Soolestiku mikroorganismid ja neuroloogiliste haiguste väljavaated, 1. osa

Iga terve inimese seedetrakt koosneb ainulaadsest soolestiku mikrobioota kogumist, mis sisaldab mitmekesist ja keerukat kooslust, mis koosneb enam kui 100 triljonist mikroorganismist, sealhulgas bakteritest, viirustest, arhedest, algloomadest ja seentest.

Arhead on prokarüootide klass, mis on geograafilises ajaloos eksisteerinud miljardeid aastaid. Viimastel aastatel on teadlased arheat sügavamalt uurinud ja nende maagiat avastanud. Nende hulgas on kõige üllatavam arhea ja mälu suhe.

Nagu me kõik teame, on mälu inimese aju oluline funktsioon. Kui me kaotame oma mälu, muutub see väga raskeks. Aga kas teadsid? Arhea võib edendada inimese mälu.

Uuringud on näidanud, et arhea võib toota ainet nimega "lüsergiinhape", mis võib stimuleerida aju neuronite tegevust ja edendada inimese mälu. Lüsergiinhape võib mõjutada ka ajulainete sagedust ning parandada mälu ja õppimisvõimet, muutes aju rütmi.

Lisaks võib arhea parandada ka meie tuju ja unekvaliteeti. Terve keha ja emotsionaalne seisund on mälu säilitamise olulised eeldused.

Seetõttu saame terve aju ja tugeva mälu säilitamiseks ennetada ja ravida, tarbides arhearikkaid toite. Toidud nagu jogurt ja kääritatud sojatooted on rikkad arheasisaldusega. Lisaks võime mõnikord leida arhea koostisosi ka tervisetoodetest.

Kokkuvõtteks võib öelda, et arhea ja mälu vahel on tihe seos. Arhearikkaid toite õigesti tarbides saame säilitada terve aju ja tugeva mälu, muutes oma elu paremaks. On näha, et me peame oma mälu parandama ja Cistanche võib mälu oluliselt parandada, sest Cistanche on traditsiooniline Hiina ravimmaterjal, millel on palju ainulaadseid toimeid, millest üks on mälu parandamine. Cistanche'i efektiivsus tuleneb selles sisalduvatest erinevatest toimeainetest, sealhulgas parkhape, polüsahhariidid, flavonoidglükosiidid jne. Need koostisosad võivad mitmel viisil edendada aju tervist.

Klõpsake nuppu Tea 10 viisi mälu parandamiseks

Soolestiku mikroobidel on meie kehaga sümbiootiline suhe. Mikrobioota koostist kujundab varases eas soolestiku küpsemine, mida mõjutavad mitmed tegurid.

Soolebakterid on üliolulised immuun- ja metaboolse homöostaasi säilitamisel ning patogeenide eest kaitsmisel. Soolestiku mikrobiota düsbioos on seotud mitte ainult soolehäiretega, vaid ka sooleväliste haigustega, nagu metaboolsed ja neuroloogilised häired.

Selles ülevaates uurisid autorid erinevaid uuringuid, mis on paljastanud võimalikud hüpoteesid ja seosed soolestiku mikrobioomiga seotud neuroloogiliste häirete tekkes.

Esimene kavand esitatud: 30. november 2020; Avaldamiseks vastu võetud: 20. mai 2021; Veebis avaldatud: 14. juulil 2021.

Märksõnad: Alzheimeri tõbi • ärevus • autismispektri häire • soolestiku-aju telg • soolestiku mikroorganismid • mikrobioom • hulgiskleroos • neuroloogiline haigus • Parkinsoni tõbi • skisofreenia.

Inimese seedetraktis (GI) elavad soolestiku mikroorganismid on inimese arengu oluline osa, kuna need on suurim liides peremeesorganismi, keskkonnategurite ja inimkeha antigeenide vahel.

Soolestiku mikroobide arv meie soolestikus ületab 1014, mis kõik on pühendunud vastastikku kasuliku suhte (sümbioosi) loomisele kehaga. Seedetrakti elutsevad bakterid, arhaead ja eukarüootid toovad inimestele kasu mitmel viisil mitmesuguste füsioloogiliste funktsioonide kaudu, nagu soolestiku terviklikkuse tugevdamine või sooleepiteeli kujundamine, peremeesorganismi immuunsuse reguleerimine, patogeenide eest kaitsmine, energia kogumine ja toitainete, näiteks vitamiinide pakkumine [1] .

See sümbiootiline suhe on tingitud mitmetest keskkonnateguritest, mis tekivad loote ja tupe mikrobiota kokkupuutel sünnituse ajal [2]. Soolestiku mikroorganismid mängivad inimkehas olulist rolli, mis aitab kaasa õigele kasvule ja arengule.

