Örverur í þörmum og sjónarhorn taugasjúkdóma 3. hluti

Önnur rannsókn Parracho o.fl. notkun flúrljómandi in situ blending sýndi hækkuð magn Clostridiumhystolyticum hjá börnum með ASD samanborið við heilbrigð börn [85].

Clostridium histolyticum er algeng baktería sem vex í mannslíkamanum og finnst venjulega í munni, þörmum o.fl. Rannsóknir hafa sýnt að ákveðin fylgni er á milli magns Clostridium histolyticum og minni.

Í heilanum er mikill fjöldi örvera sem mynda svokallaðan „þarma-heilaás“ og hafa áhrif á heilsu manna og vitræna starfsemi. Rannsóknir hafa sýnt að Clostridium histolyticum er nátengt heilastarfsemi. Það getur haft áhrif á lífefnafræðileg viðbrögð og taugastjórnun heilans í gegnum ýmsar leiðir, og þessi áhrif hafa aftur áhrif á vitræna virkni mannsins.

Meðal þeirra getur Clostridium histolyticum stuðlað að framleiðslu serótóníns, taugaboðefnis sem getur haft áhrif á tilfinningar og vitsmuni. Að auki getur Clostridium histolyticum einnig haft áhrif á virkni gamma-amínósmjörsýru (GABA) viðtaka í heilanum. GABA er eitt mikilvægasta taugaboðefnið í heilanum. Það getur hamlað virkni taugafrumna og stjórnað spennu og hömlun heilans. Þetta þýðir að breytingar á magni Clostridium histolyticum geta haft bein áhrif á starfsemi heilans og þar með haft áhrif á vitræna getu okkar.

Rannsókn sem birt var árið 2017 sýndi að samanborið við einstaklinga með eðlilegt magn Clostridium histolyticum, stóðu einstaklingar með lægra magn af Clostridium histolyticum sig verr í vitrænum verkefnum, sérstaklega í athygli og vinnsluminni. Þessi niðurstaða bendir til þess að magn Clostridium histolyticum gæti verið lykilatriði sem getur haft áhrif á vitræna virkni og minnisgetu manna.

Í samræmi við það, með því að breyta mataræði, nota probiotics, draga úr streitu osfrv., getur fólk bætt minni og vitræna virkni með því að stilla magn Clostridium histolyticum. Á sama tíma þurfum við líka að huga að því að allar alvarlegar sýkingar, lyf og utanaðkomandi þættir geta haft áhrif á jafnvægi þarma örflóru, svo að viðhalda góðum lífsvenjum, sérstaklega heilbrigðu mataræði og andlegri heilsu, er nauðsynlegt til að ná árangri viðhalda jafnvægi í örvistfræði þarma.

Í stuttu máli, þó að magn Clostridium histolyticum sé tengt minni, ættum við virkan að leita lausna, bæta lífsvenjur okkar, halda okkur í burtu frá neikvæðum áhrifum, gefa fullan leik að möguleikum okkar, viðhalda góðu minni og vitrænni getu og takast betur á við ýmsar áskoranir. Það má sjá að við þurfum að bæta minnið og Cistanche getur bætt minnið verulega vegna þess að það getur líka stjórnað jafnvægi taugaboðefna eins og að auka magn asetýlkólíns og vaxtarþætti sem eru mjög mikilvægir fyrir minni og nám. Að auki getur Cistanche einnig bætt blóðflæði og stuðlað að súrefnisgjöf, sem getur tryggt að heilinn fái næga næringu og orku og þar með bætt heilaþrótt og úthald.

Smelltu á vita bætiefni til að bæta minni

Clostridia, sem eru þekktir própíónatframleiðendur, hafa verið taldir örva einhverfu þar sem þær stuðla að taugafræðilegum breytingum á rottum [86,87].

Það hefur einnig sést að þungaðar mýs með örvun á móðurlífi af völdum baktería (einnig þekkt sem ónæmisvirkjun móður) mynda afkvæmi með ASD einkenni um skerta félagshæfni og endurtekna marmara-grafandi hegðun [85,88].

Önnur rannsókn sem sá algengi fjögurra tegunda gagnlegra baktería - Bifidobacterium, Lactobacillus spp., E coli og Enterococcus - leiddi í ljós að ASD börn höfðu miklu lægra magn af Bifidobacterium, aðeins lægra magn af Enterococcus og miklu meira magn af Lactobacillus, með meira Bacillus spp. og minna Klebsiella oxytoca [89].

Sama rannsókn leiddi í ljós að lægra magn SCFAs fannst hjá börnum með ASD og hugsanleg ástæða gæti verið lægri sykrunargerjun af gagnlegum bakteríum. Þetta eykur enn frekar á tengslin milli örveru í þörmum og einhverfu [90].

Í kjölfar þeirrar staðreyndar að gnægð umbrotsefna sem framleidd eru af bakteríum hefur tilhneigingu til að hafa bein áhrif á taugaferla, fannst aukinn útskilnaður í þvagi óeðlilegs fenýlalanínumbrotsefnis Clostridia tegunda sem kallast HPHPA hjá ASD sjúklingum [74].

