چشم انداز میکروارگانیسم های روده و بیماری های عصبی قسمت 3

مطالعه دیگری توسط Parracho و همکاران. استفاده از هیبریداسیون فلورسنت درجا سطوح بالای کلستریدیوم هیستولیتیکوم را در کودکان مبتلا به ASD در مقایسه با کودکان سالم نشان داد [85].

کلستریدیوم هیستولیتیکوم یک باکتری رایج است که در بدن انسان رشد می کند و معمولاً در دهان، روده و غیره یافت می شود. مطالعات نشان داده است که ارتباط خاصی بین سطح کلستریدیوم هیستولیتیکوم و حافظه وجود دارد.

در مغز، تعداد زیادی میکروارگانیسم وجود دارد که به اصطلاح «محور روده-مغز» را تشکیل می‌دهند و بر سلامت و عملکرد شناختی انسان تأثیر می‌گذارند. مطالعات نشان داده است که کلستریدیوم هیستولیتیکوم ارتباط نزدیکی با فعالیت مغز دارد. این می تواند واکنش های بیوشیمیایی و تنظیم عصبی مغز را از طریق مسیرهای مختلف تحت تأثیر قرار دهد و این اثرات به نوبه خود بر عملکرد شناختی انسان تأثیر می گذارد.

در میان آنها، کلستریدیوم هیستولیتیکوم می تواند تولید سروتونین را افزایش دهد، یک انتقال دهنده عصبی که می تواند بر احساسات و شناخت تأثیر بگذارد. علاوه بر این، کلستریدیوم هیستولیتیکوم همچنین می تواند بر عملکرد گیرنده های گاما آمینوبوتیریک اسید (GABA) در مغز تأثیر بگذارد. گابا یکی از مهم ترین انتقال دهنده های عصبی در مغز است. می تواند فعالیت نورون ها را مهار کند و تحریک پذیری و مهار مغز را تنظیم کند. این بدان معنی است که تغییرات در سطح کلستریدیوم هیستولیتیکوم ممکن است مستقیماً بر عملکرد مغز تأثیر بگذارد و در نتیجه بر توانایی شناختی ما تأثیر بگذارد.

مطالعه ای که در سال 2017 منتشر شد نشان داد که در مقایسه با افراد با سطوح طبیعی کلستریدیوم هیستولیتیکوم، افراد با سطوح پایین تر کلستریدیوم هیستولیتیکوم در کارهای شناختی، به ویژه در توجه و حافظه کاری بدتر عمل کردند. این نتیجه گیری نشان می دهد که سطح کلستریدیوم هیستولیتیکوم ممکن است یک عامل کلیدی باشد که می تواند بر عملکرد شناختی و توانایی حافظه انسان تأثیر بگذارد.

بر این اساس، افراد با تغییر رژیم غذایی، استفاده از پروبیوتیک ها، کاهش استرس و ... ممکن است با تنظیم سطح کلستریدیوم هیستولیتیکوم، حافظه و عملکرد شناختی را بهبود بخشند. در عین حال، باید به این نکته نیز توجه داشته باشیم که هر گونه عفونت جدی، دارو و عوامل خارجی ممکن است بر تعادل میکرو فلور روده تأثیر بگذارد، بنابراین حفظ عادات خوب زندگی، به ویژه رژیم غذایی سالم و سلامت روان، برای مؤثر بودن آن ضروری است. حفظ تعادل میکرواکولوژی روده

به طور خلاصه، اگرچه سطح کلستریدیوم هیستولیتیکوم با حافظه مرتبط است، اما ما باید فعالانه به دنبال راه حل باشیم، عادات زندگی خود را بهبود بخشیم، خود را از تأثیرات منفی دور نگه داریم، پتانسیل خود را کاملاً بازی کنیم، حافظه و توانایی شناختی خوبی داشته باشیم و بهتر با آن مقابله کنیم. چالش های مختلف مشاهده می شود که ما نیاز به بهبود حافظه داریم و سیستانچ می تواند حافظه را به میزان قابل توجهی بهبود بخشد زیرا می تواند تعادل انتقال دهنده های عصبی مانند افزایش سطح استیل کولین و فاکتورهای رشد را که برای حافظه و یادگیری بسیار مهم هستند، تنظیم کند. علاوه بر این، سیستانچ همچنین می تواند جریان خون را بهبود بخشد و اکسیژن رسانی را بهبود بخشد، که می تواند اطمینان حاصل کند که مغز تغذیه و انرژی کافی را دریافت می کند و در نتیجه نشاط و استقامت مغز را بهبود می بخشد.

برای بهبود حافظه، روی مکمل‌های شناختی کلیک کنید

تصور می‌شود که کلستریدیا، که تولیدکننده‌های پروپیونات شناخته شده‌اند، محرک‌های اوتیسم هستند، زیرا به تغییرات عصبی در مدل‌های موش کمک می‌کنند [{0}}، 87].

همچنین مشاهده شده است که موش‌های باردار با فعال‌سازی سیستم ایمنی مادر ناشی از باکتری‌های روده (همچنین به عنوان فعال‌سازی ایمنی مادر شناخته می‌شود) فرزندانی با علائم ASD اختلال در جامعه‌پذیری و رفتارهای مکرر دفن سنگ مرمر تولید می‌کنند [85،88].

مطالعه دیگری با مشاهده شیوع چهار نوع باکتری مفید - بیفیدوباکتریوم، لاکتوباسیلوس، ای کلی و انتروکوک - نشان داد که کودکان ASD سطوح بسیار پایین بیفیدوباکتریوم، سطوح کمی کمتر انتروکوک و سطوح بسیار بالاتر لاکتوباسیلوس با گونه های باسیلوس بیشتری داشتند. و کمتر کلبسیلا اکسیتوکا ​​[89].

