Bağırsak Mikroorganizmaları ve Nörolojik Hastalık Perspektifleri Bölüm 2

Sinir fonksiyonlarını modüle etmede bağırsak mikrobiyota kompozisyonu

Mikropsuz hayvanlar üzerinde yapılan deneyler, bağırsak mikrobiyotasının kolonizasyonunun, CNS ve ENS'nin gelişimi için temel bir gereklilik olduğunu ve mikrobiyotanın verimsiz kolonizasyonunun, değişen bağırsak duyusal-motor fonksiyonlarının yanı sıra, değişen gen ekspresyonuna ve nörotransmiterlerin sentezine yol açtığını göstermiştir. 41–45].

Bağırsak florası ile hafıza arasındaki ilişki son yıllarda oldukça ilgi gören bir araştırma alanı olmuştur. Araştırmalar bağırsak florasındaki mikroorganizmaların beyinle daha yakından bağlantılı olduğunu, fiziksel ve zihinsel sağlığımızı etkilediğini ortaya çıkardı.

Öncelikle bağırsak florasının fiziksel sağlık üzerinde önemli etkisi vardır. Bağırsaktaki mikroorganizmalar yiyecekleri sindirebilir ve fiziksel sağlığın korunmasına yardımcı olacak besin maddeleri üretebilir. Bağırsak florasının dengesizliği, besin emiliminin zayıflaması ve bağışıklık sistemi bozuklukları gibi sorunlara yol açacak ve bu da vücut sağlığını etkileyecektir.

Ancak bağırsak florası sadece fiziksel sağlığı etkilemez, aynı zamanda hafızayla da yakından ilişkilidir. Yapılan araştırmalar bağırsak florasında bulunan mikroorganizmaların bağırsaklardan kan dolaşımına ve beyne girebildiğini ve bunların fonksiyonlarını etkileyebildiğini göstermiştir. Bağırsak florasındaki dengesizlik Alzheimer hastalığı ve diğer nörodejeneratif hastalıkların riskini artırabilir.

Aynı zamanda bağırsak florası da duyguları ve zihinsel durumu etkiler. Bağırsaktaki bakteriler beyindeki nörotransmiterlerin salınımını etkileyen kimyasallar salgılar ve dolayısıyla zihinsel durumu etkiler. Bu nedenle bazen midede rahatsızlık hissederiz ve huzursuz oluruz.

Bu nedenle bağırsak florasının sağlığını korumak tüm vücudumuzun sağlığı açısından oldukça önemlidir. Bağırsak sağlığı nasıl korunur? İlk yapmanız gereken düzenli beslenmeye bağlı kalmak, sağlıklı bir beslenme yapısını sürdürmek, diyet lifi açısından zengin yiyecekleri daha fazla tüketmek, işlenmiş gıdaları ve yüksek yağlı, yüksek şekerli gıdaları daha az tüketmektir. İkincisi, bağırsak ve psikolojinin olumsuz etkisini azaltmak için egzersiz ve stresi azaltmaya odaklanmak, mutlu bir zihniyeti sürdürmek ve hayata karşı olumlu bir tutum sergilemektir.

Son olarak bağırsak florasının sağlığımızla yakından ilişkili olduğunun farkına varmalıyız. Bağırsak ve psikolojik sağlığınızı korumaya dikkat edin, diyet ve egzersiz gibi birçok açıdan vücudunuza iyi bakın, daha sağlıklı bir hale gelin. Belleği geliştirmemiz gerektiği görülebilir ve Cistanche hafızayı önemli ölçüde geliştirebilir çünkü Cistanche'nin antioksidan, anti-inflamatuar ve anti-aging etkileri vardır, bu da beyindeki oksidasyonu ve inflamatuar reaksiyonları azaltmaya yardımcı olabilir, böylece sağlığı korur. sinir sistemi. Ek olarak Cistanche, sinir hücrelerinin büyümesini ve onarımını da destekleyerek sinir ağının bağlantısını ve işlevini geliştirebilir. Bu etkiler hafızayı, öğrenme yeteneğini ve düşünme hızını geliştirmeye yardımcı olabilir ve ayrıca bilişsel işlev bozukluklarının ve nörodejeneratif hastalıkların ortaya çıkmasını önleyebilir.

Kısa süreli hafızayı geliştirmek için Bil'e tıklayın

Benzer şekilde, gastrointestinal sistemde bulunan besinler, beyne sürekli besin değişiklikleri hakkında sinyal göndererek sinirsel ve hormonal olaylar dizisini başlatır. Afferent sinir lifleri bilgiyi bağırsaktan beynin subkortikal ve kortikal merkezlerine taşır ve efektör lifler bilgiyi bağırsaktaki düz kaslara taşır [46].

