Προοπτικές μικροοργανισμών εντέρου και νευρολογικών παθήσεων Μέρος 3

Μια άλλη μελέτη των Parracho et al. Η χρήση υβριδισμού φθορισμού in situ έδειξε αυξημένα επίπεδα Clostridiumhystolyticum σε παιδιά με ΔΑΦ σε σύγκριση με υγιή παιδιά [85].

Το Clostridium histolyticum είναι ένα κοινό βακτήριο που αναπτύσσεται στο ανθρώπινο σώμα και βρίσκεται συνήθως στο στόμα, τα έντερα κ.λπ. Μελέτες έχουν δείξει ότι υπάρχει κάποια συσχέτιση μεταξύ του επιπέδου του Clostridium histolyticum και της μνήμης.

Στον εγκέφαλο υπάρχει μεγάλος αριθμός μικροοργανισμών που σχηματίζουν τον λεγόμενο «άξονα εντέρου-εγκεφάλου» και επηρεάζουν την ανθρώπινη υγεία και τη γνωστική λειτουργία. Μελέτες έχουν δείξει ότι το Clostridium histolyticum σχετίζεται στενά με την εγκεφαλική δραστηριότητα. Μπορεί να επηρεάσει τις βιοχημικές αντιδράσεις και τη νευρορύθμιση του εγκεφάλου μέσω διαφόρων οδών, και αυτές οι επιδράσεις με τη σειρά τους επηρεάζουν την ανθρώπινη γνωστική λειτουργία.

Μεταξύ αυτών, το Clostridium histolyticum μπορεί να προωθήσει την παραγωγή σεροτονίνης, ενός νευροδιαβιβαστή που μπορεί να επηρεάσει τα συναισθήματα και τη γνωστική λειτουργία. Επιπλέον, το Clostridium histolyticum μπορεί επίσης να επηρεάσει τη λειτουργία των υποδοχέων γάμμα-αμινοβουτυρικού οξέος (GABA) στον εγκέφαλο. Το GABA είναι ένας από τους πιο σημαντικούς νευροδιαβιβαστές στον εγκέφαλο. Μπορεί να αναστείλει τη δραστηριότητα των νευρώνων και να ρυθμίσει τη διεγερσιμότητα και την αναστολή του εγκεφάλου. Αυτό σημαίνει ότι οι αλλαγές στο επίπεδο του Clostridium histolyticum μπορεί να επηρεάσουν άμεσα τη λειτουργία του εγκεφάλου, επηρεάζοντας έτσι τη γνωστική μας ικανότητα.

Μια μελέτη που δημοσιεύθηκε το 2017 έδειξε ότι σε σύγκριση με άτομα με φυσιολογικά επίπεδα Clostridium histolyticum, τα άτομα με χαμηλότερα επίπεδα Clostridium histolyticum είχαν χειρότερη απόδοση σε γνωστικές εργασίες, ειδικά στην προσοχή και στη μνήμη εργασίας. Αυτό το συμπέρασμα υποδηλώνει ότι το επίπεδο του Clostridium histolyticum μπορεί να είναι ένας βασικός παράγοντας που μπορεί να επηρεάσει την ανθρώπινη γνωστική λειτουργία και την ικανότητα μνήμης.

Αντίστοιχα, αλλάζοντας τη διατροφή, χρησιμοποιώντας προβιοτικά, μειώνοντας το στρες κ.λπ., οι άνθρωποι μπορεί να είναι σε θέση να βελτιώσουν τη μνήμη και τη γνωστική λειτουργία προσαρμόζοντας το επίπεδο του Clostridium histolyticum. Ταυτόχρονα, πρέπει επίσης να δώσουμε προσοχή στο γεγονός ότι οποιαδήποτε σοβαρή λοίμωξη, φαρμακευτική αγωγή και εξωτερικοί παράγοντες μπορεί να επηρεάσουν την ισορροπία της εντερικής μικροχλωρίδας, επομένως η διατήρηση καλών συνηθειών ζωής, ειδικά η υγιεινή διατροφή και η ψυχική υγεία, είναι απαραίτητη για την αποτελεσματική διατήρηση της ισορροπίας της εντερικής μικροοικολογίας.

Εν ολίγοις, αν και το επίπεδο του Clostridium histolyticum σχετίζεται με τη μνήμη, θα πρέπει να αναζητούμε ενεργά λύσεις, να βελτιώνουμε τις συνήθειες διαβίωσής μας, να κρατάμε τον εαυτό μας μακριά από αρνητικές επιρροές, να παίζουμε πλήρως τις δυνατότητές μας, να διατηρούμε καλή μνήμη και γνωστικές ικανότητες και να αντιμετωπίζουμε καλύτερα διάφορες προκλήσεις. Μπορεί να φανεί ότι πρέπει να βελτιώσουμε τη μνήμη και το Cistanche μπορεί να βελτιώσει σημαντικά τη μνήμη επειδή μπορεί επίσης να ρυθμίσει την ισορροπία των νευροδιαβιβαστών, όπως η αύξηση των επιπέδων ακετυλοχολίνης και αυξητικών παραγόντων, που είναι πολύ σημαντικοί για τη μνήμη και τη μάθηση. Επιπλέον, το Cistanche μπορεί επίσης να βελτιώσει τη ροή του αίματος και να προωθήσει την παροχή οξυγόνου, η οποία μπορεί να εξασφαλίσει ότι ο εγκέφαλος αποκτά επαρκή διατροφή και ενέργεια, βελτιώνοντας έτσι τη ζωτικότητα και την αντοχή του εγκεφάλου.

Κάντε κλικ στα συμπληρώματα γνώσης για να βελτιώσετε τη μνήμη

Τα κλωστρίδια, τα οποία είναι γνωστοί παραγωγοί προπιονικών, πιστεύεται ότι είναι επαγωγείς αυτισμού, καθώς συμβάλλουν σε νευρολογικές αλλαγές στα μοντέλα αρουραίων [86,87].

Έχει επίσης παρατηρηθεί ότι τα έγκυα ποντίκια με ενεργοποίηση του μητρικού ανοσοποιητικού συστήματος που προκαλείται από εντερικά βακτήρια (επίσης γνωστή ως μητρική ανοσολογική ενεργοποίηση) παράγουν απογόνους με συμπτώματα διαταραχής της κοινωνικότητας και επαναλαμβανόμενες συμπεριφορές ταφής μαρμάρου [85,88].

Μια άλλη μελέτη που παρατήρησε τον επιπολασμό τεσσάρων τύπων ωφέλιμων βακτηρίων – Bifidobacterium, Lactobacillus spp., E coli και Enterococcus – αποκάλυψε ότι τα παιδιά με ΔΑΦ είχαν πολύ χαμηλότερα επίπεδα Bifidobacterium, ελαφρώς χαμηλότερα επίπεδα Enterococcus και πολύ υψηλότερα επίπεδα Lactobacillus, με περισσότερο Bacillus spp. και λιγότερο Klebsiella oxytoca [89].

Η ίδια μελέτη αποκάλυψε ότι χαμηλότερα επίπεδα SCFAs βρέθηκαν σε παιδιά με ΔΑΦ και ένας πιθανός λόγος θα μπορούσε να είναι η χαμηλότερη σακχαρολυτική ζύμωση από ωφέλιμα βακτήρια. Αυτό προσθέτει περαιτέρω στη σχέση μεταξύ του μικροβιώματος του εντέρου και του αυτισμού [90].