همان مطالعه نشان داد که سطوح پایین‌تری از SCFAs در کودکان ASD یافت می‌شود و دلیل احتمالی آن می‌تواند تخمیر ساکارولیتیک کمتر توسط باکتری‌های مفید باشد.

به دنبال این واقعیت که فراوانی متابولیت های تولید شده توسط باکتری ها پتانسیل تأثیر مستقیم بر فرآیندهای عصبی را دارد، افزایش دفع ادراری متابولیت غیر طبیعی فنیل آلانین گونه های کلستریدیا معروف به HPHPA در بیماران ASD مشاهده شد [74].

گونه‌های کلستریدیا از طریق کاهش کاتکول آمین‌ها بر علائم اوتیسم، از جمله رفتارهای کلیشه‌ای، بیش فعالی و واکنش‌پذیری بیش از حد، در حیوانات آزمایشگاهی تأثیر می‌گذارند.

علاوه بر این، مطالعه ای توسط کانگ و همکاران. با استفاده از تجزیه و تحلیل pyrosequencing ژن 16S rRNA نمونه‌های DNA مدفوع، سطوح پایین‌تری از Prevotella، Coprococcus و Veillonellaceae طبقه‌بندی‌نشده در کودکان مبتلا به ASD نشان داد [91].

علاوه بر نشتی روده و گنجاندن برخی غذاها در رژیم غذایی افراد، متابولیت های تولید شده توسط میکروارگانیسم ها در روده می توانند بر علائم احتمالی مشابه ASD در افراد تأثیر بگذارند.

علاوه بر این، فراوانی یا کاهش برخی از میکروارگانیسم‌ها در روده به عنوان عامل بالقوه اختلالات عصبی مانند ASD شناخته شده است، پیوندی که با کمک فرضیه‌های مختلف بیشتر تقویت می‌شود.

اسکلروز چندگانه

ام اس یک اختلال عصبی مزمن التهابی و دمیلینه کننده است که بر CNS تأثیر می گذارد و منجر به ضایعات غیر مشخصه مغز و نخاع می شود [92-95]. این اختلال ممکن است منجر به خستگی، بی حسی، از دست دادن هماهنگی، سرگیجه، از دست دادن بینایی، سرگیجه، درد، اختلال عملکرد مثانه و روده و حتی افسردگی شود [96]. تقریباً 2.1 میلیون نفر در سراسر جهان به ام اس مبتلا هستند.

ام اس همچنین منجر به افزایش تعداد سلول های ایمنی خود واکنشی می شود که CNS را هدف قرار می دهند [97]. از آنجایی که میکروبیوتای روده به آموزش سیستم ایمنی کمک می کند و نقش کلیدی در بسیاری از اختلالات خودایمنی و متابولیک ایفا می کند، منطقی است که فلور روده را با حساسیت به MS مرتبط کنیم.

در مطالعه ای توسط Vartanian و همکاران، کلونیزاسیون روده انسان توسط کلستریدیوم پرفرنجنس نوع B در یک بیمار با اولین عود ام اس نشان داده شد و این نشان داد که سم اپسیلون آزاد شده توسط این عامل بیماری زا به میکروآنژیوپاتی می شود، مطالعات مشابه نشان داد که این می تواند باعث ایجاد BBB شود. اختلال، که منجر به آسیب آندالیگودندروسیت عصبی می شود [98-102].

هنگامی که بیماران ام اس با گروه کنترل مقایسه شدند، مشاهده شد که شیوع آنتی بادی علیه سم اپسیلون در سرم آنها افزایش یافته است. به طور مشابه، جانگی و همکاران. افزایش غلظت آرکیا Methanobrevibacter را در بیماران ام اس نشان داد [103].

همچنین کاهش قابل توجهی در غلظت بوتریسیموناس، لاکنوسپیراسه و فکالی باکتریوم در بیماران ام اس در مقایسه با گروه کنترل مشاهده شد، و کاهش فراوانی فکالی باکتریوم در میکروبیوم بیماران مبتلا به بیماری التهابی روده مشاهده شد [104،105].

باکتری Faecalibacterium prausnitzii ارگانیسم های تولید کننده بوتیرات هستند که منجر به افزایش جمعیت سلولی Treg می شود. این ممکن است تغییرات در میکروبیوتای روده را با توسعه ام اس مرتبط کند.

مطالعه دیگری سطوح مختلف Firmicutes، Bacteroidetes و Proteobacteria را در بیماران ام اس نشان داد و درمان با ویتامین D منجر به افزایش انتروباکتریاسه در افراد سالم و بیماران ام اس شد.

علاوه بر این، مطالعه ای توسط Tremlett و همکاران. سطوح شیگلا، اشریشیا و کلستریدیوم را که با عفونت و التهاب مرتبط هستند، افزایش داد و سطوح Eubacterium rectal و Corynebacterium را در هنگام بررسی 20 بیمار MS کودک کاهش داد [106].

بارانزینی و همکاران 71 بیمار MS و 71 فرد سالم را با استفاده از تعیین توالی ژن 16S rRNA مورد بررسی قرار دادند که نشان داد بیماران مبتلا به MS دارای سطوح بالاتر Akkermansia muciniphila و Acinetobactercalcoaceticus و سطوح پایین تری از Parabacteroides distasonis در روده در مقایسه با افراد سالم بودند [108].

عصاره‌های باکتریایی گونه‌ها از میکروبیوتای روده بیماران مبتلا به MS، پاسخ سلول‌های پیش التهابی را در یک مدل آزمایشگاهی تقویت کردند [109]. به دنبال این، زمانی که محقق باکتری های روده را از مدل آنسفالومیلیت آناتوامیون (یک مدل موش القا شده مصنوعی MS) پیوند زد، مشاهده شد که MSmicrobiota آنسفالومیلیت را بدتر می کند.

