Mikroorganizmy jelitowe i perspektywy chorób neurologicznych, część 2

Skład mikroflory jelitowej w modulowaniu funkcji nerwowych

Eksperymenty na zwierzętach wolnych od zarazków wykazały, że kolonizacja mikroflory jelitowej jest kluczowym wymogiem dla rozwoju OUN i ENS oraz że nieefektywna kolonizacja mikroflory prowadzi do zmienionej ekspresji genów i syntezy neuroprzekaźników, a także zmienionych funkcji czuciowo-motorycznych jelit. 41–45].

Związek między florą jelitową a pamięcią jest obszarem badań, któremu w ostatnich latach poświęcono wiele uwagi. Badania wykazały, że mikroorganizmy flory jelitowej są ściślej powiązane z mózgiem, co wpływa na nasze zdrowie fizyczne i psychiczne.

Przede wszystkim flora jelitowa ma istotny wpływ na zdrowie fizyczne. Mikroorganizmy w jelicie mogą trawić pokarm i wytwarzać składniki odżywcze pomagające zachować zdrowie fizyczne. Zaburzenie równowagi flory jelitowej prowadzi do problemów, takich jak słabe wchłanianie składników odżywczych i zaburzenia układu odpornościowego, co z kolei wpływa na zdrowie organizmu.

Jednak flora jelitowa wpływa nie tylko na zdrowie fizyczne, ale jest również ściśle powiązana z pamięcią. Badania wykazały, że mikroorganizmy flory jelitowej mogą przedostawać się z jelit do krwioobiegu i mózgu i wpływać na ich funkcje. Zaburzenie równowagi flory jelitowej może zwiększać ryzyko choroby Alzheimera i innych chorób neurodegeneracyjnych.

Jednocześnie flora jelitowa wpływa również na emocje i stan psychiczny. Bakterie w jelitach wydzielają substancje chemiczne, które wpływają na uwalnianie neuroprzekaźników w mózgu, wpływając w ten sposób na stan psychiczny. Dlatego czasami czujemy się niekomfortowo w żołądku i stajemy się rozdrażnieni.

Dlatego utrzymanie zdrowia flory jelitowej jest bardzo ważne dla zdrowia całego naszego organizmu. Jak zachować zdrowie jelit? Pierwszą rzeczą jest trzymanie się regularnej diety, utrzymywanie zdrowej struktury diety, spożywanie większej ilości produktów bogatych w błonnik pokarmowy i spożywanie mniej przetworzonej żywności oraz żywności o wysokiej zawartości tłuszczu i cukru. Drugim jest skupienie się na ćwiczeniach i redukcji stresu, utrzymanie szczęśliwej mentalności i pozytywnego nastawienia do życia, aby zmniejszyć negatywny wpływ jelit i psychologii.

Na koniec powinniśmy zdać sobie sprawę, że flora jelitowa jest ściśle powiązana z naszym zdrowiem. Zwróć uwagę na utrzymanie zdrowia jelit i zdrowia psychicznego, zadbaj o swoje ciało pod wieloma względami, takimi jak dieta i ćwiczenia, i zadbaj o lepsze zdrowie. Można zauważyć, że musimy poprawić pamięć, a Cistanche może znacząco poprawić pamięć, ponieważ Cistanche ma działanie przeciwutleniające, przeciwzapalne i przeciwstarzeniowe, co może pomóc w zmniejszeniu utleniania i reakcji zapalnych w mózgu, chroniąc w ten sposób zdrowie organizmu. układ nerwowy. Ponadto Cistanche może również promować wzrost i naprawę komórek nerwowych, poprawiając w ten sposób łączność i funkcjonowanie sieci neuronowej. Efekty te mogą pomóc poprawić pamięć, zdolność uczenia się i szybkość myślenia, a także mogą zapobiegać występowaniu dysfunkcji poznawczych i chorób neurodegeneracyjnych.

Kliknij Wiedz, aby poprawić pamięć krótkotrwałą

Podobnie składniki odżywcze obecne w przewodzie pokarmowym inicjują kaskady zdarzeń nerwowych i hormonalnych, sygnalizując mózgowi ciągłe zmiany w odżywianiu. Doprowadzające włókna nerwowe przenoszą informacje z jelit do podkorowych i korowych ośrodków mózgu, a włókna efektorowe przenoszą informacje do mięśni gładkich jelit [46].

