Mikro-organiżmi tal-imsaren u Perspettivi tal-Mard Newroloġiku Parti 1

Il-passaġġ gastrointestinali ta 'kull bniedem b'saħħtu jikkonsisti f'sett uniku ta' mikrobijota tal-imsaren li kollettivament iġorr komunità diversa u kumplessa ta 'aktar minn 100 triljun mikro-organiżmu, inklużi batterji, viruses, archaea, protozoa, u fungi.

Archaea huma klassi ta 'prokarjoti li ilhom jeżistu għal biljuni ta' snin fl-istorja ġeografika. F'dawn l-aħħar snin, ix-xjentisti ilhom jistudjaw l-arkaea aktar fil-fond u jiskopru l-maġija tagħhom. Fosthom, l-aktar sorprendenti hija r-relazzjoni bejn l-arkaea u l-memorja.

Kif nafu lkoll, il-memorja hija funzjoni essenzjali tal-moħħ tal-bniedem. Jekk nitilfu l-memorja tagħna, se jsir diffiċli ħafna. Imma kont taf? Archaea tista 'tippromwovi memorja umana.

Studji wrew li l-archaea tista 'tipproduċi sustanza msejħa "aċidu liserġiku", li tista' tistimula l-attività tan-newroni tal-moħħ u tippromwovi l-memorja tal-bniedem. L-aċidu liserġiku jista 'wkoll jaffettwa l-frekwenza tal-mewġ tal-moħħ u jtejjeb il-memorja u l-kapaċità tat-tagħlim billi jibdel ir-ritmu tal-moħħ.

Barra minn hekk, archaea tista 'wkoll ittejjeb il-burdata tagħna u l-kwalità tal-irqad. Korp b'saħħtu u stat emozzjonali huma prerekwiżiti importanti għaż-żamma tal-memorja.

Għalhekk, biex inżommu moħħ b'saħħtu u memorja b'saħħitha, nistgħu nipprevjenu u nittrattaw billi nikkunsmaw ikel rikk fl-arkaea. Ikel bħall-jogurt u l-prodotti tas-sojja iffermentat huma rikki fl-archaea. Barra minn hekk, xi kultant nistgħu nsibu wkoll ingredjenti archaea fi prodotti tas-saħħa.

Fil-qosor, hemm relazzjoni mill-qrib bejn l-arkaea u l-memorja. Billi nikkunsmaw sew ikel rikk fl-Archea, nistgħu nżommu moħħ b'saħħtu u memorja b'saħħitha, u nagħmlu ħajjitna aħjar. Wieħed jista 'jara li għandna bżonn intejbu l-memorja tagħna, u Cistanche jista' jtejjeb il-memorja b'mod sinifikanti minħabba li Cistanche huwa materjal mediċinali tradizzjonali Ċiniż b'ħafna effetti uniċi, li wieħed minnhom huwa li jtejjeb il-memorja. L-effikaċja ta 'Cistanche ġejja mid-diversi ingredjenti attivi li fih, inklużi l-aċidu tanniku, polisakkaridi, glikożidi flavonojdi, eċċ Dawn l-ingredjenti jistgħu jippromwovu s-saħħa tal-moħħ f'ħafna modi.

Ikklikkja taf 10 modi biex ittejjeb il-memorja

Il-mikrobi tal-imsaren għandhom relazzjoni simbjotika mal-ġisem tagħna. Il-kompożizzjoni tal-mikrobijota hija ffurmata kmieni fil-ħajja mill-maturazzjoni tal-imsaren, li hija influwenzata minn diversi fatturi.

Il-batterji intestinali huma kruċjali fiż-żamma tal-omeostasi immuni u metabolika u fil-protezzjoni kontra l-patoġeni. Dysbiosis tal-mikrobijota tal-musrana hija assoċjata mhux biss ma 'disturbi intestinali iżda wkoll ma' mard extra-intestinali bħal disturbi metaboliċi u newroloġiċi.

F'din ir-reviżjoni, l-awturi eżaminaw studji differenti li wrew l-ipoteżijiet u r-rabtiet possibbli fl-iżvilupp ta 'disturbi newroloġiċi assoċjati mal-mikrobijoma tal-musrana.

L-ewwel abbozz sottomess: 30 ta’ Novembru 2020; Aċċettati għall-pubblikazzjoni: 20 ta' Mejju 2021; Ippubblikat online:14 ta' Lulju 2021.

Kliem ewlieni: Il-marda ta' Alzheimer • ansjetà • disturb tal-ispettru tal-awtiżmu • assi tal-imsaren-moħħ • mikro-organiżmi tal-musrana • mikrobijoma • sklerożi multipla • mard newroloġiku • marda ta' Parkinson • skizofrenija.

