Mikroorganisma Usus Dan Perspektif Penyakit Neurologi Bahagian 3

Satu lagi kajian oleh Parracho et al. menggunakan hibridisasi in situ pendarfluor menunjukkan tahap Clostridiumhystolyticum yang tinggi pada kanak-kanak dengan ASD berbanding dengan kanak-kanak yang sihat [85].

Clostridium histolyticum adalah bakteria biasa yang tumbuh di dalam tubuh manusia dan biasanya terdapat di dalam mulut, usus, dll. Kajian telah menunjukkan bahawa terdapat korelasi tertentu antara tahap Clostridium histolyticum dan ingatan.

Di dalam otak, terdapat sejumlah besar mikroorganisma yang membentuk apa yang dipanggil "paksi usus-otak" dan menjejaskan kesihatan manusia dan fungsi kognitif. Kajian telah menunjukkan bahawa Clostridium histolyticum berkait rapat dengan aktiviti otak. Ia boleh menjejaskan tindak balas biokimia dan neuroregulasi otak melalui pelbagai laluan, dan kesan ini seterusnya menjejaskan fungsi kognitif manusia.

Antaranya, Clostridium histolyticum boleh menggalakkan penghasilan serotonin, neurotransmitter yang boleh menjejaskan emosi dan kognisi. Selain itu, Clostridium histolyticum juga boleh menjejaskan fungsi reseptor asid gamma-aminobutyric (GABA) di dalam otak. GABA adalah salah satu neurotransmitter yang paling penting dalam otak. Ia boleh menghalang aktiviti neuron dan mengawal keceriaan dan perencatan otak. Ini bermakna bahawa perubahan dalam tahap Clostridium histolyticum secara langsung boleh menjejaskan fungsi otak, sekali gus menjejaskan keupayaan kognitif kita.

Satu kajian yang diterbitkan pada 2017 menunjukkan bahawa berbanding subjek dengan tahap normal Clostridium histolyticum, subjek dengan tahap Clostridium histolyticum yang lebih rendah menunjukkan prestasi yang lebih teruk dalam tugas kognitif, terutamanya dalam perhatian dan ingatan kerja. Kesimpulan ini menunjukkan bahawa tahap Clostridium histolyticum mungkin merupakan faktor utama yang boleh menjejaskan fungsi kognitif manusia dan keupayaan ingatan.

Sehubungan itu, dengan menukar diet, menggunakan probiotik, mengurangkan tekanan, dan lain-lain, orang mungkin dapat meningkatkan daya ingatan dan fungsi kognitif dengan melaraskan tahap Clostridium histolyticum. Pada masa yang sama, kita juga perlu memberi perhatian kepada fakta bahawa sebarang jangkitan serius, ubat-ubatan, dan faktor luaran boleh menjejaskan keseimbangan mikroflora usus, jadi mengekalkan tabiat hidup yang baik, terutamanya diet yang sihat dan kesihatan mental, adalah penting untuk berkesan. mengekalkan keseimbangan mikroekologi usus.

Ringkasnya, walaupun tahap Clostridium histolyticum berkaitan dengan ingatan, kita harus mencari penyelesaian secara aktif, memperbaiki tabiat hidup kita, menjauhkan diri daripada pengaruh negatif, memberikan permainan sepenuhnya kepada potensi kita, mengekalkan ingatan yang baik dan keupayaan kognitif, dan mengatasi dengan lebih baik. pelbagai cabaran. Ia boleh dilihat bahawa kita perlu meningkatkan ingatan, dan Cistanche boleh meningkatkan ingatan dengan ketara kerana ia juga boleh mengawal keseimbangan neurotransmitter, seperti meningkatkan tahap asetilkolin dan faktor pertumbuhan, yang sangat penting untuk ingatan dan pembelajaran. Selain itu, Cistanche juga boleh meningkatkan aliran darah dan menggalakkan penghantaran oksigen, yang dapat memastikan otak memperoleh nutrisi dan tenaga yang mencukupi, seterusnya meningkatkan daya hidup dan daya tahan otak.

Klik tahu suplemen untuk meningkatkan ingatan

Clostridia, yang dikenali sebagai pengeluar propionat, telah dianggap sebagai pencetus autisme kerana ia menyumbang kepada perubahan neurologi dalam model tikus [86,87].

Ia juga telah dilihat bahawa tikus hamil dengan pengaktifan bakteria usus yang disebabkan oleh sistem imunisasi ibu (juga dikenali sebagai pengaktifan imun ibu) menghasilkan anak dengan gejala ASD gangguan pergaulan dan tingkah laku mengubur marmar yang berulang [85,88].

Satu lagi kajian yang memerhatikan kelaziman empat jenis bakteria berfaedah - Bifidobacterium, Lactobacillus spp., E coli, dan Enterococcus - mendedahkan bahawa kanak-kanak ASD mempunyai tahap Bifidobacterium yang jauh lebih rendah, tahap Enterococcus yang lebih rendah dan tahap Lactobacillus yang jauh lebih tinggi, dengan lebih banyak Bacillus spp. dan kurang Klebsiella oxytoca [89].

Kajian yang sama mendedahkan bahawa tahap SCFA yang lebih rendah ditemui pada kanak-kanak ASD, dan kemungkinan sebabnya adalah penapaian saccharolytic yang lebih rendah oleh bakteria berfaedah. Ini menambah lagi hubungan antara mikrobiom usus dan autisme [90].