Bağırsak hücrelerinden salınan bağırsak hormonları genellikle afferent lifler aracılığıyla CNS ile doğrudan iletişim kurarak bilgiyi beyne iletir. Diğerleri doğrudan dolaşım sistemine salınır ve etkileri genellikle beyne girdikten sonra hissedilir [47].

ANS'nin parasempatik sisteminin vagus siniri uyarılması, bağırsak mikrobiyotasının nörofizyolojik fonksiyonu etkilemesi için gereklidir [48].

Vazektomize fareler üzerinde yapılan bir deney, probiyotik Lactobacillus rhamnosus ile tedavi edildikten sonra bile davranışsal özelliklerde herhangi bir ilerleme belirtisi göstermedi, bu da vagus sinirinin uyarılmasının ve vagus siniri yoluyla sinyallerin iletilmesinin davranışsal değişiklikler meydana getirmede çok önemli olduğunu göstermektedir [49].

Uyarılan vagus sinirinin bağırsaktan beyin sapına çekirdekler ve düğüm düğümleri yoluyla iletilmesi, röle giriş-beyin-beyin ekseni bağlantısını temsil eder. Enteroendokrin hücreler, vagus sinirini aktive etme eğiliminde olan ve dolayısıyla beyne bilgi taşıyan peptit hormonları salgılar. [50].

Enteroendokrin hücrelerin ve bağırsak mikrobiyotasının lümene yakın konumlandırılması, üretilen metabolitler yoluyla bağırsak mikroplarıyla etkileşimi kolaylaştırır, böylece spesifik peptit hormonlarının salgılanması korunur.

Dahası, mikrobiyota tarafından sentezlenen metabolitler sıklıkla dolaşım sistemi tarafından alınırken, şeker ve vitaminlerinkine benzer şekillere sahip metabolitler, spesifik taşıyıcılar aracılığıyla taşınır [51].

Epitelin delinmesi durumunda metabolitler de zarı geçebilir ve diğer mikropların bariyerden kaçmasına izin verir, böylece mikrobiyal dengesizlik veya disbiyoz ve ardından iltihaplanma ortaya çıkar.

Dolayısıyla dolaşım sistemi, metabolit taşınmasıyla birlikte sinyallerin beyne iletilmesini de kontrol eder. Bağırsak mikrobiyotası, bağışıklık tepkisini tetikleyen lipopolisakkaritler (LPS'ler) ve peptidoglikanlar gibi molekülleri serbest bırakır. Belirli durumlarda, LPS sentezleyen gram-negatif bakteriler bağırsaktan dolaşım sistemine yer değiştirir ve böylece periferik immün reaksiyonları aktive eder.

Deneyler periferik immün aktivasyonun bir sonucu olarak depresyon gibi davranış bozukluklarının gelişimini göstermektedir [52].

Mikropsuz farelerle yapılan çalışmalar, bağırsak mikropları ile sonuçta ortaya çıkan bağışıklık tepkisi arasında bir korelasyon olduğunu ortaya koyuyor, bu da bağışıklık tepkisi yoluyla mikrobiyotanın sinir fonksiyonları üzerindeki etkisini ortaya koyuyor [53].

Ek olarak bağırsak mikrobiyomu, serotonin, GABA, melatonin, histamin ve asetilkolin gibi nörotransmitterlerin ve beyinden türetilen nörotrofik faktör (BDNF) gibi nörotrofik faktörlerin ekspresyonu ve sentezi yoluyla beyinle etkileşime girebilir ve bu da ENS aktivitesini etkiler [54, 55].

Bir çalışma, büyümeyle ilişkili mikrobiyotanın, oligodendrositlerin yanı sıra nörogenez olarak bilinen bir süreç aracılığıyla erken nöronların gelişimini kolaylaştırabildiğini ve buna nöroinflamasyon ve dolaşımdaki IGF-1'nin etkilerinin aracılık edebileceğini ileri sürmüştür [56].

Yetişkin mikropsuz fare modellerinin kullanıldığı başka bir çalışma, normal bağırsak mikrobiyotasının eksikliğinin, kan-beyin bariyerinin (BBB) ​​artan geçirgenliğiyle ilişkili olduğunu gösterdi [57].

Bağırsak fonksiyonlarının modülasyonunda beynin rolü

Beyin, bağırsak fonksiyonlarının (yani hareketlilik, asit sekresyonu, mukozal immün yanıttaki değişiklikler, mukus tabakasının ve biyofilmin uygun şekilde korunmasının sağlanması) kontrolünde öncü bir rol oynar [58].

Beyin ayrıca bağırsak geçirgenliğindeki değişiklikler yoluyla mikrobiyota bileşimini ve işlevini etkileme eğilimindedir. Bir çalışma, akut stresin kolonun epitelyal bariyerindeki morfolojik değişikliğe katkıda bulunduğunu ve sıkı bağlantı proteini ZO-2'nun [59] mRNA ekspresyonunu düşürdüğünü ve dolayısıyla bağırsak mikroorganizmalarının yayılmasına izin verebileceğini öne sürdü. Beyin, bağışıklık fonksiyonlarını ANS aracılığıyla yönlendirir.