Il-mikro-organiżmi tal-imsaren li jirrisjedu fil-passaġġ gastrointestinali tal-bniedem (GI) huma parti essenzjali mill-iżvilupp tal-bniedem, peress li jservu bħala l-akbar interface bejn l-ospitanti, fatturi ambjentali u antiġeni fil-ġisem tal-bniedem.

In-numru ta 'mikrobi tal-imsaren fl-imsaren tagħna jaqbeż l-1014, kollha ddedikati biex jiffurmaw relazzjoni ta' benefiċċju reċiproku (simbjożi) mal-ġisem. Il-batterji, l-arkeja, u l-ewkarjoti li jgħixu fil-passaġġ GI jibbenefikaw mill-bniedem f’diversi modi permezz ta’ firxa ta’ funzjonijiet fiżjoloġiċi, bħat-tisħiħ tal-integrità tal-imsaren jew it-tiswir tal-epitelju intestinali, ir-regolazzjoni tal-immunità tal-ospitanti, il-protezzjoni kontra l-patoġeni, il-ħsad tal-enerġija u l-provvista ta’ nutrijenti bħall-vitamini [1] .

Din ir-relazzjoni simbjotika hija riżultat ta 'diversi fatturi ambjentali li jinbdew waqt il-kuntatt bejn il-fetu u l-mikrobijota vaġinali waqt it-twelid [2]. Il-mikro-organiżmi tal-imsaren għandhom rwoli sinifikanti ġewwa l-ġisem tal-bniedem, li jgħinu fit-tkabbir u l-iżvilupp xieraq.

Storikament, il-mikro-organiżmi tal-imsaren kienu meqjusa bħala barkiet għall-bnedmin bħala riżultat ta 'dawn l-effetti ta' benefiċċju għas-saħħa.

Madankollu, b'mod sorprendenti, studji reċenti wrew li l-mikrobi tal-imsaren għandhom effett fuq mard tas-sistema nervuża ċentrali (CNS) minħabba l-komunikazzjoni bidirezzjonali bejn il-mikrobijoma tal-musrana u s-CNS magħrufa bħala l-assi mikrobijota-musrana-moħħ, u jistgħu wkoll jinfluwenzaw il- żvilupp ġenerali u l-funzjoni tal-moħħ.

Disturbi newrodeġenerattivi, u psikjatriċi huma relatati ma' modifiki fl-ammont tal-flora tal-musrana. Konsegwentement, assoċjazzjoni bejn firxa ta' mikro-organiżmi tal-imsaren u l-aktar forom prevalenti ta' mard newroloġiku (eż., marda ta' Alzheimer [AD], sklerożi multipla [MS], skizofrenija) ġiet identifikata reċentement.

Għalkemm il-mekkaniżmi u r-rwoli tal-mikro-organiżmi tal-musrana fl-iżvilupp ta 'dan il-mard huma mifhuma ħażin, bosta studji reċenti pproponew ipoteżijiet possibbli differenti li jispjegaw kif mikro-organiżmi tal-musrana jistgħu jinfluwenzaw l-iżvilupp tagħhom [3,4].

Din ir-reviżjoni tipprovdi stħarriġ komprensiv tal-mikro-organiżmi tal-imsaren u l-iżvilupp tagħhom kif ukoll ir-rwoli tagħhom ġewwa l-ġisem tal-bniedem u l-involviment f'mard newroloġiku, inklużi ipoteżijiet aġġornati ta 'patoġenesi mikrobjali f'mard newroloġiku.

Kompożizzjoni u diversità tal-mikro-organiżmi tal-musrana

Il-mikrobijota tal-imsaren hija magħmula minn diversi speċi ta 'mikro-organiżmi, inklużi batterji, ħmira u viruses.

Il-kompożizzjoni tal-mikrobi tal-imsaren tevolvi tul ħajjitna skont bidliet anatomiċi, tad-dieta u nutrizzjonali (eż., dgħif, obeżi, anoressiku) kif ukoll patoloġiċi (infezzjonijiet sistemiċi u gastrointestinali), ambjentali (eż., klima, post tax-xogħol, stil ta’ ħajja, kompożizzjoni familjari) u fatturi farmakoloġiċi (eż., użu ta' antibijotiċi, probijotiċi, lassattivi, prokinetiċi) [5].

Il-mikrobijota umana fiha komponenti bħal archaea, viruses, fungi, ħmira, u ewkarjoti oħra (eż. Blastocystis u Amoebozoa), li ġew traskurati fir-riċerka, u l-informazzjoni dwar fungi commensal, archaea, u protozoa hija wkoll skarsa [5,6] .