Með því að tæma katekólamín hafa Clostridia tegundir áhrif á einkenni einhverfu, þar á meðal staðalmyndahegðun, ofvirkni og ofvirkni, hjá tilraunadýrum.

Ennfremur hefur rannsókn Kang o.fl. með því að nota 16S rRNA gena pyrosequencing greiningu á saur DNA sýnum leiddi í ljós lægra magn af Prevotella, Coprococcus og óflokkuðum Veillonellaceae hjá börnum með ASD [91].

Til viðbótar við leka þörmum og innlimun ákveðinna matvæla í mataræði einstaklings, geta umbrotsefni framleidd af örverum í þörmum haft áhrif á möguleg ASD-lík einkenni hjá einstaklingum.

Þar að auki er vitað að gnægð eða minnkun á tilteknum örverum í þörmum getur hugsanlega stuðlað að taugasjúkdómum eins og ASD, tengsl sem styrkjast enn frekar með hjálp ýmissa tilgáta.

Multiple sclerosis

MS er langvarandi bólgu- og afmýlerandi taugahrörnunarsjúkdómur sem hefur áhrif á miðtaugakerfið og hefur í för með sér óeinkennisskemmdir á heila og mænu [92-95]. Þessi röskun getur leitt til þreytu, dofa, samhæfingartaps, svima, sjónskerðingar, svima, sársauka, truflunar á þvagblöðru og þörmum og jafnvel þunglyndi [96]. Um það bil 2,1 milljón manns eru fyrir áhrifum af MS um allan heim.

MS leiðir einnig til aukningar á fjölda sjálfvirkra ónæmisfrumna sem miða á miðtaugakerfið [97]. Þar sem örvera í þörmum stuðlar að fræðslu um ónæmiskerfið og gegnir lykilhlutverki í nokkrum sjálfsofnæmis- og efnaskiptasjúkdómum, er sanngjarnt að tengja þarmaflóru við MS-næmi.

Í rannsókn Vartanian o.fl., var sýnt fram á landnám í þörmum í mönnum með Clostridium perfringens tegund B í sjúklingi sem fékk fyrsta MS-bakfall hennar, og þetta leiddi í ljós að epsilon-eitrið sem þetta sjúkdómsvaldandi sjúkdómsvaldur af völdum míkróangiopathy losaði, sýndu svipaðar rannsóknir að þetta getur enn frekar valdið BBB truflun, sem leiðir til skaða á taugafrumum og oligodendrocyte [98-102].

Þegar MS-sjúklingar voru bornir saman við viðmið, sást að þeir höfðu aukið algengi mótefna gegn epsilon eiturefni í sermi þeirra. Á sama hátt, Jhangi o.fl. sýndi fram á aukningu á styrk archaea Methanobrevibacter hjá MS sjúklingum [103].

Það var einnig áberandi lækkun á styrk Butyricimonas, Lachnospiraceae og Faecalibacterium hjá MS-sjúklingum samanborið við viðmiðunarhópa, og minnkuð magn Faecalibacterium kom fram í örverum sjúklinga með þarmabólgu [104,105].

Faecalibacterium prausnitzii bakteríur eru bútýratframleiðandi lífverur sem leiða til aukins Treg frumustofns; þetta gæti tengt breytingar á örveru í þörmum við þróun MS.

Önnur rannsókn leiddi í ljós mismunandi magn Firmicutes, Bacteroidetes og Proteobacteria hjá MS-sjúklingum og D-vítamínmeðferð leiddi til aukningar á Enterobacteriaceae hjá bæði heilbrigðum viðmiðunarhópum og MS-sjúklingum.

Ennfremur, rannsókn Tremlett o.fl. sýndu aukið magn Shigella, Escherichia og Clostridium, sem tengjast sýkingum og bólgu, og minnkað gildi Eubacterium rectale og Corynebacterium þegar 20 MS-sjúklingar barna voru skoðaðir [106].

Baranzini o.fl. skoðuðu 71 MS sjúklinga og 71 heilbrigðan viðmiðunarhóp með 16S rRNA genagreiningu, sem leiddi í ljós að sjúklingar með MS höfðu hærra magn af Akkermansia muciniphila og Acinetobactercalcoaceticus og lægra magn af Parabacteroides distasonis í þörmum samanborið við heilbrigða viðmiðunarhópa, [108].

Bakteríuútdrættir tegunda úr þörmum örvera sjúklinga með MS styrktu bólgueyðandi Tcell svörun í in vitro líkani [109]. Í kjölfarið, þegar rannsakandinn ígræddi þarmabakteríur úr sjálfsofnæmisheilabólgulíkani (tilbúið músalíkan af MS), kom í ljós að MSmicrobiota gerði heila- og mergbólgu verri.

Nokkrar rannsóknir hafa sýnt að samanborið við heilbrigða samanburðarhópa getur minnkun eða aukning á tilteknum örverum í þörmum tengst þróun MS. Þar að auki hefur hækkað magn ákveðinna mótefna sem myndast vegna eiturefna sem örverur gefa frá sér einnig sést hjá MS-sjúklingum.

