Микроорганизми црева и перспективе неуролошких болести, део 1

Гастроинтестинални тракт сваког здравог човека састоји се од јединственог скупа микробиоте црева која заједно садржи разнолику и сложену заједницу од преко 100 трилиона микроорганизама, укључујући бактерије, вирусе, археје, протозое и гљиве.

Археје су класа прокариота која постоји милијардама година у географској историји. Последњих година научници дубље проучавају археје и откривају њихову магију. Међу њима, највише изненађује однос археја и памћења.

Као што сви знамо, памћење је суштинска функција људског мозга. Ако изгубимо памћење, постаће веома тешко. Али да ли сте знали? Археје могу промовисати људско памћење.

Истраживања су показала да археје могу произвести супстанцу звану "лизергинска киселина", која може стимулисати активност неурона мозга и промовисати људско памћење. Лисергинска киселина такође може утицати на учесталост можданих таласа и побољшати памћење и способност учења променом ритма мозга.

Поред тога, археје такође могу побољшати наше расположење и квалитет сна. Здраво тело и емоционално стање важни су предуслови за одржавање памћења.

Стога, да бисмо одржали здрав мозак и јаку меморију, можемо спречити и лечити конзумирањем хране богате архејама. Храна попут јогурта и производа од ферментисане соје богата је архејама. Поред тога, понекад можемо наћи и састојке археје у здравственим производима.

Укратко, постоји блиска веза између археја и памћења. Правилном конзумацијом хране богате архејама, можемо одржати здрав мозак и јаку меморију, чинећи наш живот бољим. Види се да морамо побољшати своје памћење, а Цистанцхе може значајно побољшати памћење јер је Цистанцхе традиционални кинески медицински материјал са много јединствених ефеката, од којих је једно побољшање памћења. Ефикасност Цистанцхеа потиче од различитих активних састојака које садржи, укључујући танинску киселину, полисахариде, флавоноидне гликозиде, итд. Ови састојци могу да унапреде здравље мозга на много начина.

Кликните на сазнајте 10 начина за побољшање меморије

Микроби црева имају симбиотски однос са нашим телом. Састав микробиоте се обликује рано у животу сазревањем црева, на шта утиче неколико фактора.

Цревне бактерије су кључне у одржавању имунолошке и метаболичке хомеостазе и заштити од патогена. Дисбиоза цревне микробиоте је повезана не само са цревним поремећајима, већ и са ванцревним обољењима као што су метаболички и неуролошки поремећаји.

У овом прегледу, аутори су испитали различите студије које су откриле могуће хипотезе и везе у развоју неуролошких поремећаја повезаних са микробиомом црева.

Први нацрт достављен: 30. новембра 2020.; Прихваћено за објављивање: 20. маја 2021. године; Објављено на мрежи: 14. јула 2021.

Кључне речи: Алцхајмерова болест • анксиозност • поремећај аутистичног спектра • осовина црева и мозга • цревни микроорганизми • микробиом • мултипла склероза • неуролошка болест • Паркинсонова болест • шизофренија.

Микроорганизми из црева који живе у људском гастроинтестиналном (ГИ) тракту су суштински део људског развоја, јер служе као највећа веза између домаћина, фактора животне средине и антигена у људском телу.

Број цревних микроба у нашим цревима премашује 1014, а сви су посвећени стварању обострано корисних односа (симбиозе) са телом. Бактерије, археје и еукариоти који насељавају гастроинтестинални тракт користе људима на неколико начина путем низа физиолошких функција, као што су јачање интегритета црева или обликовање цревног епитела, регулисање имунитета домаћина, заштита од патогена, прикупљање енергије и обезбеђивање хранљивих материја као што су витамини [1] .

Овај симбиотски однос је резултат неколико фактора животне средине који се иницирају током контакта између фетуса и вагиналне микробиоте током порођаја [2]. Микроорганизми у цревима играју значајну улогу у људском телу, који помажу у правилном расту и развоју.