چندین مطالعه نشان داده اند که در مقایسه با افراد سالم، کاهش یا افزایش برخی از میکروارگانیسم های روده ممکن است با ایجاد ام اس مرتبط باشد. علاوه بر این، سطح بالایی از آنتی بادی های خاص تولید شده در نتیجه سموم آزاد شده توسط میکروارگانیسم ها نیز در بیماران ام اس مشاهده شده است.

بیماری آلزایمر

AD یک اختلال عصبی پیشرونده است که شامل علائم پاتوفیزیولوژیک مانند اختلال در شناخت و تجمع پروتئین بتا آمیلوئید غیر معمول (A) در فضای بینابینی بافت‌های مغز است که منجر به از دست دادن حافظه می‌شود [110,111].

حدود 44 میلیون نفر در سراسر جهان مبتلا به AD تشخیص داده می شوند و احتمال ابتلا به آن بیشتر افراد بالای 65 سال است. علائم بیماری AD با گذشت زمان بدتر می شود و منجر به مشکلات زبان، بی نظمی، نوسانات خلقی، از دست دادن انگیزه و عدم مدیریت مراقبت از خود می شود.

میکروبیوتا روده کمک زیادی به حفظ فیزیولوژی و عملکرد طبیعی میزبان دارد. بنابراین، تغییرات در میکروبیوتای روده می تواند منجر به تغییراتی در عملکرد مغز و به دنبال آن تغییر در رفتار میزبان شود [112].

AD شایع ترین علت زوال عقل است، با 36 میلیون مورد در سال 2010 گزارش شده است، این رقم پیش بینی می شود تا سال 2030 به 66 میلیون و تا سال 2050 به 115 میلیون نفر افزایش یابد [113].

علت AD مبهم است و بیشتر به عنوان یک تعامل بین عوامل ژنتیکی و محیطی توضیح داده شده است [114]. مطالعه توسط Bray و همکاران. بیان کرد که میکروبیوتای مشترک روده انسان عملکرد و رفتار مغز را از طریق محور میکروبیوتا-روده-مغز تعدیل می کند و بنابراین می تواند در مکانیسم های AD نقش داشته باشد [115].

به دنبال این، مطالعه دیگری شامل حیوانات و حیوانات بدون میکروب در معرض عفونت‌های میکروبی بیماری‌زا، آنتی‌بیوتیک‌ها، پروبیوتیک‌ها و پیوند میکروبیوتای مدفوعی، نقش میکروبیوتای روده را در شناخت میزبان و پاتوژنز مرتبط با AD نشان داد [116].

افزایش نفوذپذیری روده و BBB به دلیل دیس بیوز میکروبیوتا و همچنین عدم تعادل در میکروبیوتای روده بر پاتوژنز AD و سایر اختلالات نورودژنراتیو تأثیر می گذارد.

علاوه بر این، باکتری‌های موجود در میکروبیوتای روده می‌توانند مقادیر زیادی آمیلوئید و LPS ترشح کنند که ممکن است به تعدیل مسیرهای سیگنالینگ و تولید سایتوکاین‌های پیش التهابی کمک کند، که ممکن است منجر به AD شود [116].

علاوه بر این، چندین مطالعه اخیر روی جوندگان نشان می دهد که بین تغییرات میکروبیوم روده و رسوب آمیلوئید وجود دارد؛ با این حال، میکروارگانیسم های مرتبط با AD هنوز در انسان مشخص نشده اند [117,118]. DNA از نمونه های مدفوع برای مقایسه ترکیب میکروبیوم روده در شرکت کنندگان با و بدون تشخیص زوال عقل ناشی از AD جدا شد.

این مطالعه تعیین توالی ژن 16S rRNA باکتریایی را بر روی DNA جدا شده انجام داد و نشان داد که کاهش تنوع میکروبی و ترکیبی متمایز در افراد همسان با سن و جنس میکروبیوم بیماران AD را کاهش می‌دهد [119].

پیری همچنین یک عامل خطر اصلی برای AD است و می تواند باعث تحریک بیش از حد سیستم ایمنی ذاتی و سازگار شود که منجر به التهاب می شود که نفوذپذیری روده و انتقال باکتری را افزایش می دهد [120-123].

ترکیب میکروبیوتای روده در افراد مسن تغییر می کند، با کاهش باکتری های خاصی که مفید تلقی می شوند، از جمله باکتریویدیت ها، لاکتوباسیلوس ها و بیفیدوباکتریوم [124-126]. چندین گروه باکتریایی، از جمله بیفیدوباکتریوم، لاکتوباسیلوس، و فاکالی باکتریوم، ممکن است التهاب را در سطح اپیتلیوم روده تعدیل کنند [127-130].

از آنجایی که BBB در نتیجه افزایش سن به خطر می افتد، نه تنها بر پاکسازی A از مغز بلکه بر ترشحات و سیگنال دهی با واسطه گیرنده درگیر در التهاب عصبی که در AD مشاهده می شود نیز تأثیر می گذارد.

بنابراین، می‌توان بیان کرد که سن می‌تواند میکروبیوتای روده را تغییر دهد و ممکن است فرآیندهای التهابی را تسهیل کند که به اثرات التهاب عصبی در AD کمک می‌کند [131-135]. باکتری‌هایی که در روده زندگی می‌کنند ممکن است مقادیر زیادی از LPS و آمیلوئیدها را دفع کنند که ممکن است در پاتوژنز AD نقش داشته باشند. نتیجه افزایش نفوذپذیری اپیتلیوم دستگاه گوارش و BBB با افزایش سن.

LPSها جزء مهمی از غشای خارجی باکتری های گرم منفی هستند و مشخص شده است که ویژگی های التهابی و پاتولوژیک مشاهده شده در AD را هنگام تزریق به بطن چهارم مدل های آزمایشگاهی موش القا می کنند [136]. علاوه بر این، مطالعه ای که در شرایط آزمایشگاهی انجام شد نشان داد که LPS های باکتریایی فیبریلوژنز پپتیدهای A را تقویت می کنند [137].