Ajalooliselt peeti soolestiku mikroorganisme nende kasulike tervisemõjude tõttu inimestele õnnistuseks.

Kuid üllatavalt on hiljutised uuringud näidanud, et soolestiku mikroobid mõjutavad kesknärvisüsteemi (KNS) haigusi, kuna soolestiku mikrobioomi ja kesknärvisüsteemi vahel on kahesuunaline side, mida nimetatakse mikrobiota-soolestiku-aju teljeks, ning nad võivad mõjutada ka aju üldine areng ja funktsioon.

Neurodegeneratiivsed, neurodegeneratiivsed ja psühhiaatrilised häired on seotud soolestiku mikrofloora hulga muutustega. Järelikult on hiljuti tuvastatud seos paljude soolestiku mikroorganismide ja kõige levinumate neuroloogiliste haiguste vormide (nt Alzheimeri tõbi [AD], hulgiskleroos [MS], skisofreenia) vahel.

Kuigi soolestiku mikroorganismide mehhanismid ja rollid nende haiguste tekkes on halvasti mõistetavad, on mitmed hiljutised uuringud pakkunud välja erinevaid võimalikke hüpoteese, mis selgitavad, kuidas soolestiku mikroorganismid võivad nende arengut mõjutada [3,4].

See ülevaade annab põhjaliku ülevaate soolestiku mikroorganismidest ja nende arengust, samuti nende rollist inimkehas ja seotusest neuroloogiliste haigustega, sealhulgas neuroloogiliste haiguste mikroobse patogeneesi ajakohastatud hüpoteese.

Soolestiku mikroorganismide koostis ja mitmekesisus

Soolestiku mikrobiota koosneb mitmest mikroorganismide liigist, sealhulgas bakteritest, pärmseentest ja viirustest.

Soolestiku mikroobide koostis areneb kogu meie elu jooksul vastavalt anatoomilistele, toitumis- ja toitumisseisundi muutustele (nt kõhn, rasvunud, anorektik) ning patoloogilistele (süsteemsed ja seedetrakti infektsioonid), keskkonnale (nt kliima, töökoht, elustiil, perekonna koosseis) ja farmakoloogilised (nt antibiootikumide, probiootikumide, lahtistite, prokineetika) tegurid [5].

Inimese mikrobiota sisaldab selliseid komponente nagu arheed, viirused, seened, pärmid ja muud eukarüootid (nt Blastocystis ja Amoebozoa), mis on uuringutes tähelepanuta jäetud, samuti on vähe teavet kommensaalsete seente, arheate ja algloomade kohta [5,6] .

Taksonoomia järgi võib baktereid liigitada hõimudeks (bioloogias on hõimkond [mitmuslik phyla] klassifitseerimise või taksonoomilise järgu tase kuningriigist madalamal ja klassist kõrgemal), klassideks, järgudeks, perekondadeks, perekondadeks ja liikideks [7].

Domineeriv soolestiku mikroobide rühm koosneb Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria, Proteobacteria, Fusobacteria ja Verrucomicrobia, kusjuures 90% soolestiku mikrobiootast koosneb kahest Firmicutes'ist ja Bacteroidetes'ist.

Thephylum Firmicutes koosneb enam kui 200 erinevast perekonnast, sealhulgas Lactobacillus, Bacillus, Clostridium, Enterococcus ja Ruminococcus, kusjuures 95% perekonnast koosneb perekonnast Clostridium.

Valdavate Bacteroidetes'i hulka kuuluvate sugukondade hulka kuuluvad Bacteroides ja Prevotella, samas kui Actinobacteria perekond on proportsionaalselt vähem rikkalik ja seda esindab peamiselt perekond Bifidobacterium.

Soolestiku mikrobiotat iseloomustavad bakterite klastrid, mida nimetatakse enterotüüpideks, ja kolme enterotüüpi iseloomustavad kolm domineerivat bakterite klastrit: Bacteroides (enterotüüp I), Prevotella (enterotüüp II) ja Ruminococcus (enterotüüp III).

Enterotüüp I saab energiat peamiselt süsivesikutest, kasutades glükolüüsi ja pentoosfosfaadi radu, samas kui enterotüübid II ja III võivad lagundada soole limaskesta kihi mutsiini glükoproteiine [8, 9].

Seedetrakti igas osas varieerub inimese soolestiku mikrobioota taksonoomiliselt ja funktsionaalselt ning varieerub sama indiviidi puhul olenevalt imiku üleminekust, vanusest ja keskkonnateguritest, nagu antibiootikumide kasutamine. On leitud, et soolestiku bakteriofaagid on soolestiku viroomi põhikomponendid. - moodustab umbes 90% selle koostisest, jäljendab bakteriaalse mikrobiota kasvu imikutel ja arvatakse, et see jääb täiskasvanueas stabiilseks [10].

