poškodenú zápalom, čo vedie k neurologickým poruchám [70,71].

Po vývoji netesného čreva, ktorý umožňuje molekulám vstúpiť do krvného obehu, sa môže časom objaviť imunitná aktivácia, poškodenie tkaniva a poškodenie mozgového tkaniva.

Opioidné peptidy produkované určitými diétami môžu tiež ovplyvňovať vzorce správania podobné autizmu, ako je znížená socializácia, znížená reakcia na bolesť, abnormálny jazyk a sebaubližujúce alebo opakujúce sa správanie prostredníctvom interferencie s funkciou neurotransmiterov.

Priama súvislosť však ešte nebola identifikovaná. Štúdie ďalej zistili, že deti s PAS uprednostňujú škroby, pochutiny a spracované potraviny, pričom odmietajú ovocie, zeleninu a bielkoviny [72,73].

Hoci nerovnováha v črevnej mikroflóre môže viesť k črevnej dysbióze, niekoľko patogénnych baktérií môže viesť k neurologickým poruchám v prítomnosti oslabeného imunitného systému.

Toxíny produkované baktériami sa môžu hromadiť v krvnom obehu, čo vedie k zmätku, delíriu a dokonca kóme. Je tiež známe, že kvasinky prispievajú k neurologickým ochoreniam, pretože sú známe tým, že produkujú prispievajúce chemikálie a tiež sa zistilo, že u pacientov s ASD sú zvýšené hladiny [74].

Etiológia prepojenia medzi črevnou mikroflórou a autizmom bola potvrdená po transplantácii črevnej mikroflóry od autistických darcov do bezmikróbnych myší, čo viedlo k indukcii autistického správania v modeli hlodavcov [75].

Hypotéza Williamsa a kol. naznačuje, že deťom s ASD chýbajú baktérie Bacteroidetes, ktoré sú dôležitými hybnými silami trávenia polysacharidov, a preto pacienti s ASD majú nielen anomálnu schopnosť rozkladu sacharidov, ale majú aj slizničnú dysbiózu [76].

Následne metagenomická analýza ukázala, že u pacientov s ASD sa znížil počet Bacteroidetes, zvýšil sa pomer Firmicutes k Bacteroidetes a zvýšil sa počet Betaproteobaktérií [77].

Okrem toho, pyrosekvenačná štúdia fekálnej mikroflóry odhalila veľké rozdiely v Actinobacteria a Proteobacterium phyla v porovnaní so zdravými kontrolami [76]. Táto pyrosekvenačná štúdia spolu s tromi ďalšími štúdiami tiež odhalila zvýšený počet druhov Desulfovibrio a Bacteroides vulgatus v stolici pacientov s ASD [78–80].

Druhy desulfovibrio sú tiež spojené so zvýšenou produkciou kyseliny propiónovej, čo by mohlo prispieť k patogenéze ASD [81]. Okrem toho nižšie hladiny Akkermansie, baktérií, ktoré degradujú mucín u detí s ASD, indikovali tenšiu GI mukóznu bariéru v porovnaní s kontrolami. To môže viesť k zhoršenej permeabilite čriev u detí s ASD [82,83].

Ďalšia štúdia ukázala, že počet a typ druhov Clostridium a Ruminococcus sa významne líšil u normálnych detí v porovnaní s deťmi s ASD pri kultivácii s použitím základných anaeróbnych kultivačných techník na počítanie a izoláciu mikroorganizmov s následným zacielením PCR 16SrDNA v izolátoch [78].

V nadväznosti na to štúdia Song et al. preukázali, že skupiny klastrov Clostridium I a XI a Clostridium bolteae boli významne vyššie u detí s autizmom, keď sa použila kvantitatívna PCR v reálnom čase [84].

For more information:1950477648nn@gmail.com