Perspektivy střevních mikroorganismů a neurologických onemocnění 2. část

Složení střevní mikroflóry při modulaci nervových funkcí

Experimenty na bezmikrobních zvířatech prokázaly, že kolonizace střevní mikroflóry je klíčovým požadavkem pro vývoj CNS a ENS a že neefektivní kolonizace mikroflóry vede k expresi změněných genů a syntéze neurotransmiterů a také ke změně střevních senzoricko-motorických funkcí. 41–45].

Vztah mezi střevní flórou a pamětí je výzkumnou oblastí, které je v posledních letech věnována velká pozornost. Studie zjistily, že mikroorganismy ve střevní flóře jsou těsněji propojeny s mozkem, což ovlivňuje naše fyzické i duševní zdraví.

Za prvé, střevní flóra má důležitý vliv na fyzické zdraví. Mikroorganismy ve střevě mohou trávit potravu a produkovat živiny, které pomáhají udržovat fyzické zdraví. Když je střevní flóra nevyvážená, povede to k problémům, jako je špatné vstřebávání živin a poruchy imunitního systému, což se následně projeví na zdraví těla.

Střevní flóra však neovlivňuje pouze fyzické zdraví, ale úzce souvisí i s pamětí. Studie prokázaly, že mikroorganismy ve střevní flóře se mohou ze střev dostat do krevního oběhu a mozku a ovlivnit jejich funkce. Nerovnováha střevní flóry může zvýšit riziko Alzheimerovy choroby a dalších neurodegenerativních onemocnění.

Střevní flóra přitom ovlivňuje i emoce a psychický stav. Bakterie ve střevě uvolňují chemické látky, které ovlivňují uvolňování neurotransmiterů v mozku, a tím ovlivňují psychický stav. To je důvod, proč se někdy cítíme nepříjemně v žaludku a stáváme se podrážděnými.

Proto je udržování zdraví střevní flóry velmi důležité pro zdraví celého našeho těla. Jak si udržet zdraví střev? První věcí je držet se pravidelné stravy, udržovat zdravou strukturu stravy, jíst více potravin bohatých na vlákninu a jíst méně zpracovaných potravin a potravin s vysokým obsahem tuku a cukru. Druhým je zaměřit se na cvičení a snižování stresu, udržovat šťastnou mentalitu a pozitivní přístup k životu, aby se snížil negativní dopad střev a psychologie.

Konečně bychom si měli uvědomit, že střevní flóra úzce souvisí s naším zdravím. Věnujte pozornost udržení střevního a psychického zdraví, pečujte o své tělo z mnoha aspektů, jako je strava a cvičení, a snažte se mít lepší zdraví. Je vidět, že potřebujeme zlepšit paměť a Cistanche může výrazně zlepšit paměť, protože Cistanche má antioxidační, protizánětlivé účinky a účinky proti stárnutí, které mohou pomoci snížit oxidační a zánětlivé reakce v mozku, a tím chránit zdraví mozku. nervový systém. Kromě toho může Cistanche také podporovat růst a opravu nervových buněk, čímž zlepšuje konektivitu a funkci neuronové sítě. Tyto účinky mohou pomoci zlepšit paměť, schopnost učení a rychlost myšlení a mohou také zabránit výskytu kognitivní dysfunkce a neurodegenerativních onemocnění.

Kliknutím na možnost Know zlepšíte krátkodobou paměť

Podobně živiny přítomné v GI traktu spouštějí kaskády nervových a hormonálních dějů, které signalizují mozku o kontinuálních nutričních změnách. Aferentní nervová vlákna přenášejí informace ze střeva do subkortikálních a kortikálních center mozku a efektorová vlákna přenášejí informace do hladkých svalů střeva [46].

Střevní hormony uvolňované ze střevních buněk často přenášejí informace do mozku přímou komunikací s CNS prostřednictvím aferentních vláken. Jiné jsou přímo uvolňovány do oběhového systému, přičemž jejich účinky jsou obvykle pociťovány po vstupu do mozku [47].

Stimulace vagusového nervu parasympatického systému ANS je nezbytná pro to, aby střevní mikroflóra ovlivnila neurofyziologické funkce [48].

Experiment s vazektomizovanými myšmi neprokázal žádné známky progrese behaviorálních vlastností ani po léčbě probiotikem Lactobacillus rhamnosus, což naznačuje, že stimulace vagusového nervu a přenos signálů prostřednictvím vagusového nervu je zásadní pro vyvolání behaviorálních změn [49].

Přenos zprávy ze střeva do mozkového kmene stimulovaným vagusovým nervem přes jádra a uzlinový ganglion představuje reléové spojení vstup-mozek-mozková osa. Enteroendokrinní buňky vylučují peptidové hormony, které mají tendenci aktivovat bloudivý nerv, a proto přenášejí informace do mozku [50].

Umístění enteroendokrinních buněk v blízkosti lumen stejně jako střevní mikrobiota usnadňuje interakci se střevními mikroby prostřednictvím produkovaných metabolitů, čímž se udržuje sekrece specifických peptidových hormonů.

