- Сообщения
- 6.082
- Реакции
- 11.889
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
Хорошо известно, что микробиом может участвовать в процессах пищеварения, расщепляя соединения, недоступные для собственных ферментативных систем хозяина, что расширяет животным кормовую базу. Микроорганизмы способны нейтрализовать токсины, синтезировать различные молекулы, необходимые для метаболизма хозяина (витамины и др.). Микробы, населяющие поверхность тела, защищают хозяина от патогенов. Возможно, микроорганизмы оказывают влияние не только на физиологическое состояние животного, но и на его поведение, путём синтеза сигнальных молекул.
Удивительным примером симбиоза является взаимодействие между кишечными бактериями и их хозяевами, которое имеет значение для регулирования функций и развития метаболических, иммунных и нервных систем через двустороннее взаимодействие вдоль оси кишечник-мозг. Эти сложные коммуникации включают связи через сигналы из иммунной, нейронной и химической систем, которые имеют решающее значение для здоровья и понимания психических и неврологических заболеваний.
Ранее заболевания, связанные с нервной системой и неврологическим поражением, считались вызванными изменениями в перфузии или структурных изменениях, которые приводят к атрофии или аномалиям белого и серого вещества мозга, но такие объяснения были ограничены функцией и развитием нервной системы и не учитывали изменений в метаболическом и иммунном статусе организма (Cryan et al., 2020).
Эта перспектива привела к множеству исследований, связывающих состав микробных сообществ и их функцию с неврологическими дефектами, такими как расстройства аутистического спектра (РАС), а также другими психическими заболеваниями, такими как тревога, шизофрения и нарушения настроения (Bastiaanssen et al., 2019). Кроме того, ось микробиота-кишечник-мозг была неоднократно связана с невродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера (АД), болезнь Паркинсона (ПД) и рассеянный склероз (Morais & Mazmanian, 2021; Bastiaanssen et al., 2019)
Изучение моделей микробиота-мозг на преклинических исследованиях позволило выяснить, что некоторые особенности центральной нервной системы сохраняются у различных видов (Morais, 2021), что позволяет изучать определенные поведенческие характеристики, включая их проявление в выражении человеческих эмоций. Эти исследования внесли свой вклад в понимание механизмов оси микробиот-кишечник-мозг. Тем не менее, широко признано, что преклинические модели, разработанные для изучения поведения человека, имеют свои ограничения. Таким образом, хотя они используются как инструменты для изучения некоторых фенотипов, которые сходны у разных видов, они не предназначены для полноценного изучения человеческого фенотипа в одной модели.
В этой связи многообещающим подходом для заполнения этой пропасти является использование животных, трансплантированных человеческими фекалиями, известных как "гуманизированные животные". Эти модели все чаще используются в исследованиях для оценки и анализа вклада микробиоты кишечника в заболевания мозга человека. Тем не менее, следует признать, что микробиомы кишечника существенно отличаются у разных видов, и по-прежнему необходимо разрабатывать техники, которые поддерживают и стабилизируют прививку микробов при передаче их между разными видами (Cryan et al., 2020).
Кроме того, психические расстройства, такие как невродегенеративные заболевания, как правило, имеют гетерогенное проявление и лежат в основе многофакторных состояний, с симптомами, колеблющимися у разных людей и со временем. На экспериментальном уровне существует несколько подходов, связанных с тесной корреляцией между формой микробиоты кишечника, гомеостазом мозга и патофизиологией различных нейропсихиатрических и неврологических заболеваний. Однако примеры механистических описаний, подтверждающих эти связи, все еще ограничены; это частично связано с тем, что взаимодействие между микробиотой кишечника и мозгом часто включает несколько способов взаимодействия (иммунологические, эндокринные, нейральные и т.д.) и может требовать микробных факторов, производимых разными бактериями (например, производство короткоцепочечных жирных кислот (sCFA), распространенных во многих бактериальных линиях).
Хотя это направление исследований микробиоты кишечника и мозга является новым по сравнению с другими областями нейронауки, были разработаны современные инструменты и инновационные технологии, которые позволят достичь значительного прогресса в молекулярной характеризации путей, связанных с осью микробиота-кишечник-мозг.