Μετά το γεγονός ότι η αφθονία των μεταβολιτών που παράγονται από βακτήρια έχει τη δυνατότητα να επηρεάσει άμεσα τις νευρικές διεργασίες, η αυξημένη απέκκριση στα ούρα ενός μη φυσιολογικού μεταβολίτη φαινυλαλανίνης του είδους Clostridia, γνωστού ως HPHPA, βρέθηκε σε ασθενείς με ΔΑΦ [74].

Μέσω της εξάντλησης των κατεχολαμινών, τα είδη Clostridia επηρεάζουν τα συμπτώματα του αυτισμού, συμπεριλαμβανομένων των στερεότυπων συμπεριφορών, της υπερκινητικότητας και της υπεραντιδραστικότητας, σε πειραματόζωα.

Επιπλέον, μια μελέτη των Kang et al. χρησιμοποιώντας ανάλυση πυροαλληλουχίας γονιδίου 16S rRNA δειγμάτων DNA κοπράνων αποκάλυψε χαμηλότερα επίπεδα Prevotella, Coprococcus και μη ταξινομημένων Veillonellaceae σε παιδιά με ΔΑΦ [91].

Εκτός από το έντερο με διαρροή και την ενσωμάτωση ορισμένων τροφίμων στη διατροφή ενός ατόμου, οι μεταβολίτες που παράγονται από μικροοργανισμούς στο έντερο μπορούν να επηρεάσουν πιθανά συμπτώματα που μοιάζουν με ΔΑΦ σε άτομα.

Επιπλέον, η αφθονία ή η μείωση ορισμένων μικροοργανισμών στο έντερο είναι γνωστό ότι μπορεί να συμβάλει σε νευρολογικές διαταραχές όπως η ΔΑΦ, ένας σύνδεσμος που ενισχύεται περαιτέρω με τη βοήθεια διαφόρων υποθέσεων.

Σκλήρυνση κατά πλάκας

Η σκλήρυνση κατά πλάκας είναι μια χρόνια φλεγμονώδης και απομυελινωτική νευροεκφυλιστική διαταραχή που επηρεάζει το ΚΝΣ και έχει ως αποτέλεσμα αχαρακτηριστικές βλάβες του εγκεφάλου και του νωτιαίου μυελού [92-95]. Αυτή η διαταραχή μπορεί να οδηγήσει σε κόπωση, μούδιασμα, απώλεια συντονισμού, ίλιγγο, απώλεια όρασης, ζάλη, πόνο, δυσλειτουργία της ουροδόχου κύστης και του εντέρου, ακόμη και κατάθλιψη [96]. Περίπου 2,1 εκατομμύρια άνθρωποι έχουν προσβληθεί από σκλήρυνση κατά πλάκας παγκοσμίως.

Η ΣΚΠ οδηγεί επίσης σε αύξηση του αριθμού των αυτοαντιδραστικών ανοσοκυττάρων που στοχεύουν το ΚΝΣ [97]. Δεδομένου ότι η μικροχλωρίδα του εντέρου συμβάλλει στην εκπαίδευση του ανοσοποιητικού συστήματος και διαδραματίζει βασικό ρόλο σε αρκετές αυτοάνοσες και μεταβολικές διαταραχές, είναι λογικό να συνδεθεί η χλωρίδα του εντέρου με την ευαισθησία στη σκλήρυνση κατά πλάκας.

Σε μια μελέτη των Vartanian et al., καταδείχθηκε αποικισμός ανθρώπινου εντέρου από Clostridium perfringens τύπου Β σε ασθενή με την πρώτη υποτροπή της ΣΚΠ, και αυτό αποκάλυψε ότι η τοξίνη έψιλον που απελευθερώνεται από αυτό το παθογόνο σε μικροαγγειοπάθεια, παρόμοιες μελέτες έδειξαν ότι αυτό μπορεί να προκαλέσει περαιτέρω ΒΒΒ διαταραχή, που οδηγεί σε βλάβη των νευρωνικών και ολιγοδενδροκυττάρων [98-102].

Όταν οι ασθενείς με σκλήρυνση κατά πλάκας συγκρίθηκαν με τους ελέγχους, φάνηκε ότι είχαν αυξημένο επιπολασμό αντισωμάτων κατά της τοξίνης έψιλον στους ορούς τους. Ομοίως, οι Jhangi et al. έδειξε αύξηση στη συγκέντρωση του αρχαίου Methanobrevibacter σε ασθενείς με ΣΚΠ [103].

Υπήρξε επίσης αξιοσημείωτη μείωση στη συγκέντρωση των Butyricimonas, Lachnospiraceae και Faecalibacterium σε ασθενείς με σκλήρυνση κατά πλάκας σε σύγκριση με τους μάρτυρες και η μειωμένη αφθονία Faecalibacterium σημειώθηκε στο μικροβίωμα των ασθενών με φλεγμονώδη νόσο του εντέρου [104,105].

Τα βακτήρια Faecalibacterium prausnitzii είναι οργανισμοί που παράγουν βουτυρικό άλας και οδηγούν σε αύξηση του πληθυσμού των κυττάρων Treg. Αυτό μπορεί να συνδέσει τις αλλαγές στη μικροχλωρίδα του εντέρου με την ανάπτυξη της ΣΚΠ.

Μια άλλη μελέτη αποκάλυψε διαφορετικά επίπεδα Firmicutes, Bacteroidetes και Proteobacteria σε ασθενείς με σκλήρυνση κατά πλάκας και η θεραπεία με βιταμίνη D οδήγησε σε αυξήσεις στα Enterobacteriaceae τόσο σε υγιείς μάρτυρες όσο και σε ασθενείς με ΣΚΠ.

Επιπλέον, μια μελέτη από τους Tremlett et al. έδειξε αυξημένα επίπεδα Shigella, Escherichia και Clostridium, τα οποία σχετίζονται με τη μόλυνση και τη φλεγμονή, και μειωμένα επίπεδα του Eubacterium rectale και του Corynebacterium όταν εξετάστηκαν 20 παιδιατρικοί ασθενείς με MS [106].

Οι Baranzini et al. εξέτασαν 71 ασθενείς με ΣΚΠ και 71 υγιείς μάρτυρες χρησιμοποιώντας γονιδιακή αλληλουχία 16S rRNA, που αποκάλυψε ότι οι ασθενείς με ΣΚΠ είχαν υψηλότερα επίπεδα Akkermansia muciniphila και Acinetobactercalcoaceticus και χαμηλότερα επίπεδα Parabacteroides distasonis στο έντερο σε σύγκριση με υγιείς μάρτυρες [108].

Τα βακτηριακά εκχυλίσματα ειδών από τη μικροχλωρίδα του εντέρου ασθενών με σκλήρυνση κατά πλάκας ενίσχυσαν την προφλεγμονώδη απόκριση των Τ κυττάρων σε ένα μοντέλο in vitro [109]. Μετά από αυτό, όταν ο ερευνητής μεταμόσχευσε βακτήρια του εντέρου από μοντέλο ανααυτοάνοσης εγκεφαλομυελίτιδας (ένα τεχνητά επαγόμενο μοντέλο σκλήρυνσης κατά πλάκας σε ποντίκια), παρατηρήθηκε ότι το MSmicrobiota χειροτέρευε την εγκεφαλομυελίτιδα.

Αρκετές μελέτες έχουν δείξει ότι σε σύγκριση με υγιείς μάρτυρες, μια μείωση ή αύξηση ορισμένων μικροοργανισμών του εντέρου μπορεί να σχετίζεται με την ανάπτυξη ΣΚΠ. Επιπλέον, ένα αυξημένο επίπεδο ορισμένων αντισωμάτων που παράγονται ως αποτέλεσμα τοξινών που απελευθερώνονται από μικροοργανισμούς έχει επίσης παρατηρηθεί σε ασθενείς με ΣΚΠ.