Hormony jelitowe uwalniane z komórek jelitowych często przekazują informacje do mózgu poprzez bezpośrednią komunikację z OUN poprzez włókna doprowadzające. Inne uwalniane są bezpośrednio do układu krążenia, a ich działanie jest zwykle odczuwalne po przedostaniu się do mózgu [47].

Stymulacja nerwu błędnego układu przywspółczulnego AUN jest niezbędna, aby mikroflora jelitowa mogła wpływać na funkcje neurofizjologiczne [48].

Eksperyment na myszach poddanych wazektomii nie wykazał oznak poprawy właściwości behawioralnych nawet po leczeniu probiotykiem Lactobacillus rhamnosus, co wskazuje, że stymulacja nerwu błędnego i przekazywanie sygnałów przez nerw błędny ma kluczowe znaczenie w wywoływaniu zmian w zachowaniu [49].

Przekazywanie informacji z jelita do pnia mózgu przez stymulowany nerw błędny poprzez jądra i zwoje węzłowe reprezentuje połączenie przekaźnikowe wejście-mózg-oś mózgu. Komórki enteroendokrynne wydzielają hormony peptydowe, które mają tendencję do aktywacji nerwu błędnego, przekazując w ten sposób informacje do mózgu [50].

Umiejscowienie komórek enteroendokrynnych blisko światła jelita oraz mikroflory jelitowej ułatwia interakcję z drobnoustrojami jelitowymi poprzez wytwarzane metabolity, utrzymując w ten sposób wydzielanie specyficznych hormonów peptydowych.

Ponadto metabolity syntetyzowane przez mikroflorę są często pobierane przez układ krwionośny, natomiast metabolity o kształtach zbliżonych do cukrów i witamin są transportowane za pomocą specyficznych transporterów [51].

Metabolity mogą również przechodzić przez błonę, jeśli nabłonek zostanie uszkodzony, umożliwiając innym drobnoustrojom ucieczkę przez barierę, co powoduje brak równowagi mikrobiologicznej lub dysbiozę, a następnie stan zapalny.

Dlatego układ krążenia kontroluje przekazywanie sygnałów do mózgu wraz z transportem metabolitów. Mikroflora jelitowa uwalnia cząsteczki takie jak lipopolisacharydy (LPS) i peptydoglikany, które wyzwalają odpowiedź immunologiczną. W określonych przypadkach bakterie Gram-ujemne syntetyzujące LPS są przemieszczane z jelit do układu krążenia, aktywując w ten sposób obwodowe reakcje odpornościowe.

Eksperymenty wykazują rozwój wad zachowania, takich jak depresja, w wyniku obwodowej aktywacji układu odpornościowego [52].

Badania na myszach wolnych od zarazków wykazały korelację między drobnoustrojami jelitowymi a wynikającą z nich odpowiedzią immunologiczną, co sugeruje wpływ mikroflory na funkcje nerwowe poprzez odpowiedź immunologiczną [53].

Ponadto mikrobiom jelitowy może oddziaływać z mózgiem poprzez ekspresję i syntezę neuroprzekaźników, takich jak serotonina, GABA, melatonina, histamina i acetylocholina, oraz czynników neurotroficznych, takich jak neurotroficzny czynnik pochodzenia mózgowego (BDNF), co z kolei wpływa na aktywność ENS [54, 55].

Jedno z badań sugeruje, że mikroflora związana ze wzrostem może ułatwiać rozwój wczesnych neuronów poprzez proces znany jako neurogeneza, a także oligodendrocyty, i że może to wynikać z zapalenia układu nerwowego i krążącego IGF-1 [56].

Inne badanie na modelach dorosłych myszy wolnych od zarazków wykazało, że brak prawidłowej mikroflory jelitowej jest powiązany ze zwiększoną przepuszczalnością bariery krew-mózg (BBB) ​​[57].

Rola mózgu w modulacji funkcji jelit

Mózg odgrywa wiodącą rolę w kontrolowaniu funkcji jelit (tj. zmian w motoryce, wydzielaniu kwasu, odpowiedzi immunologicznej błon śluzowych, zapewnianiu prawidłowego utrzymania warstwy śluzu i biofilmu) [58].

Mózg ma również tendencję do wpływania na skład mikroflory i jej funkcję poprzez zmiany w przepuszczalności jelit. Jedno z badań sugeruje, że ostry stres przyczynia się do morfologicznych zmian bariery nabłonkowej okrężnicy i obniża ekspresję mRNA białka połączenia ścisłego ZO-2 [59], a zatem może umożliwiać przenikanie mikroorganizmów jelitowych. Mózg kieruje funkcjami odpornościowymi poprzez AUN.

