Влијанието на цревниот микробиом врз физичкото и менталното здравје

Влијание на микробиомот во цревата врз физичкото и менталното здравје

Прво објавено: 25 март 2020 година

микробиом

Уредничка група: MEDICHUB MEDIA

ДВЕ: 10.26416/Мед.133.1.2020.2996

Апстракт

Резиме

Цревен микробиом кај здрав маж -
„Суперорганизам“

Големото откритие во 2000 година, кое нудеше можност за дешифрирање на човечката ДНК, го отвори патот за идентификација на целото генетско наследство, нудејќи можност детално да ги знаеме микроорганизмите присутни во дигестивниот систем. Истражувачите го предлагаат терминот за целото човечко тело и микробиота името „Суперорганизам“ (1), со оглед на можноста на микробиомот да влијае добро на организмот во состојба на еубиоза или лошо во состојба на дисбиоза. Влијанието на микробиомот оди подалеку од гастроинтестиналниот тракт, студии кои ја истакнуваат неговата улога во респираторниот, циркулаторниот и имунолошкиот и метаболичкиот систем.

Човечкото црево е домаќин на заедницата на микроорганизми чиј број е десет пати поголем од оној на клетките на човечкото тело и чиј геном има сто пати повеќе гени отколку што содржи човечкиот геном (2). Исто така позната како цревна флора, микробиотата е претежно концентрирана во дебелото црево и комуницира со домаќинот за да модулира голем број телесни функции во блиска врска со изложеноста на животната средина (стрес, диета, лекови). Двете основни, меѓусебно поврзани карактеристики врз кои се заснова се по ред: првата е специфична за индивидуите и е отпорна на надворешни третмани (нездрава храна, антибиотици), давајќи му на поединецот временска стабилност и намалување на предиспозицијата за болести, а втората е релативно флексибилни за физиолошки и промени во животната средина (развој на имунитет, достапност на хранливи материи за време на бременоста).

Двете се базираат на динамичката рамнотежа во одржувањето на состојбата на хомеостазата и го објаснуваат сложениот механизам што посредува во прогресијата од здравје во болест (3). Здравата човечка микробиота е составена од бројни микроорганизми, од кои најбројни се бактериите, кои претставуваат повеќе од 99% од човечката микробиота (4). Нивната густина варира во различни области на човечкото тело, најголемата концентрација на милилитар е во дебелото црево, со количина од 10 14 бактерии, што е 98% од бактериите во целото човечко тело (5). Овие бактерии ја формираат бактериомата, која се состои од голем број видови кои се движат од 500 до 1000, секој идентификуван од уникатен геном.

Научните студии во последниве години се фокусираат на анализа на микробиота екосистемот, со цел да се идентификуваат микробиолошки видови кои се наоѓаат во микробиомот на здрави луѓе, така што недостатокот на овие микроорганизми може да ја илустрира дисбиозата и присуството на патологии Сепак, сложената дефиниција за здрава микробиота ги зема предвид составот, функцијата, динамиката, но исто така и системската екологија (6). Пресечна студија за составот на цревната микробиота покажа дека, во случај на ловци-собирачи, микробиомот се состои главно од Prevotella, Proteobacteria, Spirochaetes, Clostridiales и Ruminobacter, додека кај урбаните популации преовладуваат Бактериоидите, Bifidobacterium и Firmicutes.

Составот на цревниот микробиом го вклучува следново:

Бактерии (бактериоми, еубактерии)

Архе (археи, архебактерии)

Вируси и бактериофаги (euvirom - virom - fagom)

Квасеци, габи и мувла (микобиом)

Големо влијание во составот на цревната микробиота има промените на деноноќниот ритам, поточно достапноста на хранливи материи, нивото на антимикробни пептиди и антитела на домаќинот (7). Клиничките студии открија разлики во составот и функционалноста на микробиотата во различни периоди од денот (8). Здрава микробиота комуницира со интестиналната бариера преку бактерии за да се обезбеди соодветна функционалност.

Цревните бактерии, особено лактобацилите и бифидобактериите, произведуваат бутират, што е резултат на ферментација на јаглехидрати, со улога во блокирање на развојот на опасни бактерии (9). Така, во состојба на еубиоза, микробиотата спречува и уништува размножување на патогени бактерии, за разлика од фармацевтскиот третман, кој ги уништува и патогенот и цревната заштитна бариера.

Во гастроинтестиналниот тракт има многу клетки со улога во заштитата на организмот (лимфоцити, макрофаги, дендритички клетки, итн.), Кои се стимулирани од микробиотата во состојба на еубиоза, за да се заштитат од надворешни агресии не само на дигестивниот систем, туку и на респираторниот систем и кожен.