νόσος Αλτσχάιμερ

Η ΝΑ είναι μια προοδευτική νευροεκφυλιστική διαταραχή που περιλαμβάνει παθοφυσιολογικά σημεία όπως η διαταραχή της γνωστικής λειτουργίας και η συσσώρευση άτυπης πρωτεΐνης αμυλοειδούς βήτα (Α) στον διάμεσο χώρο των εγκεφαλικών ιστών, που οδηγεί σε απώλεια μνήμης [110,111].

Περίπου 44 εκατομμύρια άνθρωποι διαγιγνώσκονται με AD σε όλο τον κόσμο και είναι πιο πιθανό να επηρεάσει άτομα άνω των 65 ετών. Τα συμπτώματα της AD είναι γνωστό ότι επιδεινώνονται με την πάροδο του χρόνου και οδηγούν σε δυσκολίες με τη γλώσσα, αποπροσανατολισμό, εναλλαγές διάθεσης, απώλεια κινήτρων και αποτυχία διαχείρισης της αυτοφροντίδας.

Η μικροβιοβιογραφία του εντέρου συμβάλλει σημαντικά στη διατήρηση της φυσιολογικής φυσιολογίας και λειτουργιών του ξενιστή. Ως εκ τούτου, οι αλλαγές στη μικροχλωρίδα του εντέρου μπορεί να οδηγήσουν σε αλλαγές στη λειτουργία του εγκεφάλου που ακολουθούνται από αλλαγές στη συμπεριφορά του ξενιστή [112].

Η ΝΑ παραμένει η πιο κοινή αιτία άνοιας, με 36 εκατομμύρια περιπτώσεις που αναφέρθηκαν το 2010, αριθμός που προβλέπεται να αυξηθεί σε 66 εκατομμύρια έως το 2030 και 115 εκατομμύρια έως το 2050 [113].

Η αιτιολογία της AD είναι ασαφής και εξηγείται κυρίως ως αλληλεπίδραση μεταξύ γενετικών και περιβαλλοντικών παραγόντων [114]. Μια μελέτη από τους Bray et al. ανέφερε ότι η κοινή μικροχλωρίδα του ανθρώπινου εντέρου ρυθμίζει τη λειτουργία και τη συμπεριφορά του εγκεφάλου μέσω του άξονα μικροχλωρίδας-έντερου-εγκεφάλου και επομένως θα μπορούσε να διαδραματίσει ρόλο στους μηχανισμούς AD [115].

Κατόπιν αυτού, μια άλλη μελέτη που αφορούσε ζώα χωρίς μικρόβια και ζώα που εκτέθηκαν σε παθογόνες μικροβιακές λοιμώξεις, αντιβιοτικά, προβιοτικά και μεταμόσχευση μικροχλωρίδας κοπράνων αποκάλυψε έναν ρόλο για τη μικροχλωρίδα του εντέρου στη γνώση του ξενιστή και στην παθογένεση που σχετίζεται με την AD [116].

Η αυξημένη διαπερατότητα του εντέρου και του BBB λόγω της δυσβίωσης της μικροχλωρίδας καθώς και της ανισορροπίας στη μικροχλωρίδα του εντέρου επηρεάζει την παθογένεση της AD και άλλες νευροεκφυλιστικές διαταραχές.

Επιπλέον, τα βακτήρια που υπάρχουν στη μικροχλωρίδα του εντέρου μπορούν να εκκρίνουν μεγάλες ποσότητες αμυλοειδών και LPS, τα οποία μπορεί να συμβάλλουν στη διαμόρφωση των μονοπατιών σηματοδότησης και στην παραγωγή προφλεγμονωδών κυτοκινών, που μπορεί να οδηγήσουν σε AD [116].

Επιπλέον, αρκετές μελέτες που διεξήχθησαν πρόσφατα σε τρωκτικά υποδηλώνουν μια σχέση μεταξύ των αλλοιώσεων του μικροβιώματος του εντέρου και της εναπόθεσης αμυλοειδούς· ωστόσο, οι μικροοργανισμοί που σχετίζονται με την AD δεν έχουν ακόμη χαρακτηριστεί στους ανθρώπους [117,118]. Απομονώθηκε DNA από δείγματα κοπράνων για σύγκριση της σύνθεσης του μικροβιώματος του εντέρου σε συμμετέχοντες με και χωρίς διάγνωση άνοιας λόγω AD.

Αυτή η μελέτη διεξήγαγε αλληλουχία βακτηριακού γονιδίου 16S rRNA στο DNA που απομονώθηκε και αποκαλύφθηκε ότι μειωμένη μικροβιακή ποικιλομορφία και διακριτή σύνθεση σε άτομα μάρτυρες που ταιριάζουν με την ηλικία και το φύλο του μικροβιώματος ασθενών με AD [119].

Η γήρανση είναι επίσης ένας σημαντικός παράγοντας κινδύνου για την AD και μπορεί να προκαλέσει την υπερδιέγερση του εγγενούς και προσαρμοστικού ανοσοποιητικού συστήματος, οδηγώντας σε φλεγμονή, η οποία αυξάνει τη διαπερατότητα του εντέρου και τη βακτηριακή μετατόπιση [120-123].

Η σύνθεση της μικροχλωρίδας του εντέρου αλλάζει στους ηλικιωμένους, με μείωση σε ορισμένα βακτήρια που θεωρούνται ωφέλιμα, συμπεριλαμβανομένων των Bacteroidetes, Lactobacillus και Bifidobacterium [124-126]. Αρκετές βακτηριακές ομάδες, συμπεριλαμβανομένων των Bifidobacterium, Lactobacillus και Faecalibacterium, μπορεί να ρυθμίζουν τη φλεγμονή στο επίπεδο του επιθηλίου του εντέρου [127-130].

Δεδομένου ότι το BBB διακυβεύεται ως αποτέλεσμα της ηλικίας, επηρεάζει όχι μόνο την κάθαρση του Α από τον εγκέφαλο, αλλά επίσης το εκκριτικό και τη μεσολαβούμενη από τον υποδοχέα σηματοδότηση που εμπλέκεται στη νευροφλεγμονή που παρατηρείται στην AD.

Ως εκ τούτου, μπορεί να ειπωθεί ότι η ηλικία μπορεί να αλλάξει τη μικροχλωρίδα του εντέρου και μπορεί να διευκολύνει τις φλεγμονώδεις διεργασίες που συμβάλλουν στις νευροφλεγμονώδεις επιδράσεις στην AD [131-135]. Τα βακτήρια που κατοικούν στο έντερο μπορεί να εκκρίνουν τεράστιες ποσότητες LPS και αμυλοειδών που μπορεί να συμβάλλουν στην παθογένεση της AD ως αποτέλεσμα της αυξημένης διαπερατότητας του επιθηλίου του γαστρεντερικού σωλήνα και του BBB με την ηλικία.

Τα LPS είναι ένα σημαντικό συστατικό της εξωτερικής μεμβράνης των gram-αρνητικών βακτηρίων και έχει φανεί ότι επάγουν τα φλεγμονώδη και παθολογικά χαρακτηριστικά που παρατηρούνται στην AD όταν εγχέονται στην τέταρτη κοιλία πειραματικών μοντέλων επίμυων [136]. Επιπλέον, μια μελέτη που πραγματοποιήθηκε in vitro πρότεινε ότι Τα βακτηριακά LPS ενισχύουν την ινιδογόνο γένεση των πεπτιδίων Α [137].

