Tarmmikroorganismer og neurologiske sygdomsperspektiver, del 2

Tarmmikrobiotasammensætning i modulerende nervefunktioner

Eksperimenter på kimfrie dyr har vist, at kolonisering af tarmmikrobiotaen er et nøglekrav for udviklingen af ​​CNS og ENS, og at ineffektiv kolonisering af mikrobiotaen fører til ændret genekspression og syntese af neurotransmittere samt ændrede sansemotoriske funktioner i tarmen. 41-45].

Forholdet mellem tarmflora og hukommelse har været et forskningsområde, der har fået stor opmærksomhed de seneste år. Undersøgelser har fundet ud af, at mikroorganismerne i tarmfloraen er tættere forbundet med hjernen, hvilket påvirker vores fysiske og mentale sundhed.

Først og fremmest har tarmfloraen en vigtig indflydelse på det fysiske helbred. Mikroorganismer i tarmen kan fordøje mad og producere næringsstoffer for at hjælpe med at opretholde fysisk sundhed. Når tarmfloraen er ubalanceret, vil det føre til problemer som dårlig optagelse af næringsstoffer og forstyrrelser i immunsystemet, som igen vil påvirke kroppens sundhed.

Men tarmfloraen påvirker ikke kun det fysiske helbred, men er også tæt forbundet med hukommelsen. Undersøgelser har vist, at mikroorganismer i tarmfloraen kan komme ind i blodcirkulationen og hjernen fra tarmene og påvirke deres funktioner. Ubalance i tarmfloraen kan øge risikoen for Alzheimers sygdom og andre neurodegenerative sygdomme.

Samtidig påvirker tarmfloraen også følelser og mental tilstand. Bakterier i tarmen frigiver kemikalier, der påvirker frigivelsen af ​​neurotransmittere i hjernen og derved påvirker den mentale tilstand. Det er derfor, vi nogle gange føler os utilpas i maven og bliver irritable.

Derfor er det meget vigtigt at opretholde sundheden i tarmfloraen for hele vores krops sundhed. Hvordan opretholder man tarmsundheden? Den første ting er at holde sig til den almindelige kost, opretholde en sund koststruktur, spise flere fødevarer, der er rige på kostfibre, og spise mindre forarbejdede fødevarer og fødevarer med højt fedtindhold og højt sukkerindhold. Den anden er at fokusere på motion og stressreduktion, opretholde en glad mentalitet og en positiv holdning til livet for at reducere den negative påvirkning af tarmen og psykologien.

Endelig bør vi indse, at tarmfloraen er tæt forbundet med vores helbred. Vær opmærksom på at opretholde tarm og psykologisk sundhed, pas på din krop fra mange aspekter såsom kost og motion, og få dig selv til at få et bedre helbred. Det kan ses, at vi er nødt til at forbedre hukommelsen, og Cistanche kan forbedre hukommelsen markant, fordi Cistanche har antioxidant-, anti-inflammatoriske og anti-aldringseffekter, som kan hjælpe med at reducere oxidation og inflammatoriske reaktioner i hjernen og derved beskytte sundheden i hjernen. nervesystemet. Derudover kan Cistanche også fremme vækst og reparation af nerveceller og derved forbedre forbindelsen og funktionen af ​​det neurale netværk. Disse effekter kan hjælpe med at forbedre hukommelsen, indlæringsevnen og tænkehastigheden og kan også forhindre forekomsten af ​​kognitiv dysfunktion og neurodegenerative sygdomme.

Klik på Kend for at forbedre korttidshukommelsen

Tilsvarende initierer næringsstoffer, der er til stede i mave-tarmkanalen, kaskader af neurale og hormonelle hændelser, hvilket signalerer hjernen om kontinuerlige ernæringsmæssige ændringer. Afferente nervefibre transporterer information fra tarmen til de subkortikale og kortikale centre i hjernen, og effektorfibre transporterer information til de glatte muskler i tarmen [46].

