Črevesni mikroorganizmi in vidiki nevroloških bolezni, 2. del

Sestava črevesne mikrobiote pri moduliranju živčnih funkcij

Poskusi na živalih brez klic so pokazali, da je kolonizacija črevesne mikrobiote ključni pogoj za razvoj CNS in ENS in da neučinkovita kolonizacija mikrobiote povzroči spremenjeno ekspresijo in sintezo nevrotransmiterjev ter spremenjene senzorično-motorične funkcije črevesja. 41–45].

Razmerje med črevesno floro in spominom je raziskovalno področje, ki je v zadnjih letih prejelo veliko pozornosti. Študije so pokazale, da so mikroorganizmi v črevesni flori tesneje povezani z možgani, kar vpliva na naše telesno in duševno zdravje.

Prvič, črevesna flora pomembno vpliva na fizično zdravje. Mikroorganizmi v črevesju lahko prebavljajo hrano in proizvajajo hranila, ki pomagajo ohranjati telesno zdravje. Če je črevesna flora neuravnotežena, bo to povzročilo težave, kot so slaba absorpcija hranil in motnje imunskega sistema, kar bo vplivalo na zdravje telesa.

Črevesna flora pa ne vpliva samo na fizično zdravje, temveč je tesno povezana tudi s spominom. Študije so pokazale, da lahko mikroorganizmi črevesne flore iz črevesja preidejo v krvni obtok in možgane ter vplivajo na njihovo delovanje. Neravnovesje črevesne flore lahko poveča tveganje za Alzheimerjevo bolezen in druge nevrodegenerativne bolezni.

Hkrati pa črevesna flora vpliva tudi na čustva in psihično stanje. Bakterije v črevesju sproščajo kemikalije, ki vplivajo na sproščanje nevrotransmiterjev v možganih in s tem vplivajo na duševno stanje. Zato se včasih počutimo nelagodno v trebuhu in postanemo razdražljivi.

Zato je ohranjanje zdravja črevesne flore zelo pomembno za zdravje našega celotnega telesa. Kako ohraniti zdravje črevesja? Prva stvar je, da se držite običajne prehrane, vzdržujete zdravo strukturo prehrane, uživate več živil, bogatih s prehranskimi vlakninami, in uživate manj predelane hrane ter živil z visoko vsebnostjo maščob in sladkorja. Drugi je, da se osredotočite na vadbo in zmanjšanje stresa, ohranite srečno miselnost in pozitiven odnos do življenja, da zmanjšate negativni vpliv črevesja in psihologije.

Nazadnje se moramo zavedati, da je črevesna flora tesno povezana z našim zdravjem. Bodite pozorni na ohranjanje črevesnega in psihološkega zdravja, poskrbite za svoje telo z mnogih vidikov, kot sta prehrana in telesna vadba, ter poskrbite za boljše zdravje. Vidimo lahko, da moramo izboljšati spomin, Cistanche pa lahko bistveno izboljša spomin, ker ima Cistanche antioksidativne, protivnetne učinke in učinke proti staranju, kar lahko pomaga zmanjšati oksidacijo in vnetne reakcije v možganih ter tako ščiti zdravje živčnega sistema. Poleg tega lahko Cistanche spodbuja tudi rast in popravilo živčnih celic ter tako izboljša povezljivost in delovanje nevronske mreže. Ti učinki lahko pomagajo izboljšati spomin, sposobnost učenja in hitrost razmišljanja ter lahko tudi preprečijo pojav kognitivnih motenj in nevrodegenerativnih bolezni.

Kliknite Know za izboljšanje kratkoročnega spomina

Podobno hranila, prisotna v prebavnem traktu, sprožijo kaskade nevronskih in hormonskih dogodkov, ki možganom signalizirajo nenehne prehranske spremembe. Aferentna živčna vlakna prenašajo informacije iz črevesja v subkortikalne in kortikalne centre možganov, efektorska vlakna pa prenašajo informacije v gladke mišice črevesja [46].