Σε μια άλλη μελέτη, τα ποντίκια που υποβλήθηκαν σε θεραπεία με πολλαπλές ενδοπεριτοναϊκές ενέσεις LPSs φάνηκε να έχουν υψηλότερα επίπεδα Α στον ιππόκαμπο καθώς και γνωστικά ελλείμματα [138]. Οι Jaeger et al. ανέφερε ότι οι ενδοπεριτοναϊκές ενέσεις LPS αύξησαν την εισροή αίματος προς εγκέφαλο και μείωσαν την εκροή από εγκέφαλο σε αίμα σε ποντίκια, οδηγώντας σε συσσώρευση Α [139].

Ομοίως, σε μια μελέτη που περιελάμβανε το Bacteroides fragilis, η έκθεση των LPSs σε ανθρώπινα πρωτεύοντα εγκεφαλικά κύτταρα αποκάλυψε ότι ήταν ένας εξαιρετικά ισχυρός επαγωγέας ενός προφλεγμονώδους μεταγραφικού παράγοντα που εμπλέκεται σε ενεργοποιητή που διευκόλυνε τον φλεγμονώδη νευροεκφυλισμό στον εγκέφαλο AD [140].

Επιπλέον, μια σημαντική ποσότητα λειτουργικού αμυλοειδούς μπορεί επίσης να δημιουργηθεί μαζί με LPS από πολλά βακτηριακά στελέχη, συμπεριλαμβανομένων των E coli, Bacillus subtilis, Salmonella typhimurium, Salmonella enterica, Mycobacterium tuberculosis και Staphylococcus aureus, και μπορεί να συμβάλει στην παθολογία AD μέσω της λανθασμένης συσσώρευσης πρωτεϊνών ολιγομερή και ινίδια [141,142].

Έχει επίσης υποτεθεί ότι τα βακτηριακά αμυλοειδή μπορεί να διαρρεύσουν από το γαστρεντερικό σωλήνα και να συμβάλλουν στο συστηματικό φορτίο αμυλοειδούς και στο ΚΝΣ. Αυτά τα αμυλοειδή μπορεί να προκαλέσουν προφλεγμονώδεις κυτοκίνες, οι οποίες περνούν μέσω της γαστρεντερικής οδού και του BBB στον εγκέφαλο, προκαλώντας ανοσοαντιδραστικότητα και σηματοδότηση αρκετών συστατικών που συμβάλλουν στον νευροεκφυλισμό [143-145].

Τα LPS και τα αμυλοειδή που παράγονται από μικροοργανισμούς στο έντερο προκαλούν φλεγμονώδεις επιδράσεις που μπορεί να συμβάλλουν στην παθογένεση της AD, βοηθώντας τη συσσώρευση του A .

Σχιζοφρένεια

Η σχιζοφρένεια είναι μια σύνθετη και εξουθενωτική διαταραχή του εγκεφάλου που οδηγεί σε συνδυασμό ανωμαλιών συμπεριφοράς, συμπεριλαμβανομένων παραισθήσεων, παραληρημάτων, απάθειας, υποτροπιάζοντος επεισοδίων ψύχωσης και εξαιρετικά διαταραγμένης σκέψης [146,147]. Η σχιζοφρένεια είναι γνωστό ότι επηρεάζει περίπου 21 εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως και οδηγεί σε κοινωνική και σωματική νοσηρότητα [148,149].

Τα αίτια της σχιζοφρένειας περιλαμβάνουν τόσο περιβαλλοντικούς όσο και γενετικούς παράγοντες. Τα συμπτώματα της σχιζοφρένειας συνήθως ξεκινούν μεταξύ 16 και 30 ετών και οι άνδρες είναι πιο πιθανό να επηρεαστούν από τη νόσο.

Μια μελέτη των Nemani et al. αντιπροσώπευε μια σύνδεση μεταξύ της διαταραχής του μικροβιώματος του εντέρου και της σχιζοφρένειας [150]. Schwarz et al. παρατήρησε ότι όταν οι ασθενείς με ψύχωση πρώτου επεισοδίου συγκρίθηκαν με άτομα με μη ψυχιατρική σύγκριση, βρέθηκε ότι είχαν αυξημένη αφθονία των οικογενειών Lactobacillaceae, Halothiobacillaceae, Brucellaceae και Micrococcineae και μειωμένη αφθονία της οικογένειας Veillonellaceae [151].

Το εντερικό μικροβίωμα παίζει επίσης σημαντικό ρόλο στη ρύθμιση της νευροδιαβίβασης, της ομοιόστασης του ανοσοποιητικού συστήματος και της ανάπτυξης του εγκεφάλου, και μια ανισορροπία στο μικροβίωμα μπορεί να οδηγήσει σε ενεργοποίηση του ανοσοποιητικού και δυσλειτουργία στον άξονα εντέρου-εγκεφάλου, συμβάλλοντας περαιτέρω στη σχιζοφρένεια.

Οι αλλαγές στη μικροχλωρίδα του εντέρου μπορεί να μειώσουν τα προστατευτικά και να αυξήσουν τις νευροτοξίνες και τους φλεγμονώδεις μεσολαβητές, προκαλώντας νευρωνικές και συναπτικές βλάβες, οι οποίες προκαλούν σχιζοφρένεια. Το Clostridium sporogenes παράγει τον μεταβολίτη ινδόλη προπιονικό οξύ με αποικοδόμηση τρυπτοφάνης, η οποία είναι απαραίτητη για την προστασία του εντερικού φραγμού και τη διατήρηση της ομοιόστασης των μονοκυττάρων/μακροφάγων και των Τ κυττάρων [152].

Η βακτηριακή ενδοτοξίνη LPS μπορεί να βλάψει τον φραγμό του εντερικού βλεννογόνου και να ενεργοποιήσει το ανοσοποιητικό σύστημα, προκαλώντας ήπια ενδοτοξαιμία [153]. Επιπλέον, τα SCFAs είναι ένα σημαντικό συστατικό στη διατήρηση της εντερικής ανοσίας και της κεντρικής ανοσίας που προκαλείται από μικρογλοία [154,155], που βοηθούν στη διατήρηση της ομοιόστασης του ανοσοποιητικού. Ωστόσο, η δυσλειτουργία του ενός μπορεί να επηρεάσει το άλλο, με αμφότερα τα οποία επηρεάζουν την ανάπτυξη της σχιζοφρένειας [156].

Επιπλέον, η σχιζοφρένεια συνδέεται με αυξημένα επίπεδα IL-6, IL-8 και TNF- καθώς και με μειώσεις της αντιφλεγμονώδους IL-10 [157]. Αυξημένη παραγωγή αντισωμάτων ως απόκριση στο Saccharomyces cerevisiae, που είναι γνωστό ότι είναι δείκτης εντερικής φλεγμονής και αύξηση του δείκτη βακτηριακής μετατόπισης sCD14, έχει εντοπιστεί σε ασθενείς με σχιζοφρένεια [158,159].

Το μικροβίωμα του εντέρου παίζει επίσης ρόλο στη ρύθμιση της διαπερατότητας BBB. Ως εκ τούτου, η δυσβίωση μπορεί να οδηγήσει σε λοίμωξη και φλεγμονή του ΚΝΣ, διευκολύνοντας τη νόσο [57160]. Επιπλέον, η απουσία μικροβίων γαστρεντερικού σωλήνα οδηγεί σε μείωση των κεντρικών επιπέδων BDNF, αναστέλλοντας τη διατήρηση της παραγωγής του υποδοχέα N-μεθυλ-D-ασπαρτικού (NMDAR) .