CNS aynı zamanda mast hücre aktivitesini de etkileyebilir ve mast hücre mediatör salınımı bağırsak fonksiyon bozukluğuna yol açabilir. Bir çalışma, stresin mast hücre aktivitesini modüle edebileceğini ve histamin ve triptaz salınımına yol açabileceğini ileri sürdü [60].

Kortikotropin salgılayan faktör gibi mast hücre ürünleri, epitelyal geçirgenliği arttırma eğilimindedir, dolayısıyla lamina propriadaki bağışıklık hücrelerine bakterilerin erişimini kolaylaştırır. Yetişkin sıçanlarda neonatal anneden ayrılmanın bir sonucu olarak ortaya çıkan hafif stres, kortikotropin tarafından indüklenen kolonik bariyer fonksiyon bozukluğunun gelişimi ile ilişkilidir. hormon reseptörlerini serbest bırakır [61].

Farelerde yapılan laboratuar deneyleri, iki taraflı koku alma ampulektomisinin, depresyonun indüklenmesine yol açtığını, bunun da serotonin seviyelerinin yanı sıra merkezi kortikotropin salgılayan hormonun daha yüksek ekspresyonuna yol açtığını göstermiştir [62].

Bu değişikliklerin değişen bağırsak mikrobiyal profiliyle ilişkili olduğu bulundu. Stres sırasında norepinefrin salgılanması, bağırsak sepsisine neden olabilen Pseudomonas aeruginosa virülans ekspresyonuna yol açar [63] ve dolayısıyla stres, uygun konakçıda spesifik bağırsak mikroorganizmaları tarafından virülans faktörlerinin ekspresyonuna yol açabilir.

Norepinefrin aynı zamanda birçok farklı enterik mikrop türünün çoğalmasını da indükler ve patojenik ve patojenik olmayan Escherichia coli'nin daha fazla büyümesine yol açabilir.

Kanıtlar, bağırsak mikrobiyotasının, bağırsak ve sinir sistemi arasındaki çift yönlü iletişimde önemli bir rol oynadığını göstermektedir. CNS ile etkileşimi kaygı, stres ve hafıza fonksiyonu ile ilişkilidir. Ek olarak CNS, mukozal ortamın bozulması yoluyla mikrobiyal kompozisyonu da etkileme eğilimindedir.

Bağırsak mikrobiyal topluluğu insan beynini ve genellikle tüm vücudu bu şekilde etkiler; çünkü beyin, insan vücudunun nasıl çalışması gerektiğini tanımlar. Bu nedenle, bağırsak mikrobiyotasındaki önemli bir bozulma, genel vücut fonksiyonunun bozulmasına yol açabilir ve dolayısıyla belirli hastalıkların veya sağlık komplikasyonlarının başlamasına veya ilerlemesine neden olabilir veya katkıda bulunabilir.

Yine beyinle doğrudan iletişim nedeniyle, nörolojik fonksiyon üzerindeki etkiler, mikrobiyom topluluğunun bozulması nedeniyle CNS'nin bozulması sonucu ortaya çıkan diğer komplikasyonlardan daha yaygındır.

Bağırsak mikroorganizmalarının nörolojik bozukluklarla ilişkisi

Otizm spektrum bozukluğu

Otizm spektrum bozukluğu (ASD), kalıplaşmış davranışlar, bilişsel yetersizlik şehirleri ve iletişim veya sosyal etkileşimlerdeki eksikliklerle karakterize nöropsikiyatrik bir hastalıktır [64,65].

'Spektrum' terimi semptomların türü ve şiddetindeki farklılıkları belirtir; Hafif aralıktaki hastalar muhtemelen bağımsız olarak işlevlerini yerine getirirken, şiddetli semptomları olanların günlük yaşamlarında önemli ölçüde desteğe ihtiyaçları olabilir.

Hastalık 3 yaşından önce ortaya çıkar, genellikle her 68 chi çocuktan birini etkiler ve erkeklerde kadınlara göre dört kat daha sık görülür [66,67]. Heterojen olmasının yanı sıra, bozukluk, belirsiz bir patofizyolojinin yanı sıra glutamat eksitotoksisitesi, oksidatif stres, stres ve nöroinflamasyon gibi bozulmuş bağırsak mikrobiyotasıyla ilgili etiyolojik mekanizmalarla da karakterize edilir [68].

