Чревни микроорганизми и перспективи на неврологичните заболявания, част 2

Съставът на чревната микробиота при модулиране на нервните функции

Експерименти върху животни без микроби са показали, че колонизацията на чревната микробиота е ключово изискване за развитието на CNS и ENS и че неефективната колонизация на микробиотата води до променена генна експресия и синтез на невротрансмитери, както и до променени сензорно-моторни функции на червата [ 41–45].

Връзката между чревната флора и паметта е изследователска област, която получи много внимание през последните години. Проучванията са установили, че микроорганизмите в чревната флора са по-тясно свързани с мозъка, засягайки нашето физическо и психическо здраве.

На първо място, чревната флора има важно влияние върху физическото здраве. Микроорганизмите в червата могат да смилат храната и да произвеждат хранителни вещества, за да поддържат физическото здраве. Когато чревната флора е дисбалансирана, това ще доведе до проблеми като лошо усвояване на хранителните вещества и нарушения на имунната система, което от своя страна ще се отрази на здравето на тялото.

Въпреки това, чревната флора не само влияе върху физическото здраве, но също така е тясно свързана с паметта. Проучванията показват, че микроорганизмите в чревната флора могат да навлязат в кръвообращението и мозъка от червата и да повлияят на техните функции. Дисбалансът на чревната флора може да увеличи риска от болестта на Алцхаймер и други невродегенеративни заболявания.

В същото време чревната флора влияе и върху емоциите и психическото състояние. Бактериите в червата отделят химикали, които влияят на освобождаването на невротрансмитери в мозъка, като по този начин засягат психическото състояние. Ето защо понякога се чувстваме неудобно в стомаха и ставаме раздразнителни.

Следователно поддържането на здравето на чревната флора е много важно за здравето на целия ни организъм. Как да поддържаме здравето на червата? Първото нещо е да се придържате към редовната диета, да поддържате здравословна диета, да ядете повече храни, богати на диетични фибри, и да ядете по-малко преработени храни и храни с високо съдържание на мазнини и захар. Второто е да се съсредоточите върху упражненията и намаляването на стреса, да поддържате щастлив манталитет и положително отношение към живота, за да намалите отрицателното въздействие на червата и психологията.

И накрая, трябва да осъзнаем, че чревната флора е тясно свързана с нашето здраве. Обърнете внимание на поддържането на чревно и психическо здраве, грижете се за тялото си от много аспекти като диета и упражнения и се погрижете за по-добро здраве. Може да се види, че трябва да подобрим паметта и Cistanche може значително да подобри паметта, тъй като Cistanche има антиоксидантни, противовъзпалителни и анти-стареещи ефекти, които могат да помогнат за намаляване на окисляването и възпалителните реакции в мозъка, като по този начин защитават здравето на нервна система. В допълнение, Cistanche може също така да насърчи растежа и възстановяването на нервните клетки, като по този начин подобрява свързаността и функцията на невронната мрежа. Тези ефекти могат да помогнат за подобряване на паметта, способността за учене и скоростта на мислене, а също така могат да предотвратят появата на когнитивна дисфункция и невродегенеративни заболявания.

Кликнете върху Know, за да подобрите краткосрочната памет

По подобен начин хранителните вещества, присъстващи в стомашно-чревния тракт, инициират каскади от невронни и хормонални събития, сигнализирайки на мозъка за непрекъснати хранителни промени. Аферентните нервни влакна пренасят информация от червата до субкортикалните и кортикалните центрове на мозъка, а ефекторните влакна пренасят информация до гладките мускули на червата [46].

Чревните хормони, освободени от чревните клетки, често предават информация на мозъка чрез директна комуникация с ЦНС през аферентните влакна. Други се освобождават директно в кръвоносната система, като техните ефекти обикновено се усещат, след като навлязат в мозъка [47].

Стимулирането на вагусния нерв на парасимпатиковата система на ВНС е от съществено значение за чревната микробиота да повлияе на неврофизиологичната функция [48].

Експеримент с вазектомирани мишки не показва признаци на прогресия в поведенческите свойства дори след лечение с пробиотика Lactobacillus rhamnosus, като по този начин показва, че стимулирането на вагусовия нерв и предаването на сигнали през вагусовия нерв е от решаващо значение за постигането на поведенчески промени [49].

Предаването на съобщението от червата към мозъчния ствол от стимулирания нерв вагус през ядрата и възловия ганглий представлява връзката по оста на релейния вход-мозък-мозък. Ентероендокринните клетки секретират пептидни хормони, които са склонни да активират вагусния нерв, като по този начин предават информация на мозъка [50].

Позиционирането на ентероендокринните клетки близо до лумена, както и чревната микробиота улеснява взаимодействието с чревните микроби чрез произведените метаболити, като по този начин поддържа секрецията на специфични пептидни хормони.