Η μείωση της εισροής NMDAR στους ανασταλτικούς ενδονευρώνες GABA βοηθά περαιτέρω τη γλουταμινεργική παραγωγή και οδηγεί σε ανώμαλη συναπτική συμπεριφορά και γνωστικά ελλείμματα. Δεδομένου ότι το NMDAR πιστεύεται ότι σχετίζεται με την ανάπτυξη σχιζοφρένειας και άλλων νευρολογικών ασθενειών, η αλλαγή στη σύνθεση του μικροβιώματος μπορεί να βοηθήσει στην εξήγηση της ανάπτυξης της νόσου [161].

Σε μια άλλη μελέτη που σημειώνει μια σχέση μεταξύ των μικροβίων του εντέρου και της σχιζοφρένειας, οι ερευνητές μετέφεραν μικροδείγματα του εντέρου σχιζοφρενών ατόμων στα βιομάζα του εντέρου μιας ομάδας υγιών ποντικών ελέγχου [162].

Η μεταμόσχευση βακτηρίων του εντέρου σχιζοφρενικών ατόμων σε υγιή ποντίκια ελέγχου προκάλεσε ορισμένα συμπτώματα που ήταν χαρακτηριστικά της σχιζοφρένειας των ποντικών, συμπεριλαμβανομένης της γλουταμινεργικής υπολειτουργίας.

Τα μοντέλα ποντικών έδειξαν επίσης χαμηλότερα επίπεδα γλουταμικού και υψηλότερα επίπεδα γλουταμίνης και GABA στον ιππόκαμπο του εγκεφάλου. Αυτό παρείχε περαιτέρω απόδειξη μιας συσχέτισης μεταξύ αλλαγών στη σύνθεση της μικροχλωρίδας του εντέρου και της σχιζοφρένειας που ήταν ειδική για τη νόσο και επίσης συσχετίστηκε με τη σοβαρότητα των συμπτωμάτων. Μια ανισορροπία στο μικροβίωμα οδηγεί σε ανοσολογική ενεργοποίηση και νευρωνική δυσλειτουργία, τα οποία είναι γνωστό ότι είναι πιθανές αιτίες ανάπτυξης σχιζοφρένειας .

Επιπλέον, μελέτες έχουν δείξει ότι η μείωση των προστατευτικών και η αύξηση των νευροτοξινών θα μπορούσε να οδηγήσει σε νευρωνική και συναπτική βλάβη που παρατηρείται σε σχιζοφρενείς ασθενείς.

Νόσος Πάρκινσον

Η νόσος του Πάρκινσον (PD) είναι μια μακροχρόνια εκφυλιστική διαταραχή του ΚΝΣ που επηρεάζει κυρίως τους νευρώνες που παράγουν ντοπαμίνη που υπάρχουν σε μια συγκεκριμένη περιοχή του εγκεφάλου, γνωστή ως μέλαινα ουσία. Η PD επηρεάζει περίπου 7-10 εκατομμύρια άτομα παγκοσμίως και είναι γνωστό ότι είναι 1,5 φορές πιο διαδεδομένη στους άνδρες από τις γυναίκες. Η συχνότητα της PD αυξάνεται με την ηλικία, επηρεάζοντας περίπου το 1% των ατόμων ηλικίας 60 ετών και άνω [163].

Η ασθένεια χαρακτηρίζεται από πολλά συμπτώματα, τα οποία περιλαμβάνουν ακινησία, μυϊκή ακαμψία, τρόμο, βραδυκινησία και δυσκολία στη βάδιση και στο βάδισμα [164]. Εκτός από αυτά τα κινητικά χαρακτηριστικά, άλλα συμπτώματα περιλαμβάνουν άνοια, κατάθλιψη και αισθητηριακή και αυτόνομη δυσλειτουργία. Εκτός από την ντοπαμινεργική απώλεια, η PD χαρακτηρίζεται επίσης από συνουκλεϊνοπάθεια. δηλαδή εναπόθεση αδιάλυτων πολυμερών της -συνουκλεΐνης στο νευρωνικό σώμα, σχηματίζοντας στρογγυλά, ελασματοποιημένα, ηωσινόφιλα, κυτταροπλασματικά εγκλείσματα που ονομάζονται σώματα Lewy [165].

Αυτά τα σώματα Lewy είναι υπεύθυνα για τον νευροεκφυλισμό και τον νευρωνικό θάνατο [166,167]. Αρκετές μελέτες έχουν δείξει αλλαγές στη μικροχλωρίδα του εντέρου ασθενών με PD, οι οποίες μπορούν να χρησιμεύσουν τόσο ως βιοδείκτες της PD όσο και ως πιθανή λανθασμένη αναδίπλωση της συνουκλεΐνης που προκαλεί νευροεκφυλισμό [168].

Οι ασθενείς με PD είναι επίσης γνωστό ότι παρουσιάζουν συχνά σημεία και μη κινητικά συμπτώματα γαστρεντερικής δυσκινητικότητας, που μπορεί να περιλαμβάνουν καθυστερημένη γαστρική κένωση και δυσκοιλιότητα [169-173]. Σε μια μελέτη, η μικροχλωρίδα του εντέρου ασθενών με PD και υγιών εθελοντών αναλύθηκε χρησιμοποιώντας rRNA υψηλής απόδοσης16S αλληλουχία βακτηριακών γονιδιωμάτων [174].

Οι ασθενείς με PD εμφάνισαν μειωμένες ποσότητες Bacteroides massiliensis, Stoquefichus massiliensis, Bacteroides copro cola, γλυκανάσης Blautia, Dorea long catena, Bacteroides dorei, Prevotellacopri, Coprococcus eutectic και Ruminococcus callidus, Christensenellaebacillius, cinnamivorans.

Αυτό το μοτίβο της μικροχλωρίδας του εντέρου μπορεί να προκαλέσει τοπική φλεγμονή που ακολουθείται από συσσώρευση -συνουκλεΐνης και δημιουργία σωμάτων Lewy. Μια άλλη μελέτη σε ασθενείς με PD με φλεγμονή του εντέρου έδειξε ότι εμφάνισαν αύξηση της έκφρασης του ειδικού για τη βακτηριακή ενδοτοξίνη συνδέτη TLR4 καθώς και των CD{3}} Τ κυττάρων και της έκφρασης κυτοκίνης σε βιοψίες του παχέος εντέρου και μείωση στα βακτήρια του παχέος εντέρου που παράγουν SCFA σε σύγκριση με ελέγχους [175].

Η συσχέτιση μεταξύ PD και ελικοβακτηριδίου του πυλωρού είναι η πιο εκτενώς μελετημένη και η λοίμωξη από το ελικοβακτηρίδιο έχει διαπιστωθεί ότι είναι υψηλή στους ασθενείς με PD, προκαλώντας κινητικές βλάβες παρεμποδίζοντας την απορρόφηση του φαρμάκου λεβοντόπα, το οποίο χρησιμοποιείται για τη διαχείριση της PD [176,177]. Ομοίως, η βακτηριακή υπερανάπτυξη του λεπτού εντέρου, μια διαταραχή της υπερβολικής βακτηριακής ανάπτυξης στο λεπτό έντερο, έχει παρατηρηθεί ότι σχετίζεται και με την PD.