در مطالعه دیگری، موش‌هایی که با تزریق‌های داخل صفاقی متعدد LPSs تحت درمان قرار گرفتند، سطوح بالاتری از A در هیپوکامپ و همچنین نقص‌های شناختی داشتند [138]. جیگر و همکاران بیان کرد که تزریق داخل صفاقی LPS ها هجوم خون به مغز را افزایش داد و جریان مغز به خون را در موش کاهش داد که منجر به تجمع A شد [139].

به طور مشابه، در مطالعه‌ای که شامل Bacteroides fragilis بود، قرار گرفتن در معرض LPSها با سلول‌های مغزی اولیه انسان نشان داد که آنها یک محرک بسیار قوی برای یک فاکتور رونویسی پیش‌التهابی هستند که محرکی را دربر می‌گیرد که تخریب عصبی التهابی در مغز AD را تسهیل می‌کند [140].

علاوه بر این، مقدار زیادی از آمیلوئید عملکردی نیز می‌تواند همراه با LPS توسط بسیاری از سویه‌های باکتریایی، از جمله E coli، باسیلوس سوبتیلیس، سالمونلا تیفی موریوم، سالمونلا انتریکا، مایکوباکتریوم توبرکلوزیس و استافیلوکوکوس اورئوس تولید شود و ممکن است از طریق تجمع پروتئین‌های نادرست به AD کمک کند. الیگومرها و فیبریل ها [141،142].

همچنین فرض شده است که آمیلوئیدهای باکتریایی ممکن است از دستگاه گوارش نشت کنند و به بار آمیلوئید سیستمیک و CNS کمک کنند. این آمیلوئیدها ممکن است سیتوکین های پیش التهابی را القاء کنند که از طریق دستگاه گوارش و BBB به مغز می گذرد و باعث ایجاد واکنش ایمنی و سیگنال دهی چندین جزء می شود که در تخریب عصبی نقش دارند [143-145].

LPSها و آمیلوئیدهای تولید شده توسط میکروارگانیسم‌ها در روده باعث ایجاد اثرات التهابی می‌شوند که ممکن است به پاتوژنز AD کمک کنند و به تجمع A کمک کنند.

روان‌گسیختگی

اسکیزوفرنی یک اختلال مغزی پیچیده و ناتوان کننده است که منجر به ترکیبی از ناهنجاری های رفتاری، از جمله توهم، هذیان، بی علاقگی، دوره های عود کننده روان پریشی و تفکر بسیار بی نظم می شود [146,147]. اسکیزوفرنی حدود 21 میلیون نفر را در سراسر جهان تحت تاثیر قرار می دهد و منجر به عوارض اجتماعی و جسمی می شود [148,149].

علل اسکیزوفرنی شامل عوامل محیطی و ژنتیکی است. علائم اسکیزوفرنی معمولا بین سنین 16 تا 30 سالگی شروع می شود و مردان بیشتر در معرض ابتلا به این بیماری هستند.

مطالعه نمانی و همکاران. نشان دهنده ارتباط بین اختلال میکروبیوم روده و اسکیزوفرنی [150] است. شوارتز و همکاران. مشاهده کردند که هنگامی که بیماران مبتلا به سایکوز اپیزود اول با افراد مقایسه غیرروانپزشکی مقایسه شدند، افزایش فراوانی از خانواده های Lactobacillaceae، Halothiobacillaceae، Brucellaceae، و Micrococcineae و کاهش فراوانی خانواده Veillonellaceae مشاهده شد [151].

میکروبیوتای روده همچنین نقش مهمی در تنظیم انتقال عصبی، هموستاز ایمنی و رشد مغز ایفا می‌کند و عدم تعادل در میکروبیوم ممکن است منجر به فعال‌سازی سیستم ایمنی و اختلال در عملکرد محور روده-مغز شود که بیشتر به اسکیزوفرنی کمک می‌کند.

تغییرات در میکروبیوتای روده ممکن است مواد محافظ را کاهش داده و نوروتوکسین‌ها و واسطه‌های التهابی را افزایش دهد و باعث آسیب عصبی و سیناپسی شود که باعث اسکیزوفرنی می‌شود. کلستریدیوم اسپوروژنز متابولیت ایندول پروپیونیک اسید را با تجزیه تریپتوفان تولید می کند که برای محافظت از سد روده ای و حفظ هموستاز مونوسیت ها / ماکروفاژها و سلول های T ضروری است [152].

اندوتوکسین باکتریایی LPS می تواند به سد مخاطی روده آسیب برساند و سیستم ایمنی را فعال کند و باعث اندوتوکسمی خفیف شود [153]. علاوه بر این، SCFA ها یک جزء اصلی در حفظ ایمنی روده و ایمنی مرکزی با واسطه میکروگلیا هستند [154,155] که به حفظ هموستاز ایمنی کمک می کند. با این حال، اختلال در یکی می تواند دیگری را تحت تاثیر قرار دهد و هر دو بر ایجاد اسکیزوفرنی تأثیر بگذارند [156].

علاوه بر این، اسکیزوفرنی با افزایش سطوح IL-6، IL-8 و TNF- و همچنین کاهش IL ضد التهابی-10 [157] مرتبط است. افزایش تولید آنتی بادی در پاسخ به ساکارومایسس سرویزیه، که به عنوان نشانگر التهاب روده و افزایش نشانگر انتقال باکتری sCD14 شناخته شده است، در بیماران مبتلا به اسکیزوفرنی شناسایی شده است [158,159].

میکروبیوم روده همچنین در تنظیم نفوذپذیری BBB نقش دارد. بنابراین، دیس بیوز ممکن است منجر به عفونت و التهاب CNS شود و بیماری را تسهیل کند. .