Berikutan fakta bahawa banyaknya metabolit yang dihasilkan oleh bakteria mempunyai potensi untuk mempengaruhi proses saraf secara langsung, peningkatan perkumuhan urin metabolit fenilalanin yang tidak normal spesies Clostridia yang dikenali sebagai HPHPA didapati dalam pesakit ASD [74].

Melalui kekurangan katekolamin, spesies Clostridia mempengaruhi gejala autisme, termasuk tingkah laku stereotaip, hiperaktif dan hiper-reaktiviti, dalam haiwan eksperimen.

Tambahan pula, kajian oleh Kang et al. menggunakan analisis pyrosequencing gen 16S rRNA sampel DNA najis mendedahkan tahap Prevotella, Coprococcus, dan Veillonellaceae yang tidak dikelaskan yang lebih rendah pada kanak-kanak dengan ASD [91].

Selain usus bocor dan memasukkan makanan tertentu ke dalam diet seseorang, metabolit yang dihasilkan oleh mikroorganisma dalam usus boleh mempengaruhi kemungkinan gejala seperti ASD dalam individu.

Lebih-lebih lagi, kelimpahan untuk penurunan mikroorganisma tertentu dalam usus diketahui berpotensi menjadi penyumbang kepada gangguan neurologi seperti ASD, satu pautan yang diperkukuhkan lagi dengan bantuan pelbagai hipotesis.

Sklerosis berbilang

MS ialah gangguan neurodegeneratif radang dan demyelinasi kronik yang menjejaskan CNS dan mengakibatkan lesi otak dan saraf tunjang yang tidak berciri [92-95]. Gangguan ini boleh menyebabkan keletihan, kebas, kehilangan koordinasi, vertigo, kehilangan penglihatan, pening, sakit, pundi kencing dan disfungsi usus, dan juga kemurungan [96]. Kira-kira 2.1 juta orang terjejas oleh MS di seluruh dunia.

MS juga membawa kepada peningkatan bilangan sel imun autoreaktif yang menyasarkan CNS [97]. Memandangkan mikrobiota usus menyumbang kepada pendidikan sistem imun dan memainkan peranan penting dalam beberapa gangguan autoimun dan metabolik, adalah munasabah untuk menghubungkan flora komensal usus kepada kepekaan MS.

Dalam kajian oleh Vartanian et al., penjajahan usus manusia oleh Clostridium perfringens jenis B dalam pesakit dengan kambuhan pertama MS telah ditunjukkan, dan ini mendedahkan bahawa toksin epsilon yang dikeluarkan oleh ini menjadi patogen kepada mikroangiopati, kajian serupa menunjukkan ini boleh menyebabkan BBB. gangguan, yang membawa kepada kerosakan andoligodendrocyte neuron [98-102].

Apabila pesakit MS dibandingkan dengan kawalan, mereka dilihat mempunyai peningkatan prevalens antibodi terhadap toksin epsilon dalam sera mereka. Begitu juga, Jhangi et al. menunjukkan peningkatan dalam kepekatan archaea Methanobrevibacter dalam pesakit MS [103].

Terdapat juga pengurangan ketara dalam kepekatan Butyricimonas, Lachnospiraceae, dan Faecalibacterium dalam pesakit MS berbanding dengan kawalan, dan kelimpahan Faecalibacterium yang berkurangan dicatatkan dalam mikrobiom pesakit radang usus [104,105].

Bakteria Faecalibacterium prausnitzii ialah organisma penghasil butirat yang membawa kepada peningkatan populasi sel Treg; ini mungkin menghubungkan perubahan dalam mikrobiota usus dengan perkembangan MS.

Kajian lain mendedahkan paras Firmicutes, Bacteroidetes, dan Proteobacteria yang berbeza dalam pesakit MS, dan rawatan avitamin D membawa kepada peningkatan dalam Enterobacteriaceae dalam kedua-dua kawalan sihat dan pesakit MS.

Tambahan pula, kajian oleh Tremlett et al. menunjukkan peningkatan tahap Shigella, Escherichia, dan Clostridium, yang dikaitkan dengan jangkitan dan keradangan, dan penurunan tahap Eubacterium rectal dan Corynebacterium apabila 20 pesakit MS kanak-kanak diperiksa [106].

Baranzini et al.meneliti 71 pesakit MS dan 71 kawalan sihat menggunakan penjujukan gen 16S rRNA, yang mendedahkan bahawa pesakit dengan MS mempunyai tahap Akkermansia muciniphila dan Acinetobactercalcoaceticus yang lebih tinggi dan tahap Parabacteroides distasonis yang lebih rendah dalam usus berbanding dengan kawalan sihat [107,108].

Ekstrak bakteria spesies daripada mikrobiota usus pesakit dengan MS menguatkan tindak balas Tcell proinflamasi dalam model in vitro [109]. Berikutan ini, apabila penyelidik memindahkan bakteria usus daripada model ensefalomyelitis anautoimun (model tetikus teraruh buatan MS), diperhatikan bahawa MSmicrobiota menjadikan encephalomyelitis lebih teruk.