Σε μια άλλη μελέτη, μια σημαντική μείωση των Prevotellaceae στα κόπρανα ασθενών με PD σε σύγκριση με τους ελέγχους έδειξε περαιτέρω στοιχεία ότι η δυσβίωση του μικροβιώματος του εντέρου σχετίζεται με την PD [178]. Επιπλέον, βρέθηκε άμεση συσχέτιση μεταξύ της αφθονίας των Εντεροβακτηριδίων και της σοβαρότητας της αστάθειας της στάσης και της δυσκολίας στη βάδιση.

Οι ασθενείς με PD έχουν επίσης παρατηρηθεί ότι υποφέρουν από αυξημένη διαπερατότητα του βλεννογόνου και συστηματική έκθεση σε ενδοτοξίνες από κολοβακτηρίδια [179]. Επιπλέον, τα βακτήρια που ανήκουν στα γένη Blautia, Coprococcus, Faecalibacterium και Roseburia μειώθηκαν σημαντικά στα κόπρανα ασθενών με PD σε σύγκριση με τους μάρτυρες, και αυτά που ανήκουν στο γένος Ralstonia αυξήθηκαν σημαντικά στον βλεννογόνο των ασθενών με PD. Σε άλλη μελέτη 34 ασθενών με PD και 34 μάρτυρες που ταιριάζουν με την ηλικία, τα δείγματα κοπράνων αναλύθηκαν χρησιμοποιώντας γαστροχρωματογραφία για να ελεγχθούν οι συγκεντρώσεις των SCFAs, τα οποία είναι ένα από τα κύρια μεταβολικά προϊόντα των εντερικών βακτηρίων και της σύνθεσης μικροβίων [180].

Οι συγκεντρώσεις SCFA βρέθηκαν να είναι σημαντικά μειωμένες στους ασθενείς με PD σε σύγκριση με τους ελέγχους. Αυτή η μείωση μπορεί να προκαλέσει αλλοιώσεις στο ΕΝΣ και να συμβάλει σε γαστρεντερική δυσκινητικότητα σε ασθενείς με PD. Μελέτες δείχνουν ότι αλλοιώσεις μπορούν να προκληθούν μέσω αλλαγών στα επίπεδα των μικροοργανισμών ή των μεταβολιτών που παράγονται από αυτούς. Αυτές οι αλλοιώσεις οδηγούν στη δυσβίωση του εντέρου που παρατηρείται σε ασθενείς με PD καθώς και στη συσσώρευση της -συνουκλεΐνης, η οποία δημιουργεί περαιτέρω σώματα Lewy.

Ανησυχία

Το άγχος είναι μια διαταραχή κατά την οποία ένα άτομο βιώνει φόβο και φόβο που χαρακτηρίζεται από σωματικά συμπτώματα όπως αίσθημα παλμών και εφίδρωση. Το άγχος συχνά συνοδεύεται από μυϊκή ένταση, ανησυχία, κόπωση και προβλήματα συγκέντρωσης. Τα συμπτώματα του άγχους μπορεί να είναι χρόνια (ή γενικευμένα) ή οξέα και μπορεί να οδηγήσουν σε κρίσεις πανικού.

Τα συμπτώματα μπορεί επίσης να διαφέρουν σε αριθμό, ένταση και συχνότητα, ανάλογα με το άτομο [181]. Η παρουσία επιβλαβών μικροβίων είναι γνωστό ότι επηρεάζει το άγχος και την κατάθλιψη πυροδοτώντας χρόνια φλεγμονή, η οποία εμφανίζεται όταν αυτά τα κακόβουλα μικρόβια συναγωνίζονται τα ωφέλιμα μικρόβια στο έντερο. Όταν αυτοί οι επιβλαβείς κάτοικοι του εντέρου καταλαμβάνουν και προκαλούν φλεγμονή, μπορούν να ενεργοποιήσουν το πνευμονογαστρικό νεύρο, οδηγώντας σε νευροψυχολογικά συμπτώματα [182].

Αυτά τα βακτήρια μπορούν επίσης να παράγουν πεπτίδια που είναι γνωστό ότι στέλνουν σήματα άγχους, τα οποία επηρεάζουν τη γονιδιακή έκφραση καθώς και το ΚΝΣ. Έχει παρατηρηθεί ότι η έκθεση των τρωκτικών σε μικροβιακά παθογόνα κατά τη διάρκεια των φάσεων ανάπτυξής τους έχει ως αποτέλεσμα συμπεριφορές που μοιάζουν με άγχος και εξασθενημένες γνωστικές λειτουργίες [183- 185]. Μια μελέτη που περιελάμβανε μοντέλα ποντικών έδειξε αύξηση της συμπεριφοράς που μοιάζει με άγχος σε δοκιμές ανυψωμένου συν λαβύρινθου 2 ημέρες μετά την έκθεση σε μια υποπαθογόνο λοίμωξη του Campylobacter jejuni. Αυτό σημειώθηκε ότι είναι σημαντικό λόγω της απουσίας ανοσοαπόκρισης στην περιφέρεια [186].

Επιπλέον, μια μελέτη των Lyte et al. που περιελάμβανε το Citrobacter rodentium και το C jejuni αποκάλυψαν μια αύξηση της συμπεριφοράς που μοιάζει με άγχος 8 ώρες μετά τη μόλυνση, χωρίς να φαίνεται διαφορά στα επίπεδα κυτοκίνης στο πλάσμα ή στη φλεγμονή του εντέρου σε σύγκριση με τα ποντίκια ελέγχου [187]. Αυτές οι μελέτες υποδεικνύουν ότι η παρουσία επιβλαβών βακτηρίων στο έντερο μετά την απουσία συστηματικής ανοσολογικής απόκρισης πυροδοτεί συμπεριφορά που μοιάζει με άγχος.

Τέτοιες συμπεριφορές σημειώθηκαν επίσης σε πειράματα που οδήγησαν σε αυξημένη γαστρεντερική φλεγμονή [188,189]. Τα ποντίκια με Trichurismuris εμφάνισαν γαστρεντερική φλεγμονή και αυξημένη συμπεριφορά που μοιάζει με άγχος όταν δοκιμάστηκαν χρησιμοποιώντας τεστ φωτός/σκότους και υποβάθμισης. Η θεραπεία που περιελάμβανε το προβιοτικό B longum βοήθησε στην ομαλοποίηση της συμπεριφοράς που μοιάζει με άγχος στα μολυσμένα ποντίκια.

Το BDNF είναι γνωστό ότι επηρεάζει διαδικασίες όπως η επιβίωση και η διαφοροποίηση των νευρώνων, ο σχηματισμός λειτουργικών συνάψεων και η νευροπλαστικότητα κατά την ανάπτυξη και την ενηλικίωση [190-192]. Σε μοντέλα μόλυνσης που προβλέπεται ότι θα οδηγήσουν σε αλλαγές στο προφίλ μικροχλωρίδας, η μειωμένη έκφραση του mRNA ή της πρωτεΐνης του BDNF του ιππόκαμπου βρέθηκε να σχετίζεται με αυξημένες συμπεριφορές που μοιάζουν με άγχος [193].

Επιπλέον, η δυσλειτουργία στη σηματοδότηση του GABA, που είναι ένας κύριος ανασταλτικός νευροδιαβιβαστής στο ΚΝΣ, συνδέεται με το άγχος και την κατάθλιψη [194]. Ένα άλλο πείραμα που χρησιμοποιεί μοντέλα ποντικών έδειξε την πρόληψη της συμπεριφοράς που μοιάζει με άγχος με δίαιτα υψηλής περιεκτικότητας σε λιπαρά και τη χορήγηση Lactobacillus helveticus για 21 ημέρες [195].

