Τι ρόλο παίζει το μικροβίωμα του εντέρου στη σχέση;
Εντερου εγκεφαλου
Η διαταραχή ή η μη φυσιολογική δραστηριότητα στο μικροβίωμα του εντέρου
Μπορεί να αυξήσει τον κίνδυνο για μια νευρολογική νόσο.
Η έρευνα τωρα στη φυσιολογία της σύνδεσης εντέρου-εγκεφάλου ξεκίνησε απ τον 19ο αιώνα.
Στη δεκαετία του 1840,
ο William Beaumont, χειρουργός του αμερικανικού στρατού, έδειξε ότι : συναισθηματικές καταστάσεις επηρεάζουν τους ρυθμούς πέψης, οδηγώντας στην
αμφίδρομη επικοινωνία
αυτο που ονομάζεται
άξονας εντέρου-εγκεφάλου.
Αυτή η αμφίδρομη επικοινωνία πραγματοποιείται μέσω τριών κύριων οδών:
κυκλοφορούντα ανοσοκύτταρα,
νευρολογικές οδούς και
διαλυτά μόρια.
Το έντερο έχει καπου 168 εκατ στο εντερικό νευρικό σύστημα, πουαναφέρονται ως ο
«δεύτερος εγκέφαλος».
Αυτό το σύστημα που βασίζεται στο έντερο ,επικοινωνει με τον εγκέφαλο μέσω του πνευμονογαστρικού νεύρου
που συνδέει τα δύο νευρικά κέντρα.
Αυτή η σύνδεση εντέρου-εγκεφάλου παρουσιάστηκε για πρώτη φορά από τον Ivan Pavlov, ο οποίος τιμήθηκε με το Νόμπελ Φυσιολογίας ή Ιατρικής το 1904 για το έργο του σ αυτόν τον τομέα, το οποίο επεκτάθηκε στην πρώιμη έρευνα του Beaumont. Ωστόσο, μόλις πρόσφατα αναγνωρίστηκε ο ρόλος του μικροβιώματος του εντέρου στην εγκεφαλική και νευρολογική λειτουργία.
Τις τελευταίες δύο δεκαετίες, αρχίσαμε να αντιλαμβανόμαστε ότι το μικροβίωμα παίζει βασικό ρόλο στη ρύθμιση αυτού του άξονα εντέρου-εγκεφάλου και ότι
έχουμε πραγματικά έναν άξονα μικροχλωρίδας-έντερο-εγκεφάλου,
Η έρευνα του Cryan επικεντρώνεται στην αλληλεπίδραση μεταξύ
του μικροβιώματος του εντέρου και του εγκεφάλου.
Τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος στο έντερο παίζουν επίσης ρόλο στην επικοινωνία με τον εγκέφαλο.
Προγραμματίζονται στο έντερο και μπορούν να μεταφέρουν πληροφορίες στον εγκέφαλο.
Απ εκεί, μπορούν να στείλουν σήματα μέσω διαλυτών μορίων όπως οι κυτοκίνες στον εγκέφαλο για να επηρεάσουν τη συμπεριφορά.
Τα μικρόβια του εντέρου παράγουν χημικές ουσίες νευροδιαβιβαστές, ορμόνες και μεταβολίτες που φαίνεται να προστατεύουν ή διαταράσσουν τη νευρολογική λειτουργία και μπορούν να επηρεάσουν τη συμπεριφορά.
Αυτές οι χημικές ουσίες μπορούν να εισέλθουν στη συστηματική κυκλοφορία, μπορούν να ενεργοποιήσουν τα κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος, τα κύτταρα του εντέρου, τα κύτταρα αιματοεγκεφαλικού φραγμού και το πνευμονογαστρικό νεύρο εξήγησε ο Cryan.
Ένας πρόσφατος τομέας αναδυόμενης έρευνας επικεντρώνεται στη νευροανάπτυξη.
Η πραγματική ανάπτυξη του εγκεφάλου, τόσο στη μήτρα όσο και μετά τη γέννηση, φαίνεται να υπόκειται σε επιρροή από το μικροβίωμα εξήγησε ο ειδικός στον άξονα μικροβίωσης-έντερου-εγκεφάλου Sarkis Mazmanian, PhD, καθηγητής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια.