В этом контексте следует отметить результаты исследований, связанных с осью микробиом-кишечник-мозг в отношении РАС и болезни Паркинсона. РАС - это неврологические расстройства, чья оценочная глобальная распространенность с 2012 года показывает изменения внутри и между регионами, с распространенностью 100/10 000 (диапазон: 1,09/10 000 до 436,0/10 000) (Zeidan et al., 2022). Симптоматика у людей с РАС начинается в детстве и продолжается до взрослости. Они испытывают серьезные трудности в общении и поведении в семейном, школьном и социальном контекстах, проявляя переменный спектр поведенческих реакций (Lord et al., 2018), от ограниченного и стереотипного поведения до агрессивности, самоповреждения, негативизма и раздражительности, что приводит к проблемам с соответствием социальным нормам и несет значительную функциональную нагрузку для страдающего (Hervás & Rueda, 2018).
В последнее время предпринимаются попытки моделирования патофизиологических механизмов, связанных с РАС. В этой связи высокая распространенность желудочно-кишечных симптомов, диапазон которых варьируется от 70 до 90% у пациентов, указывает на наличие нарушения функции кишечника (Adams et al., 2011; Gorrindo et al., 2012). Кроме того, некоторые исследования показали, что эти проблемы с желудочно-кишечным трактом чаще встречаются у пациентов с РАС, чем описывалось ранее у пациентов с нормальным развитием (Vuong & Hsiao, 2017).
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
До сих пор исследования показывают, что при РАС микробиота кишечника участвует в регуляции уровня нейромедиаторов, таких как гамма-аминомасляная кислота (ГАМК)(Strandwitz et al.,2018), глутамат, окситоцин и серотонин (Sharon et al.,2019), которые связаны с этиопатогенезом заболевания. Кроме того, влияние микробов на иммунную систему играет ключевую роль в определении нейроиммунных реакций при РАС, предполагая, что у подверженных этому клиническому состоянию имеется хроническое воспаление низкой интенсивности (Sharon et al.,2019). Кроме того, становится все более очевидным, что микробные метаболиты (например, таурин, 5-аминовалериевая кислота, метаболиты желчных кислот и сСФА) влияют на симптомы РАС, и новые знания применяются в этой новой области исследований для лучшего понимания механизмов, связанных с РАС, то есть как диета, генетические факторы и окружающая среда влияют на микробиом к кишечнике и как преклинические модели используются для оценки состава микробов, предлагая цель для дальнейших исследований.
Сфера нейродегенеративных заболеваний вызывает особый интерес с точки зрения болезни Паркинсона (ПБ).
Это заболевание проявляется нарушениями движения (паркинсонизмом), который начинается асимметрично и сохраняется в ходе прогрессирования болезни. Кроме стандартных симптомов движения, наблюдаются расстройства сна и исполнительных функций, а также поведенческие проблемы, такие как апатия, депрессия, усталость и переменчивые изменения чувствительности (Saavedra Moreno et al.,2019).
В настоящее время ПБ является вторым по частоте нейродегенеративным заболеванием после болезни Альцгеймера. В 2016 году примерно 6 миллионов человек в мире страдали от этого заболевания, а к 2020 году примерно один миллион человек в США были диагностированы с ПБ. В целом, предполагается, что к 2040 году количество людей, страдающих от ПБ, в мире достигнет 17 миллионов, что может привести к тому, что это станет быстро растущим нейрологическим заболеванием в мире(Saavedra Moreno et al.,2019; Weintraub & Mamikonyan,2019).
Хотя кишечная микробиота вносит множество вкладов в развитие ПБ, в том числе и продукты микробов, которые влияют на стабильность белков и вызывают воспаление (среди прочих последствий), она также участвует в этом процессе через свои метаболические процессы при образовании фосфорилированной α-синуклеина (αsyn)(Blandini et al.,2000), как в кишечнике, так и в мозге. Действительно, было показано, как кишечные микроорганизмы могут модулировать воспаление в нескольких преклинических моделях ПБ, что имеет особое значение для объяснения того, как патология, связанная с αsyn, и прогрессирование нейродегенеративного процесса запускаются. Таким образом, можно рассмотреть, как кишечная микробиота модулирует терапевтическую эффективность леводопы (л-допы), на данный момент одной из основных молекул для лечения ПБ, так как некоторые виды кишечных бактерий вырабатывают ферменты, способные разрушить этот медикамент до того, как он попадет в мозг(Rekdal et al.,2019; van Kessel et al.,2019).