Историјски гледано, цревни микроорганизми су сматрани благословом за људе као резултат ових корисних ефеката на здравље.

Међутим, изненађујуће, недавне студије су показале да микроби црева утичу на болести централног нервног система (ЦНС) због двосмерне комуникације између цревног микробиома и ЦНС познатог као оса микробиота-црева-мозак, а такође могу утицати на укупан развој и функцију мозга.

Неуроразвојни, неуродегенеративни и психијатријски поремећаји повезани су са модификацијама у количини цревне флоре. Сходно томе, недавно је идентификована повезаност између низа цревних микроорганизама и најчешћих облика неуролошких болести (нпр. Алцхајмерова болест [АД], мултипла склероза [МС], шизофренија).

Иако су механизми и улоге цревних микроорганизама у развоју ових болести слабо схваћени, неколико недавних студија је предложило различите могуће хипотезе које објашњавају како цревни микроорганизми могу утицати на њихов развој [3,4].

Овај преглед пружа свеобухватан преглед цревних микроорганизама и њиховог развоја, као и њихове улоге у људском телу и укључености у неуролошке болести, укључујући ажуриране хипотезе микробне патогенезе у неуролошким болестима.

Састав и разноликост цревних микроорганизама

Микробиота црева се састоји од неколико врста микроорганизама, укључујући бактерије, квасац и вирусе.

Састав цревних микроба еволуира током нашег живота у складу са анатомским, прехрамбеним и нутритивним променама (нпр. мршави, гојазни, анорексични) као и патолошким (системске и гастроинтестиналне инфекције), животном средином (нпр. клима, радно место, начин живота, састав породице) и фармаколошки (нпр. употреба антибиотика, пробиотика, лаксатива, прокинетика) фактори [5].

Људска микробиота садржи компоненте као што су археје, вируси, гљиве, квасци и други еукариоти (нпр. Бластоцистис и Амоебозоа), који су занемарени у истраживањима, а информације о комензалним гљивама, архејама и протозоама су такође оскудне [5,6] .

Према таксономији, бактерије се могу класификовати у типове (у биологији, тип [множина пхила] је ниво класификације или таксономски ранг испод царства и изнад класе), класе, редове, породице, родове и врсте [7].

Доминантна микробна фила црева састоји се од Фирмицутес, Бацтероидетес, Ацтинобацтериа, Протеобацтериа, Фусобацтериа и Верруцомицробиа, при чему се 90% микробиоте црева састоји од две врсте Фирмицутес и Бацтероидетес.

Тхепхилум Фирмицутес се састоји од више од 200 различитих родова, укључујући Лацтобациллус, Бациллус, Цлостридиум, Ентероцоццус и Руминоцоццус, при чему се 95% типа састоји од рода Цлостридиум.

Преовлађујући родови који обухватају Бацтероидетес укључују Бацтероидес и Превотелла, док је тип Ацтинобацтериа мање пропорционално заступљен и представљен првенствено родом Бифидобацтериум.

Микробиоту црева карактеришу накупине бактерија које се називају ентеротипови, а три ентеротипа карактеришу три доминантна бактеријска кластера: Бацтероидес (ентеротип И), Превотелла (ентеротип ИИ) и Руминоцоццус (ентеротип ИИИ).

Ентеротип И првенствено добија енергију из угљених хидрата користећи путеве гликолизе и пентоза фосфата, док ентеротип ИИ и ИИИ могу да разграђују гликопротеине муцина у слоју слузокоже црева [8,9].

У сваком делу ГИ тракта, људска цревна микробиота варира таксономски и функционално и варира код исте особе у зависности од транзиције новорођенчади, старости и фактора околине као што је употреба антибиотика. Откривено је да су цревни бактериофаги главна компонента вирома црева – чине око 90% његовог састава, опонашајући раст бактеријске микробиоте код новорођенчади, и сматра се да остају стабилни у одраслом животу [10].