Τα ευρήματα της έρευνας δείχνουν σχέσεις μεταξύ του μικροβιώματος του εντέρου και της ανταπόκρισης στο στρες, της διαταραχής ελλειμματικής προσοχής-υπερκινητικότητας (ADHD), της Πάρκινσον, του αυτισμού, της αμυοτροφικής πλευρικής σκλήρυνσης (ALS) και άλλων νευρολογικών παθήσεων, συμπεριλαμβανομένων εκείνων που συνδέονται με τη γήρανση.
Μεγάλο μέρος της έρευνας στον άξονα μικροχλωρίδας έντερου εγκεφάλου μέχρι σήμερα έχει πραγματοποιηθεί σε ποντίκια,
Υπάρχουν πολλά σχετικά στοιχεία, πολλοί συσχετισμοί και πραγματικά κάποιες δελεαστικές ενδείξεις
Η Πάρκινσον ...προκαλείται απ το
έντερο;
Η Πάρκινσον είναι νευροεκφυλιστική ασθένεια , γνωστή ως συνουκλεινο πάθεια λόγω της μη φυσιολογικής συσσώρευσης της πρωτεΐνης άλφα-συνουκλεΐνης στους εγκεφάλους των ατόμων με την πάθηση.
Αυτό οδηγεί στη σταδιακή απώλεια των νευρώνων που παράγουν ντοπαμίνη, με αποτέλεσμα
κινητικά προβλήματα και συχνά επακόλουθη άνοια.
Ο James Parkinson περιέγραψε για πρώτη φορά την πάθηση το 1817 και υπέθεσε ότι η ασθένεια μπορεί να συνδέεται με το έντερο υποδηλώνοντας ότι
μια διαταραγμένη κατάσταση στομάχου και εντέρων
μπορεί να προκαλέσει μια νοσηρή δράση σ ένα μέρος του μυαλού και του νωτιαίου μυελού.
Ενα κοινό πρόδρομο σύμπτωμα της Πάρκινσον είναι :
η σοβαρή δυσκοιλιότητα,
που εμφανίζεται έως και 20 χρόνια πριν από την έναρξη των κινητικών συμπτωμάτων και υποδηλώνει σύνδεση του εντέρου.
Η ομάδα του Mazmanian έχει ερευνήσει συνδέσμους μεταξύ μικροβιώματος και του Πάρκινσον χρησιμοποιώντας μοντέλο ποντικού που υπερεκφράζει την ανθρώπινη άλφα-συνουκλεΐνη.
Δείξαμε ότι αυτό το ποντίκι έχει γαστρεντερικά συμπτώματα.
Ουσιαστικά έχει έναν φαινότυπο που μοιάζει με δυσκοιλιότητα.
Προηγούμενες έρευνες έχουν δείξει υπερβολική αφθονία βακτηριδιων Escherichia coli στο τοίχωμα του εντέρου σε άτομα με Πάρκινσον.
Αυτό που δεν γνωρίζουμε ακόμα είναι εάν εμπλέκεται το πνευμονογαστρικό νεύρο.
Εάν κόψουμε το πνευμονογαστρικό, η παθολογία που προκαλείται από το έντερο
δεν ταξιδεύει στον εγκέφαλο.
Παρόμοια έλλειψη συμπτωμάτων της Πάρκινσον έχει παρατηρηθεί σε ανθρώπους με κομμένο πνευμονογαστρικό νεύρο, μια ανενεργή πλέον διαδικασία που διεξήχθη για τη θεραπεία του πεπτικού έλκους στο παρελθόν.
Μετριασμός των συμπτωμάτων
της ALS
Το ALS είναι μια προοδευτική νευροεκφυλιστική νόσος που επηρεάζει σοβαρά τους κινητικούς νευρώνες.
Επί του παρόντος δεν υπάρχει θεραπεία γι αυτήν την πάθηση και οι περισσότεροι που διαγιγνώσκονται πεθαίνουν μεταξύ δύο και τεσσάρων ετών μετά τη διάγνωση.