Tarmhormoner, der frigives fra tarmcellerne, overfører ofte information til hjernen ved direkte at kommunikere med CNS gennem de afferente fibre. Andre frigives direkte til kredsløbssystemet, og deres virkninger kan normalt mærkes efter at de kommer ind i hjernen [47].

Vagusnervestimulering af det parasympatiske system i ANS er afgørende for, at tarmmikrobiotaen kan påvirke neurofysiologisk funktion [48].

Et eksperiment med vasektomiserede mus viste ingen tegn på progression i adfærdsegenskaber, selv efter behandling med probiotikaet Lactobacillus rhamnosus, hvilket indikerer, at stimulering af vagusnerven og transmission af signaler via vagusnerven er afgørende for at skabe adfærdsændringer [49].

Overførsel af beskeden fra tarmen til hjernestammen af ​​den stimulerede vagusnerve via kernerne og knudeganglion repræsenterer relæinput-hjerne-hjerne-akseforbindelsen. Enteroendokrine celler udskiller peptidhormoner, som har en tendens til at aktivere vagusnerven og dermed overføre information til hjernen [50].

Placeringen af ​​enteroendokrine celler tæt på lumen såvel som tarmmikrobiota letter interaktion med tarmmikroberne via de producerede metabolitter, og opretholder således sekretionen af ​​specifikke peptidhormoner.

Desuden optages metabolitter syntetiseret af mikrobiotaen ofte af kredsløbssystemet, hvorimod metabolitter med former, der ligner sukkerarter og vitaminer, transporteres via specifikke transportører [51].

Metabolitter kan også passere membranen, hvis epitelet er brudt, hvilket tillader andre mikrobester at undslippe barrieren, hvilket resulterer i mikrobiel ubalance eller dysbiose efterfulgt af inflammation.

Derfor styrer kredsløbssystemet transmissionen af ​​signaler til hjernen sammen med metabolittransport. Tarmmikrobiotaen frigiver molekyler såsom lipopolysaccharider (LPS'er) og peptidoglycaner, som udløser immunresponset. I specifikke tilfælde fortrænges LPS-syntetiserende gram-negative bakterier fra tarmen til kredsløbssystemet og aktiverer dermed perifere immunreaktioner.

Eksperimenter viser udviklingen af ​​adfærdsdefekter såsom depression som følge af perifer immunaktivering [52].

Undersøgelser med bakteriefri mus viser en korrelation mellem tarmmikrober og det resulterende immunrespons, hvilket tyder på indflydelsen af ​​themicrobiota på neurale funktioner via immunresponset [53].

Derudover kan tarmmikrobiomet interagere med hjernen via ekspression og syntese af neurotransmittere såsom serotonin, GABA, melatonin, histamin og acetylcholin og neurotrofiske faktorer såsom hjerneafledt neurotrofisk faktor (BDNF), som igen påvirker ENS aktivitet [54, 55].

En undersøgelse har antydet, at den vækstassocierede mikrobiota kan lette udviklingen af ​​tidlige neuroner via en proces kendt som neurogenese såvel som oligodendrocytter, og at dette kan medieres af virkningerne af neuroinflammation og cirkulerende IGF-1 [56].

En anden undersøgelse med voksne kimfri mus-modeller viste, at mangel på normal tarmmikrobiota er forbundet med øget permeabilitet af blod-hjerne-barrieren (BBB) ​​[57].

Hjernens rolle i moduleringen af ​​tarmfunktioner

Hjernen spiller en førende rolle i at kontrollere tarmfunktioner (dvs. variationer i motilitet, syresekretion, mucosalimmun respons, sikring af korrekt vedligeholdelse af slimlaget og biofilmen) [58].