Beberapa kajian telah menunjukkan bahawa berbanding dengan kawalan sihat, penurunan atau peningkatan dalam mikroorganisma usus tertentu mungkin berkaitan dengan perkembangan MS. Selain itu, tahap peningkatan antibodi tertentu yang dihasilkan sebagai hasil toksin yang dikeluarkan oleh mikroorganisma juga telah diperhatikan pada pesakit MS.

Penyakit Alzheimer

AD ialah gangguan neurodegeneratif progresif yang merangkumi tanda patofisiologi seperti gangguan kognisi dan pengumpulan protein amiloid beta (A) atipikal dalam ruang interstisial tisu otak, menyebabkan kehilangan ingatan [110,111].

Kira-kira 44 juta orang didiagnosis dengan AD di seluruh dunia, dan ia lebih berkemungkinan memberi kesan kepada individu yang berumur lebih dari 65 tahun. Gejala AD diketahui bertambah buruk dari masa ke masa dan membawa kepada kesukaran dengan bahasa, kekeliruan, perubahan mood, kehilangan motivasi, dan kegagalan untuk menguruskan penjagaan diri.

Mikrobiota usus banyak menyumbang kepada mengekalkan fisiologi dan fungsi normal hos; oleh itu, perubahan dalam gutmicrobiota boleh membawa kepada perubahan dalam fungsi otak diikuti oleh perubahan dalam tingkah laku perumah [112].

AD kekal sebagai penyebab demensia yang paling biasa, dengan 36 juta kes dilaporkan pada tahun 2010, jumlah yang diramalkan meningkat kepada 66 juta menjelang 2030 dan 115 juta menjelang 2050 [113].

Etiologi AD adalah sukar difahami dan dijelaskan kebanyakannya sebagai interaksi antara faktor genetik dan persekitaran [114]. Kajian oleh Bray et al. menyatakan bahawa mikrobiota komensal usus manusia memodulasi fungsi dan tingkah laku otak melalui paksi mikrobiota-usus-otak dan oleh itu boleh mempunyai peranan dalam mekanisme AD [115].

Berikutan itu, satu lagi kajian yang melibatkan haiwan dan haiwan bebas kuman yang terdedah kepada jangkitan mikrob patogen, antibiotik, probiotik, dan pemindahan mikrobiota najis mendedahkan peranan mikrobiota usus dalam kognisi tuan rumah dan patogenesis berkaitan AD [116].

Peningkatan kebolehtelapan usus dan BBB disebabkan oleh dysbiosis mikrobiota serta ketidakseimbangan dalam mikrobiota usus mempengaruhi patogenesis AD dan gangguan neurodegeneratif yang lain.

Selain itu, bakteria yang terdapat dalam mikrobiota usus boleh merembeskan sejumlah besar amiloid dan LPS, yang mungkin menyumbang kepada modulasi laluan isyarat dan pengeluaran sitokin proinflamasi, yang boleh membawa kepada AD [116].

Tambahan pula, beberapa kajian tikus yang dijalankan baru-baru ini mencadangkan hubungan antara perubahan mikrobiom usus dan pemendapan amiloid; Walau bagaimanapun, mikroorganisma yang dikaitkan dengan AD belum lagi dicirikan pada manusia [117,118]. DNA diasingkan daripada sampel tahi untuk perbandingan komposisi mikrobiom usus dalam peserta dengan dan tanpa diagnosis demensia akibat AD.

Kajian ini menjalankan penjujukan gen rRNA 16S bakteria pada DNA yang diasingkan dan telah mendedahkan bahawa kepelbagaian mikrob berkurangan dan komposisi yang berbeza dalam kawalan individu yang dipadankan dengan umur dan jantina mikrobiom pesakit AD [119].

Penuaan juga merupakan faktor risiko utama untuk AD dan boleh mencetuskan rangsangan berlebihan sistem imun semula jadi dan adaptif, yang membawa kepada keradangan, yang meningkatkan kebolehtelapan usus dan pemindahan bakteria [120-123].

Komposisi mikrobiota usus berubah pada orang tua, dengan penurunan dalam bakteria tertentu yang dianggap bermanfaat, termasuk Bacteroidetes, Lactobacillus, dan Bifidobacterium [124-126]. Beberapa kumpulan bakteria, termasuk Bifidobacterium, Lactobacillus, dan Faecalibacterium, boleh memodulasi keradangan pada tahap epitelium usus [127-130].

Oleh kerana BBB terjejas akibat usia, ia mempengaruhi bukan sahaja pelepasan A dari otak tetapi juga isyarat rembesan dan pengantara reseptor yang terlibat dalam keradangan saraf yang diperhatikan dalam AD.

Oleh itu, boleh dinyatakan bahawa umur boleh mengubah mikrobiota usus dan boleh memudahkan proses keradangan yang menyumbang kepada kesan neuroinflamasi pada AD [131-135]. Bakteria yang menghuni usus boleh mengeluarkan sejumlah besar LPS dan amiloid yang boleh menyumbang kepada patogenesis AD sebagai hasil peningkatan kebolehtelapan epitelium saluran GI dan BBB dengan usia.

LPS adalah komponen penting membran luar bakteria gram-negatif dan telah dilihat mendorong ciri-ciri keradangan dan patologi yang diperhatikan dalam AD apabila diselitkan ke dalam ventrikel keempat model tikus eksperimen [136]. Selain itu, kajian yang dijalankan secara in vitro mencadangkan bahawa LPS bakteria mempotensikan fibrilogenesis peptida A [137].