Ορισμένοι τύποι ALS συνδέονται με τη γενετική, αλλά πιστεύεται επίσης ότι υπάρχει ισχυρή περιβαλλοντική συνιστώσα στην εμφάνιση της νόσου. Σε ποντίκια μοντέλα, έχει αποδειχθεί ότι τα ζώα έχουν δυσβίωση του εντέρου πριν από την έναρξη των συμπτωμάτων και παρόμοιες ανωμαλίες που συνδέονται με το έντερο έχουν παρατηρηθεί σε άτομα που αναπτύσσουν την πάθηση.
Όλο και περισσότερα στοιχεία δείχνουν ότι το μικροβίωμα μπορεί να συμβάλλει στα συμπτώματα της ALS.
Η ιδέα της θεραπείας είναι η μεταμόσχευση υγιούς μικροβιώματος εντέρου στα έντερα ασθενών με ALS, οι οποίοι έχουν φλεγμονή του εντέρου και ανώμαλη σύνθεση μικροβιώματος, με σκοπό τη βελτίωση των συμπτωμάτων και της εξέλιξης της νόσου.
Το μικροβίωμα του
εντέρου στη ΔΕΠΥ
και τον αυτισμό
Οι νέοι με διαταραχή του φάσματος του αυτισμού (ΔΑΦ) είναι γνωστό ότι εμφανίζουν υψηλότερα ποσοστά διαταραχών του εντέρου από τα άτομα χωρίς την πάθηση.
Ποντίκια με μοντέλο αυτισμού φαινόταν να έχουν πιο λεπτά και πιο διαπερατά τοιχώματα του εντέρου από τα κανονικά ποντίκια,
Σε νευροψυχιατρικές παθήσεις, υπάρχει τεράστιο φαινόμενο εικονικού φαρμάκου, επομένως δεν ισχυριζόμαστε για τη συμπεριφορά, αλλά ισχυριζόμαστε για την ασφάλεια, την ανεκτικότητα και τη δέσμευση του στόχου, πράγμα που σημαίνει ότι ο στόχος του φαρμάκου είναι να μειώσει τα επίπεδα αυτού του μορίου. [4-αιθυλφαινυλθειϊκός]
Ο Alejandro Arias Vásquez, PhD, είναι επίκουρος καθηγητής στο πανεπιστημιακό ιατρικό κέντρο Radboud στην Ολλανδία. Έχει ένα υπόβαθρο στη γενετική επιδημιολογία και τώρα ερευνά τις σχέσεις μεταξύ βακτηρίων του εντέρου και ΔΕΠΥ, καθώς και άλλων καταστάσεων όπως η κατάθλιψη.
Αυτός και η ομάδα του πραγματοποίησαν μια μελέτη το 2020 στην οποία μεταμοσχεύθηκαν περιττώματα από ανθρώπους με ΔΕΠΥ σε νεαρά ποντίκια.
Αν και πραγματοποιήθηκε σε ποντίκια, αυτή η μελέτη υποδηλώνει ότι το μικροβίωμα του εντέρου παίζει επίσης ρόλο στη ΔΕΠΥ.
Η υπόθεσή μας ήταν ότι αυτά τα ζώα θα αναπτύξουν κάποιο είδος φαινοτύπου που μοιάζει με ΔΕΠΥ», εξήγησε ο Arias Vásquez.
Τα αποτελέσματα ήταν εκπληκτικά με δύο τρόπους.
Ο εγκέφαλός και η συμπεριφορά τους αναπτύχθηκαν διαφορετικά. … Έδειξαν πιο ανήσυχη και φοβισμένη συμπεριφορά και δεν υπήρχε ΔΕΠΥ. Χωρίς υπερκινητικές ή επιθετικές συμπεριφορές.
Ο Arias Vásquez και οι συνεργάτες του συνεχίζουν να διερευνούν πώς το μικροβίωμα του εντέρου επηρεάζει τα άτομα με ΔΕΠΥ. Για παράδειγμα, προσπαθώντας να περιορίσετε ποια βακτηριακά είδη μπορεί να κάνουν τη συμπεριφορά της ΔΕΠΥ καλύτερη ή χειρότερη.
Ο Cryan και η ομάδα του σχεδιάζουν επίσης να διερευνήσουν τον ρόλο του μικροβιώματος στην ανάπτυξη της ΔΕΠΥ.