Освен това, метаболитите, синтезирани от микробиотата, често се приемат от кръвоносната система, докато метаболитите с форми, подобни на тези на захарите и витамините, се транспортират с помощта на специфични транспортери [51].

Метаболитите също могат да преминат през мембраната, ако епителът е нарушен, позволявайки на други микроби да избягат от бариерата, което води до микробен дисбаланс или дисбиоза, последвана от възпаление.

Следователно кръвоносната система контролира предаването на сигнали към мозъка заедно с транспортирането на метаболити. Чревната микробиота освобождава молекули като липополизахариди (LPSs) и пептидогликани, които предизвикват имунния отговор. В специфични случаи LPS-синтезиращите грам-отрицателни бактерии се изместват от червата към кръвоносната система, като по този начин активират периферните имунни реакции.

Експериментите показват развитието на поведенчески дефекти като депресия в резултат на активиране на периферния имунитет [52].

Проучванията с мишки без микроби показват връзка между чревните микроби и получения имунен отговор, като по този начин предполагат влиянието на микробиотата върху нервните функции чрез имунния отговор [53].

Освен това микробиомът на червата може да взаимодейства с мозъка чрез експресията и синтеза на невротрансмитери като серотонин, GABA, мелатонин, хистамин и ацетилхолин и невротрофични фактори като мозъчен невротрофичен фактор (BDNF), който от своя страна влияе върху активността на ENS [54, 55].

Едно проучване предполага, че свързаната с растежа микробиота може да улесни развитието на ранни неврони чрез процес, известен като неврогенеза, както и олигодендроцити и че това може да бъде медиирано от ефектите на невровъзпалението и циркулиращия IGF-1 [56].

Друго проучване, използващо модели на възрастни свободни от микроби мишки, показва, че липсата на нормална чревна микробиота е свързана с повишена пропускливост на кръвно-мозъчната бариера (BBB) ​​[57].

Ролята на мозъка в модулирането на чревните функции

Мозъкът играе водеща роля в контролирането на функциите на червата (т.е. вариации в подвижността, киселинна секреция, мукозалимунен отговор, осигуряване на правилното поддържане на мукусния слой и биофилма) [58].

Мозъкът също има тенденция да влияе върху състава на микробиотата, както и върху нейната функция чрез промени в чревната пропускливост. Едно проучване предполага, че острият стрес допринася за морфологична промяна на епителната бариера на дебелото черво и по-ниска експресия на мРНК на плътно свързващия протеин ZO-2 [59] и по този начин може да позволи на чревните микроорганизми да дифундират. Мозъкът насочва имунните функции чрез ANS.

ЦНС може също да повлияе на активността на мастоцитите и освобождаването на медиатор от мастоцитите може да доведе до чревна дисфункция. Едно проучване предполага, че стресът може да модулира активността на мастоцитите и да доведе до освобождаване на хистамин и триптаза [60].

Продукти от мастни клетки, като кортикотропин-освобождаващ фактор, са склонни да повишават пропускливостта на епитела, като по този начин улесняват бактериалния достъп до имунните клетки в lamina propria. Лекият стрес при възрастни плъхове в резултат на неонатално разделяне на майката е свързан с развитието на дисфункция на бариера на дебелото черво, предизвикана от кортикотропин- освобождаващи хормонални рецептори [61].

Лабораторни експерименти при мишки показват, че двустранната обонятелна булбектомия води до индуциране на депресия, което води до по-висока експресия на централен кортикотропин-освобождаващ хормон, както и нива на серотонин [62].

Установено е, че тези промени са свързани с променен чревен микробен профил. Секрецията на норепинефрин по време на стрес води до експресия на вирулентност на Pseudomonas aeruginosa, която може да причини чревен сепсис [63] и по този начин стресът може да доведе до експресия на фактори на вирулентност от специфични чревни микроорганизми в подходящия гостоприемник.

Норепинефринът също индуцира пролиферацията на много различни щамове чревни микроби и може да доведе до по-голям растеж на патогенни и непатогенни Escherichia coli.

Доказателствата показват, че чревната микробиота играе ключова роля в двупосочната комуникация между червата и нервната система. Взаимодействието му с ЦНС е свързано с тревожност, стрес и функция на паметта. В допълнение, ЦНС също има тенденция да повлиява микробния състав чрез нарушаване на местообитанието на лигавицата.

Ето как чревната микробна общност влияе на човешкия мозък и обикновено на цялото тяло, тъй като мозъкът определя как трябва да функционира човешкото тяло. Следователно значително нарушаване на чревната микробиота може да доведе до увреждане на цялостната функция на тялото и следователно да причини или да допринесе за появата или прогресията на специфични заболявания или здравословни усложнения.

Отново, поради директната комуникация с мозъка, въздействието върху неврологичната функция е по-разпространено от други усложнения, проявяващи се в резултат на увреждане на ЦНС от нарушаване на микробиомната общност.