کاهش ورودی NMDAR در نورون‌های بازدارنده GABA به خروجی گلوتاماترژیک بیشتر کمک می‌کند و منجر به رفتار سیناپسی ناهنجار و نقص‌های شناختی می‌شود. از آنجایی که تصور می شود NMDAR با ایجاد اسکیزوفرنی و سایر بیماری های عصبی مرتبط است، تغییر در ترکیب میکروبیوم ممکن است به توضیح توسعه بیماری کمک کند [161].

در مطالعه دیگری که به ارتباط بین میکروب‌های روده و اسکیزوفرنی اشاره کرد، محققان نمونه‌های میکروبی روده افراد مبتلا به اسکیزوفرنی را به بیوم روده گروهی از موش‌های کنترل سالم منتقل کردند [162].

پیوند باکتری‌های روده افراد مبتلا به اسکیزوفرنی به موش‌های کنترل سالم باعث ایجاد علائمی شد که مشخصه اسکیزوفرنی موش بود، از جمله کم‌کاری گلوتامات.

مدل‌های موش همچنین سطح گلوتامات کمتر و گلوتامین و GABA بالاتر را در هیپوکامپ مغز نشان دادند. این شواهد بیشتری از ارتباط بین تغییرات در ترکیب میکروبیوتای روده و اسکیزوفرنی ارائه کرد که مختص بیماری بود و همچنین با شدت علائم مرتبط بود. عدم تعادل در میکروبیوم منجر به فعال‌سازی سیستم ایمنی و اختلال عملکرد عصبی می‌شود که هر دو از دلایل احتمالی ایجاد اسکیزوفرنی شناخته شده‌اند. .

علاوه بر این، مطالعات نشان داده اند که کاهش مواد محافظ و افزایش نوروتوکسین ها می تواند منجر به آسیب عصبی و سیناپسی مشاهده شده در بیماران اسکیزوفرنی شود.

بیماری پارکینسون

بیماری پارکینسون (PD) یک اختلال دژنراتیو طولانی‌مدت در CNS است که عمدتاً بر نورون‌های تولیدکننده دوپامین موجود در ناحیه خاصی از مغز به نام جسم سیاه تأثیر می‌گذارد. PD تقریباً 7 تا 10 میلیون نفر را در سراسر جهان تحت تأثیر قرار می دهد و مشخص است که در مردان 1.5 برابر بیشتر از زنان شیوع دارد. بروز PD با افزایش سن افزایش می یابد و حدود 1% از افراد 60 سال و بالاتر را تحت تاثیر قرار می دهد [163].

این بیماری با علائم متعددی مشخص می‌شود که شامل آکینزی، سفتی عضلانی، لرزش، برادی‌کینزی و مشکل در راه رفتن و راه رفتن است [164]. علاوه بر این ویژگی های حرکتی، علائم دیگری نیز شامل زوال عقل، افسردگی و اختلال عملکرد حسی و اتونوم است. جدا از از دست دادن دوپامینرژیک، PD نیز با سینوکلئینوپاتی مشخص می شود. یعنی رسوب پلیمرهای نامحلول سینوکلئین در جسم عصبی و تشکیل ادخال های گرد، لایه ای، ائوزینوفیلیک و سیتوپلاسمی به نام اجسام لویی [165].

این اجسام لوی مسئول تخریب عصبی و مرگ عصبی هستند [166,167]. چندین مطالعه تغییراتی را در میکروبیوتای روده بیماران مبتلا به PD نشان داده‌اند، که می‌تواند هم به عنوان نشانگرهای زیستی PD و هم به‌عنوان نشانگرهای بیولوژیکی PD و احتمال ایجاد محرک آن در -synuclein که باعث تخریب عصبی در افراد مبتلا به PD می‌شود، عمل کند [168].

همچنین شناخته شده است که بیماران مبتلا به PD اغلب علائم و نشانه های غیرحرکتی اختلال حرکتی دستگاه گوارش را نشان می دهند که ممکن است شامل تاخیر در تخلیه معده و یبوست باشد [169-173]. در یک مطالعه، میکروبیوتای روده بیماران مبتلا به PD و داوطلبان سالم با استفاده از rRNA 16S با توان عملیاتی بالا مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت. تعیین توالی ژنوم باکتری ها [174].

بیماران مبتلا به PD مقادیر کمتری از Bacteroides massiliensis، Stoquefichus massiliensis، Bacteroides copro cola، Blautia glucanase، Dorea long catena، Bacteroides dorei، Prevotellacopri، Coprococcus eutectic و Ruminococcus callidus، Christensenella muucabrociume, cinnamivorans.

این الگوی میکرو فلور روده می تواند باعث التهاب موضعی و به دنبال آن تجمع سینوکلئین و تولید اجسام لویی شود. مطالعه دیگری بر روی بیماران مبتلا به PD با التهاب روده نشان داد که آنها افزایش بیان لیگاند اختصاصی آندوتوکسین باکتریایی TLR4 و همچنین سلول‌های CD{3}} و بیان سیتوکین در بیوپسی‌های کولون و کاهش در باکتری‌های کولون تولید کننده SCFA را در مقایسه با کنترل ها [175].

ارتباط بین PD و هلیکوباکتر پیلوری به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است، و عفونت هلیکوباکتر پیلوری در بین بیماران PD بالا بوده و با ممانعت از جذب داروی لوودوپا، که برای مدیریت PD استفاده می شود، باعث اختلالات حرکتی می شود [176,177]. به طور مشابه، رشد بیش از حد باکتری روده کوچک، اختلال رشد بیش از حد باکتری در روده کوچک، مشاهده شده است که با PD نیز مرتبط است.

در مطالعه دیگری، کاهش قابل توجهی در Prevotellaceae در مدفوع بیماران مبتلا به PD در مقایسه با گروه شاهد، شواهد بیشتری را نشان داد که دیس بیوز میکروبیوم روده با PD مرتبط است [178]. علاوه بر این، ارتباط مستقیمی بین فراوانی انتروباکتریاسه و شدت بی‌ثباتی وضعیتی و دشواری راه رفتن یافت شد.