Skont it-tassonomija, il-batterji jistgħu jiġu kklassifikati fi phyla (fil-bijoloġija, phylum [plural phyla] huwa livell ta 'klassifikazzjoni jew rank tassonomiku taħt is-saltna u 'l fuq mill-klassi), klassijiet, ordnijiet, familji, ġeneri u speċi [7].

Il-phyla mikrobjali tal-musrana dominanti tikkonsisti minn Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria, Proteobacteria, Fusobacteria, u Verrucomicrobia, b'90% tal-mikrobijota tal-musrana li tikkonsisti fiż-żewġ phyla Firmicutes u Bacteroidetes.

Thephylum Firmicutes huwa magħmul minn aktar minn 200 ġeneru differenti, inklużi Lactobacillus, Bacillus, Clostridium, Enterococcus, u Ruminococcus, b'95% tal-phylum jikkonsisti mill-ġeneru Clostridium.

Il-ġeneri predominanti li jinkludu Bacteroidetes jinkludu Bacteroides u Prevotella, filwaqt li l-Actinobacteria phylum huwa inqas abbundanti fi proporzjon u rappreżentat primarjament mill-ġeneru Bifidobacterium.

Il-mikrobijota tal-musrana hija kkaratterizzata minn gruppi ta 'batterji msejħa enterotipi u tliet enterotipi huma kkaratterizzati minn tliet gruppi ta' batterji dominanti: Bacteroides (enterotip I), Prevotella (enterotip II), u Ruminococcus (enterotip III).

EnterotypeI primarjament jieħu l-enerġija mill-karboidrati bl-użu ta 'mogħdijiet ta' glikolisi u pentose phosphate, filwaqt li enterotypesII u III jistgħu jiddegradaw mucin glycoproteins tas-saff mukosali tal-musrana [8,9].

F'kull parti tal-passaġġ GI, il-mikrobijota tal-musrana umana tvarja tassonomikament u funzjonalment u tvarja fl-istess individwu skont it-tranżizzjonijiet tat-trabi, l-età, u fatturi ambjentali bħall-użu tal-antibijotiċi. – jagħmel madwar 90% tal-kompożizzjoni tiegħu, jimita t-tkabbir tal-mikrobijota batterjali fit-trabi, u huwa maħsub li jibqa' stabbli fil-ħajja adulta [10].

Fost il-ġeni kkonservati matul l-evoluzzjoni virali intestinali, xi enerġija tal-ħsad għal attivitajiet bħat-trasport u d-degradazzjoni tal-karboidrati [11-13].

Dawn il-proprjetajiet huma komunement murija minn viruses derivati ​​mid-dieta ta 'pjanti li għandhom il-kapaċità li jikkontrollaw il-mikrobijota batterjali tal-bniedem jew il-metaboliżmu ospitanti, inkluż is-sinteżi tal-proteini u s-sinteżi u d-degradazzjoni tal-karboidrati [14].

Interessanti, metodi metaġenomika ġodda ppermettewlna nidentifikaw il-kompożizzjoni tal-viroma tal-imsaren u wrewna li l-imsaren huwa popolat minn firxa ta 'patoġeni. Patoġeni bħal Norwalk, Rotavirus, u Enterovirus huma responsabbli għall-gastroenterite, peress li jagħmlu ħsara diretta lill-enteroċiti jew jibdlu s-sekrezzjoni tal-jone u l-ilma fil-kolon.

Barra minn hekk, instabu wkoll lista kbira ta 'viruses ġganti li ma jistgħux jinstabu (li jirriżultaw minn protozoa u parassiti) u viruses u batterjofaġi derivati ​​mill-pjanti [15,16].

Il-komunità tal-mikrobi tal-musrana hija ddominata prinċipalment minn batterji, u bħala riżultat, ir-riċerka dwar il-kompożizzjoni tal-mikrobi tal-musrana tradizzjonalment kienet iffukata fuq il-batterji. Madankollu, reċentement, studji ġodda wrew il-preżenza ta 'mikrobi oħra li jista' jkollhom impatt kbir kemm fuq il-promozzjoni tas-saħħa kif ukoll fuq l-induzzjoni tal-mard fl-hosts.

Għalhekk, huwa importanti wkoll li jsiru studji dwar mikrobi traskurati biex titgħallem aktar dwar kwalunkwe patoġenikroli f'mard newroloġiku u mard ieħor.