Alzheimerssjúkdómur

AD er versnandi taugahrörnunarsjúkdómur sem inniheldur meinalífeðlisfræðileg einkenni eins og skerta vitsmuni og uppsöfnun óhefðbundins amyloid beta (A) próteins innan millivefsrýmis heilavefja, sem leiðir til minnistaps [110,111].

Um 44 milljónir manna greinast með AD um allan heim og líklegra er að það hafi áhrif á einstaklinga eldri en 65 ára. Vitað er að einkenni AD versna með tímanum og leiða til erfiðleika með tungumál, ráðleysi, skapsveiflur, tap á hvatningu og vanrækslu í sjálfumönnun.

Örverur í þörmum stuðla mjög að því að viðhalda eðlilegri lífeðlisfræði og starfsemi hýsilsins; Þess vegna geta breytingar á meltingarveginum leitt til breytinga á heilastarfsemi fylgt eftir með breytingum á hegðun hýsilsins [112].

AD er enn algengasta orsök heilabilunar, með 36 milljónir tilfella sem tilkynnt var um árið 2010, en spáð er að fjöldinn aukist í 66 milljónir árið 2030 og 115 milljónir árið 2050 [113].

Orsök AD er fáránleg og skýrist að mestu leyti sem víxlverkun erfða- og umhverfisþátta [114]. Rannsókn Bray o.fl. lýsti því yfir að commensal örvera í þörmum manna mótar heilastarfsemi og hegðun með örveru-þörmum-heila ásnum og gæti því haft hlutverk í AD aðferðum [115].

Í kjölfarið sýndi önnur rannsókn sem tók þátt í sýklalausum dýrum og dýrum sem voru útsett fyrir sjúkdómsvaldandi örverusýkingum, sýklalyfjum, probiotics og saurörveruígræðslu hlutverki þarmaörveru í skynjun hýsils og AD-tengdri sjúkdómsmyndun [116].

Aukið gegndræpi í þörmum og BBB vegna dysbiosis örvera sem og ójafnvægi í örveru í þörmum hefur áhrif á meingerð AD og aðra taugahrörnunarsjúkdóma.

Þar að auki geta bakteríur sem eru til staðar í örveru í þörmum seytt miklu magni af amyloids og LPSs, sem gætu stuðlað að mótun boðleiða og framleiðslu á bólgueyðandi frumudrepum, sem getur leitt til AD [116].

Ennfremur benda nokkrar nýlega gerðar nagdýrarannsóknir á tengsl milli breytinga á örverum í þörmum og útfellingu amyloids; Hins vegar hafa örverurnar sem tengjast AD hafa ekki enn verið einkenndar í mönnum [117,118]. DNA var einangrað úr saursýnum til samanburðar á samsetningu örveru í þörmum hjá þátttakendum með og án greiningar á heilabilun vegna AD.

Þessi rannsókn framkvæmdi bakteríu 16S rRNA gena raðgreiningu á einangruðu DNA og það kom í ljós að minnkaði örverufjölbreytileika og aðgreinda samsetningu í samanburðaraldurs- og kynjasamsvörunum einstaklingum í örveru AD sjúklinga [119].

Öldrun er einnig stór áhættuþáttur fyrir AD og getur kallað fram oförvun á meðfædda og aðlagandi ónæmiskerfið, sem leiðir til bólgu, sem eykur gegndræpi í þörmum og flutning baktería [120-123].

Samsetning örveru í þörmum breytist hjá öldruðum, með fækkun ákveðnum bakteríum sem eru taldar gagnlegar, þar á meðal Bacteroidetes, Lactobacillus og Bifidobacterium [124-126]. Nokkrir bakteríuhópar, þar á meðal Bifidobacterium, Lactobacillus og Faecalibacterium, geta stillt bólgu á stigi þekju í þörmum [127-130].

Þar sem BBB er í hættu vegna aldurs hefur það ekki aðeins áhrif á úthreinsun A úr heilanum heldur einnig seytingar- og viðtakamiðlaða boðskapinn sem tekur þátt í taugabólgunni sem sést í AD.

Þess vegna má fullyrða að aldur getur breytt örveru í þörmum og getur auðveldað bólguferli sem stuðla að taugabólguáhrifum í AD [131-135]. Bakteríur sem búa í þörmunum geta skilið út mikið magn af LPS og amyloidum sem geta stuðlað að AD sjúkdómsmyndun sem a. afleiðing af auknu gegndræpi í meltingarvegi þekju og BBB með aldri.

LPS eru mikilvægur þáttur í ytri himnu gram-neikvædra baktería og hefur verið sýnt fram á að framkalla bólgu- og meinafræðilega eiginleika sem sjást í AD þegar þau eru gefin inn í fjórða slegil tilraunarottnalíkana [136]. Ennfremur benti rannsókn sem gerð var in vitro til þess að bakteríu-LPS styrkja bindiefnamyndun A-peptíða [137].

Í annarri rannsókn sást mýs sem voru meðhöndlaðar með mörgum inndælingum í kviðarholi af LPS hafa hærra magn af A í hippocampus sem og vitsmunalegan vankanta [138]. Jaeger o.fl. fram að inndælingar LPS í kviðarhol jók blóð-til-heila innstreymi og minnkuðu heila-til-blóð útflæði í músum, sem leiddi til A uppsöfnunar [139].