Είναι ένας νέος τομέας για εμάς, αλλά είναι λογικό, γιατί πολλά από τα δεδομένα μας θα υποστήριζαν τον ρόλο του μικροβιώματος στη διαμόρφωση της ανάπτυξης του εγκεφάλου και της νευροανάπτυξης .
Ρύθμιση του στρες,
δίαιτα και γήρανση
Το άγχος είναι γνωστό ότι έχει ευρείες επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία, και αυτό περιλαμβάνει το μικροβίωμα του εντέρου.
Μπορεί να οφείλεται σε καταστάσεις όπως το σύνδρομο ευερέθιστου εντέρου και συνδέεται επίσης με πολλές διαταραχές ψυχικής υγείας.
Ο Cryan και οι συνεργάτες του στο APC Microbiome Institute στο Πανεπιστήμιο του Κορκ έχουν ήδη ολοκληρώσει εκτεταμένη έρευνα σχετικά με τις σχέσεις μεταξύ του στρες και του μικροβιώματος του εντέρου.
Αν αγχώνετε τα ζώα, ένα από τα πράγματα που κάνετε είναι
ν αλλάξετε το μικροβίωμα.
Το άγχος αλλάζει το μικροβίωμα και το μικροβίωμα ρυθμίζει το στρες.
Αυτό οδηγει στο να σκεφτούμε:
οτι θα μπορούσαμε να ενεργοποιήσουμε το μικροβίωμα με κάποιο τρόπο για να ανακουφίσουμε τις επιπτώσεις του στρες;
Αυτό επιτρεπει ν αρχίσουμε να δοκιμάζουμε παρεμβάσεις, με συγκεκριμένα στελέχη βακτηριδιων, προβιοτικά ή συγκεκριμένες διατροφικές ουσίες που τροφοδοτούν τα βακτηριδια, γνωστά ως πρεβιοτικά.
Ο Cryan και οι συνεργάτες του έχουν πλέον ολοκληρώσει αρκετές μελέτες σε ανθρώπους σε αυτόν τον τομέα. Για παράδειγμα, διεξήγαγαν πρόσφατα μια δοκιμή διατροφικής παρέμβασης όπου δοκίμασαν μια «ψυχοβιοτική» διατροφή πλούσια σε πρεβιοτικά και ζυμωμένα τρόφιμα έναντι μιας τυπικής δίαιτας σε υγιείς εθελοντές για να αξιολογήσουν τον αντίκτυπο στο αντιληπτό στρες.
Η παρέμβαση πραγματοποιήθηκε σε διάστημα τεσσάρων εβδομάδων και όσοι κατανάλωναν την ψυχοβιοτική δίαιτα ανέφεραν μείωση του στρες κατά 32% σε σύγκριση με 17% στην ομάδα ελέγχου.
Αυτή η εργασία συνεχίζεται τώρα για μεγαλύτερο χρονικό διάστημα.
Η Julia Rode, PhD, είναι ερευνήτρια και συνεργάτης λέκτορας στο Πανεπιστήμιο Örebro στη Σουηδία. Εργάζεται για την επίδραση των προβιοτικών συμπληρωμάτων στην ψυχική υγεία.
Αυτήν τη στιγμή συμμετέχει στη δημιουργία μιας νέας μελέτης για να αξιολογήσει εάν η χρήση προβιοτικών σ έναν γηράσκοντα πληθυσμό μπορεί να βοηθήσει στη διατήρηση της καλής ψυχικής υγείας και γνωστικής λειτουργίας.
«Αυτό που κάναμε στο παρελθόν είναι η αξιολόγηση υγιών πληθυσμών. Αυτό που θέλουμε να κάνουμε τώρα είναι να μετακινούμαστε όλο και περισσότερο σε παραβιασμένους πληθυσμούς.
Αυτό θα μπορούσε να είναι για τη θεραπεία μιας κατάστασης ασθένειας, αλλά θα μπορούσε επίσης να είναι πριν φτάσετε σε μια κατάσταση ασθένειας, για παράδειγμα, μας ενδιαφέρει η γήρανση, εξήγησε.
«Αυτοί οι διακυβευμένοι πληθυσμοί θα έρχονται πάντα σε μια πιο ετερογενή κατάσταση από μια πολύ ομοιογενή, υγιή ομάδα μελέτης.