Асоциация на чревни микроорганизми с неврологични разстройства

Разстройство от аутистичния спектър

Разстройството от аутистичния спектър (ASD) е невропсихиатрично разстройство, което се характеризира със стереотипно поведение, когнитивна неспособност и дефицит в комуникацията или социалните взаимодействия [64,65].

Терминът "спектър" показва вариации във вида и тежестта на симптомите; пациентите с лек диапазон е вероятно да функционират самостоятелно, докато тези с тежки симптоми може да се нуждаят от значителна подкрепа в ежедневието си.

Заболяването възниква преди 3-годишна възраст, обикновено засяга едно на всеки 68 chi деца и е четири пъти по-разпространено при мъжете, отколкото при жените [66,67]. Освен че е хетерогенно, разстройството се характеризира с неясна патофизиология, както и с етиологични механизми, свързани с увредената чревна микробиота, като глутаматна ексцитотоксичност, оксидативен стрес, стрес и невровъзпаление [68].

Физиологичните фактори, които са склонни да подчертават влиянието на чревната микробиота върху аутизма, могат да включват автоимунни реакции, хранителни реакции, заболяване на горната част на стомашно-чревния тракт, необичайни изпражнения, аутистичен ентероколит, синдром на пропускливи черва, прекомерно възпаление, анормални нива на глутатион и нередовни нива на метали или минерали [69].

При деца с аутизъм, чревната пропускливост може да доведе до пропускливост, което води до абсорбция на невротоксични молекули през чревната мембрана, увредена от възпаление, което води до неврологични разстройства [70,71].

След развитието на пропускливи черва, което позволява на молекулите да навлязат в кръвния поток, с течение на времето може да се появи имунна активация, увреждане на тъканите и увреждане на мозъчната тъкан.

Опиоидните пептиди, произведени от определени диети, могат също да повлияят на подобни на аутизма поведенчески модели, като намалена социализация, намален отговор на болка, необичаен език и самообидно или повтарящо се поведение чрез намеса във функцията на невротрансмитерите.

Директната връзка обаче все още не е установена. Освен това проучванията показват, че децата с ASD предпочитат нишестета, закуски и преработени храни, като същевременно отхвърлят плодове, зеленчуци и протеини [72,73].

Въпреки че дисбалансът в чревната микробиота може да доведе до чревна дисбиоза, няколко патогенни бактерии могат да доведат до неврологични разстройства при наличие на отслабена имунна система.

Токсините, произведени от бактериите, могат да се натрупат в кръвта, което води до объркване, делириум и дори кома. Известно е също, че дрождите допринасят за неврологични заболявания, тъй като е известно, че произвеждат допринасящите химикали и също така са открити повишени нива при пациенти с ASD [74].

Свързващата етиология между чревната микробиота и аутизма беше потвърдена, след като трансплантацията на чревна микробиота от донори с аутизъм в свободни от микроби мишки доведе до индуциране на аутистично поведение в модел на гризач [75].

Хипотеза на Williams et al. предполага, че децата с ASD нямат Bacteroidetes, които са важни двигатели на храносмилането на полизахаридите, и следователно пациентите с ASD не само имат аномална способност за разграждане на въглехидрати, но също така имат мукозна дисбиоза [76].

След това метагеномният анализ показа, че пациентите с ASD са имали намалени Bacteroidetes, увеличение на съотношението на Firmicutes към Bacteroidetes и увеличение на Betaproteobacteria [77].

Освен това, пиросеквениращо изследване на фекална микрофлора разкрива големи разлики в Actinobacteria и Proteobacterium phyla в сравнение със здрави контроли [76]. Това пиросеквениращо проучване, заедно с три други проучвания, също разкрива увеличен брой видове Desulfovibrio и Bacteroides vulgatus в изпражненията на пациенти с ASD [78–80].

Видовете Desulfovibrio също са свързани с повишено производство на пропионова киселина, което може да допринесе за патогенезата на ASD [81]. В допълнение, по-ниските нива на Akkermansia, бактерии, които разграждат муцина при деца с ASD, показват по-тънка стомашно-чревна мукозна бариера в сравнение с контролите. Това може да доведе до нарушена чревна пропускливост при деца с ASD [82,83].

Друго проучване показа, че броят и типът на видовете Clostridium и Ruminococcus се различават значително при нормалните деца в сравнение с децата с ASD, когато се култивират, като се използват основни техники за анаеробно култивиране за преброяване и изолиране на микроорганизми, последвано от PCR насочване на 16SrDNA в изолатите [78].

След това проучване на Song et al. демонстрира, че Clostridium cluster групи I и XI и Clostridium bolteae са значително по-високи при деца с аутизъм, когато се използва количествена PCR в реално време [84].

For more information:1950477648nn@gmail.com