Á sama hátt, í rannsókn sem tók til Bacteroides fragilis, sýndi útsetning LPS fyrir frumheilafrumur manna að þær voru afar öflugur örvandi bólgueyðandi umritunarþáttar sem fól í sér atrigger sem auðveldaði bólgutaugahrörnun í AD heilanum [140].

Ennfremur getur mikið magn af virkum amyloid einnig myndast ásamt LPS af mörgum bakteríustofnum, þar á meðal E coli, Bacillus subtilis, Salmonella typhimurium, Salmonella enterica, Mycobacterium tuberculosis og Staphylococcus aureus, og getur stuðlað að AD meinafræði með uppsöfnun A misfolded prótein. fáliður og fibrils [141,142].

Einnig hefur verið sett fram tilgáta um að bakteríur amyloids gætu lekið úr meltingarvegi og stuðlað að kerfisbundinni og miðtaugakerfi amyloid byrði. Þessar amyloids geta framkallað bólgueyðandi frumufrumur, sem fara í gegnum meltingarveginn og BBB til heilans, kallað fram ónæmissvörun og boð frá nokkrum þáttum sem stuðla að taugahrörnun [143-145].

LPS og amyloids framleidd af örverum í þörmum kalla fram bólguáhrif sem geta stuðlað að AD meingerð, sem stuðlar að uppsöfnun A.

Geðklofi

Geðklofi er flókinn og lamandi heilasjúkdómur sem leiðir af sér sambland af hegðunarfrávikum, þar á meðal ofskynjunum, ranghugmyndum, sinnuleysi, geðrofsþáttum sem koma aftur á og afar truflun á hugsun [146,147]. Vitað er að geðklofi hefur áhrif á um 21 milljón manna um allan heim og leiðir til félagslegra og líkamlegra sjúkdóma [148,149].

Orsakir geðklofa eru bæði umhverfis- og erfðaþættir. Einkenni geðklofa byrja venjulega á aldrinum 16 til 30 ára og karlar eru líklegri til að verða fyrir áhrifum af sjúkdómnum.

Rannsókn Nemani o.fl. táknaði tengsl milli truflunar á örveru í þörmum og geðklofa [150]. Schwarz o.fl. kom fram að þegar sjúklingar með geðrof í fyrsta þætti voru bornir saman við einstaklinga sem ekki voru geðrænir, kom í ljós að þeir höfðu aukið magn af fjölskyldum Lactobacillaceae, Halothiobacilaceae, Brucellaceae og Micrococcineae og minnkað magn af fjölskyldunni Veillonellaceae [151].

Örvera í þörmum gegnir einnig mikilvægu hlutverki við að stjórna taugaboðum, ónæmisjafnvægi og heilaþroska, og ójafnvægi í örverunni getur leitt til ónæmisvirkjunar og truflunar á starfsemi þarma-heila, sem stuðlar enn frekar að geðklofa.

Breytingar á örveru í þörmum geta dregið úr verndarefnum og aukið taugaeitur og bólgumiðla, sem veldur taugafrumum og taugaskemmdum, sem veldur geðklofa. Clostridium sporogenes framleiðir umbrotsefnið indólprópíónsýru með niðurbroti tryptófans, sem er nauðsynlegt til að vernda þarmahindrunina og viðhalda samvægi einfruma/átfrumna og T-frumna [152].

Baktería endotoxín LPS getur skaðað slímhúð í þörmum og virkjað ónæmiskerfið, sem veldur vægri endotoxemia [153]. Þar að auki eru SCFAs stór þáttur í að viðhalda ónæmi í þörmum og örverumiðluðu miðlægu ónæmi [154,155], sem hjálpa til við að viðhalda ónæmisjafnvægi; hins vegar getur truflun á starfsemi annars haft áhrif á hinn, þar sem hvort tveggja hefur áhrif á þróun geðklofa [156].

Að auki er geðklofi tengt hækkuðu magni IL-6, IL-8 og TNF- sem og lækkun á bólgueyðandi IL-10 [157]. Aukin framleiðsla mótefna sem svar við Saccharomyces cerevisiae, sem vitað er að er merki um þarmabólgu og hækkun á bakteríuflutningsmerkinu sCD14 hefur verið greint hjá sjúklingum með geðklofa [158,159].

Þarma örveran gegnir einnig hlutverki við að stjórna BBB gegndræpi; því getur dysbiosis leitt til sýkingar og bólgu í miðtaugakerfi, sem auðveldar sjúkdóminn [57160]. Ennfremur leiðir skortur á meltingarvegi örvera til lækkunar á miðlægum BDNF-gildum, sem hindrar viðhald á N-metýl-D-aspartat viðtaka (NMDAR) framleiðslu .

Minnkun á NMDAR inntaki í GABA hamlandi taugafrumum hjálpar enn frekar við glútamatergic framleiðsla og leiðir til afbrigðilegrar taugamótunarhegðunar og vitræna skorts. Þar sem talið er að NMDAR tengist þróun geðklofa og annarra taugasjúkdóma, getur breyting á samsetningu örvera hjálpað til við að útskýra þróun sjúkdómsins [161].