Dalam kajian lain, tikus yang dirawat dengan beberapa suntikan intraperitoneal LPS dilihat mempunyai tahap A yang lebih tinggi dalam hippocampus serta defisit kognitif [138]. Jaeger et al. menyatakan bahawa suntikan intraperitoneal LPS meningkatkan kemasukan darah ke otak dan mengurangkan pengeluaran otak ke darah pada tikus, yang membawa kepada pengumpulan A [139].

Begitu juga, dalam kajian yang melibatkan Bacteroides fragilis, pendedahan LPS kepada sel otak utama manusia mendedahkan bahawa mereka adalah pendorong yang sangat kuat untuk faktor transkripsi proinflamasi yang melibatkan pencetus yang memudahkan neurodegenerasi radang dalam otak AD [140].

Tambahan pula, kuantiti utama amiloid berfungsi juga boleh dijana bersama-sama dengan LPS oleh banyak strain bakteria, termasuk E coli, Bacillus subtilis, Salmonella typhimurium, Salmonella enterica, Mycobacterium tuberculosis, dan Staphylococcus aureus, dan boleh menyumbang kepada patologi AD melalui pengumpulan protein A tersalah lipat. oligomer dan fibril [141,142].

Ia juga telah dihipotesiskan bahawa amiloid bakteria mungkin bocor dari GItract dan menyumbang kepada beban amiloid sistemik dan CNS. Amiloid ini boleh menyebabkan sitokin proinflamasi, yang melalui saluran GI dan BBB ke otak, mencetuskan imunoreaktiviti dan isyarat beberapa komponen yang menyumbang kepada neurodegenerasi [143-145].

LPS dan amiloid yang dihasilkan oleh mikroorganisma dalam usus mencetuskan kesan keradangan yang boleh menyumbang kepada patogenesis AD, membantu pengumpulan A .

Skizofrenia

Skizofrenia adalah gangguan otak yang kompleks dan melemahkan yang mengakibatkan gabungan keabnormalan tingkah laku, termasuk halusinasi, khayalan, sikap tidak peduli, episod berulang psikosis, dan pemikiran yang sangat tidak teratur [146,147]. Skizofrenia diketahui menjejaskan kira-kira 21 juta orang di seluruh dunia dan membawa kepada morbiditi sosial dan fizikal [148,149].

Penyebab skizofrenia termasuk kedua-dua faktor persekitaran dan genetik. Gejala skizofrenia biasanya bermula antara umur 16 dan 30 tahun, dan lelaki lebih cenderung untuk terkena penyakit ini.

Kajian oleh Nemani et al. mewakili hubungan antara gangguan mikrobiom usus dan skizofrenia [150].Schwarz et al. memerhatikan bahawa apabila pesakit dengan psikosis episod pertama dibandingkan dengan subjek perbandingan bukan psikiatri, mereka didapati mempunyai peningkatan kelimpahan keluarga Lactobacillaceae, Halothiobacillaceae, Brucellaceae, dan Micrococcineae dan penurunan kelimpahan keluarga Veillonellaceae [151].

Mikrobiota usus juga memainkan peranan penting dalam mengawal penghantaran neuro, homeostasis imun, dan perkembangan otak, dan ketidakseimbangan dalam mikrobiom boleh membawa kepada pengaktifan imun dan disfungsi dalam paksi usus-otak, seterusnya menyumbang kepada skizofrenia.

Perubahan dalam mikrobiota usus boleh mengurangkan pelindung dan meningkatkan neurotoksin dan mediator keradangan, menyebabkan kerosakan neuron dan sinaptik, yang menyebabkan sizofrenia. Clostridium sporogenes menghasilkan asid propionik indole metabolit oleh degradasi triptofan, yang penting untuk melindungi penghalang usus dan mengekalkan homeostasis monosit/makrofaj dan sel T [152].

Endotoksin bakteria LPS boleh merosakkan penghalang mukosa usus dan mengaktifkan sistem imun, menyebabkan endotoksemia ringan [153]. Selain itu, SCFA adalah komponen utama dalam mengekalkan imuniti usus dan imuniti pusat pengantaraan mikroglia [154,155], yang membantu mengekalkan homeostasis imun; bagaimanapun, disfungsi dalam satu boleh menjejaskan yang lain, dengan kedua-duanya mempengaruhi perkembangan skizofrenia [156].

Selain itu, skizofrenia dikaitkan dengan tahap IL-6, IL-8 dan TNF- yang tinggi serta pengurangan dalam IL antiradang-10 [157]. Peningkatan pengeluaran antibodi sebagai tindak balas kepada Saccharomyces cerevisiae, yang diketahui sebagai penanda keradangan usus dan peningkatan dalam penanda translokasi bakteria sCD14 telah dikenal pasti pada pesakit skizofrenia [158,159].

Mikrobiom usus juga memainkan peranan dalam pengawalan kebolehtelapan BBB; oleh itu, disbiosis boleh membawa kepada jangkitan CNS dan keradangan, memudahkan penyakit [57160]. Tambahan pula, ketiadaan mikrob GI membawa kepada pengurangan tahap BDNF pusat, menghalang pengekalan pengeluaran reseptor N-metil-D-aspartat (NMDAR). .