Bağırsak mikrobiyotasının otizm üzerindeki etkisini vurgulayan fizyolojik faktörler arasında otoimmün reaksiyonlar, gıda reaksiyonları, üst GI hastalığı, anormal dışkı, otistik enterokolit, sızdıran bağırsak sendromu, aşırı inflamasyon, anormal glutatyon seviyeleri ve düzensiz metal veya mineral seviyeleri bulunabilir [69].

Otizmli çocuklarda bağırsak geçirgenliği, inflamasyon nedeniyle hasar görmüş bağırsak zarı boyunca nörotoksik moleküllerin emilmesiyle sonuçlanan bir sızıntıya yol açarak nörolojik bozukluklara yol açabilir [70,71].

Moleküllerin kan dolaşımına girmesini sağlayan geçirgen bağırsak gelişiminin ardından zamanla bağışıklık aktivasyonu, doku hasarı ve beyin dokusu hasarı ortaya çıkabilir.

Belirli diyetler tarafından üretilen opioid peptitler, nörotransmitterlerin işlevine müdahale ederek sosyalleşmenin azalması, ağrıya verilen tepkinin azalması, anormal dil ve kendine kötü davranma veya tekrarlayan davranışlar gibi otizm benzeri davranış kalıplarını da etkileyebilir.

Ancak doğrudan bir bağlantı henüz belirlenmedi. Çalışmalar ayrıca OSB'li çocukların meyve, sebze ve proteinleri reddederken nişastaları, atıştırmalıkları ve işlenmiş yiyecekleri tercih ettiğini gözlemlemiştir [72,73].

Bağırsak mikrobiyotasındaki bir dengesizlik bağırsak disbiyozuna yol açabilse de, zayıflamış bir bağışıklık sisteminin varlığında bazı patojenik bakteriler nörolojik bozukluklara yol açabilir.

Bakteriler tarafından üretilen toksinler kan dolaşımında birikerek kafa karışıklığına, deliryuma ve hatta komaya neden olabilir. Mayaların nörolojik hastalıklara da katkıda bulunduğu bilinmektedir, çünkü katkıda bulunan kimyasalları ürettikleri bilinmektedir ve aynı zamanda OSB hastalarında artan düzeylerde bulunmuştur [74].

Bağırsak mikrobiyotası ile otizm arasındaki bağlantı etiyolojisi, otistik donörlerden alınan bağırsak mikrobiyotasının mikropsuz farelere nakledilmesinin, bir kemirgen modelinde otistik davranışların indüklenmesine yol açmasıyla doğrulandı [75].

Williams ve arkadaşlarının bir hipotezi. OSB'li çocuklarda polisakkarit sindiriminin önemli etkenleri olan Bacteroidetes'in bulunmadığını ve bu nedenle OSB hastalarının sadece anormal karbonhidrat parçalama yeteneğine sahip olmakla kalmayıp aynı zamanda mukozal disbiyozise de sahip olduklarını ileri sürmektedir [76].

Bunu takiben yapılan bir metagenomik analiz, OSB hastalarında Bacteroidetes'in azaldığını, Firmicutes'in Bacteroidetes'e oranında bir artış olduğunu ve Betaproteobakterilerde bir artış olduğunu gösterdi [77].

Dahası, dışkı mikroflorasının pirosekanslama çalışması, Actinobacteria ve Proteobacterium filumlarında sağlıklı kontrollerle karşılaştırıldığında büyük farklılıklar ortaya çıkardı [76]. Bu pirosekanslama çalışması, diğer üç çalışmayla birlikte, OSB hastalarının dışkılarında Desulfovibrio türlerinin ve Bacteroides vulgatus'un sayısının arttığını da ortaya çıkardı [78-80].

Desulfovibrio türleri aynı zamanda ASD patogenezine katkıda bulunabilecek artan propiyonik asit üretimiyle de ilişkilidir [81]. Ek olarak, OSB'li çocuklarda müsin parçalayan bakteri olan Akkermansia'nın daha düşük seviyeleri, kontrollerle karşılaştırıldığında daha ince bir GI mukozal bariyerine işaret etmektedir. Bu durum otizmli çocuklarda bağırsak geçirgenliğinin bozulmasına yol açabilir [82,83].

Başka bir çalışma, Clostridium ve Ruminococcus türlerinin sayı ve tipinin, mikroorganizmaları saymak ve izole etmek için temel anaerobik kültür teknikleri kullanılarak ve ardından izolatlarda 16SrDNA'nın PCR hedeflemesi kullanılarak yetiştirildiğinde, OSB'li çocuklara kıyasla normal çocuklarda önemli ölçüde farklı olduğunu gösterdi [78].

Bunu takiben Song ve ark. kantitatif gerçek zamanlı PCR kullanıldığında Clostridium küme grupları I ve XI ile Clostridium bolteae'nin otizmli çocuklarda anlamlı derecede daha yüksek olduğunu gösterdi [84].

For more information:1950477648nn@gmail.com