OUN może również wpływać na aktywność komórek tucznych, a uwalnianie mediatorów komórek tucznych może prowadzić do dysfunkcji jelit. Jedno z badań sugeruje, że stres może modulować aktywność komórek tucznych i prowadzić do uwalniania histaminy i tryptazy [60].

Produkty komórek tucznych, takie jak czynnik uwalniający kortykotropinę, mają tendencję do zwiększania przepuszczalności nabłonka, ułatwiając w ten sposób bakteriom dostęp do komórek odpornościowych w blaszce właściwej. Łagodny stres u dorosłych szczurów w wyniku oddzielenia noworodków od matki jest związany z rozwojem dysfunkcji bariery okrężnicy wywołanej przez kortykotropinę uwalniając receptory hormonalne [61].

Doświadczenia laboratoryjne na myszach wykazały, że obustronna bulwektomia węchowa powoduje indukcję depresji, co skutkuje wyższą ekspresją ośrodkowego hormonu uwalniającego kortykotropinę, a także poziomem serotoniny [62].

Stwierdzono, że zmiany te są powiązane ze zmienionym profilem mikrobiologicznym jelit. Wydzielanie noradrenaliny podczas stresu prowadzi do ekspresji zjadliwości Pseudomonas aeruginosa, co może powodować posocznicę jelitową [63], a zatem stres może prowadzić do ekspresji czynników zjadliwości przez specyficzne mikroorganizmy jelitowe u odpowiedniego gospodarza.

Norepinefryna indukuje także proliferację wielu różnych szczepów drobnoustrojów jelitowych i może prowadzić do większego wzrostu patogennej i niepatogennej Escherichia coli.

Dowody wskazują, że mikroflora jelitowa odgrywa kluczową rolę w dwukierunkowej komunikacji między jelitami a układem nerwowym. Jego interakcja z OUN wiąże się z lękiem, stresem i funkcją pamięci. Ponadto OUN ma również tendencję do wpływania na skład drobnoustrojów poprzez zaburzenie siedliska błony śluzowej.

W ten sposób społeczność drobnoustrojów jelitowych wpływa na ludzki mózg i zwykle na całe ciało, ponieważ mózg określa, jak powinno funkcjonować ludzkie ciało. Dlatego też znaczące zakłócenia w mikroflorze jelitowej mogą prowadzić do upośledzenia ogólnych funkcji organizmu, a tym samym powodować lub przyczyniać się do wystąpienia lub postępu określonych chorób lub powikłań zdrowotnych.

Ponownie, ze względu na bezpośrednią komunikację z mózgiem, wpływ na funkcje neurologiczne jest częstszy niż inne powikłania objawiające się w wyniku upośledzenia OUN w wyniku zakłócenia społeczności mikrobiomu.

Związek mikroorganizmów jelitowych z zaburzeniami neurologicznymi

Zaburzenie ze spektrum autyzmu

Zaburzenie ze spektrum autyzmu (ASD) to zaburzenie neuropsychiatryczne charakteryzujące się stereotypowymi zachowaniami, niepełnosprawnością poznawczą w miastach oraz deficytami w komunikacji i interakcjach społecznych [64,65].

Termin „widmo” wskazuje na różnice w rodzaju i nasileniu objawów; pacjenci w łagodnym zakresie prawdopodobnie będą funkcjonować samodzielnie, podczas gdy pacjenci z ciężkimi objawami mogą wymagać znacznego wsparcia w codziennym życiu.

Choroba pojawia się przed 3. rokiem życia, dotyka zwykle jedno na 68 chi, dzieci i czterokrotnie częściej występuje u mężczyzn niż u kobiet [66,67]. Oprócz tego, że jest heterogenna, zaburzenie charakteryzuje się niejasną patofizjologią, a także mechanizmami etiologicznymi związanymi z upośledzoną mikroflorą jelitową, takimi jak ekscytotoksyczność glutaminianu, stres oksydacyjny, stres i zapalenie układu nerwowego [68].

Czynniki fizjologiczne, które zwykle podkreślają wpływ mikroflory jelitowej na autyzm, mogą obejmować reakcje autoimmunologiczne, reakcje pokarmowe, choroby górnego odcinka przewodu pokarmowego, nieprawidłowy stolec, autystyczne zapalenie jelit, zespół nieszczelnego jelita, nadmierne zapalenie, nieprawidłowy poziom glutationu oraz nieregularny poziom metali lub minerałów [69].