Í annarri rannsókn sem benti á tengsl milli örvera í þörmum og geðklofa, fluttu vísindamenn þörmum örverusýni af geðklofa einstaklingum yfir í þarmalífvera hóps heilbrigðra viðmiðunarmúsa [162].

Ígræðsla á þarmabakteríum geðklofa einstaklinga í heilbrigðar viðmiðunarmýs olli sumum einkennum sem voru einkennandi fyrir geðklofa í músum, þar á meðal glutamaterga vanstarfsemi.

Músalíkönin sýndu einnig lægra glútamat og hærra magn glútamíns og GABA í hippocampus heilans. Þetta sýndi frekari sönnun um tengsl milli breytinga á samsetningu örveru í þörmum og geðklofa sem var sértækur fyrir sjúkdóminn og tengdist einnig alvarleika einkenna. Ójafnvægi í örverunni leiðir til ónæmisvirkjunar og truflunar á taugafrumum, sem hvort tveggja er þekkt fyrir að vera líklegar orsakir þróunar geðklofa .

Að auki hafa rannsóknir sýnt að minnkun á verndarefnum og aukning á taugaeiturefnum gæti leitt til tauga- og taugaskemmda sem sést hjá geðklofasjúklingum.

Parkinsonsveiki

Parkinsonsveiki (PD) er langvarandi hrörnunarsjúkdómur í miðtaugakerfi sem hefur aðallega áhrif á dópamín-framleiðandi taugafrumur sem eru til staðar á tilteknu svæði heilans sem kallast substantia nigra. PD hefur áhrif á um það bil 7–10 milljónir einstaklinga um allan heim og vitað er að það er 1,5 sinnum algengara hjá körlum en konum. Tíðni PD eykst með aldri og hefur áhrif á um 1% einstaklinga 60 ára og eldri [163].

Sjúkdómurinn einkennist af nokkrum einkennum, þar á meðal hreyfigetu, vöðvastífleika, skjálfta, hægslætti og erfiðleika við gang og gang [164]. Auk þessara hreyfieiginleika eru önnur einkenni heilabilun, þunglyndi og skynjunar- og ósjálfráða truflun. Burtséð frá dópamínvirku tapi, einkennist PD einnig af synucleinopathy; það er útfelling óleysanlegra fjölliða af -synúkleíni í taugafrumum líkamanum, sem myndar kringlóttar, lamellaðar, eósínfíknar frumufrumur innfellingar sem kallast Lewy bodies [165].

Þessir Lewy líkamar eru ábyrgir fyrir taugahrörnun og taugadauða [166,167]. Nokkrar rannsóknir hafa sýnt fram á breytingar á örveru í þörmum sjúklinga með PD, sem geta bæði þjónað sem lífmerki á PD og mögulega kveikja-framkalla misfellingu á -synuclein sem kemur af stað taugahrörnun hjá einstaklingum með PD [168].

Einnig er vitað að sjúklingar með PD sýna oft merki og óhreyfingareinkenni um truflanir í meltingarvegi, sem geta falið í sér seinkun á magatæmingu og hægðatregðu [169-173]. Í einni rannsókn var örvera í þörmum sjúklinga með PS og heilbrigðra sjálfboðaliða greind með því að nota 16S rRNA með miklum afköstum raðgreining á erfðamengi baktería [174].

Sjúklingar með PD sýndu minnkað magn af Bacteroides massiliensis, Stoquefichus massiliensis, Bacteroides copro cola, Blautia glucanase, Dorea long catena, Bacteroides dorei, Prevotellacopri, Coprococcus eutectic og Ruminococcus callidus, Christensenella minute, mucocilluc vorans.

Þetta mynstur örflóru í þörmum getur komið af stað staðbundinni bólgu sem fylgt er eftir með samsöfnun -synukleins og myndun Lewy-líkama. Önnur rannsókn á PD sjúklingum með bólgu í þörmum sýndi að þeir sýndu aukna tjáningu á endótoxínsértæka bindillnum TLR4 sem og CD3+ T-frumum og frumufrumur í ristilvefsýnum og minnkun á SCFA-myndandi ristilbakteríum samanborið við stýrir [175].

Tengslin milli PD og Helicobacter pylori eru þau sem mest eru rannsökuð og H pylori sýking hefur sést vera mikil meðal PD sjúklinga, sem veldur hreyfiskerðingu með því að hindra frásog lyfjalevodopa, sem er notað til að meðhöndla PD [176,177]. Á sama hátt hefur sést að ofvöxtur baktería í smáþörmum, truflun á of miklum bakteríuvexti í smáþörmum, tengist einnig PD.

Í annarri rannsókn sýndi marktæk minnkun á Prevotellaceae í hægðum PS sjúklinga samanborið við viðmiðunarhópa frekari vísbendingar um að örverusjúkdómur í þörmum tengist PD [178]. Auk þess fannst bein fylgni á milli gnægðs Enterobacteriaceae og alvarleika óstöðugleika í líkamsstöðu og erfiðleika við gang.