Међу генима који су сачувани током еволуције цревног вируса, неки сакупљају енергију за активности као што су транспорт и деградација угљених хидрата [11–13].

Ова својства обично показују дијетални вируси биљака који поседују способност контроле људске бактеријске микробиоте или метаболизма домаћина, укључујући синтезу протеина и синтезу и разградњу угљених хидрата [14].

Занимљиво је да су нам нове метагеномске методе омогућиле да идентификујемо састав цревног вирома и показале су нам да је црева насељена низом патогена. Патогени као што су Норвалк, Ротавирус и Ентеровирус одговорни су за гастроентеритис, јер директно оштећују ентероците или мењају лучење јона и воде у дебелом цреву.

Поред тога, пронађена је и велика листа дивовских вируса који се не могу детектовати (насталих од протозоа и паразита) и вируса и бактериофага биљног порекла [15,16].

Заједницом микробиома црева доминирају углавном бактерије, и као резултат тога, истраживање састава цревних микроба традиционално је фокусирано на бактерије. Међутим, недавно су нове студије откриле присуство других микроба који би могли имати велики утицај на промоцију здравља и изазивање болести код домаћина.

Стога је такође важно спровести студије о занемареним микробима како би се сазнало више о било којим патогеникролима у неуролошким и другим болестима.

Улога цревних микроорганизама у људском телу

Микроорганизми у цревима играју веома важну улогу у здрављу обављајући различите функције потребне за раст и развој тела. Насупрот томе, неравнотежа ових микроба може довести до многих здравствених болести или поремећаја.

Микроорганизми и њихови метаболити

Милиони бактерија које живе у цревима утичу на хомеостазу домаћина. Микробиота успоставља симбиотски и узајамни однос са домаћином, што имплицира да и домаћин и бактерија зависе једни од других за преживљавање.

Микробиом је одговоран за снабдевање есенцијалним хранљивим материјама; синтетизује витамине, ензиме и аминокиселине; метаболизам ксенобиотика и лекова; варење целулозе; извођење ангиогенезе; појачавање функције ентеричког нерва (Табела 1) [17–20]; и синтетизујући кратколанчане масне киселине (СЦФА), које укључују метаболите као што су бутират, пропионат и ацетат [21].

Организми дебелог црева као што су Бацтероидес, Росебуриа, Бифидобацтериум и Ентеробацтериацеае су укључени у ферментацију угљених хидрата и несварљивих олигосахарида, што резултира синтезом СЦФА, побољшавајући здравље црева [22,23].

Бацтероидес тхетаиотаомицрон, члан рода Бацтероидес, такође је укључен у ферментацију угљених хидрата [24]. Показало се да Б тетаиотаомикрон показује већу експресију колипазе, ензима који је потребан липази панкреаса за варење липида [25].

Бацтероидетес и Фирмицутес помажу у метаболизму несварених остатака хране. Лацтобациллус плантарум одржава интегритет цревне баријере и спречава улазак цревних бактерија, бактеријских токсина, делимично сварених масти и протеина у крвоток, спречавајући тако појаву карактеристичних симптома црева који цури [26].

Пропуштено црево или оштећена цревна слузница би иначе омогућила несвареним честицама хране, токсичним отпадним материјама и бактеријама да прођу кроз црева и уђу у крвоток, изазивајући на тај начин имуни одговор, изазивајући упалу у целом систему и чинећи појединца осетљивим на вишеструко здравље. поремећаји.

Недавне студије на мишевима су показале да СЦФА – посебно бутират – побољшавају интегритет цревне баријере [21]. Микробиота штити домаћина спречавањем успостављања и раста патогена.

Ефекат заштите се спроводи преко различитих механизама. На пример, цревне бактерије се такмиче да се вежу за ивицу цревних епителних ћелија, чиме спречавају везивање и улазак морбифних бактерија у епителне ћелије [31].