Hjernen har også en tendens til at påvirke mikrobiotasammensætningen såvel som dens funktion gennem ændringer i tarmens permeabilitet. En undersøgelse antydede, at akut stress bidrager til morfologisk ændring af epitelbarrieren i tyktarmen og lavere mRNA-ekspression af tight junction-proteinet ZO-2 [59] og dermed kan tillade tarmmikroorganismer at diffundere igennem. Hjernen styrer immunfunktioner gennem ANS.

CNS kan også påvirke mastcelleaktivitet, og mastcellemediatorfrigivelse kan føre til tarmdysfunktion. En undersøgelse antydede, at stress kan modulere mastcelleaktivitet og føre til frigivelse af histamin og tryptase [60].

Mastcelleprodukter såsom corticotropin-frigørende faktor har en tendens til at øge epitelpermeabiliteten og letter dermed bakteriel adgang til immunceller i lamina propria. Mild stress hos voksne rotter som følge af neonatal maternel adskillelse er forbundet med udviklingen af ​​colonbarrieredysfunktion induceret af corticotropin- frigivelse af hormonreceptorer [61].

Laboratorieeksperimenter i mus har vist, at bilateral olfaktorisk bulbektomi resulterer i induktion af depression, hvilket resulterer i højere ekspression af centralt corticotropin-frigivende hormon såvel som serotoninniveauer [62].

Disse ændringer viste sig at være forbundet med en ændret tarmmikrobiel profil. Noradrenalinsekretion under stress fører til Pseudomonas aeruginosa virulensekspression, som kan forårsage tarm-sepsis [63], og stress kan således føre til ekspression af virulensfaktorer af specifikke tarmmikroorganismer i den passende vært.

Noradrenalin inducerer også spredning af mange forskellige stammer af enteriske mikrober og kan føre til større vækst af patogene og ikke-patogene Escherichia coli.

Beviser indikerer, at tarmmikrobiotaen spiller en nøglerolle i tovejskommunikation mellem tarmen og nervesystemet. Dets interaktion med CNS er forbundet med angst, stress og hukommelsesfunktion. Derudover har CNS også en tendens til at påvirke mikrobiel sammensætning gennem forstyrrelse af slimhinden.

Det er sådan, det mikrobielle samfund i tarmen påvirker den menneskelige hjerne og normalt hele kroppen, da hjernen definerer, hvordan en menneskelig krop skal fungere. Derfor kan en betydelig forstyrrelse i tarmmikrobiotaen føre til svækkelse af den samlede kropsfunktion og dermed forårsage eller bidrage til opståen eller progressionen af ​​specifikke sygdomme eller sundhedskomplikationer.

Igen, på grund af den direkte kommunikation med hjernen, er virkningen af ​​neurologisk funktion mere udbredt end andre komplikationer, der manifesteres som et resultat af svækkelse af CNS ved forstyrrelse af mikrobiomsamfundet.

Sammenslutning af tarmmikroorganismer med neurologiske lidelser

Autismespektrumforstyrrelse

Autismespektrumforstyrrelse (ASD) er en neuropsykiatrisk lidelse, der er karakteriseret ved stereotyp adfærd, kognitiv manglende evne byer og underskud i kommunikation eller sociale interaktioner [64,65].

Udtrykket "spektrum" angiver variationer i symptomernes type og sværhedsgrad; patienter i det milde område vil sandsynligvis fungere uafhængigt, hvorimod de med alvorlige symptomer kan kræve betydelig støtte i deres daglige liv.

Sygdommen opstår før 3 års alderen, rammer normalt et af hver 68 chi-børn og er fire gange mere udbredt hos mænd end kvinder [66,67]. Ud over at være heterogen er lidelsen karakteriseret ved en obskur patofysiologi såvel som ætiologiske mekanismer relateret til den svækkede tarmmikrobiota, såsom glutamat excitotoksicitet, oxidativt stress, stress og neuroinflammation [68].