Einnig hefur sést að sjúklingar með PD þjáist af auknu gegndræpi slímhúðarinnar og almennri útsetningu fyrir endotoxínum frá kólíformum bakteríum [179]. Ennfremur minnkaði bakteríur sem tilheyra ættkvíslunum Blautia, Coprococcus, Faecalibacterium og Roseburia marktækt í saur PS sjúklinga samanborið við viðmiðunarhópa, og þeim sem tilheyra ættkvíslinni Ralstonia fjölgaði verulega í slímhúð PS sjúklinga. Í annarri rannsókn á 34 PD sjúklingum. og 34 aldurssamsvörun viðmið, voru saursýni greind með gasskiljun til að athuga styrk SCFAs, sem eru ein helsta efnaskiptaafurð þarmabaktería og samsetningar örvera [180].

Í ljós kom að styrkur SCFA var marktækt lækkaður hjá PD sjúklingum samanborið við viðmið. Þessi lækkun getur valdið breytingum á ENS og stuðlað að truflun í meltingarvegi hjá PD sjúklingum. Rannsóknir sýna að breytingar geta verið framkallaðar með breytingum á magni örvera eða umbrotsefna sem þær framleiða. Þessar breytingar leiða til þess að meltingartruflanir sjáist hjá sjúklingum með lungnabólgu sem og samsöfnun -synukleins, sem myndar enn frekar Lewy-líkama.

Kvíði

Kvíði er röskun þar sem einstaklingur upplifir ótta og ótta sem einkennist af líkamlegum einkennum eins og hjartsláttarónotum og svitamyndun. Kvíða fylgir oft vöðvaspenna, eirðarleysi, þreyta og einbeitingarvandamál. Einkenni kvíða geta verið langvinn (eða almenn) eða bráð og geta leitt til kvíðakasts.

Einkenni geta einnig verið mismunandi í fjölda, styrkleika og tíðni, allt eftir einstaklingi [181]. Vitað er að tilvist skaðlegra örvera hefur áhrif á kvíða og þunglyndi með því að koma af stað langvinnri bólgu, sem kemur fram þegar þessar illgjarnu örverur keppa fram úr gagnlegum örverum í þörmum. Þegar þessir skaðlegu þarmabúar taka yfir og valda bólgu geta þeir virkjað vagus taugina, sem leiðir til taugasálfræðilegra einkenna [182].

Þessar bakteríur geta einnig framleitt peptíð sem vitað er að senda streitumerki, sem hafa áhrif á genatjáningu sem og miðtaugakerfið. Fram hefur komið að útsetning nagdýra fyrir örverumýkingum á þroskastigum þeirra veldur kvíðalíkri hegðun og skertri vitrænni virkni [183– 185]. Rannsókn sem náði til músalíkana sýndi aukningu á kvíðalíkri hegðun í hækkuðum og völundarhúsprófum 2 dögum eftir útsetningu fyrir undirsjúkdómsvaldandi sýkingu af Campylobacter jejuni; þetta var tekið fram að vera marktækt vegna þess að ónæmissvörun var ekki í jaðri [186].

Ennfremur, rannsókn Lyte o.fl. sem tóku þátt í Citrobacter nagdýrum og C jejuni sýndu aukningu á kvíðalíkri hegðun 8 klst. eftir sýkingu, en enginn munur sýndur á plasma cýtókínmagni eða þarmabólgu samanborið við viðmiðunarmús [187]. Þessar rannsóknir benda til þess að tilvist skaðlegra baktería í þörmum eftir að kerfisbundin ónæmissvörun er ekki til staðar valdi kvíðalíkri hegðun.

Slík hegðun kom einnig fram í tilraunum sem leiddu til aukinnar bólgu í meltingarvegi [188,189]. Mýs með Trichurismuris sýndu bólgu í meltingarvegi og aukna kvíðalíka hegðun þegar þær voru prófaðar með bæði ljósum/dökkum og þrepaprófum. Meðferð sem fól í sér probiotic B longum hjálpaði til við að staðla kvíðalíka hegðun hjá sýktum músum.

Vitað er að BDNF hefur áhrif á ferla eins og lifun og aðgreining taugafrumna, myndun virkni taugamóta og taugamyndun á þroska og fullorðinsárum [190-192]. Í sýkingarlíkönum sem spáð var að leiði til breytinga á örverusniði, kom í ljós að minni tjáning á hippocampal BDNF mRNA eða próteini tengdist aukinni kvíðalíkri hegðun [193].

Ennfremur er truflun á boðun GABA, sem er stórt hamlandi taugaboðefni í miðtaugakerfi, tengt kvíða og þunglyndi [194]. Önnur tilraun með músalíkönum sýndi fram á að koma í veg fyrir kvíðalíka hegðun með fituríku fæði og gjöf á Lactobacillus helveticus í 21 dag [195].