Pengurangan input NMDAR dalam interneuron perencatan GABA seterusnya membantu output glutamatergik dan membawa kepada tingkah laku sinaptik yang menyimpang dan defisit kognitif. Memandangkan NMDAR dianggap dikaitkan dengan perkembangan skizofrenia dan penyakit neurologi lain, perubahan dalam komposisi mikrobiom boleh membantu menjelaskan perkembangan penyakit [161].

Dalam kajian lain yang mencatatkan hubungan antara mikrob usus dan skizofrenia, penyelidik memindahkan mikrobesampel usus subjek skizofrenia ke dalam biom usus sekumpulan tikus kawalan yang sihat [162].

Memindahkan bakteria usus subjek skizofrenia ke dalam tikus kawalan yang sihat menyebabkan beberapa gejala yang menjadi ciri skizofrenia murin, termasuk hipofungsi glutamatergik.

Model tikus juga menunjukkan tahap glutamat yang lebih rendah dan glutamin dan GABA yang lebih tinggi dalam hippocampus otak. Ini memberikan bukti lanjut tentang perkaitan antara perubahan dalam komposisi mikrobiota usus dan skizofrenia yang khusus untuk penyakit ini dan juga dikaitkan dengan keterukan gejala. Ketidakseimbangan dalam mikrobiom membawa kepada pengaktifan imun dan disfungsi neuron, yang kedua-duanya diketahui menjadi punca kemungkinan perkembangan skizofrenia. .

Di samping itu, kajian telah menunjukkan bahawa penurunan dalam pelindung dan peningkatan neurotoksin boleh membawa kepada kerosakan neuron dan sinaptik yang diperhatikan pada pesakit skizofrenia.

penyakit Parkinson

Penyakit Parkinson (PD) ialah gangguan degeneratif jangka panjang CNS yang menjejaskan terutamanya neuron penghasil dopamin yang terdapat di kawasan tertentu otak yang dikenali sebagai substantia nigra. PD menjejaskan kira-kira 7–10 juta individu di seluruh dunia dan diketahui 1.5 kali lebih lazim pada lelaki berbanding wanita. Insiden PD meningkat dengan usia, menjejaskan kira-kira 1% individu berumur 60 tahun dan lebih tua [163].

Penyakit ini dicirikan oleh beberapa gejala, termasuk akinesia, ketegaran otot, gegaran, bradikinesia, dan kesukaran untuk berjalan dan berjalan [164]. Sebagai tambahan kepada ciri-ciri motor ini, gejala lain termasuk demensia, kemurungan, dan disfungsi deria dan autonomi. Selain daripada kehilangan dopaminergik, PD juga dicirikan oleh synucleinopati; iaitu, pemendapan polimer tak larut -synuclein dalam badan neuron, membentuk rangkuman sitoplasma bulat, berlapis, eosinofilik, dipanggil badan Lewy [165].

Badan-badan Lewy ini bertanggungjawab untuk degenerasi neuro dan kematian neuron [166,167]. Beberapa kajian telah menunjukkan perubahan dalam mikrobiota usus pesakit dengan PD, yang boleh berfungsi sebagai kedua-dua biomarker PD dan kemungkinan salah lipatan yang mencetuskan pencetus -synuclein yang melancarkanneurodegenerasi pada individu dengan PD [168].

Pesakit PD juga diketahui kerap menunjukkan tanda dan simptom bukan motor dismotiliti gastrousus, yang mungkin termasuk pengosongan gastrik yang tertangguh dan sembelit [169-173]. Dalam satu kajian, mikrobiota usus pesakit dengan PD dan sukarelawan yang sihat dianalisis menggunakan rRNA16S throughput tinggi. penjujukan genom bakteria [174].

Pesakit dengan PD menunjukkan pengurangan jumlah Bacteroides massiliensis, Stoquefichus massiliensis, Bacteroides copro cola, Blautia glucanase, Dorea long catena, Bacteroides dorei, Prevotellacopri, Coprococcus eutectic dan Ruminococcus callidus, Christensenella minit, Lactobacillus mucosinabroae.

Corak mikroflora usus ini boleh mencetuskan keradangan tempatan diikuti oleh pengagregatan -synuclein dan penjanaan badan Lewy. Satu lagi kajian ke atas pesakit PD dengan keradangan usus menunjukkan bahawa mereka menunjukkan peningkatan dalam ekspresi ligan khusus endotoksin bakteria TLR4 serta sel T CD3+ dan ekspresi sitokin dalam biopsi kolon dan penurunan dalam bakteria kolon yang menghasilkan SCFA berbanding dengan kawalan [175].

Hubungan antara PD dan Helicobacter pylori adalah yang paling banyak dikaji, dan jangkitan H pylori telah dilihat tinggi di kalangan pesakit PD, menyebabkan gangguan motor dengan menghalang penyerapan ubatlevodopa, yang digunakan untuk pengurusan PD [176,177]. Begitu juga, pertumbuhan berlebihan bakteria usus kecil, gangguan pertumbuhan bakteria yang berlebihan dalam usus kecil, telah diperhatikan dikaitkan dengan PD juga.

Dalam kajian lain, pengurangan ketara dalam Prevotellaceae dalam najis pesakit PD berbanding dengan kawalan menunjukkan bukti lanjut bahawa dysbiosis mikrobiom usus berkaitan dengan PD [178]. Selain itu, korelasi langsung ditemui antara banyaknya Enterobacteriaceae dan keterukan ketidakstabilan postur dan kesukaran berjalan.