Друга важна функција на цревните бактерии е хранливата, што овозможува синтеза на витамин Б2 (Bacillus subtilis Escherichia coli), витамин Б12 (Lactobacillus reuteri CRL1098), фолати (Bifidobacterium bifidum, Bifidocaterium longum subsp. Infantis), Es vitaminichi ) и витамин Б6 и ПП (Streptococcus thermophilus ST5, Lactobacillus helveticus R0052, Bifidobacterium longum R0175), со неопходна улога за хомеостаза (10) .

Функциите на цревната микробиота се:

Метаболните функции се однесуваат на способноста на микробиотата да произведува метаболити кои произлегуваат од бактериска ферментација. Главните бактерии одговорни за оваа активност се бактериоид, бифидобактериум, розебурија, ентерокатериакаре и фекалибактериум (11) .

Метаболичкиот капацитет на цревниот микробиом е истакнат со следниве регулаторни механизми: интестинална pH вредност, градиенти на кислород, претворање на диететски компоненти во употребливи производи, отстранување на токсични материи и производство на измет. Низ целото црево, pH-то варира од кисела во проксималното дебело црево до неутрална во дисталниот колон.

Во однос на отпорноста на бактериите на кисела pH вредност, студиите покажуваат дека Firmicutes е поотпорен од Bacteroides. Во ин витро моделот, беше забележана промена во активноста на динамиката и составот на цревната микробиота на pH помеѓу 5,5 и 6,5 (12). .

Кислородот е уште еден фактор што влијае на распределбата на просторот на микробиомот, повеќето батерии се анаеробни, ограничени во растот. Преобразувајќи ги диеталните компоненти во последни компоненти кои можат да се апсорбираат од микробиотата, pH вредноста се менува.

Последната фаза на дигестивниот процес вклучува формирање на маса на измет, што го намалува времето на интестинален транзит и вклучува некои токсични материи што влијаат на здравјето на човечкото тело (13). На ова ниво, улогата на цревната микробиота е да вари одредени полисахариди и скроб, да ги претвора полисахаридите во моносахариди, активирајќи масни киселини со краток ланец (SCFA), кои се врзуваат за рецепторите на протеините, предизвикувајќи YY пептид.

Структурните функции на микробиотата беа истакнати со присуството на следниве бактерии: Bacteroides thetaiotaomicron има улога во одржувањето на дезмозомите на епителните ресички во цревата (14); Lactobacillus rhamnosus GG имаат улога во спречување на апоптоза на епителните клетки со производство на растворливи протеини (15); Акермансија муцинифилија има улога во намалувањето на ендотоксемијата со зголемување на нивото на биоактивни липиди (16) .

Заштитната активност на цревниот микробиом се однесува особено на борбата против патогените микроорганизми, со производство на супстанции способни за деактивирање на натрапниците, со промени во цревната pH и со одржување на интегритетот на цревната лигавица (17). Главната линија на одбрана на цревната бариера е лимфното ткиво (МАЛТ).

Важен аспект за манифестација на сите функции на цревната микробиота е состојбата на еубиоза, поточно постојаната рамнотежа помеѓу составот и бројот на микроорганизми кои го сочинуваат микробиомот на поединецот.

Интеракцијата помеѓу цревниот микробиом и мозокот (оска црево-мозок)

Клиничките испитувања на истражувачите вклучени во Европскиот проект MyNewGut откриле присуство на соеви и бактериски видови кои изгледаат ветувачки во борбата против дебелината, метаболичките нарушувања и промените на расположението. Предклиничките резултати ја покажаа ефикасноста на бактерискиот вид Bacteroides uniformis CECT 7771 против дисфункција на имунолошкиот систем и метаболичка дисфункција при дебелина. Резултатите од тестот покажаа намалување на серумските нивоа на триглицерид, нетолеранција на глукоза и телесна тежина (18). .

Друг значаен наод на мултидисциплинарната работна група беше идентификување на еден вид на Bifidobacterium longum бактерија што имаше позитивно влијание врз ослободувањето на кортизол, квалитетот на сонот и перцепираниот стрес. Хипотезата на работната група се однесува на можноста за трансформација на овие типови на бактерии во идните пробиотици од новата генерација кои ќе се користат во третманот на метаболички патологии како што се дебелина или проблеми поврзани со стресот и промени во расположението, како што е депресија (19) .