Kromě toho jsou metabolity syntetizované mikrobiotou často přijímány oběhovým systémem, zatímco metabolity s tvarem podobným cukrům a vitamínům jsou transportovány prostřednictvím specifických transportérů [51].

Metabolity mohou také projít membránou, pokud je epitel porušen, což umožní ostatním mikrobesům uniknout bariérou, což vede k mikrobiální nerovnováze nebo dysbióze následované zánětem.

Proto oběhový systém řídí přenos signálů do mozku spolu s transportem metabolitů. Střevní mikroflóra uvolňuje molekuly, jako jsou lipopolysacharidy (LPS) a peptidoglykany, které spouštějí imunitní odpověď. Ve specifických případech jsou gramnegativní bakterie syntetizující LPS vytlačeny ze střeva do oběhového systému, čímž se aktivují periferní imunitní reakce.

Experimenty demonstrují vývoj defektů chování, jako je deprese, v důsledku aktivace periferní imunity [52].

Studie na bezmikrobních myších ukazují korelaci mezi střevními mikroby a výslednou imunitní odpovědí, což naznačuje vliv mikrobioty na nervové funkce prostřednictvím imunitní odpovědi [53].

Kromě toho může střevní mikrobiom interagovat s mozkem prostřednictvím exprese a syntézy neurotransmiterů, jako je serotonin, GABA, melatonin, histamin a acetylcholin, a neurotrofických faktorů, jako je neurotrofický faktor odvozený od mozku (BDNF), který zase ovlivňuje aktivitu ENS [54, 55].

Jedna studie naznačila, že mikrobiota spojená s růstem může usnadnit vývoj časných neuronů prostřednictvím procesu známého jako neurogeneze, stejně jako oligodendrocytů, a že to může být zprostředkováno účinky neurozánětu a cirkulujícího IGF-1 [56].

Další studie využívající modely dospělých bezmikrobních myší ukázala, že nedostatek normální střevní mikroflóry je spojen se zvýšenou permeabilitou hematoencefalické bariéry (BBB) ​​[57].

Úloha mozku v modulaci střevních funkcí

Mozek hraje vedoucí roli v řízení střevních funkcí (tj. variace motility, sekrece kyselin, slizniční imunitní odpověď, zajištění správného udržování slizniční vrstvy a biofilmu) [58].

Mozek má také tendenci ovlivňovat složení mikrobioty i její funkci prostřednictvím změn střevní propustnosti. Jedna studie naznačila, že akutní stres přispívá k morfologické alteraci epiteliální bariéry tlustého střeva a expresi dolní mRNA proteinu ZO -2 [59], a tak může umožnit difúzi střevních mikroorganismů. Mozek řídí imunitní funkce prostřednictvím ANS.

CNS může také ovlivnit aktivitu žírných buněk a uvolnění mediátoru žírných buněk může vést k dysfunkci střev. Jedna studie naznačila, že stres může modulovat aktivitu žírných buněk a vést k uvolnění histaminu a tryptázy [60].

Produkty žírných buněk, jako je faktor uvolňující kortikotropin, mají tendenci zvyšovat permeabilitu epitelu, a tím usnadňovat přístup bakterií k imunitním buňkám v lamina propria. uvolňující hormonální receptory [61].

Laboratorní experimenty na myších ukázaly, že bilaterální bulbektomie čichu vede k indukci deprese, což má za následek vyšší expresi centrálního hormonu uvolňujícího kortikotropin a také hladiny serotoninu [62].

Bylo zjištěno, že tyto změny jsou spojeny se změněným střevním mikrobiálním profilem. Sekrece norepinefrinu během stresu vede k expresi virulence Pseudomonas aeruginosa, která může způsobit střevní sepsi [63], a stres tak může vést k expresi faktorů virulence specifickými střevními mikroorganismy u příslušného hostitele.

Norepinefrin také vyvolává proliferaci mnoha různých kmenů střevních mikrobů a může vést k většímu růstu patogenních a nepatogenních Escherichia coli.

Důkazy ukazují, že střevní mikroflóra hraje klíčovou roli v obousměrné komunikaci mezi střevem a nervovým systémem. Jeho interakce s CNS je spojena s úzkostí, stresem a funkcí paměti. Kromě toho má CNS také tendenci ovlivňovat mikrobiální složení prostřednictvím narušení slizničního prostředí.

Takto komunita střevních mikrobů ovlivňuje lidský mozek a obvykle celé tělo, protože mozek definuje, jak by mělo lidské tělo fungovat. Významné narušení střevní mikroflóry tedy může vést k narušení celkové tělesné funkce a tím způsobit nebo přispět ke vzniku nebo progresi konkrétních onemocnění nebo zdravotních komplikací.

Opět platí, že díky přímé komunikaci s mozkem jsou impaktní neurologické funkce častější než jiné komplikace projevující se v důsledku poškození CNS narušením mikrobiomové komunity.