Όταν ολοκληρώθηκε το ίδιο πείραμα με ποντίκια με ανεπάρκεια IL-10-, δεν παρατηρήθηκαν αλλαγές στο άγχος. Αυτά τα αποτελέσματα απέδειξαν τον ρόλο του ανοσοποιητικού συστήματος στον άξονα εντέρου-εγκεφάλου. Σε ένα άλλο πείραμα που αποδεικνύει ότι η μικροχλωρίδα μπορεί να επηρεάσει άμεσα τη συμπεριφορά, οι ερευνητές πραγματοποίησαν μεταμόσχευση κοπράνων από ενήλικα ποντίκια BALB/c χωρίς μικρόβια (ένα στέλεχος ποντικού με υψηλό άγχος) σε ενήλικα ποντίκια NIH Swiss (ένα στέλεχος ποντικού χαμηλού άγχους) και τα ποντίκια BALB/c έλαβαν τη μικροχλωρίδα των ποντικών theNIH Swiss [193].

Το προφίλ συμπεριφοράς του δότη ήταν ορατό στα ποντίκια λήπτες. Αν και αρκετά εντερικά βακτήρια είναι γνωστό ότι ανακουφίζουν από το στρες, την κατάθλιψη και το άγχος, αρκετές μελέτες υποδηλώνουν επίσης ότι η μικροχλωρίδα του εντέρου είναι ένας παράγοντας που συμβάλλει στην ανάπτυξη συμπεριφορών που μοιάζουν με άγχος. Πειράματα που περιλαμβάνουν έκθεση σε παθογόνα καθώς και μείωση του mRNA ή πρωτεΐνης BDNF και δυσλειτουργίες της σηματοδότησης GABA έχουν αποκαλύψει μια αυξανόμενη συμπεριφορά παρόμοια με το άγχος. Πολυάριθμες μελέτες έχουν επίσης αποκαλύψει πιθανές οδούς ή υποθέσεις που υποδηλώνουν πιθανούς συσχετισμούς της μικροχλωρίδας του εντέρου με τις προαναφερθείσες νευρολογικές διαταραχές (Πίνακας 2).

Τρέχουσες Προοπτικές & Μελλοντική Προοπτική

Με τη βοήθεια της καλύτερης κατανόησης της έρευνας του μικροβιώματος καθώς και της στρατηγικής υποστήριξης από διάφορες χώρες κατά τη διάρκεια των ετών, έχουν δημιουργηθεί αρκετοί οργανισμοί και ιδρύματα που συμβάλλουν στην έρευνα για το μικροβίωμα του εντέρου. Το Lawson Health Research Institute, το Bioaster Technology Research Institute, το Broad Institute και η European Society of Neurogastroenterology and Motility είναι μερικοί από τους οργανισμούς που συμβάλλουν στην έρευνα. Η εγγενής πολυπλοκότητα και η ετερογένεια του ανθρώπινου μικροβιώματος απαιτούν τη διεξαγωγή αυξημένου αριθμού πειραμάτων για την εξουδετέρωση των περιορισμών των εμπειρικών μεθόδων στην εξέταση των δεσμών αιτιώδους συνάφειας ή συσχέτισης μεταξύ δυσβίωσης και ανθρώπινων ασθενειών [197].

Μέχρι τις πρόσφατες δεκαετίες, οι ιδιότητες του ανθρώπινου μικροβιώματος καθώς και οι αλληλεπιδράσεις ξενιστή-μικροβίωσης παρέμεναν άγνωστες λόγω των περιορισμών στην τεχνολογία. Ο αυξημένος αριθμός ευκαιριών για έρευνα σε αυτό το συγκεκριμένο πεδίο προσφέρθηκε από την ταχεία ανάπτυξη τεχνολογιών βιολογικής έρευνας, οι οποίες περιλαμβάνουν ζωικά μοντέλα χωρίς μικρόβια, τεχνικές αλληλούχισης επόμενης γενιάς και προσεγγίσεις πολυομικής [198]. Η ανάπτυξη και η εφαρμογή αυτών των τεχνολογιών βοηθά στην ανάλυση της δομής και της σύνθεσης του μικροβιώματος του εντέρου καθώς και της λειτουργίας και της συσχέτισής του με την υγεία και τις ασθένειες από διαφορετικές διεπιστημονικές προοπτικές.

Το Human Microbiome Project ήταν μια ερευνητική πρωτοβουλία του NIH των ΗΠΑ [199,200]. Κυκλοφόρησε το 2007 για να βοηθήσει στη βελτίωση της κατανόησης της μικροβιακής χλωρίδας που εμπλέκεται τόσο στην ανθρώπινη υγεία όσο και στις ασθένειες.

Η κοινοπραξία Metagenomics of the Human Intestinal Tract, που χρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή, εστιάζει στην έρευνα στον ανθρώπινο γαστρεντερικό σωλήνα και στη σχέση του ανθρώπινου γαστρεντερικού σωλήνα με την παχυσαρκία και τη φλεγμονώδη νόσο του εντέρου [201].

Η εκβιομηχάνιση και η εμπορευματοποίηση σχετικών εφαρμογών μικροβιώματος έχουν επίσης προχωρήσει, και αυτό οδήγησε στην ίδρυση πολλών εταιρειών βιοτεχνολογίας με σημαντικές παγκόσμιες επενδύσεις. Με την τελευταία κατανόηση του μικροβιώματος του εντέρου καθώς και την αλληλουχία επόμενης γενιάς, ο εντοπισμός συγκεκριμένων βιοδεικτών που σχετίζονται με την αιτία της διαταραχές μπορούν να βοηθηθούν.

Αυτή η αναγνώριση μπορεί να μας επιτρέψει να χρησιμοποιήσουμε στοχευμένες θεραπευτικές προσεγγίσεις/φάρμακα και να παράσχουμε δυνατότητες για έγκαιρη ανίχνευση με μεγάλη προγνωστική αξία. Τα φάρμακα μπορούν να βοηθήσουν σε θεραπείες για τον καρκίνο καθώς και για μεταβολικές, νευροεκφυλιστικές και ψυχιατρικές διαταραχές. Η έλλειψη αποτελεσματικών θεραπειών και η περιορισμένη διαθεσιμότητα φαρμάκων που προσφέρουν βελτίωση τονίζουν περαιτέρω την ανάγκη πρόληψης των διαταραχών με έγκαιρα διαγνωστικά μέτρα που χρησιμοποιούν ορισμένους βιοδείκτες.

Ωστόσο, η ύπαρξη πολλαπλών συγχυτικών μεταβλητών σε πειράματα που πραγματοποιήθηκαν προηγουμένως καταδεικνύει την ανάγκη για μεγαλύτερα μεγέθη δειγμάτων σε μελέτες που περιλαμβάνουν έλεγχο μεταγονιδιωματικών βιοδεικτών.

Αν και τα ζωικά μοντέλα χρησιμοποιούνται σε προκλινικά πειράματα για την επικύρωση των λειτουργιών ορισμένων μικροβιακών ειδών, παρουσιάζουν επίσης αρκετούς περιορισμούς, συμπεριλαμβανομένου του γεγονότος ότι το ανθρώπινο γονιδίωμα μπορεί να μοιράζεται περισσότερο από το 85% των γονιδιωματικών αλληλουχιών του με το γονιδίωμα του ποντικού, αλλά τα πρότυπα έκφρασης, οι πρωτεϊνικές λειτουργίες και άλλοι παράγοντες δεν είναι ίδιοι.