Soole viiruse evolutsiooni käigus konserveerunud geenidest koguvad mõned energiat selliste tegevuste jaoks nagu süsivesikute transport ja lagunemine [11–13].

Neid omadusi näitavad tavaliselt toidust pärinevad taimede viirused, millel on võime kontrollida inimese bakteriaalset mikrobiotat või peremeesorganismi ainevahetust, sealhulgas valkude sünteesi ja süsivesikute sünteesi ja lagunemist [14].

Huvitaval kombel on uued metagenoomilised meetodid võimaldanud meil tuvastada soolestiku viroomi koostist ja näidanud, et soolestikku on asustatud mitmesugused patogeenid. Gastroenteriiti põhjustavad sellised patogeenid nagu Norwalk, Rotavirus ja Enterovirus, kuna need kahjustavad otseselt enterotsüüte või muudavad ioonide ja vee sekretsiooni jämesooles.

Lisaks on leitud ka suur nimekiri tuvastamatutest hiiglaslikest viirustest (mis tulenevad algloomadest ja parasiitidest) ning taimsetest viirustest ja bakteriofaagidest [15, 16].

Soolestiku mikrobioomi kogukonnas domineerivad peamiselt bakterid ja seetõttu on soolestiku mikroobide koostise uurimine traditsiooniliselt keskendunud bakteritele. Hiljuti on aga uued uuringud näidanud teiste mikroobide olemasolu, millel võib olla suur mõju nii tervise edendamisele kui ka haiguste esilekutsumisele.

Seega on oluline läbi viia uuringuid tähelepanuta jäetud mikroobide kohta, et saada rohkem teavet neuroloogiliste ja muude haiguste patogeenikroolide kohta.

Soolestiku mikroorganismide roll inimkehas

Soolestiku mikroorganismid mängivad tervises väga olulist rolli, täites erinevaid keha kasvuks ja arenguks vajalikke funktsioone. Vastupidi, nende mikroobide tasakaalustamatus võib põhjustada paljusid tervisega seotud haigusi või häireid.

Mikroorganismid ja nende metaboliidid

Miljonid soolestikus elavad bakterid mõjutavad peremeesorganismi homöostaasi. Mikrobioota loob peremehega sümbiootilise ja vastastikuse suhte, mis tähendab, et nii peremeesorganism kui ka bakterid sõltuvad üksteisest ellujäämiseks.

Mikrobioom vastutab oluliste toitainetega varustamise eest; vitamiinide, ensüümide ja aminohapete sünteesimine; metaboliseerivad ksenobiootikumid ja ravimid; tselluloosi seedimine; angiogeneesi teostamine; enteraalse närvi funktsiooni tugevdamine (tabel 1) [17–20]; ja lühikese ahelaga rasvhapete (SCFA) sünteesimine, mis hõlmavad metaboliite, nagu butüraat, propionaat ja atsetaat [21].

Käärsoole organismid, nagu Bacteroides, Roseburia, Bifidobacterium ja Enterobacteriaceae, osalevad süsivesikute ja seedimatute oligosahhariidide fermentatsioonis, mille tulemuseks on SCFA-de süntees, mis parandab soolestiku tervist [22,23].

Bacteroides thetaiotaomicron, mis kuulub perekonda Bacteroides, osaleb ka süsivesikute fermentatsioonis [24]. On näidatud, et B-tetaiotaomikronil on suurem kolipaasi, ensüümi, mida pankrease lipaas vajab lipiidide seedimiseks, ekspressioon [25].

Bacteroidetes ja Firmicutes aitavad kaasa seedimata toidujäänuste ainevahetusele. Lactobacillus plantarum säilitab soolebarjääri terviklikkuse ja takistab soolestiku bakterite, bakteriaalsete toksiinide, osaliselt seeditud rasvade ja valkude sattumist vereringesse, vältides seega lekkiva soolestiku iseloomulike sümptomite ilmnemist [26].

Lekkiv soolestik või kahjustatud soolestiku vooder võimaldaks muidu seedimata toiduosakestel, mürgistel jääkainetel ja bakteritel läbi soolte lekkida ja vereringesse siseneda, kutsudes seega esile immuunvastuse, põhjustades kogu süsteemi hõlmavat põletikku ja muutes inimese vastuvõtlikuks mitmele tervisele. häired.

Hiljutised uuringud hiirtega on näidanud, et SCFA-d – eriti butüraat – suurendavad soolebarjääri terviklikkust [21]. Mikrobioota kaitseb peremeesorganismi, takistades patogeenide teket ja kasvu.

Kaitseefekti rakendatakse erinevate mehhanismide kaudu. Näiteks konkureerivad soolestiku bakterid sooleepiteelirakkude pintsliga seondumise nimel, takistades seega morbiliste bakterite kinnitumist ja sisenemist epiteelirakkudesse [31].