همچنین مشاهده شده است که بیماران PD از افزایش نفوذپذیری مخاط و مواجهه سیستمیک با اندوتوکسین های باکتری های کلیفرم رنج می برند [179]. علاوه بر این، باکتری‌های متعلق به جنس‌های Blautia، Coprococcus، Faecalibacterium و Roseburia در مدفوع بیماران مبتلا به PD در مقایسه با گروه شاهد به طور قابل توجهی کاهش یافت و آن‌هایی که متعلق به جنس Ralstonia بودند در مخاط بیماران PD به طور قابل توجهی افزایش یافتند. در مطالعه دیگری روی 34 بیمار PD. و 34 کنترل همسان با سن، نمونه های مدفوع با استفاده از گاز کروماتوگرافی برای بررسی غلظت SCFAs که یکی از محصولات متابولیکی اصلی باکتری روده و ترکیب میکروبیوتا هستند، تجزیه و تحلیل شد [180].

غلظت SCFA در بیماران مبتلا به PD در مقایسه با گروه کنترل به طور قابل توجهی کاهش یافت. این کاهش ممکن است باعث ایجاد تغییرات در ENS شود و به اختلال حرکتی دستگاه گوارش در بیماران PD کمک کند. مطالعات نشان می دهد که تغییرات می تواند از طریق تغییر در سطوح میکروارگانیسم ها یا متابولیت های تولید شده توسط آنها ایجاد شود. این تغییرات منجر به دیس بیوز روده مشاهده شده در بیماران مبتلا به PD و همچنین تجمع -synuclein می شود که باعث تولید بیشتر اجسام Lewy می شود.

اضطراب

اضطراب اختلالی است که در آن فرد هراس و ترس را تجربه می کند که با علائم فیزیکی مانند تپش قلب و تعریق مشخص می شود. اضطراب اغلب با تنش عضلانی، بی قراری، خستگی و مشکلات تمرکز همراه است. علائم اضطراب می تواند مزمن (یا عمومی) یا حاد باشد و ممکن است منجر به حملات پانیک شود.

علائم همچنین بسته به فرد ممکن است از نظر تعداد، شدت و فراوانی متفاوت باشد [181]. وجود میکروب‌های مضر با تحریک التهاب مزمن بر اضطراب و افسردگی تأثیر می‌گذارد، که زمانی رخ می‌دهد که این میکروب‌های مخرب بر میکروب‌های مفید روده غلبه کنند. هنگامی که این ساکنان مضر روده تحت تأثیر قرار می گیرند و باعث التهاب می شوند، می توانند عصب واگ را فعال کرده و منجر به علائم عصبی روانی شوند [182].

این باکتری‌ها همچنین می‌توانند پپتیدهایی تولید کنند که سیگنال‌های استرس را ارسال می‌کنند، که بر بیان ژن و همچنین CNS تأثیر می‌گذارد. مشاهده شده است که قرار گرفتن جوندگان در معرض پاتوژن‌های میکروبی در طول مراحل رشدشان منجر به رفتارهای اضطراب‌مانند و اختلال در عملکردهای شناختی می‌شود [183- 185]. مطالعه‌ای که شامل مدل‌های موش بود، کاهش رفتار اضطراب‌مانند در تست‌های ماز بالا را 2 روز پس از قرار گرفتن در معرض عفونت تحت بیماری‌زای Campylobacter jejuni نشان داد. این به دلیل عدم وجود یک پاسخ ایمنی در اطراف مهم است [186].

علاوه بر این، مطالعه ای توسط Lyte و همکاران. شامل سیتروباکتر رودنتیوم و سی ژژونی، 8 ساعت پس از عفونت، افزایش رفتار اضطراب مانند را نشان داد، بدون اینکه تفاوتی در سطوح سیتوکین پلاسما یا التهاب روده در مقایسه با موش‌های کنترل نشان داده شود [187]. این مطالعات نشان می‌دهد که وجود باکتری‌های مضر در روده به دنبال عدم وجود پاسخ ایمنی سیستمیک، رفتاری شبیه به اضطراب ایجاد می‌کند.

چنین رفتارهایی همچنین در آزمایشاتی که منجر به افزایش التهاب دستگاه گوارش شد، مشاهده شد [188,189]. موش‌های مبتلا به Trichurismuris هنگامی که با استفاده از آزمون‌های نور/تاریکی و پایین آمدن آزمایش شدند، التهاب دستگاه گوارش و رفتارهای مشابه اضطراب را افزایش دادند. درمان شامل پروبیوتیک B longum به عادی سازی رفتار شبه اضطرابی در موش های آلوده کمک کرد.

شناخته شده است که BDNF بر فرآیندهایی مانند بقا و تمایز نورون ها، تشکیل سیناپس های عملکردی، و انعطاف پذیری عصبی در طول رشد و بزرگسالی تأثیر می گذارد [190-192]. در مدل‌های عفونتی که پیش‌بینی می‌شد منجر به تغییرات در مشخصات میکروبیوتا شود، کاهش بیان mRNA یا پروتئین BDNF هیپوکامپ با افزایش رفتارهای شبه اضطرابی مرتبط بود [193].

علاوه بر این، اختلال در سیگنال دهی GABA، که یک انتقال دهنده عصبی بازدارنده اصلی در CNS است، با اضطراب و افسردگی مرتبط است [194]. آزمایش دیگری با استفاده از مدل های موش، پیشگیری از رفتار اضطراب مانند با رژیم غذایی پرچرب و تجویز دارو را نشان داد. لاکتوباسیلوس هلوتیکوس به مدت 21 روز [195].