Rwol tal-mikro-organiżmi tal-imsaren fil-ġisem tal-bniedem

Il-mikro-organiżmi tal-imsaren għandhom rwol kruċjali ħafna fis-saħħa billi jwettqu funzjonijiet differenti meħtieġa għat-tkabbir u l-iżvilupp tal-ġisem. Bil-maqlub, żbilanċ ta’ dawn il-mikrobi jista’ jwassal għal ħafna mard jew disturbi relatati mas-saħħa.

Mikro-organiżmi u l-metaboliti tagħhom

Miljuni ta 'batterji li joqogħdu fl-imsaren jaffettwaw l-omeostażi ospitanti. Il-mikrobijota tistabbilixxi relazzjoni simbjotika u reċiproka mal-ospitant, li timplika li kemm l-ospitant kif ukoll il-batterja huma dipendenti fuq xulxin għas-sopravivenza.

Il-mikrobijoma huwa responsabbli għall-forniment ta 'nutrijenti essenzjali; sintetizzar ta' vitamini, enżimi u aċidi amminiċi; metabolizzazzjoni tal-ksenobijotiċi u tad-drogi; Id-diġestjoni taċ-ċelluloża; twettaq anġjoġenesi; it-titjib tal-funzjoni tan-nervituri enteriċi (Tabella 1) [17-20]; u sintetizzar aċidi grassi b'katina qasira (SCFAs), li jinkludu metaboliti bħal butyrate, propionate u acetate [21].

Organiżmi tal-kolon bħal Bacteroides, Roseburia, Bifidobacterium, u Enterobacteriaceae huma involuti fil-fermentazzjoni ta 'karboidrati u oligosakkaridi mhux diġestibbli, li jirriżultaw fis-sintesi ta' SCFAs, li jtejbu s-saħħa tal-imsaren [22,23].

Bacteroides thetaiotaomicron, membru tal-ġeneruBacteroides, huwa wkoll involut fil-fermentazzjoni tal-karboidrati [24]. B thetaiotaomicron intwera li juri espressjoni akbar ta 'colipase, enzima meħtieġa mil-lipase pankreatiku għad-diġestjoni tal-lipidi [25].

Bacteroidetes u Firmicutesassist fil-metaboliżmu ta 'ikel mhux diġerit jibqa'. Lactobacillus plantarum iżomm l-integrità tal-barriera intestinali u jipprevjeni d-dħul ta 'batterji tal-imsaren, tossini batteriċi, xaħmijiet parzjalment diġeriti, u proteini fid-demm, u b'hekk jipprevjeni milli jidhru s-sintomi karatteristiċi ta' imsaren leaky [26].

Imsaren leaky, jew inforra intestinali bil-ħsara, kieku jippermettu li partiċelli tal-ikel mhux diġeriti, sustanzi ta 'skart tossiku u batterji jnixxu mill-imsaren u jidħlu fid-demm, u b'hekk jinduċu rispons immuni, jikkawża infjammazzjoni fis-sistema kollha, u jagħmel individwu suxxettibbli għal saħħa multipla. disturbi.

Studji reċenti fil-ġrieden urew li SCFAs - b'mod partikolari butyrate - itejbu l-integrità tal-barriera intestinali [21]. Il-mikrobijota tipproteġi lill-ospitant billi tipprevjeni l-istabbiliment u t-tkabbir ta 'patoġeni.

L-effett ta 'protezzjoni huwa implimentat permezz ta' mekkaniżmi differenti. Pereżempju, il-batterji tal-imsaren jikkompetu biex jorbtu mal-bord tax-xkupilji taċ-ċelloli epiteljali intestinali, u b'hekk jipprevjenu t-twaħħil u d-dħul ta 'batterji morbiċi fiċ-ċelloli epiteljali [31].

Barra minn hekk, il-mikrobi tal-imsaren jikkompetu għan-nutrijenti pprovduti mill-ospitant, u jinibixxu t-tkabbir tal-kompetituri patoġeniċi. Barra minn hekk, batterjoċini prodotti mill-mikrobijota tal-musrana jinibixxu t-tkabbir ta 'batterji patoġeniċi [32,33].

Il-mikrobijota tinfluwenza wkoll l-iżvilupp tas-CNS permezz tal-produzzjoni ta 'newrotrażmettituri u newromodulaturi, u n-nuqqas tagħha huwa assoċjat ma' ħafna problemi relatati mal-iżvilupp tas-CNS [34].

Membri tal-ġeneri Lactobacillus u Bifidobacterium jissintetizzaw l-aċidu gamma-aminobutyric (GABA); Escherichia, Bacillus u Saccharomyces jissintetizzaw norepinephrine; Candida, Streptococcus, Escherichia u Enterococcus synthesizeserotonin; Bacillus u Serratia jissintetizzaw dopamine; u Lactobacillus jissintetizza acetylcholine [27].