Črevesni hormoni, ki se sproščajo iz črevesnih celic, pogosto prenašajo informacije v možgane tako, da neposredno komunicirajo z CNS prek aferentnih vlaken. Drugi se sproščajo neposredno v krvožilni sistem, njihovi učinki pa se običajno občutijo po vstopu v možgane [47].

Stimulacija vagusnega živca parasimpatičnega sistema ANS je bistvena za vpliv črevesne mikrobiote na nevrofiziološko funkcijo [48].

Poskus z vazektomiranimi mišmi ni pokazal znakov napredovanja vedenjskih lastnosti niti po zdravljenju s probiotikom Lactobacillus rhamnosus, kar kaže, da sta stimulacija vagusnega živca in prenos signalov preko vagusnega živca ključnega pomena za doseganje vedenjskih sprememb [49].

Prenos sporočila iz črevesja v možgansko deblo s stimuliranim vagusnim živcem prek jeder in ganglijskih vozlišč predstavlja relejno povezavo osi input-možgani-možgani. Enteroendokrine celice izločajo peptidne hormone, ki nagibajo k aktiviranju vagusnega živca in tako prenašajo informacije v možgane. [50].

Položaj enteroendokrinih celic blizu lumna in črevesne mikrobiote olajša interakcijo s črevesnimi mikrobi prek proizvedenih metabolitov, s čimer se ohranja izločanje specifičnih peptidnih hormonov.

Poleg tega presnovke, ki jih sintetizira mikrobiota, pogosto sprejme cirkulacijski sistem, medtem ko se presnovki z oblikami, podobnimi oblikam sladkorjev in vitaminov, prenašajo s posebnimi transporterji [51].

Metaboliti lahko tudi preidejo membrano, če je epitelij poškodovan, kar drugim mikroorganizmom omogoči, da uidejo pregradi, kar povzroči mikrobno neravnovesje ali disbiozo, ki ji sledi vnetje.

Zato obtočni sistem nadzoruje prenos signalov v možgane skupaj s transportom presnovkov. Črevesna mikrobiota sprošča molekule, kot so lipopolisaharidi (LPS) in peptidoglikani, ki sprožijo imunski odziv. V posebnih primerih se gramnegativne bakterije, ki sintetizirajo LPS, premaknejo iz črevesja v krvožilni sistem in tako aktivirajo periferne imunske reakcije.

Poskusi kažejo razvoj vedenjskih napak, kot je depresija, kot posledica aktivacije perifernega imunskega sistema [52].

Študije z mišmi brez klic kažejo korelacijo med črevesnimi mikrobi in posledično imunskim odzivom, kar kaže na vpliv njihove mikrobiote na živčne funkcije preko imunskega odziva [53].

Poleg tega lahko črevesni mikrobiom sodeluje z možgani prek izražanja in sinteze nevrotransmiterjev, kot so serotonin, GABA, melatonin, histamin in acetilholin, ter nevrotrofičnih dejavnikov, kot je možganski nevrotrofični faktor (BDNF), ki posledično vpliva na aktivnost ENS [54, 55].

Ena študija je pokazala, da lahko mikrobiota, povezana z rastjo, olajša razvoj zgodnjih nevronov prek procesa, znanega kot nevrogeneza, kot tudi oligodendrocitov in da to lahko posredujejo učinki nevrovnetja in krožečega IGF-1 [56].

Druga študija z uporabo modelov odraslih miši brez mikrobov je pokazala, da je pomanjkanje normalne črevesne mikrobiote povezano s povečano prepustnostjo krvno-možganske pregrade (BBB) ​​[57].

Vloga možganov pri modulaciji črevesnih funkcij

Možgani igrajo vodilno vlogo pri nadzoru črevesnih funkcij (tj. sprememb v gibljivosti, izločanju kisline, mukozno-imunskem odzivu, zagotavljanju ustreznega vzdrževanja plasti sluzi in biofilma) [58].

Možgani prav tako težijo k temu, da vplivajo na sestavo mikrobiote in njeno delovanje s spremembami črevesne prepustnosti. Ena študija je pokazala, da akutni stres prispeva k morfološki spremembi epitelne pregrade debelega črevesa in nižji ekspresiji mRNA proteina tesnega stika ZO-2 [59] in tako lahko črevesnim mikroorganizmom omogoči difuzijo skozi. Možgani usmerjajo imunske funkcije prek ANS.