U dzieci autystycznych przepuszczalność jelit może prowadzić do nieszczelności, co skutkuje wchłanianiem cząsteczek neurotoksycznych przez błonę jelitową uszkodzoną w wyniku stanu zapalnego, co prowadzi do zaburzeń neurologicznych [70,71].

W następstwie rozwoju nieszczelnego jelita, które umożliwia cząsteczkom przedostawanie się do krwioobiegu, z czasem może nastąpić aktywacja układu odpornościowego, uszkodzenie tkanek i uszkodzenie tkanki mózgowej.

Peptydy opioidowe wytwarzane w wyniku niektórych diet mogą również wpływać na wzorce zachowania przypominające autyzm, takie jak zmniejszona socjalizacja, zmniejszona reakcja na ból, nieprawidłowy język oraz samoobelżywe lub powtarzalne zachowania poprzez zakłócanie funkcji neuroprzekaźników.

Jednakże bezpośrednie powiązanie nie zostało jeszcze zidentyfikowane. W badaniach zaobserwowano ponadto, że dzieci z ASD wolą skrobię, przekąski i przetworzoną żywność, odrzucając jednocześnie owoce, warzywa i białka [72,73].

Chociaż brak równowagi w mikroflorze jelitowej może prowadzić do dysbiozy jelitowej, kilka bakterii chorobotwórczych może prowadzić do zaburzeń neurologicznych w przypadku osłabienia układu odpornościowego.

Toksyny wytwarzane przez bakterie mogą gromadzić się w krwiobiegu, prowadząc do dezorientacji, delirium, a nawet śpiączki. Wiadomo również, że drożdże przyczyniają się do chorób neurologicznych, ponieważ wytwarzają przyczyniające się do nich substancje chemiczne, a także stwierdzono, że ich poziom jest podwyższony u pacjentów z ASD [74].

Powiązanie etiologii pomiędzy mikroflorą jelitową a autyzmem zostało potwierdzone po przeszczepieniu mikroflory jelitowej od autystycznych dawców myszom wolnym od zarazków, co doprowadziło do wywołania zachowań autystycznych w modelu gryzoni [75].

Hipoteza Williamsa i in. sugeruje, że dzieciom z ASD brakuje Bacteroidetes, które są ważnymi czynnikami stymulującymi trawienie polisacharydów, w związku z czym pacjenci z ASD mają nie tylko nieprawidłową zdolność rozkładu węglowodanów, ale także dysbiozę błony śluzowej [76].

Następnie analiza metagenomiczna wykazała, że ​​u pacjentów z ASD stwierdzono zmniejszenie liczby Bacteroidetes, zwiększenie stosunku Firmicutes do Bacteroidetes i zwiększenie liczby Betaproteobacteria [77].

Co więcej, badanie pirosekwencjonujące mikroflory kałowej ujawniło duże różnice w gromadach Actinobacteria i Proteobacterium w porównaniu ze zdrową grupą kontrolną [76]. To badanie pirosekwencjonowania wraz z trzema innymi badaniami również ujawniło zwiększoną liczbę gatunków Desulfovibrios i Bacteroides vulgatus w kale pacjentów z ASD [78–80].

Gatunki Desulfovibrio są również powiązane ze zwiększoną produkcją kwasu propionowego, co może przyczyniać się do patogenezy ASD [81]. Ponadto niższy poziom Akkermansia, bakterii rozkładającej mucynę u dzieci z ASD, wskazywał na cieńszą barierę śluzówkową przewodu pokarmowego w porównaniu z grupą kontrolną. Może to prowadzić do upośledzenia przepuszczalności jelit u dzieci z ASD [82,83].

Inne badanie wykazało, że liczba i rodzaj gatunków Clostridium i Ruminococcus różniły się znacząco u zdrowych dzieci w porównaniu z dziećmi z ASD, gdy były hodowane przy użyciu podstawowych technik hodowli beztlenowej w celu zliczenia i izolacji mikroorganizmów, a następnie ukierunkowane PCR na 16SrDNA w izolatach [78].

Następnie badanie Song i in. wykazali, że grupy klastrów Clostridium I i XI oraz Clostridium Bolleae były istotnie wyższe u dzieci z autyzmem, gdy stosowano ilościową PCR w czasie rzeczywistym [84].

For more information:1950477648nn@gmail.com