Класичните теории покажаа дека начинот на живот влијае на мозокот преку оската хипоталамус-хипофиза-надбубрежна жлезда. Клиничкото искуство покажа дека нарушувањата предизвикани на ова ниво од хроничен стрес или генетски ранливости можат да предизвикаат нарушувања во менталното здравје, демонстрирани со зголемени серумски воспалителни цитокини.

Новите теории засновани на анализа на екосистемот претставен со микробиомот ја истакнуваат меѓузависноста помеѓу здравјето на цревата, состојбата на еубиоза и здравјето на нервниот систем. На последната конференција, на која заврши петгодишното истражување за влијанието на микробиомот, предводено од истражувачките групи MyNewGut, беа презентирани неколку логитументални студии кои ја истакнаа јасната врска помеѓу потрошувачката на нездрава храна и менталното здравје.

Едно од овие студии, спроведено во текот на 6,2 години на 8.964 шпански учесници, заклучи дека брзата храна или пецивото го зголемуваат ризикот од депресија (21). Доказите беа засновани на промени предизвикани од индукција на експериментални измени во цревната микробиота и од ефектот на пред и пробиотиците врз функцијата на мозокот и невропсихијатриската дисфункција.

Друга експериментална студија на Одделот за психологија на Универзитетот во Оксфорд, спроведена од Johnонсон и Фостер во 2018 година, се фокусираше на врските помеѓу цревата, бактериската флора и мозокот (22). Овој експеримент се засноваше на хипотезата за можноста за бихејвиорална манипулација со организмот домаќин од микроорганизмите кои го сочинуваат цревниот микробиом. Во овој случај, однесувањето на човекот би било резултат на манипулација со микробиотата, така што секоја промена во микроорганизмите произведува ефекти во невроентеричниот систем преку комуникација помеѓу ентеричниот и нервниот систем (22). Поконкретно, цревната флора има способност да ја модулира цревната подвижност преку метаболити кои се резултат на бактериска ферментација, што последователно влијае на производството на серотонин преку вагусниот нерв и сродните неврони (24) .

Други студии ја завршуваат оваа хипотеза и ја истакнуваат улогата на цревната микробиота во метаболизмот на претходникот на серотонин, триптофан, кој ја преминува крвно-мозочната бариера и го интензивира лачењето на серотонин во централниот нервен систем (25) .

Во прилог на промена на индивидуалното однесување преку оската микробиота-црево-мозок, микробиомот може да дејствува директно на имунолошкиот систем, намалувајќи ги воспалителните одговори во телото. Ова беше истакнато во 2017 година од група истражувачи (26) кои спроведоа експеримент врз лабораториски глувци, на кои им пренесоа измет од животни со синдром на нервозно дебело црево. Резултатот беше вознемирено однесување кога се појави имунолошки одговор. Како решение за вознемиреност и депресија, истражувачите заклучија дека бактериските видови лактобацили и бифидобактерии имаат корисен ефект, намалувајќи ги симптомите (27). Експериментални лабораториски студии покажаа како лактобацилите претпочитаат социјални интеракции кај група стресни глувци. Ова е овозможено со интервенција на бактерии врз производството на окситоцин (28) .

Сите овие студии го изнесуваат на виделина и разјаснуваат она што до неодамна беше сомнително прашање, имено како микробиомот успева да влијае на целото функционирање на човечкото тело. Преку невротрансмитери и имунолошкиот систем, микробиотата доаѓа да влијае на однесувањето на организмот домаќин, и секоја промена во видот или бројот на цревни микроорганизми, преку патогена контаминација или продолжено консумирање на антибиотици, е поврзана со промени во однесувањето и функцијата. церебрална парализа (29-31) .

Микробиомот стана во последниве години, преку набationalудувачки и експериментални студии што ги овозможи научната еволуција, пресвртна точка во решавањето на многу медицински состојби, како што се анксиозност, депресија, Алцхајмерова болест, дебелина и метаболички проблеми.

Според препораките дадени од експерти, диетата се чини дека е најразумна интервенција за спречување на хронични патологии, со одржување рамнотежа помеѓу цревната микробна популација, поточно одржување на состојбата на еубиоза.

Препораките што ги нудат експертите од конзорциумот MyNewGut ги земаат предвид не само хранливите потреби на човечкото тело, сметано за организмот домаќин, туку и оние на цревниот микробиом. Со цел да се одржи хомеостазата, експертите ја истакнаа важноста од намалување на внесувањето на зголемени количини на масти и протеини и збогатување на диетата со диетални влакна, главното „гориво“ на цревната микробиота.

Конфликт на интереси: Авторите не прогласуваат судир на интереси.