Osrednje živčevje lahko vpliva tudi na aktivnost mastocitov, sproščanje mediatorja mastocitov pa lahko povzroči disfunkcijo črevesja. Ena študija je pokazala, da lahko stres modulira aktivnost mastocitov in povzroči sproščanje histamina in triptaze [60].

Izdelki iz mastocitov, kot je faktor sproščanja kortikotropina, ponavadi povečajo prepustnost epitelija in s tem olajšajo dostop bakterij do imunskih celic v lamina propria. Rahel stres pri odraslih podganah kot posledica neonatalne ločitve matere je povezan z razvojem disfunkcije pregrade debelega črevesa, ki jo povzroča kortikotropin- receptorje za sproščanje hormona [61].

Laboratorijski poskusi na miših so pokazali, da obojestranska olfaktorna bulbektomija povzroči indukcijo depresije, kar ima za posledico večjo ekspresijo centralnega hormona, ki sprošča kortikotropin, in ravni serotonina [62].

Ugotovljeno je bilo, da so te spremembe povezane s spremenjenim mikrobnim profilom črevesja. Izločanje norepinefrina med stresom povzroči izražanje virulence Pseudomonas aeruginosa, kar lahko povzroči črevesno sepso [63], zato lahko stres povzroči izražanje faktorjev virulence s specifičnimi črevesnimi mikroorganizmi v ustreznem gostitelju.

Norepinefrin inducira tudi proliferacijo številnih različnih sevov črevesnih mikrobov in lahko povzroči večjo rast patogene in nepatogene Escherichie coli.

Dokazi kažejo, da ima črevesna mikrobiota ključno vlogo pri dvosmerni komunikaciji med črevesjem in živčnim sistemom. Njegova interakcija z CNS je povezana z anksioznostjo, stresom in spominom. Poleg tega centralni živčni sistem prav tako vpliva na mikrobno sestavo z motnjami habitata sluznice.

Tako združba črevesnih mikrobov vpliva na človeške možgane in običajno na celotno telo, saj možgani določajo delovanje človeškega telesa. Zato lahko znatne motnje v črevesni mikrobioti povzročijo poslabšanje splošnega delovanja telesa in tako povzročijo ali prispevajo k nastanku ali napredovanju določenih bolezni ali zdravstvenih zapletov.

Tudi zaradi neposredne komunikacije z možgani so vplivi na nevrološke funkcije bolj razširjeni kot drugi zapleti, ki se kažejo kot posledica okvare centralnega živčnega sistema zaradi motenj mikrobiomske skupnosti.

Povezava črevesnih mikroorganizmov z nevrološkimi motnjami

Motnja avtističnega spektra

Motnja avtističnega spektra (ASD) je nevropsihiatrična motnja, za katero so značilna stereotipna vedenja, kognitivne nezmožnosti in pomanjkljivosti v komunikaciji ali socialnih interakcijah [64,65].

Izraz "spekter" označuje razlike v vrsti in resnosti simptomov; bolniki v blagem obsegu bodo verjetno delovali neodvisno, medtem ko lahko tisti s hudimi simptomi potrebujejo znatno podporo v vsakdanjem življenju.

Bolezen se pojavi pred 3. letom starosti, običajno prizadene enega od vsakih 68 chi otrok in je štirikrat pogostejša pri moških kot pri ženskah [66,67]. Poleg tega, da je heterogena, je za motnjo značilna nejasna patofiziologija in etiološki mehanizmi, povezani z oslabljeno črevesno mikrobioto, kot so ekscitotoksičnost glutamata, oksidativni stres, stres in nevrovnetje [68].

Fiziološki dejavniki, ki ponavadi poudarjajo vpliv črevesne mikrobiote na avtizem, lahko vključujejo avtoimunske reakcije, reakcije na hrano, bolezni zgornjega dela prebavil, nenormalno blato, avtistični enterokolitis, sindrom puščajočega črevesa, čezmerno vnetje, nenormalne ravni glutationa in nepravilne ravni kovin ali mineralov [69].