Pesakit PD juga telah diperhatikan mengalami peningkatan kebolehtelapan mukosa dan pendedahan sistemik kepada endotoksin daripada bakteria coliform [179]. Tambahan pula, bakteria yang tergolong dalam genera Blautia, Coprococcus, Faecalibacterium, dan Roseburia telah berkurangan dengan ketara dalam najis pesakit PD berbanding dengan kawalan, dan bakteria yang tergolong dalam genus Ralstonia telah meningkat dengan ketara dalam mukosa pesakit PD. Dalam kajian lain terhadap 34 pesakit PD. dan 34 kawalan yang dipadankan dengan umur, sampel tahi dianalisis menggunakan gaschromatography untuk memeriksa kepekatan SCFA, yang merupakan salah satu produk metabolik utama gutbacteria dan komposisi mikrobiota [180].

Kepekatan SCFA didapati berkurangan dengan ketara dalam pesakit PD berbanding dengan kawalan. Pengurangan ini boleh menyebabkan perubahan dalam ENS dan menyumbang kepada dismotiliti gastrousus pada pesakit PD. Kajian menunjukkan bahawa perubahan boleh disebabkan oleh perubahan dalam tahap mikroorganisma atau metabolit yang dihasilkan olehnya. Perubahan ini membawa kepada dysbiosis usus yang diperhatikan dalam pesakitPD serta pengagregatan -synuclein, yang seterusnya menjana badan Lewy.

Kebimbangan

Kebimbangan adalah gangguan di mana seseorang individu mengalami kebimbangan dan ketakutan yang dicirikan oleh gejala fizikal seperti berdebar-debar dan berpeluh. Kebimbangan sering disertai dengan ketegangan otot, kegelisahan, keletihan, dan masalah tumpuan. Gejala kebimbangan boleh menjadi kronik (atau umum) atau akut dan boleh menyebabkan serangan panik.

Gejala juga boleh berbeza dalam bilangan, keamatan, dan kekerapan, bergantung kepada orang itu [181]. Kehadiran mikrob berbahaya diketahui mempengaruhi kebimbangan dan kemurungan dengan mencetuskan keradangan kronik, yang berlaku apabila mikrob berniat jahat ini mengatasi mikrob berfaedah dalam usus. Apabila penghuni usus yang berbahaya ini mengambil alih dan menyebabkan keradangan, mereka boleh mengaktifkan saraf vagus, yang membawa kepada gejala neuropsikologi [182].

Bakteria ini juga boleh menghasilkan peptida yang diketahui menghantar isyarat tekanan, yang mempengaruhi ekspresi gen serta CNS. Telah diperhatikan bahawa pendedahan tikus kepada patogen mikrob semasa fasa perkembangan mereka mengakibatkan tingkah laku seperti kebimbangan dan fungsi kognitif terjejas [183- 185]. Satu kajian yang melibatkan model murine menunjukkan peningkatan dalam tingkah laku seperti kebimbangan dalam ujian labirin ditambah tinggi 2 hari selepas terdedah kepada jangkitan subpatogen Campylobacter jejuni; ini diperhatikan sebagai penting kerana ketiadaan tindak balas imun di pinggir [186].

Selain itu, kajian oleh Lyte et al. yang melibatkan Citrobacter rodentium dan C jejuni mendedahkan peningkatan dalam tingkah laku seperti kebimbangan 8 jam selepas jangkitan, tanpa perbezaan yang ditunjukkan dalam tahap sitokin plasma atau keradangan usus berbanding dengan tikus kawalan [187]. Kajian ini mencadangkan bahawa kehadiran bakteria berbahaya dalam usus berikutan ketiadaan tindak balas imun sistemik mencetuskan tingkah laku seperti kebimbangan.

Tingkah laku sedemikian juga diperhatikan dalam eksperimen yang mengakibatkan peningkatan keradangan gastrousus [188,189]. Tikus dengan Trichurismuris menunjukkan keradangan gastrousus dan peningkatan tingkah laku seperti kebimbangan apabila mereka diuji menggunakan kedua-dua ujian terang/gelap dan langkah turun. Rawatan yang melibatkan probiotik B longum membantu menormalkan tingkah laku seperti kebimbangan pada tikus yang dijangkiti.

BDNF diketahui mempengaruhi proses seperti kemandirian dan pembezaan neuron, pembentukan sinaps fungsional, dan neuroplastisitas semasa pembangunan dan dewasa [190-192]. Dalam model jangkitan yang diramalkan membawa perubahan dalam profil mikrobiota, pengurangan ekspresi mRNA atau protein BDNF hippocampal didapati dikaitkan dengan peningkatan tingkah laku seperti kebimbangan [193].

Selain itu, disfungsi dalam isyarat GABA, yang merupakan neurotransmitter perencatan utama dalam CNS, dikaitkan dengan kebimbangan dan kemurungan [194]. Satu lagi eksperimen menggunakan model tetikus menunjukkan pencegahan tingkah laku seperti kebimbangan dengan diet tinggi lemak dan pentadbiran Lactobacillus helveticus selama 21 hari [195].