Membri tal-ġeneru Bacteroides jissintetizzaw l-aċidu linolejku konjugat, li jippossjedi proprjetajiet antidijabetiċi, antiateroġeniċi, antiobesoġeniċi, ipolipidemiċi u immunomodulatorji [28,29].

Il-metaboliżmu ta 'diversi proteini tad-dieta huwa dovut għall-interazzjoni bejn l-ospitanti u l-mikrobijota tal-musrana, kull wieħed iwettaq funzjonijiet metaboliċi rispettivi; pereżempju, l-enżima batterika histamine decarboxylase tikkonverti L-histidine għal istamina [35]. Il-batterji jistgħu wkoll jissintetizzaw aċidi amminiċi biex jintużaw mill-ospitant; madankollu, din il-funzjoni tiddependi ħafna fuq ir-rwol tal-użu tal-amino acidutilization tal-mikrobijota.

Il-mikrobijota tal-imsaren tieħu sehem ukoll fid-degradazzjoni tal-polifenoli tad-dieta (eż., flavanols, flavanones, flavan3-ols), li jibqgħu inattivi meta jinbelgħu. Bacteroides distasonis, Bacteroides uniformis, Enterococcus casseliflavusand Eubacterium ramulus digest flavanols; Butyrivibrio spp.

jiddiġerixxu tannini, speċjalment cranberry u lampun polifenoli; Clostridium orbiscindens u Enterococcus avium digest flavones; u L plantarum, Lactobacillus casei, Lactobacillus acidophilus, u Bifidobacterium longum digest anthocyanidins [30].

Għandu jiġi nnutat ukoll li flimkien ma 'diversi benefiċċji, il-fermentazzjoni tal-proteini tinvolvi l-produzzjoni ta' ċertimetaboliti li jistgħu jġibu diversi difetti fiżjoloġiċi fl-ospitant. Il-mikrobijota tal-musrana tikkontribwixxi wkoll għall-metaboliżmu ksenobijotiku.

Xenobijotiċi huma komposti barranin li mhumiex prodotti mill-ospitant innifsu iżda huma msemmija bħala farmaċewtiċi, tossiċi ambjentali, u tossini. Il-mikrobi tal-imsaren jidderieġu l-metaboliżmu ksenobijotiku permezz ta' żewġ mekkaniżmi differenti, diretti u indiretti, skont id-dieta u l-fatturi tal-istil tal-ħajja [36].

Il-mikrobi tal-imsaren jinduċu metaboliżmu ksenobijotiku permezz ta 'inattivazzjoni ta' metaboliti ksenobijotiċi, bijoattivazzjoni ta 'prekursuri ksenobijotiċi, riattivazzjoni ta' metaboliżmu ksenobijotiku ditossifikat mill-host, jew espressjoni mibdula tal-permeabilità intestinali ospitanti.

L-assi imsaren-moħħ

L-interazzjoni bejn l-imsaren u l-moħħ tiżvela rabta fiżjoloġika bejniethom li tiżgura l-istabbiliment ta 'omeostażi gastrointestinali kif ukoll iż-żamma ta' funzjonijiet konjittivi u limbiċi.

Ir-relazzjoni kollaborattiva bejn is-CNS, is-sistema nervuża awtonomika (ANS), is-sistema nervuża enterika (ENS) u l-assi ipotalamika-pitwitarja-adrenali (HPA) tal-ġisem tissejjaħ 'l-assi tal-imsaren-moħħ'.

L-interazzjoni tinvolvi rotot diretti u indiretti bejn iċ-ċentri konjittivi u emozzjonali tal-moħħ u l-funzjonijiet intestinali periferali.

L-imsaren-brainaxis hija taħlita ta 'l-armi simpatetiċi u parasimpatetiċi ta' l-ANS, li jħaddmu sinjali afferenti u efferentinewrali, rispettivament, li jgħaqqdu l-assi imsaren-moħħ.

L-evidenza sperimentali tindika li l-mikrobijota tal-musrana għandha influwenza sinifikanti fuq l-assi tal-imsaren-moħħ u li d-disregolazzjoni tal-mikrobijoma tal-musrana tista 'twassal għall-iżvilupp ta' disturbi immunoloġiċi, newroloġiċi u psikjatriċi [37-40].

Żbilanċ fil-kompożizzjoni tal-mikrobijota tal-musrana huwa wkoll marbut ma 'disturbi gastrointestinali.

For more information:1950477648nn@gmail.com