Штавише, цревни микроби се такмиче за хранљиве материје које обезбеђује домаћин, инхибирајући раст патогених конкурената. Поред тога, бактериоцини које производи цревна микробиота инхибирају раст патогених бактерија [32,33].

Микробиота такође утиче на развој ЦНС-а кроз производњу неуротрансмитера и неуромодулатора, а њено одсуство је повезано са многим проблемима везаним за развој ЦНС-а [34].

Припадници родова Лацтобациллус и Бифидобацтериум синтетишу гама-аминобутерну киселину (ГАБА); Есцхерицхиа, Бациллус и Саццхаромицес синтетишу норепинефрин; Цандида, Стрептоцоццус, Есцхерицхиа и Ентероцоццус синтетишу серотонин; Бациллус и Серратиа синтетишу допамин; а Лацтобациллус синтетише ацетилхолин [27].

Припадници рода Бацтероидес синтетишу коњуговану линолну киселину, која поседује антидијабетичка, антиатерогена, антиобесогена, хиполипидемијска и имуномодулаторна својства [28,29].

Метаболизам неколико дијететских протеина је последица интеракције између домаћина и цревне микробиоте, од којих сваки обавља одговарајуће метаболичке функције; на пример, бактеријски ензим хистамин декарбоксилаза претвара Л-хистидин у хистамин [35]. Бактерије такође синтетишу аминокиселине које ће користити домаћин; међутим, ова функција у великој мери зависи од улоге микробиоте у амино ацидутилизацији.

Микробиота црева такође учествује у разградњи полифенола у исхрани (нпр. флаванола, флаванона, флаван{0}}ола), који остају неактивни када се прогутају. Бацтероидес дистасонис, Бацтероидес униформис, Ентероцоццус цасселифлавус и Еубацтериум рамулус дигестирају флаваноле; Бутиривибрио спп.

варити танине, посебно полифеноле бруснице и малине; Цлостридиум орбисцинденс и Ентероцоццус авиум варе флавоне; и Л плантарум, Лацтобациллус цасеи, Лацтобациллус ацидопхилус и Бифидобацтериум лонгум дигестирају антоцијанидине [30].

Такође се мора напоменути да уз неколико предности, ферментација протеина укључује производњу одређених метаболита који могу довести до неколико физиолошких дефеката код домаћина. Микробиота црева такође доприноси ксенобиотичком метаболизму.

Ксенобиотици су страна једињења која не производи сам домаћин, али се називају фармацеутским производима, токсичним материјама и токсинима. Микроби црева усмеравају метаболизам ксенобиотика преко два различита механизма, директног и индиректног, у зависности од фактора исхране и начина живота [36].

Микроби црева индукују ксенобиотички метаболизам инактивацијом метаболита ксенобиотика, биоактивацијом прекурсора ксенобиотика, реактивацијом метаболизма ксенобиотика детоксификованог од стране домаћина или измењеном експресијом цревне пермеабилности домаћина.

Оса црева-мозак

Интеракција између црева и мозга открива физиолошку везу између њих која обезбеђује успостављање гастроинтестиналне хомеостазе, као и одржавање когнитивних и лимбичких функција.

Однос сарадње између ЦНС-а, аутономног нервног система (АНС), ентеричког нервног система (ЕНС) и осе тела хипоталамус–хипофиза–надбубрежна жлезда (ХПА) се назива „осом црева и мозга“.

Интеракција укључује директне и индиректне путеве између когнитивних и емоционалних центара мозга и периферних цревних функција.

Гут-браинакис је комбинација симпатичког и парасимпатичког крака АНС-а, који напајају аферентне и еферентнеуралне сигнале, респективно, повезујући осу црева и мозга.

Експериментални докази указују на то да микробиота црева има значајан утицај на осовину црева и мозга и да дисрегулација цревног микробиома може довести до развоја имунолошких, неуролошких и психијатријских поремећаја [37–40].

Неравнотежа у саставу микробиоте црева је такође повезана са гастроинтестиналним поремећајима.

For more information:1950477648nn@gmail.com