Αλλά μας επιτρέπουν , να βελτιώσουμε κάτι και να εξουδετερώσουμε μια πιθανή επίδραση ανώτατου ορίου που μπορεί να έχουμε σε υγιή άτομα».
Η διατροφή και το μικροβίωμα μπορεί επίσης να παίζουν ρόλο σε καταστάσεις όπως το γλοιοβλάστωμα του καρκίνου του εγκεφάλου.
Πιστεύεται ότι τα μικρόβια στο έντερο μπορεί να επηρεάσουν έμμεσα τον μεταβολισμό των όγκων του εγκεφάλου και τα γύρω κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος μέσω της σηματοδότησης βακτηριδιακού μεταβολίτη.
Ο Khalid Shah, PhD, είναι καθηγητής στο Χάρβαρντ και ειδικεύεται στην ανάπτυξη κυτταρικών θεραπειών για καρκίνους του εγκεφάλου.
Κάναμε το ίδιο πράγμα [στον καρκίνο του εγκεφάλου] τα τελευταία 30 χρόνια τώρα.
Το κλειδί είναι πώς θα το αλλάξουμε αυτό; Νομίζω ότι πρέπει να είναι μια τολμηρή πρωτοβουλία, γνωρίζοντας ότι υπάρχει ένας άξονας εντέρου-εγκεφάλου, υπάρχει επικοινωνία μεταξύ του εντέρου και του εγκεφάλου.
«Θα πρέπει να πάμε μέσα την ώρα της επέμβασης με θεραπευτικά φάρμακα και ίσως ταυτόχρονα να βάλουμε τους ασθενείς σε κετογονική δίαιτα.
Γνωρίζουμε ότι πολλοί άνθρωποι έχουν ακολουθήσει μια κετογονική δίαιτα και έχει αποδειχθεί ότι ανακουφίζει τις επιπτώσεις της χημειοθεραπείας ή της ακτινοθεραπείας.
Αυτοί οι ασθενείς αισθάνονται πολύ καλύτερα, έχουν λιγότερους πόνους. Είναι καλά τεκμηριωμένο, ιδιαίτερα σε όγκους εγκεφάλου.
Προκλήσεις και μελλοντικές
κατευθύνσεις
Το πεδίο του μικροβιώματος προχωρά σιγά σιγά προς τα εμπρός όσον αφορά την έρευνα και την ανάπτυξη φαρμακευτικών προϊόντων, αλλά πολλές προκλήσεις απομένουν να ξεπεραστούν πριν εγκριθούν σε μεγάλη κλίμακα οι θεραπείες που βασίζονται στο μικροβίωμα του εντέρου για τη θεραπεία νευρολογικών παθήσεων.
Τον Νοέμβριο του 2022, εγκρίθηκαν οι δύο πρώτες θεραπείες που βασίζονται στο μικροβίωμα του εντέρου, και οι δύο για τη θεραπεία επαναλαμβανόμενων λοιμώξεων από Clostridium difficile.
Το προϊόν μεταμόσχευσης μικροβίων κοπράνων (FMT) που προέρχεται από δότη Biomictra στην Αυστραλία εγκρίθηκε από τις τοπικές ρυθμιστικές αρχές και το προϊόν FMT Rebyota που προέρχεται από δότη από το ορθό της Ferring Pharmaceuticals εγκρίθηκε στις ΗΠΑ από τον FDA. Τον Απρίλιο του 2023, η από του στόματος θεραπεία με κάψουλα FMT της Seres Therapeutics για την ίδια ένδειξη, που αναπτύχθηκε σε συνεργασία με τη Nestlé Health Science, έλαβε επίσης το πράσινο φως από τον FDA.
Αν και αυτές οι εγκρίσεις ήταν μεγάλα βήματα προς τα εμπρός για το συνολικό πεδίο μικροβιώματος, η έρευνα για το μικροβίωμα του εντέρου και πώς μπορεί να στοχευτεί ή να χρησιμοποιηθεί για τη θεραπεία ασθενειών βρίσκεται ακόμα σε πρώιμο στάδιο.
Καμία θεραπεία βασισμένη στο μικροβίωμα του εντέρου για νευροψυχιατρικές ή νευροεκφυλιστικές διαταραχές δεν έχει εγκριθεί ακόμη από τον FDA ή άλλους ρυθμιστές και οι περισσότερες κλινικές δοκιμές βρίσκονται στη Φάση Ι/ΙΙ.