Apabila percubaan yang sama dilakukan menggunakan tikus kekurangan IL-10-, tiada perubahan dalam kebimbangan diperhatikan; keputusan ini membuktikan peranan sistem imun dalam paksi usus-otak. Dalam eksperimen lain yang menunjukkan bahawa mikrobiota boleh menjejaskan tingkah laku secara langsung, penyelidik melakukan pemindahan najis daripada tikus BALB/c bebas kuman dewasa (tekanan tikus yang cemas tinggi) kepada tikus Swiss NIH bebas kuman dewasa (tekanan tikus yang cemas rendah), dan tikus BALB/c menerima mikrobiota tikus Swiss NIH [193].

Profil tingkah laku penderma dapat dilihat pada tikus penerima. Walaupun beberapa bakteria usus diketahui dapat mengurangkan tekanan, kemurungan, dan kebimbangan, beberapa kajian juga mencadangkan bahawa mikrobiota usus adalah faktor penyumbang dalam perkembangan tingkah laku seperti kebimbangan. Eksperimen yang melibatkan pendedahan kepada patogen serta pengurangan mRNA BDNF atau protein dan disfungsi isyarat GABA telah mendedahkan peningkatan dalam tingkah laku seperti kebimbangan. Banyak kajian juga telah mendedahkan kemungkinan laluan atau hipotesis yang mencadangkan kemungkinan kaitan mikrobiota usus dengan gangguan neurologi yang disebutkan di atas (Jadual 2).

Prospek Semasa & Perspektif Masa Depan

Dengan bantuan pemahaman yang lebih baik tentang penyelidikan mikrobiom serta sokongan strategik dari pelbagai negara selama ini, beberapa organisasi dan institusi yang menyumbang kepada penyelidikan mikrobiom usus telah ditubuhkan. Institut Penyelidikan Kesihatan Lawson, Institut Penyelidikan Teknologi Bioaster, Institut Luas, dan Persatuan Neurogastroenterologi dan Motiliti Eropah adalah beberapa organisasi yang menyumbang kepada carian tersebut. Kerumitan dan heterogeniti yang wujud dalam mikrobiom manusia memerlukan peningkatan bilangan eksperimen dijalankan untuk mengatasi batasan kaedah empirikal dalam mengkaji hubungan penyebab atau korelasi antara disbiosis dan penyakit manusia [197].

Sehingga beberapa dekad kebelakangan ini, sifat-sifat mikrobiom manusia serta interaksi hos-mikrobiota kekal tidak diketahui kerana batasan dalam teknologi. Peningkatan bilangan peluang untuk penyelidikan dalam bidang khusus ini disediakan oleh perkembangan pesat teknologi penyelidikan biologi, yang termasuk model haiwan bebas kuman, teknik penjujukan generasi akan datang, dan pendekatan multiomik [198]. Pembangunan dan aplikasi teknologi ini membantu dalam analisis struktur dan komposisi gutmikrobiom serta fungsi dan perkaitannya dengan kesihatan dan penyakit daripada perspektif antara disiplin yang berbeza.

Projek Mikrobiom Manusia ialah inisiatif penyelidikan NIH AS [199,200]. Ia dilancarkan pada tahun 2007 untuk membantu meningkatkan pemahaman flora mikrob yang terlibat dalam kesihatan manusia dan penyakit.

Konsortium Metagenomics of the Human Intestinal Tract, yang dibiayai oleh Suruhanjaya Eropah, menumpukan pada penyelidikan pada saluran GI manusia dan hubungan saluran GI manusia dengan obesiti dan penyakit radang usus [201].

Pengindustrian dan pengkomersilan aplikasi mikrobiom yang berkaitan juga telah berkembang, dan ini telah membawa kepada penubuhan beberapa syarikat bioteknologi dengan pelaburan global yang besar. Dengan pemahaman terkini tentang mikrobiom usus serta penjujukan generasi akan datang, pengenalpastian biomarker khusus yang dikaitkan dengan punca gangguan boleh dibantu.

Pengenalpastian ini boleh membolehkan kami menggunakan pendekatan/ubat terapeutik yang disasarkan dan menyediakan kemungkinan untuk pengesanan awal dengan nilai prognostik yang hebat. Dadah boleh membantu dalam rawatan untuk kanser serta gangguan metabolik, neurodegeneratif dan psikiatri. Kekurangan penawar yang berkesan dan ketersediaan terhad ubat yang menawarkan penambahbaikan menekankan lagi keperluan untuk mencegah gangguan dengan langkah diagnostik awal yang menggunakan biomarker tertentu.

Walau bagaimanapun, kewujudan berbilang pembolehubah yang mengelirukan dalam eksperimen yang dijalankan sebelum ini menunjukkan keperluan untuk saiz sampel yang lebih besar dalam kajian yang melibatkan pemeriksaan biomarker metagenomik.

Walaupun model haiwan digunakan dalam eksperimen praklinikal untuk mengesahkan fungsi spesies mikrob tertentu, mereka juga menunjukkan beberapa batasan, termasuk fakta bahawa genom manusia mungkin berkongsi lebih daripada 85% jujukan genomnya dengan genom tetikus, tetapi corak ekspresi, fungsi protein, dan faktor lain tidak sama.