هنگامی که همان آزمایش با استفاده از موش‌های دارای کمبود IL{0}} انجام شد، هیچ تغییری در اضطراب مشاهده نشد. این نتایج نقش سیستم ایمنی را در محور روده-مغز ثابت کرد. در آزمایش دیگری که نشان می‌دهد میکروبیوتا می‌تواند مستقیماً بر رفتار تأثیر بگذارد، محققان پیوند مدفوع را از موش‌های بالغ بدون میکروب BALB/c (یک سویه موش با اضطراب بالا) موش‌های سوئیسی NIH بدون میکروب (یک سویه موش کم‌اضطراب) انجام دادند. موش‌های BALB/c میکروبیوتای موش‌های سوئیسی theNIH را دریافت کردند [193].

مشخصات رفتاری اهداکننده در موش‌های دریافت‌کننده قابل مشاهده بود. اگرچه چندین باکتری روده برای کاهش استرس، افسردگی و اضطراب شناخته شده‌اند، اما مطالعات متعددی نیز نشان می‌دهند که میکروبیوتای روده یک عامل کمک‌کننده در ایجاد رفتارهای مشابه اضطراب است. آزمایش‌هایی که شامل قرار گرفتن در معرض پاتوژن‌ها و همچنین کاهش mRNA یا پروتئین BDNF و اختلال در سیگنال‌دهی GABA بود، افزایش رفتار شبه اضطرابی را نشان داد. مطالعات متعدد همچنین مسیرها یا فرضیه‌هایی را نشان داده‌اند که احتمال ارتباط میکروبیوتای روده را با اختلالات عصبی فوق‌الذکر نشان می‌دهند (جدول 2).

چشم انداز فعلی و چشم انداز آینده

با کمک درک بهتر از تحقیقات میکروبیوم و همچنین حمایت استراتژیک از کشورهای مختلف در طول سال ها، چندین سازمان و مؤسسه که در تحقیقات میکروبیوم روده مشارکت دارند تأسیس شده اند. مؤسسه تحقیقات سلامت لاوسون، مؤسسه تحقیقات فناوری Bioaster، مؤسسه Broad، و انجمن اروپایی دستگاه گوارش و حرکت اعصاب تعدادی از سازمان‌هایی هستند که در این تحقیق مشارکت دارند. پیچیدگی ذاتی و ناهمگونی میکروبیوم انسانی مستلزم آن است که تعداد بیشتری از آزمایش‌ها برای مقابله با محدودیت‌های روش‌های تجربی در بررسی پیوندهای علت یا همبستگی بین دیس‌بیوز و بیماری‌های انسانی انجام شود [197].

تا دهه‌های اخیر، ویژگی‌های میکروبیوم انسانی و همچنین فعل و انفعالات میزبان – میکروبیوتا به دلیل محدودیت‌های فناوری ناشناخته باقی مانده بود. افزایش تعداد فرصت‌ها برای تحقیق در این زمینه خاص با توسعه سریع فن‌آوری‌های تحقیقات بیولوژیکی، که شامل مدل‌های حیوانی بدون میکروب، تکنیک‌های توالی‌یابی نسل بعدی و رویکردهای مولتیومیکس است، فراهم شد [198]. توسعه و کاربرد این فناوری‌ها به تجزیه و تحلیل ساختار و ترکیب میکروبیوم روده و همچنین عملکرد و ارتباط آن با سلامت و بیماری از دیدگاه‌های بین رشته‌ای متفاوت کمک می‌کند.

پروژه میکروبیوم انسانی یک ابتکار تحقیقاتی NIH ایالات متحده بود [199,200]. در سال 2007 راه اندازی شد تا به بهبود درک فلور میکروبی درگیر در سلامت انسان و بیماری کمک کند.

کنسرسیوم Metagenomics of Human Intestinal Tract، که توسط کمیسیون اروپا تامین می شود، بر تحقیقات بر روی دستگاه گوارش انسان و رابطه دستگاه گوارش انسان با چاقی و بیماری های التهابی روده تمرکز دارد [201].

صنعتی‌سازی و تجاری‌سازی کاربردهای میکروبیوم مربوطه نیز پیشرفت کرده است، و این منجر به تأسیس چندین شرکت بیوتکنولوژی با سرمایه‌گذاری‌های جهانی قابل توجهی شده است. می توان به اختلالات کمک کرد.

این شناسایی می‌تواند ما را قادر به استفاده از رویکردها/داروهای درمانی هدفمند کند و امکاناتی را برای تشخیص زودهنگام با ارزش پیش‌آگهی عالی فراهم کند. داروها می توانند به درمان سرطان و همچنین اختلالات متابولیک، عصبی و روانپزشکی کمک کنند. فقدان درمان‌های مؤثر و در دسترس بودن محدود داروهایی که باعث بهبود می‌شوند، بر لزوم پیشگیری از اختلالات با اقدامات تشخیصی اولیه که از نشانگرهای زیستی خاصی استفاده می‌کنند، تأکید می‌کند.

با این حال، وجود متغیرهای مخدوش کننده چندگانه در آزمایش‌هایی که قبلاً انجام شده است، نیاز به اندازه نمونه بزرگ‌تر را در مطالعات مربوط به غربالگری نشانگرهای زیستی متاژنومی نشان می‌دهد.

اگرچه مدل‌های حیوانی در آزمایش‌های پیش‌بالینی برای تأیید عملکرد گونه‌های میکروبی خاص مورد استفاده قرار می‌گیرند، اما محدودیت‌های متعددی نیز از خود نشان می‌دهند، از جمله این واقعیت که ژنوم انسان ممکن است بیش از 85 درصد از توالی‌های ژنومی خود را با ژنوم موش به اشتراک بگذارد، اما الگوهای بیان، عملکرد پروتئین، و عوامل دیگر یکسان نیستند.

پروبیوتیک ها با حفظ تعادل مناسب میکروب های مفید و مضر بین دستگاه گوارش و سیستم ایمنی، تأثیر مفیدی بر سلامت انسان و حیوانات دارند. پروبیوتیک ها همچنین در سنتز و آزادسازی پپتیدهای ضد باکتری و موسین ژل ساز نقش دارند که روانکاری سطوح اپیتلیال را تسهیل می کند و از باکتری ها و آنتی ژن ها محافظت می کند.