Fysiologiske faktorer, der har tendens til at fremhæve tarmmikrobiotaens indflydelse på autisme, kan omfatte autoimmune reaktioner, madreaktioner, øvre GI-sygdom, unormal afføring, autistisk enterocolitis, utæt tarmsyndrom, overdreven inflammation, afvigende glutathionniveauer og uregelmæssige metal- eller mineralniveauer [69].

Hos børn med autisme kan intestinal permeabilitet føre til en utæthed, hvilket resulterer i gthe i absorptionen af ​​neurotoksiske molekyler over en tarmmembran beskadiget af inflammation, hvilket fører til neurologiske lidelser [70,71].

Efter udviklingen af ​​en utæt tarm, som gør det muligt for molekyler at trænge ind i blodbanen, kan immunaktivering, vævsskader og hjernevævsskader opstå over tid.

Opioide peptider produceret af visse diæter kan også påvirke autisme-lignende adfærdsmønstre, såsom nedsat socialisering, nedsat respons på smerte, unormalt sprog og selvmisbrug eller gentagen adfærd gennem interferens med neurotransmitteres funktion.

Et direkte link er dog endnu ikke identificeret. Undersøgelser har endvidere observeret, at børn med ASD foretrækker stivelse, snacks og forarbejdet mad, mens de afviser frugt, grøntsager og proteiner [72,73].

Selvom en ubalance i tarmmikrobiotaen kan føre til tarmdysbiose, kan adskillige patogene bakterier føre til neurologiske lidelser i nærvær af et svækket immunsystem.

Toksiner produceret af bakterierne kan opbygges i blodbanen, hvilket fører til forvirring, delirium og endda koma. Gær er også kendt for at bidrage til neurologiske sygdomme, da de er kendt for at producere de medvirkende kemikalier og er også blevet fundet i forhøjede niveauer hos ASD-patienter [74].

Den forbindende ætiologi mellem tarmmikrobiota og autisme blev bekræftet efter transplantation af tarmmikrobiota fra autistiske donorer til bakteriefri mus førte til induktion af autistisk adfærd i en gnavermodel [75].

En hypotese af Williams et al. tyder på, at børn med ASD mangler Bacteroidetes, som er vigtige drivkræfter for polysaccharidfordøjelse, og derfor har ASD-patienter ikke kun unormal kulhydratnedbrydningsevne, men har også slimhindedysbiose [76].

Efter dette viste en metagenomisk analyse, at ASD-patienter havde øget Bacteroidetes, en stigning i forholdet mellem Firmicutes og Bacteroidetes og en stigning i Betaproteobacteria [77].

Desuden afslørede en pyrosekventeringsundersøgelse af fækal mikroflora store forskelle i Actinobacterium og Proteobacterium phyla sammenlignet med raske kontroller [76]. Denne pyrosekventeringsundersøgelse sammen med tre andre undersøgelser afslørede også et øget antal af Desulfovibrio-arter og Bacteroides vulgatus i afføring fra ASD-patienter [78-80].

Desulfovibrio-arter er også forbundet med øget propionsyreproduktion, hvilket kunne bidrage til ASD-patogenese [81]. Desuden indikerede lavere niveauer af Akkermansia, bakterier, der nedbryder mucin hos børn med ASD, en tyndere GI slimhindebarriere sammenlignet med kontroller. Dette kan føre til nedsat tarmpermeabilitet hos børn med ASD [82,83].

En anden undersøgelse viste, at antallet og typen af ​​Clostridium- og Ruminococcus-arter adskilte sig signifikant hos normale børn sammenlignet med ASD-børn, når de blev dyrket ved hjælp af grundlæggende anaerobe dyrkningsteknikker til at tælle og isolere mikroorganismer efterfulgt af PCR-målretning af 16SrDNA i isolaterne [78].

Efter dette, en undersøgelse af Song et al. viste, at Clostridium-klyngegruppe I og XI og Clostridium bolteae var signifikant højere hos børn med autisme, når kvantitativ realtids-PCR blev brugt [84].

For more information:1950477648nn@gmail.com