Asociace střevních mikroorganismů s neurologickými poruchami

Porucha autistického spektra

Porucha autistického spektra (ASD) je neuropsychiatrická porucha, která se vyznačuje stereotypním chováním, městskou kognitivní neschopností a deficity v komunikaci nebo sociálních interakcích [64,65].

Termín „spektrum“ označuje variace v typu a závažnosti symptomů; pacienti s mírným rozsahem budou pravděpodobně fungovat nezávisle, zatímco pacienti s vážnými příznaky mohou vyžadovat značnou podporu ve svém každodenním životě.

Onemocnění vzniká před 3. rokem věku, obvykle postihuje jedno z každých 68 chi dětí a je čtyřikrát častější u mužů než u žen [66,67]. Kromě toho, že je heterogenní, je porucha charakterizována nejasnou patofyziologií a také etiologickými mechanismy souvisejícími s narušenou střevní mikroflórou, jako je glutamátová excitotoxicita, oxidační stres, stres a neurozánět [68].

Fyziologické faktory, které mají tendenci zdůrazňovat vliv střevní mikroflóry na autismus, mohou zahrnovat autoimunitní reakce, potravinové reakce, onemocnění horní části GI, abnormální stolici, autistickou enterokolitidu, syndrom prosakujícího střeva, nadměrný zánět, aberantní hladiny glutathionu a nepravidelné hladiny kovů nebo minerálů [69].

U dětí s autismem může střevní permeabilita vést k prosakování, což má za následek absorpci neurotoxických molekul přes střevní membránu poškozenou zánětem, což vede k neurologickým poruchám [70,71].

Po vývoji netěsného střeva, které umožňuje molekulám vstoupit do krevního řečiště, se může časem objevit imunitní aktivace, poškození tkání a poškození mozkové tkáně.

Opioidní peptidy produkované určitými dietami mohou také ovlivňovat vzorce chování podobné autismu, jako je snížená socializace, snížená reakce na bolest, abnormální jazyk a sebeobtěžující nebo opakující se chování prostřednictvím interference s funkcí neurotransmiterů.

Přímá souvislost však dosud nebyla identifikována. Studie dále zjistily, že děti s PAS preferují škroby, svačiny a zpracované potraviny, zatímco odmítají ovoce, zeleninu a bílkoviny [72,73].

Ačkoli nerovnováha ve střevní mikrobiotě může vést ke střevní dysbióze, několik patogenních bakterií může vést k neurologickým poruchám v přítomnosti oslabeného imunitního systému.

Toxiny produkované bakteriemi se mohou hromadit v krevním řečišti, což vede ke zmatenosti, deliriu a dokonce kómatu. Je také známo, že kvasinky přispívají k neurologickým onemocněním, protože je známo, že produkují přispívající chemické látky, a také byly zjištěny zvýšené hladiny u pacientů s ASD [74].

Etiologie propojení mezi střevní mikroflórou a autismem byla potvrzena poté, co transplantace střevní mikroflóry od autistických dárců do bezmikrobních myší vedla k indukci autistického chování u modelu hlodavců [75].

Hypotéza Williamse a kol. naznačuje, že dětem s ASD chybí bakterie Bacteroidetes, které jsou důležitými hybateli trávení polysacharidů, a proto pacienti s ASD mají nejen anomální schopnost štěpení sacharidů, ale mají také slizniční dysbiózu [76].

Následně metagenomická analýza ukázala, že u pacientů s ASD došlo ke snížení počtu bakterií rodu Bacteroidetes, zvýšení poměru Firmicutes k Bacteroidetes a zvýšení počtu betaproteobakterií [77].

Kromě toho pyrosekvenační studie fekální mikroflóry odhalila velké rozdíly u Actinobacteria a Proteobacterium phyla ve srovnání se zdravými kontrolami [76]. Tato pyrosekvenační studie spolu s dalšími třemi studiemi také odhalila zvýšený počet druhů Desulfovibrio a Bacteroides vulgatus ve stolici pacientů s ASD [78–80].

Druhy Desulfovibrio jsou také spojeny se zvýšenou produkcí kyseliny propionové, která by mohla přispět k patogenezi ASD [81]. Navíc nižší hladiny Akkermansie, bakterií, které degradují mucin u dětí s ASD, indikovaly tenčí GI slizniční bariéru ve srovnání s kontrolami. To může vést ke zhoršené propustnosti střeva u dětí s ASD [82,83].

Další studie ukázala, že počet a typ druhů Clostridium a Ruminococcus se významně lišily u normálních dětí ve srovnání s dětmi s ASD při kultivaci s použitím základních anaerobních kultivačních technik k počítání a izolaci mikroorganismů s následným zacílením 16SrDNA v izolátech pomocí PCR [78].

V návaznosti na to studie Song et al. prokázali, že skupiny Clostridium cluster I a XI a Clostridium bolteae byly významně vyšší u dětí s autismem při použití kvantitativní PCR v reálném čase [84].

For more information:1950477648nn@gmail.com