Þegar sama tilraun var gerð með IL-10-skortum músum sáust engar breytingar á kvíða; þessar niðurstöður sönnuðu hlutverk ónæmiskerfisins í þörmum-heila ásnum. Í annarri tilraun sem sýndi fram á að örveran getur haft bein áhrif á hegðun, framkvæmdu rannsakendur saurígræðslu úr fullorðnum sýklalausum BALB/c músum (kvíðamiklum músastofni) sýklalausum NIH svissneskum músum (músastofni sem er kvíðalítill) og BALB/c mýsnar fengu örveru af NIH svissnesku músunum [193].

Hegðunarsnið gjafans var sýnilegt í músunum sem fengu hana. Þó að vitað sé að nokkrar þarmabakteríur draga úr streitu, þunglyndi og kvíða, benda nokkrar rannsóknir einnig til þess að örvera í þörmum sé þátttakandi í þróun kvíðalíkrar hegðunar. Tilraunir sem fela í sér útsetningu fyrir sýkla sem og lækkun á BDNF mRNA eða próteini og truflun á GABA merkjasendingum hafa leitt í ljós aukna kvíðalíka hegðun. Fjölmargar rannsóknir hafa einnig leitt í ljós mögulegar leiðir eða tilgátur sem benda til líklegra tengsla örveru í þörmum við fyrrnefnda taugasjúkdóma (tafla 2).

Núverandi horfur og framtíðarsýn

Með hjálp betri skilnings á örverurannsóknum sem og stefnumótandi stuðningi frá ýmsum löndum í gegnum árin hafa verið stofnuð nokkrar stofnanir og stofnanir sem leggja sitt af mörkum til rannsókna á örverum í þörmum. Lawson Health Research Institute, Bioaster Technology Research Institute, Broad Institute og European Society of Neurogastroenterology and Motility eru nokkrar af þeim stofnunum sem leggja sitt af mörkum til rannsóknarinnar. Með eðlislægri margbreytileika og misleitni örveru mannsins þarf að gera aukinn fjölda tilrauna til að vinna gegn takmörkunum reynsluaðferða við að skoða orsakasamhengi eða fylgni á milli dysbiosis og sjúkdóma í mönnum [197].

Þar til á síðustu áratugum voru eiginleikar örverumannsins sem og víxlverkanir hýsils og örveru óþekkt vegna takmarkana í tækni. Aukinn fjöldi tækifæra til rannsókna á þessu tiltekna sviði var veitt af hraðri þróun líffræðilegrar rannsóknartækni, sem felur í sér sýklalausar dýralíkön, næstu kynslóðar raðgreiningartækni og fjölfræðiaðferðir [198]. Þróun og beiting þessarar tækni hjálpar við greiningu á uppbyggingu og samsetningu þarmaörvera sem og virkni og tengsl þess við heilsu og sjúkdóma frá mismunandi þverfaglegum sjónarhornum.

The Human Microbiome Project var bandarískt NIH rannsóknarverkefni [199.200]. Það var hleypt af stokkunum árið 2007 til að hjálpa til við að bæta skilning á örveruflóru sem tekur þátt í bæði heilsu manna og sjúkdómum.

Samtökin Metagenomics of the Human Intestinal Tract, styrkt af framkvæmdastjórn Evrópusambandsins, einbeita sér að rannsóknum á meltingarvegi manna og tengslum meltingarvegar manna við offitu og bólgusjúkdóma [201].

Iðnvæðing og markaðssetning viðeigandi örveruforrita hefur einnig þróast og þetta hefur leitt til stofnunar nokkurra líftæknifyrirtækja með umtalsverðar alþjóðlegar fjárfestingar. Með nýjasta skilningi á örveru í þörmum sem og næstu kynslóðar raðgreiningu, auðkenningu á sérstökum lífmerkjum sem tengjast orsökum truflunum er hægt að aðstoða.

Þessi auðkenning getur gert okkur kleift að nýta markvissar lækningaaðferðir/lyf og veita möguleika á snemma uppgötvun með miklu forspárgildi. Lyf geta aðstoðað við meðferð krabbameins sem og efnaskipta-, taugahrörnunar- og geðsjúkdóma. Skortur á árangursríkum lækningum og takmarkað framboð á lyfjum sem bjóða upp á umbætur undirstrikar enn frekar nauðsyn þess að koma í veg fyrir sjúkdóma með snemmtækum greiningarráðstöfunum sem nýta sér tiltekin lífmerki.

Hins vegar sýnir tilvist margra ruglingslegra breytna í áður gerðum tilraunum þörfina fyrir stærri úrtaksstærðir í rannsóknum sem fela í sér skimun á metagenomic lífmerkjum.

Þrátt fyrir að dýralíkön séu notuð í forklínískum tilraunum til að sannreyna virkni ákveðinna örverutegunda, sýna þau einnig nokkrar takmarkanir, þar á meðal þá staðreynd að erfðamengi mannsins getur deilt meira en 85% af erfðafræðilegum röðum sínum með erfðamengi músarinnar, en tjáningarmynstur, próteinvirkni og aðrir þættir eru ekki þeir sömu.

Probiotics hafa jákvæð áhrif á heilsu bæði manna og dýra með því að viðhalda réttu jafnvægi milli gagnlegra og skaðlegra örvera milli meltingarvegar og ónæmiskerfis. Probiotics taka einnig þátt í myndun og losun bakteríudrepandi peptíða og hlaupmyndandi mucins, sem auðveldar smurningu þekjuyfirborða og veitir vernd gegn bakteríum og mótefnavaka.