Τα προβιοτικά ασκούν ευεργετική επίδραση στην υγεία τόσο των ανθρώπων όσο και των ζώων διατηρώντας μια σωστή ισορροπία ωφέλιμων και επιβλαβών μικροβίων μεταξύ του γαστρεντερικού σωλήνα και του ανοσοποιητικού συστήματος. Τα προβιοτικά εμπλέκονται επίσης στη σύνθεση και την απελευθέρωση αντιβακτηριακών πεπτιδίων και βλεννίνης που σχηματίζει γέλη, τα οποία διευκολύνουν τη λίπανση των επιθηλιακών επιφανειών και παρέχουν προστασία από βακτήρια και αντιγόνα.

Αυτά τα χαρακτηριστικά που παρουσιάζουν τα προβιοτικά υποδεικνύουν την πιθανή χρήση τους ως θεραπευτικά σε νευρολογικές διαταραχές που επηρεάζονται από το μικροβίωμα του εντέρου. Επιπλέον, η εξερεύνηση και η αξιολόγηση των βιοδεικτών μπορεί να καταδείξει περαιτέρω συσχετισμένες οδούς που μπορεί να βοηθήσουν στην κατανόηση των θεματικών μηχανισμών που κρύβουν τις διαταραχές. Οι μελέτες μικροβιώματος του εντέρου μετατοπίζουν την εστίασή τους από τη συσχέτιση στην αιτιότητα για να αντιμετωπίσουν τους μηχανισμούς με τους οποίους το μικροβίωμα επηρεάζει την υγεία του ξενιστή.

Η καλύτερη κατανόηση αυτών των μηχανισμών που χρησιμοποιούν τεχνολογίες αλληλούχισης επόμενης γενιάς μεταξύ άλλων προηγμένων τεχνολογιών μπορεί να βοηθήσει περαιτέρω στην ανάπτυξη νέων διαγνωστικών και θεραπευτικών παρεμβάσεων. Η παραγωγή ευρύτερων και πιο ευεργετικών σειρών προβιοτικών στο μέλλον μπορεί επίσης να οδηγήσει σε πιθανότητες βελτιωμένων συνθηκών υγείας.

Σύναψη

Υπάρχει μια αμοιβαία σχέση μεταξύ της μικροχλωρίδας του εντέρου και του ξενιστή που βοηθά στην πέψη, στον μεταβολισμό των φαρμάκων, στον ξενοβιοτικό μεταβολισμό και στην καταπολέμηση των παθογόνων και βελτιώνει τη λειτουργία του εγκεφάλου. Αν και η μικροβιότητα του εντέρου είναι γνωστό ότι είναι ευεργετική, μια ανισορροπία σε επιβλαβή και μη επιβλαβή μικρόβια μπορεί να συμβάλει σε πολλά προβλήματα υγείας.

Μια ανισορροπία στα μικρόβια του εντέρου, η οποία επηρεάζεται από εσωτερικούς και εξωτερικούς παράγοντες, οδηγεί σε δυσβίωση της μικροχλωρίδας, οδηγώντας τελικά στην ανάπτυξη αρκετών νευρολογικών διαταραχών καθώς και αύξηση βάρους, καρδιαγγειακές παθήσεις και γαστρεντερικές διαταραχές.

Τα μοτίβα τοκετού όπως η καισαρική και ο φυσιολογικός τοκετός μπορούν να επηρεάσουν τη σύνθεση των μικροβίων του εντέρου. Αρκετές μελέτες έχουν καταδείξει μόνο πιθανές υποθέσεις ή συνδέσμους όσον αφορά την ανισορροπία στη μικροβιακή σύνθεση και δεν έχουν άμεση σχέση με την ανάπτυξη νευρολογικών διαταραχών. Συνεπώς, απαιτείται περαιτέρω έρευνα σε κάθε αντίστοιχο πεδίο.

Ευχαριστίες

Οι συγγραφείς ευχαριστούν τα μέλη του Swift Integrity Computational Lab (Ντάκα, Μπαγκλαντές), μια εικονική πλατφόρμα για νέους ερευνητές, για την υποστήριξή τους κατά την προετοιμασία αυτού του χειρογράφου.

Αποκάλυψη οικονομικών και ανταγωνιστικών συμφερόντων

Οι συγγραφείς δεν έχουν σχετικές σχέσεις ή οικονομική ανάμειξη με οποιονδήποτε οργανισμό ή οντότητα με οικονομικό συμφέρον ή οικονομική σύγκρουση με το θέμα ή το υλικό που συζητείται σε αυτό το χειρόγραφο. Δεν χρησιμοποιήθηκε γραπτή βοήθεια για την παραγωγή αυτού του χειρογράφου.

Ανοιχτή πρόσβαση

Αυτό το έργο αδειοδοτείται με την άδεια Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Unported License. Για να δείτε ένα αντίγραφο αυτής της άδειας, επισκεφτείτεhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

Αναφορές

Έγγραφα με ειδική σημείωση έχουν επισημανθεί ως • ενδιαφέροντα. •• μεγάλου ενδιαφέροντος

1. Thursby E, Juge N. Εισαγωγή στη μικροχλωρίδα του ανθρώπινου εντέρου. Biochem. J. 474(11), 1823–1836 (2017).

2. Donaldson G, Lee S, Mazmanian S. Βιογεωγραφία εντέρου της βακτηριακής μικροχλωρίδας. Nat. Rev. Microbiol. 14(1), 20–32 (2015).

3. Zhu S, Jiang Y, Xu K et al. Η πρόοδος της έρευνας για το μικροβίωμα του εντέρου που σχετίζεται με διαταραχές του εγκεφάλου. J. Neuroinflammation 17(1), 25 (2020).• Συζητά πιθανές υποθέσεις, εξηγώντας πώς οι μικροοργανισμοί του εντέρου μπορούν να επηρεάσουν την ανάπτυξη αρκετών νευρολογικών διαταραχών.

4. Ghaisas S, Maher J, Kanthasamy A. Το μικροβίωμα του εντέρου στην υγεία και τις ασθένειες: σύνδεση του άξονα μικροβιώματος-εντέρου-εγκεφάλου και περιβαλλοντικών παραγόντων στην παθογένεση συστηματικών και νευροεκφυλιστικών ασθενειών. Pharmacol. Εκεί. 158, 52–62 (2016).• Συζητά τον συντονισμό του άξονα μικροβιώματος-έντερου-εγκεφάλου και τον συσχετίζει με την παθογένεση συστηματικών και νευροεκφυλιστικών ασθενειών.

5. Mai V, Draganov PV. Πρόσφατες εξελίξεις και εναπομένοντα κενά στη γνώση μας για τις συσχετίσεις μεταξύ της μικροχλωρίδας του εντέρου και της ανθρώπινης υγείας. World J. Gastroenterol. 15(1), 81 (2009).

6. Lozupone CA, Stombaugh JI, Gordon JI, Jansson JK, Knight R. Ποικιλομορφία, σταθερότητα και ανθεκτικότητα της μικροχλωρίδας του ανθρώπινου εντέρου. Nature489(7415), 220–230 (2012).

7. Laterza L, Rizzatti G, Gaetani E, Chiusolo P, Gasbarrini A. Η σχέση μικροχλωρίδας του εντέρου και ανοσοποιητικού συστήματος στη νόσο ανθρώπινου μοσχεύματος έναντι ξενιστή. Mediterr. J. Hematol. Μολύνω. Dis. 8(1), e2016025 (2016).

For more information:1950477648nn@gmail.com