Lisaks konkureerivad soolestiku mikroobid peremeesorganismi pakutavate toitainete pärast, pärssides patogeensete konkurentide kasvu. Lisaks pärsivad soolestiku mikrobiota toodetud bakteriotsiinid patogeensete bakterite kasvu [32,33].

Mikrobioota mõjutab ka kesknärvisüsteemi arengut neurotransmitterite ja neuromodulaatorite tootmise kaudu ning selle puudumine on seotud paljude kesknärvisüsteemi arenguga seotud probleemidega [34].

Perekondade Lactobacillus ja Bifidobacterium liikmed sünteesivad gamma-aminovõihapet (GABA); Escherichia, Bacillus ja Saccharomyces sünteesivad norepinefriini; Candida, Streptococcus, Escherichia ja Enterococcus sünteesivad serotoniini; Bacillus ja Serratia sünteesivad dopamiini; ja Lactobacillus sünteesib atsetüülkoliini [27].

Perekonna Bacteroides liikmed sünteesivad konjugeeritud linoolhapet, millel on diabeedivastased, antiaterogeensed, antiobesogeensed, hüpolipideemilised ja immunomoduleerivad omadused [28, 29].

Mitmete toiduvalkude metabolism on tingitud peremeesorganismi ja soolestiku mikrobiota vahelisest koostoimest, millest igaüks täidab vastavaid metaboolseid funktsioone; näiteks bakteriaalne ensüüm histamiini dekarboksülaas muudab L-histidiini histamiiniks [35]. Bakterid võivad sünteesida ka aminohappeid, mida peremeesorganism kasutab; see funktsioon sõltub aga suuresti mikrobiota aminohapete kasutamise rollist.

Soolestiku mikrobiota osaleb ka toidust saadavate polüfenoolide (nt flavanoolid, flavanoonid, flavan{0}oolid) lagundamisel, mis allaneelamisel jäävad passiivseks. Bacteroides distasonis, Bacteroides uniformis, Enterococcus casseliflavus ja Eubacterium ramulus seeditavad flavanoolid; Butyrivibrio spp.

seedima tanniine, eriti jõhvika- ja vaarikapolüfenoole; Clostridium orbiscindens ja Enterococcus avium seeditavad flavoonid; ja L plantarum, Lactobacillus casei, Lactobacillus acidophilus ja Bifidobacterium longum seeditavad antotsüanidiinid [30].

Samuti tuleb märkida, et koos mitme eelisega hõlmab valgu kääritamine teatud metaboliitide tootmist, mis võivad peremeesorganismis põhjustada mitmeid füsioloogilisi defekte. Soolestiku mikrobiota aitab kaasa ka ksenobiootilisele ainevahetusele.

Ksenobiootikumid on võõrühendid, mida peremeesorganism ise ei tooda, kuid mida nimetatakse ravimiteks, keskkonnatoksilisteks aineteks ja toksiinideks. Soolestiku mikroobid juhivad ksenobiootilist metabolismi kahe erineva mehhanismi kaudu, otsese ja kaudse, sõltuvalt dieedist ja elustiilist [36].

Soolestiku mikroobid indutseerivad ksenobiootilist ainevahetust ksenobiootiliste metaboliitide inaktiveerimise, ksenobiootiliste prekursorite bioaktiveerimise, peremeesorganismi detoksifitseeritud ksenobiootilise metabolismi taasaktiveerimise või peremeesorganismi soolestiku läbilaskvuse muutmise kaudu.

Soole-aju telg

Soolestiku ja aju vaheline interaktsioon paljastab nendevahelise füsioloogilise seose, mis tagab seedetrakti homöostaasi tekke ning kognitiivsete ja limbiliste funktsioonide säilimise.

Keha kesknärvisüsteemi, autonoomse närvisüsteemi (ANS), enteraalse närvisüsteemi (ENS) ja hüpotalamuse-hüpofüüsi-neerupealise (HPA) telje vahelist koostööd nimetatakse "soole-aju teljeks".

Interaktsioon hõlmab otseseid ja kaudseid teid aju kognitiivsete ja emotsionaalsete keskuste ning perifeersete soolefunktsioonide vahel.

Soole-ajuaju on kombinatsioon ANS-i sümpaatilistest ja parasümpaatilistest kätest, mis annavad vastavalt aferentse ja efferentse närvisignaale, ühendades soolestiku-aju telje.

Eksperimentaalsed tõendid näitavad, et soolestiku mikrobiotal on oluline mõju soolestiku-aju teljele ja et soolestiku mikrobioomi düsregulatsioon võib viia immunoloogiliste, neuroloogiliste ja psühhiaatriliste häirete tekkeni [37–40].

Soolestiku mikrobiota koostise tasakaalustamatus on seotud ka seedetrakti häiretega.

For more information:1950477648nn@gmail.com