Þessir eiginleikar sem probiotics sýna benda til hugsanlegrar notkunar þeirra sem meðferðar við taugasjúkdómum sem hafa áhrif á örveru í þörmum. Þar að auki getur könnun og mat á lífmerkjum enn frekar sýnt fram á fylgniferla sem geta aðstoðað við skilning á aðferðum undirliggjandi truflana. Rannsóknir á örverum í þörmum eru að færa áherslur sínar frá fylgni yfir í orsakasamhengi til að takast á við aðferðir sem örveran hefur áhrif á heilsu hýsilsins.

Betri skilningur á þessum aðferðum með því að nota næstu kynslóðar raðgreiningartækni ásamt annarri framsækinni tækni getur hjálpað til við þróun nýrra greiningar- og meðferðaraðgerða; framleiðsla á breiðari og hagkvæmari sviðum probiotics í framtíðinni getur einnig leitt til möguleika á bættum heilsufarsskilyrðum.

Niðurstaða

Gagnkvæmt samband er á milli örveru í þörmum og hýsilsins sem hjálpar til við meltingu, umbrot lyfja, umbrot útlendinga og baráttu gegn sýkla og bætir heilastarfsemi. Þrátt fyrir að vitað sé að örverur í þörmum séu gagnlegar, getur ójafnvægi í skaðlegum og skaðlegum örverum stuðlað að ýmsum heilsufarsvandamálum.

Ójafnvægi í örverum í þörmum, sem er undir áhrifum af innri og ytri þáttum, leiðir til röskunar á örverunni, sem leiðir að lokum til þróunar nokkurra taugasjúkdóma auk þyngdaraukningar, hjarta- og æðasjúkdóma og meltingarfærasjúkdóma.

Fæðingarmynstur eins og keisaraskurður og eðlileg fæðing geta haft áhrif á samsetningu örvera í þörmum. Nokkrar rannsóknir hafa aðeins sýnt fram á hugsanlegar tilgátur eða tengsl hvað varðar ójafnvægi í samsetningu örvera og skortir bein tengsl við þróun taugasjúkdóma; því er þörf á frekari rannsóknum á hverju sviði.

Viðurkenningar

Höfundarnir þakka meðlimum Swift Integrity Computational Lab (Dhaka, Bangladesh), sýndarvettvangur fyrir unga vísindamenn, fyrir stuðninginn við gerð þessa handrits.

Upplýsingar um fjármála- og samkeppnishagsmuni

Höfundarnir hafa engin viðeigandi tengsl eða fjárhagslega afskipti af neinni stofnun eða aðila sem hefur fjárhagslega hagsmuni af eða fjárhagslegum átökum við efni eða efni sem fjallað er um í þessu handriti. Engin skrifaðstoð var notuð við gerð þessa handrits.

Opinn aðgangur

Þetta verk er með leyfi samkvæmt Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Unported License. Til að skoða afrit af þessu leyfi skaltu heimsækjahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

Heimildir

Erindi sem hafa sérstaka athygli hafa verið auðkennd sem • áhugaverð; •• talsverðum áhuga

1. Thursby E, Juge N. Kynning á örveru í þörmum manna. Biochem. J. 474(11), 1823–1836 (2017).

2. Donaldson G, Lee S, Mazmanian S. Þarmalíffræði bakteríuörverunnar. Nat. Séra Microbiol. 14(1), 20–32 (2015).

3. Zhu S, Jiang Y, Xu K o.fl. Framfarir rannsókna á örverum í þörmum sem tengjast heilasjúkdómum. J. Neuroinflammation 17(1), 25 (2020).• Fjallað um mögulegar tilgátur og útskýrt hvernig örverur í þörmum geta haft áhrif á þróun nokkurra taugasjúkdóma.

4. Ghaisas S, Maher J, Kanthasamy A. Þarma örvera í heilsu og sjúkdómum: tengja örveru-þarma-heila ásinn og umhverfisþætti í meingerð kerfisbundinna og taugahrörnunarsjúkdóma. Pharmacol. Þr. 158, 52–62 (2016).• Fjallar um samhæfingu örveru-þarma-heila áss og tengir það við meingerð kerfisbundinna og taugahrörnunarsjúkdóma.

5. Mai V, Draganov PV. Nýlegar framfarir og eftirstöðvar í þekkingu okkar á tengslum milli örveru í þörmum og heilsu manna.World J. Gastroenterol. 15(1), 81 (2009).

6. Lozupone CA, Stombaugh JI, Gordon JI, Jansson JK, Knight R. Fjölbreytileiki, stöðugleiki og seiglu í örveru í þörmum manna. Nature489(7415), 220–230 (2012).

7. Laterza L, Rizzatti G, Gaetani E, Chiusolo P, Gasbarrini A. Þörmum örveru- og ónæmiskerfissambandi í sjúkdómi mannaígræðslu á móti hýsils. Mediterr. J. Hematol. Smitast. Dis. 8(1), e2016025 (2016).

For more information:1950477648nn@gmail.com