Είναι ακόμη νωρίς στον άνθρωπο, γιατί δεν βρισκόμαστε στη Φάση ΙΙΙ, αλλά είμαστε πιο κοντά από ό,τι πριν από 15 χρόνια, είπε ο de Pommerol.
Οι ακαδημαϊκοί, οι προγραμματιστές φαρμάκων, οι κλινικοί γιατροί και οι ενώσεις ασθενών πρέπει να συνεχίσουν να κάνουν τη δουλειά τους και να συνεχίσουν να εργάζονται μαζί, και αυτό θα έρθει.
Μια μεγάλη πρόκληση που συνεχίζει να επηρεάζει το πεδίο είναι η μελέτη της ετερογένειας, η οποία δυσκολεύει την αναπαραγωγή και τις συγκρίσεις.
Ένα πιθανό πρόβλημα για τους ερευνητές που προσπαθούν να αναπτύξουν θεραπευτικά προϊόντα είναι ότι
τα προβιοτικά συμπληρώματα υπόκεινται κυρίως σε ρυθμιστικούς ελέγχους τροφίμων και όχι φαρμάκων, επομένως υπάρχει περιορισμένη πίεση για τις εταιρείες που αναπτύσσουν αυτά τα προϊόντα να υποβληθούν σε αυστηρούς επιστημονικούς ελέγχους και να επαληθεύσουν λειτουργικούς ισχυρισμούς.
Τα προβιοτικά δεν χρησιμοποιούνται ως θεραπευτικά στις περισσότερες περιπτώσεις και υπάρχουν συζητήσεις που προτείνουν ότι ο ορισμός των προβιοτικών πρέπει να χρησιμοποιείται μόνο για την περιγραφή συμπληρωμάτων και όχι ως ιατρικός όρος, εξήγησε ο Rode, ο οποίος ελπίζει να δει περισσότερες τυποποιημένες μελέτες στο μέλλον.
Αυτό που θα ήθελα πολύ να δω, αλλά αυτό που πιστεύω ότι θα πάρει ακόμα λίγο χρόνο, είναι αν μπορούσαμε να συγκρίνουμε διαφορετικές παρεμβάσεις κατά μέτωπο και να δούμε αν είναι πραγματικά ένα συγκεκριμένο αποτέλεσμα αυτών των παρεμβάσεων», πρόσθεσε.
Η αυξημένη συλλογή δεδομένων για διαφορετικά δείγματα μικροβιώματος του εντέρου που συνδέονται με πολλές διαταραχές βρίσκεται ήδη σε εξέλιξη. Αυτό θα χρειαστεί στο μέλλον για την ενσωμάτωση του μικροβιώματος του εντέρου στην υγειονομική περίθαλψη ακριβείας. Για παράδειγμα, ο Arias Vásquez και η ομάδα του συντάσσουν μια βάση δεδομένων με δείγματα μικροβιώματος του εντέρου που συνδέονται με εγκεφαλικές διαταραχές.
Προσπαθούμε να συλλέξουμε όσο το δυνατόν περισσότερα δείγματα, κάτι που ήταν μια τεράστια προσπάθεια, τόνισε.
Κοιτάζοντας στο μέλλον, ο Cryan πιστεύει ότι τα διαγνωστικά θα γίνονται όλο και πιο σημαντικά.
Οι άνθρωποι θ αρχίσουν να παρακολουθούν το μικροβίωμά τους και να το συνδέουν με την ψυχική τους υγεία».
«Νομίζω ότι με διάφορες τεχνολογίες και φορητές συσκευές, οι άνθρωποι θα μπορούν να δουν πώς μεταβάλλεται το μικροβίωμά τους με τη δική τους λειτουργία του εγκεφάλου.
Νομίζω ότι στην υγιή γήρανση του εγκεφάλου, θα δούμε πολλά συναρπαστικά πράγματα να έρχονται. Νομίζω ότι η υποστήριξη του μικροβιώματος σας καθώς μεγαλώνετε θα είναι ένα πραγματικά σημαντικό μέρος της ανάπτυξης αυτού.