این ویژگی‌های نشان‌داده‌شده توسط پروبیوتیک‌ها نشان‌دهنده استفاده بالقوه آنها به عنوان درمانی در اختلالات عصبی تحت تأثیر میکروبیوم روده است. علاوه بر این، کاوش و ارزیابی بیومارکرها می‌تواند مسیرهای مرتبطی را نشان دهد که ممکن است به درک مکانیسم‌های زمینه‌ای اختلالات کمک کند. مطالعات میکروبیوم روده تمرکز خود را از همبستگی به علت تغییر می دهد تا مکانیسم هایی را که توسط آن میکروبیوم بر سلامت میزبان تأثیر می گذارد، بررسی کند.

درک بهتر این مکانیسم‌ها با استفاده از فناوری‌های توالی‌یابی نسل بعدی در میان سایر فناوری‌های پیشرفته، می‌تواند به توسعه مداخلات تشخیصی و درمانی جدید کمک کند. تولید طیف وسیع‌تر و مفیدتر پروبیوتیک‌ها در آینده ممکن است به احتمال بهبود شرایط سلامت منجر شود.

نتیجه گیری

یک رابطه متقابل بین میکروبیوتای روده و میزبان وجود دارد که به هضم، متابولیسم دارو، متابولیسم بیگانه‌بیوتیک و مبارزه با پاتوژن‌ها و بهبود عملکرد مغز کمک می‌کند. اگرچه میکروبیوتای روده به عنوان مفید شناخته شده است، عدم تعادل در میکروب های مضر و غیر مضر ممکن است به چندین مشکل سلامتی کمک کند.

عدم تعادل در میکروب های روده که تحت تاثیر عوامل داخلی و خارجی قرار می گیرد، منجر به دیس بیوز میکروبیوتا می شود و در نهایت منجر به ایجاد چندین اختلال عصبی و همچنین افزایش وزن، بیماری های قلبی عروقی و اختلالات گوارشی می شود.

الگوهای زایمان مانند سزارین و زایمان طبیعی می تواند بر ترکیب میکروب های روده تأثیر بگذارد. چندین مطالعه تنها فرضیه ها یا پیوندهای ممکن را از نظر عدم تعادل در ترکیب میکروبی و فاقد هرگونه ارتباط مستقیم با ایجاد اختلالات عصبی نشان داده اند. بنابراین، تحقیقات بیشتر در هر زمینه مربوطه مورد نیاز است.

قدردانی ها

نویسندگان از اعضای آزمایشگاه محاسباتی یکپارچگی سوئیفت (داکا، بنگلادش)، یک پلتفرم مجازی برای محققان جوان، برای حمایت آنها در طول تهیه این دست‌نوشته تشکر می‌کنند.

افشای منافع مالی و رقابتی

نویسندگان هیچ وابستگی یا دخالت مالی مرتبطی با هیچ سازمان یا نهادی که منافع مالی یا تضاد مالی با موضوع یا مواد مورد بحث در این دست‌نوشته دارند، ندارند. در تولید این دست‌نوشته از هیچ کمکی برای نوشتن استفاده نشده است.

دسترسی را باز کنید

مجوز این اثر تحت مجوز Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Unported است. برای مشاهده یک کپی از این مجوز، مراجعه کنیدhttp٪3a٪2f٪2fcreativecommons.org٪2flicenses٪2fby-nc-nd٪2f4.٪7b٪7b3٪7d٪7d٪2f

مراجع

مقالات یادداشت ویژه به عنوان مورد علاقه برجسته شده اند. •• مورد توجه قابل توجه

1. Thursby E, Juge N. مقدمه ای بر میکروبیوتای روده انسان. بیوشیمی. J. 474 (11)، 1823-1836 (2017).

2. Donaldson G, Lee S, Mazmanian S. جغرافیای زیستی روده میکروبیوتای باکتریایی. نات. Rev. Microbiol. 14 (1)، 20-32 (2015).

3. Zhu S، Jiang Y، Xu K و همکاران. پیشرفت تحقیقات میکروبیوم روده مرتبط با اختلالات مغزی J. Neuroinflammation 17(1)، 25 (2020). • فرضیه های احتمالی را مورد بحث قرار می دهد و توضیح می دهد که چگونه میکروارگانیسم های روده ممکن است بر ایجاد چندین اختلال عصبی تأثیر بگذارند.

4. Ghaisas S, Maher J, Kanthasamy A. میکروبیوم روده در سلامت و بیماری: ارتباط میان محور میکروبیوم روده-مغز و عوامل محیطی در پاتوژنز بیماری های سیستمیک و نورودژنراتیو. داروسازی آنجا 158، 52-62 (2016). • هماهنگی محور میکروبیوم-روده-مغز را مورد بحث قرار می دهد و آن را با پاتوژنز بیماری های سیستمیک و نورودژنراتیو مرتبط می کند.

5. Mai V، Draganov PV. پیشرفت‌های اخیر و شکاف‌های باقی‌مانده در دانش ما در مورد ارتباط بین میکروبیوتای روده و سلامت انسان. World J. Gastroenterol. 15 (1)، 81 (2009).

6. Lozupone CA، Stombaugh JI، Gordon JI، Jansson JK، Knight R. تنوع، ثبات و انعطاف پذیری میکروبیوتای روده انسان. Nature489(7415)، 220-230 (2012).

7. Laterza L، Rizzatti G، Gaetani E، Chiusolo P، Gasbarrini A. رابطه میکروبیوتای روده و سیستم ایمنی در بیماری پیوند انسان در مقابل میزبان. مدیتر. J. هماتول. آلوده کردن دیس 8 (1)، e2016025 (2016).

For more information:1950477648nn@gmail.com