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
В заключение можно сказать, что растущие доказательства из преклинических и клинических исследований предоставляют убедительное доказательство того, что связь между кишечной микробиотой и нервной системой млекопитающих определяет как адаптивные, так и дисфункциональные неврологические процессы. Три основных способа, которыми микробиота может влиять на функцию и развитие нервной системы: модуляция иммунного ответа, прямые эффекты на метаболизм, включая нейропептиды, гормоны и нейромедиаторы, а также прямые результаты на нейроны и их сигнализацию. Таким образом, совместная эволюция животных и связанных с ними микробиологических групп привела к многофакторным биологическим взаимодействиям между кишкой и мозгом, что представляет собой перспективу, требующую дальнейших исследований, но также предлагает многообещающие новые пути для поведенческой модуляции, особенно в контексте изучения невродегенеративных и психиатрических заболеваний.
Многие важные вопросы о связи кишечно-мозговой оси до сих пор остаются без ответа. Хотя кажется, что микробные метаболиты являются значимыми для коммуникации по этой оси, до сих пор не ясно, сколько эффектов может произойти через гормональные и/или нейральные пути, не говоря уже о том, сколько метаболитов непосредственно воздействуют на мозг после пересечения гематоэнцефалического барьера. Микробные метаболиты также могут непосредственно воздействовать на пути периферической нервной системы, такие как внутренняя нервная система, изменяя взаимодействие между периферией и центральной нервной системой. Препятствия для понимания механизмов действия в этой новой области тесно связаны с сложностью неврологических расстройств человека и др.
Остаются многие нерешенные вопросы о связи между кишечной микробиотой и нервной системой. Хотя кажется, что микробные метаболиты играют значительную роль в коммуникации по этой оси, все еще неясно, сколько эффектов может произойти через гормональные и/или нейральные пути, не говоря уже о том, сколько метаболитов непосредственно влияют на мозг, преодолевая гематоэнцефалический барьер. Микробные метаболиты также могут действовать непосредственно на периферические маршруты нервной системы, такие как энтерическая нервная система, изменяя взаимодействие между периферией и центральной нервной системой. Препятствия в понимании механизмов действия в этой новой области тесно связаны с сложностью неврологических расстройств человека и ограничениями преклинических систем, которые борются с изучением человеческих заболеваний. Науки, такие как нейронаука и микробиология, вместе с другими дисциплинами, нуждаются в тесном сотрудничестве для разработки полных и релевантных перспектив для установления механизмов действия результатов, которые в настоящее время остаются наблюдательными, а также для разработки новых стратегий для модуляции кишечной микробиоты, предлагающих новые, эффективные и безопасные терапевтические возможности для лучшего лечения нейропсихиатрических и нейродегенеративных заболеваний.
Если вы хотите подписаться на обновления статей в разделе,
то напишите об этом в комментариях или подпишитесь на
Neural Network или Aintelligence
то напишите об этом в комментариях или подпишитесь на
Neural Network или Aintelligence
Чтобы задать вопрос, предложить тему для публикации или высказать свое мнение,
то для этого создана тема
Высказывайте своё мнение и комментируйте ПО ТЕХНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ И РАЗВИТИЮ ЯuToR Science, ваша позиция и оценка — очень важна для нас.
то для этого создана тема
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
Высказывайте своё мнение и комментируйте ПО ТЕХНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ И РАЗВИТИЮ ЯuToR Science, ваша позиция и оценка — очень важна для нас.
Если вы хотите живого общения с другими членами сообщества,
и при этом получить возможность выиграть криптовалюту на свой кошелёк приглашаем вас в
Тема создана для свободного интеллектуального общения на любые темы!
и при этом получить возможность выиграть криптовалюту на свой кошелёк приглашаем вас в
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
Тема создана для свободного интеллектуального общения на любые темы!
Принимайте участие в наших неординарных, необычных и интересных конкурсах
вас ждет общение и большие денежные призы
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
вас ждет общение и большие денежные призы
Наш телеграм канал
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.
и
Пожалуйста Войдите или Зарегистрируйтесь чтобы видеть скрытые ссылки.