Probiotik memberi kesan yang baik kepada kesihatan manusia dan haiwan dengan mengekalkan keseimbangan mikrob yang bermanfaat dan berbahaya antara saluran GI dan sistem imun. Probiotik juga terlibat dalam sintesis dan pembebasan peptida antibakteria dan musin pembentuk gel, yang memudahkan pelinciran permukaan epitelium dan memberikan perlindungan daripada bakteria dan antigen.

Ciri-ciri ini yang ditunjukkan oleh probiotik menunjukkan potensi penggunaannya sebagai terapeutik dalam gangguan neurologi yang dipengaruhi oleh mikrobiom usus. Lebih-lebih lagi, penerokaan dan penilaian biomarker boleh menunjukkan lagi laluan korelasi yang boleh membantu dalam pemahaman tentang mekanisme gangguan yang mendasari. Kajian mikrobiom usus mengalihkan tumpuan mereka daripada korelasi kepada penyebab untuk menangani mekanisme yang mana mikrobiom mempengaruhi kesihatan tuan rumah.

Pemahaman yang lebih baik tentang mekanisme ini menggunakan teknologi penjujukan generasi akan datang antara teknologi maju lain boleh membantu dalam pembangunan intervensi diagnostik dan terapeutik yang baru; pengeluaran julat probiotik yang lebih luas dan lebih bermanfaat pada masa hadapan juga boleh membawa kepada kemungkinan keadaan kesihatan yang lebih baik.

Kesimpulan

Hubungan mutualistik wujud antara mikrobiota usus dan perumah yang membantu dalam penghadaman, metabolisme dadah, metabolisme xenobiotik, dan memerangi patogen serta meningkatkan fungsi otak. Walaupun mikrobiota usus diketahui bermanfaat, ketidakseimbangan dalam mikrob berbahaya dan tidak berbahaya boleh menyumbang kepada beberapa masalah kesihatan.

Ketidakseimbangan dalam mikrob usus, yang dipengaruhi oleh faktor dalaman dan luaran, membawa kepada disbiosis mikrobiota, akhirnya membawa kepada perkembangan beberapa gangguan neurologi serta penambahan berat badan, penyakit kardiovaskular, dan gangguan gastrousus.

Corak bersalin seperti pembedahan caesar dan bersalin normal boleh menjejaskan komposisi mikrob usus. Beberapa kajian telah menunjukkan hanya kemungkinan hipotesis atau pautan dari segi ketidakseimbangan dalam komposisi mikrob dan kekurangan sebarang kaitan langsung dengan perkembangan gangguan saraf; oleh itu, kajian lanjut diperlukan dalam setiap bidang masing-masing.

Ucapan terima kasih

Penulis mengucapkan terima kasih kepada ahli Makmal Pengiraan Integriti Swift (Dhaka, Bangladesh), platform maya untuk penyelidik muda, atas sokongan mereka semasa penyediaan manuskrip ini.

Pendedahan Kepentingan Kewangan & bersaing

Penulis tidak mempunyai pertalian atau penglibatan kewangan yang berkaitan dengan mana-mana organisasi atau entiti yang mempunyai kepentingan kewangan dalam konflik kewangan dengan perkara atau bahan yang dibincangkan dalam manuskrip ini. Tiada bantuan penulisan digunakan dalam penghasilan manuskrip ini.

Buka akses

Kerja ini dilesenkan di bawah Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Unported License. Untuk melihat salinan lesen ini, lawatihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

Rujukan

Kertas nota khas telah diketengahkan sebagai • menarik; •• mempunyai kepentingan yang besar

1. Thursby E, Juge N. Pengenalan kepada mikrobiota usus manusia. Biokim. J. 474(11), 1823–1836 (2017).

2. Donaldson G, Lee S, Mazmanian S. Biogeografi usus mikrobiota bakteria. Nat. Mikrobiol Rev. 14(1), 20–32 (2015).

3. Zhu S, Jiang Y, Xu K et al. Kemajuan penyelidikan mikrobiom usus yang berkaitan dengan gangguan otak. J. Neuroinflammation 17(1), 25 (2020).• Membincangkan kemungkinan hipotesis, menerangkan bagaimana mikroorganisma usus boleh mempengaruhi perkembangan beberapa gangguan neurologi.

4. Ghaisas S, Maher J, Kanthasamy A. Mikrobiom usus dalam kesihatan dan penyakit: menghubungkan paksi mikrobiom-usus-otak dan faktor persekitaran dalam patogenesis penyakit sistemik dan neurodegeneratif. Pharmacol. Di sana. 158, 52–62 (2016).• Membincangkan koordinasi paksi mikrobiom-usus-otak dan mengaitkannya dengan patogenesis penyakit sistemik dan neurodegeneratif.

5. Mai V, Draganov PV. Kemajuan terkini dan jurang yang tinggal dalam pengetahuan kita tentang persatuan antara mikrobiota usus dan kesihatan manusia.World J. Gastroenterol. 15(1), 81 (2009).

6. Lozupone CA, Stombaugh JI, Gordon JI, Jansson JK, Knight R. Kepelbagaian, kestabilan dan daya tahan mikrobiota usus manusia. Alam489(7415), 220–230 (2012).

7. Laterza L, Rizzatti G, Gaetani E, Chiusolo P, Gasbarrini A. Mikrobiota usus dan hubungan sistem imun dalam penyakit humangraft-versus-host. Mediterr. J. Hematol. Jangkitan. Dis. 8(1), e2016025 (2016).

For more information:1950477648nn@gmail.com