Pri otrocih z avtizmom lahko prepustnost črevesja povzroči puščanje, kar povzroči motnje v absorpciji nevrotoksičnih molekul preko črevesne membrane, poškodovane zaradi vnetja, kar povzroči nevrološke motnje [70,71].

Po razvoju puščajočega črevesa, ki molekulam omogoči vstop v krvni obtok, se lahko sčasoma pojavijo imunska aktivacija, poškodbe tkiva in poškodbe možganskega tkiva.

Opioidni peptidi, ki nastanejo pri določenih dietah, lahko prav tako vplivajo na avtizmu podobne vedenjske vzorce, kot so zmanjšana socializacija, zmanjšan odziv na bolečino, nenormalen jezik in samozlorabljivo ali ponavljajoče se vedenje z motnjami v delovanju nevrotransmiterjev.

Vendar neposredne povezave še ni bilo ugotovljeno. Študije so nadalje ugotovile, da imajo otroci z motnjami motenj spektra raje škrob, prigrizke in predelano hrano, medtem ko zavračajo sadje, zelenjavo in beljakovine [72,73].

Čeprav lahko neravnovesje v črevesni mikrobioti povzroči črevesno disbiozo, lahko številne patogene bakterije povzročijo nevrološke motnje v prisotnosti oslabljenega imunskega sistema.

Toksini, ki jih proizvajajo bakterije, se lahko kopičijo v krvnem obtoku, kar povzroči zmedenost, delirij in celo komo. Znano je tudi, da kvasovke prispevajo k nevrološkim boleznim, saj je znano, da proizvajajo kemikalije, ki prispevajo, in so bile ugotovljene tudi v povečanih ravneh pri bolnikih z ASD [74].

Etiologija povezave med črevesno mikrobioto in avtizmom je bila potrjena po presaditvi črevesne mikrobiote iz avtističnih darovalcev v miši brez mikrobov, kar je povzročilo indukcijo avtističnega vedenja v modelu glodalcev [75].

Hipoteza Williamsa et al. nakazuje, da otrokom z ASD primanjkuje Bacteroides, ki so pomembna gonilna sila prebave polisaharidov, zato imajo bolniki z ASD ne samo nepravilno sposobnost razgradnje ogljikovih hidratov, ampak imajo tudi mukozno disbiozo [76].

Po tem je metagenomska analiza pokazala, da so imeli bolniki z ASD zmanjšano število Bacteroidetes, povečanje razmerja med Firmicutes in Bacteroidetes ter povečanje Betaproteobacteria [77].

Poleg tega je študija pirosekvenciranja fekalne mikroflore pokazala velike razlike v vrstah Actinobacteria in Proteobacterium v ​​primerjavi z zdravimi kontrolami [76]. Ta študija pirosekvenciranja je skupaj s tremi drugimi študijami razkrila tudi povečano število vrst Desulfovibrio in Bacteroides vulgatus v blatu bolnikov z ASD [78–80].

Vrste desulfovibrio so povezane tudi s povečano proizvodnjo propionske kisline, kar bi lahko prispevalo k patogenezi ASD [81]. Poleg tega so nižje ravni Akkermansia, bakterij, ki razgrajujejo mucin pri otrocih z ASD, pokazale tanjšo pregrado sluznice prebavil v primerjavi s kontrolami. To lahko povzroči moteno prepustnost črevesja pri otrocih z ASD [82,83].

Druga študija je pokazala, da sta se število in vrsta vrst Clostridium in Ruminococcus bistveno razlikovala pri normalnih otrocih v primerjavi z otroki z motnjami motenj motenj pri gojenju z uporabo osnovnih anaerobnih tehnik gojenja za štetje in izolacijo mikroorganizmov, čemur je sledilo ciljanje PCR na 16SrDNA v izolatih [78].

Temu je sledila študija Song et al. je pokazalo, da so bile Clostridium cluster skupine I in XI ter Clostridium bolteae znatno višje pri otrocih z avtizmom, ko je bila uporabljena kvantitativna PCR v realnem času [84].

For more information:1950477648nn@gmail.com