Microbiotă și boli ale sistemului nervos central

Microbiota prezintă o varietate incredibil de largă nu numai pe cont propriu, ci și în cercetarea care o tratează, cu multe întrebări ridicate și chiar mai multe fără răspuns.

microbiota

Inventatorul microscopului, zoologul olandez Anton van Leeuwenhoek, a fost primul care i-a observat bacteriile în gură în 1863, făcându-l primul descriptor al bacteriilor din tractul intestinal uman. Din punct de vedere al nomenclaturii, merită clarificat faptul că totalitatea microbilor la oameni (și la oameni) este numită „microbiota” umană sau „microflora”, în timp ce întregul stoc genetic al acestui sistem este denumit în mod colectiv „microbiomul” ”(Uneori numit microbiom). Aplicat și microbiotei).

Este uluitor, dar numărul microbilor din tractul intestinal depășește numărul de celule din corpul uman cu un ordin de mărime (10 ×) și conține aproximativ 150 de ori mai multe gene decât întregul genom uman. În prezent, sunt cunoscute aproximativ 50 de tulpini și peste 1000 de specii diferite (domină tulpinile bacteroide și firmicute [1]). O treime din specii sunt floră umană constantă, dar două treimi sunt combinații complet individuale. Distribuția microorganismelor în tractul gastrointestinal adult nu este omogenă. În mod normal, cantitatea și diversitatea microflorei crește de la stomac la colon. Structura microflorei este, de asemenea, în echilibru (eubioză). Întreruperea acestui echilibru delicat (disbioză) s-a dovedit a fi un factor important în etologia unor tulburări precum de ex. boala inflamatorie a intestinului (IBD), sindromul intestinului iritabil (IBS), obezitatea, diabetul de tip 2 sau dermatita atopică.

Dezvoltarea microbiotei începe la naștere: tractul intestinal al fătului uman poate fi considerat steril în starea intrauterină. Trecerea prin canalul părinte s-a dovedit a fi locul primei inoculare primare mai masive, modelată în continuare de contactul fizic cu mama, alăptarea și interacțiunea cu mediul. Deoarece unele dintre oligozaharidele din laptele matern nu pot fi digerate de bebeluș, acestea sunt folosite practic pentru hrănirea microbiotei. Compoziția microbiotei în vârstă de 3 ani este diversă și determină compoziția populației bacteriene intestinale adulte. La bătrânețe, diversitatea scade semnificativ.

Rolul multiplu al florei bacteriene intestinale

  1. protecție împotriva colonizării tulpinilor patogene (prin absorbția/consumul de nutrienți și selectarea agenților antimicrobieni),
  2. fermentarea glucidelor nedigerate
  3. formarea acizilor grași cu lanț scurt, sinteza vitaminelor B și K.
  4. acid biliar, metabolismul medicamentelor
  5. întărește epiteliul intestinal și crește secreția de IgA,
  6. promovează maturarea și funcționarea optimă a sistemului imunitar [2].

Rolul microbiotei

Rolul microbiotei în tractul gastrointestinal uman în sănătate și boală face în prezent obiectul unor cercetări intensive. Pe lângă rolul microflorei în metabolism, poate influența și funcționarea sistemului imunitar și a sistemului nervos.

Mai mulți factori influențează relația dintre flora intestinală și sistemul nervos central. Expunerea la antigen enteral din copilărie (GALT/MALT) pare a fi importantă. În plus față de flora intestinală răsturnată, există o șansă mai mare de a dezvolta o microflora disbiotică „deformată”, care poate crește incidența bolilor imunologice.

Microbiota și sistemul nervos central

S-a găsit o relație între microflora și funcționarea sistemului nervos central. În mod interesant, cercetările bazate pe rezultate experimentale pe animale au confirmat prezența nu numai a unei relații aferente, ci și a unei relații eferente în cazul relației dintre microbiotă și sistemul nervos central. În practică, apare o axă „microbiotă-creier intestinal”. Sistemul nervos poate modifica mediul microbiotei (rata secreției peretelui intestinal, rata peristaltismului etc.) de-a lungul sistemului nervos autonom sau a sistemului hipotalamo-suprarenal de-a lungul efectelor neurohormonale. Relația dintre cele două sisteme este astfel mediată în moduri metabolice, hormonale, neuronale și imune. Cea mai joasă treaptă a conexiunii neuronale este sistemul nervos intestinal. Neuronii intestinali au receptori de tip Toll (TLR-3, TLR-2, TLR-4) care sunt sensibili la ARN-ul viral direct, peptidoglicanii și lipopolizaharidele [3]. Celulele entroendocrine împrăștiate pe tot tractul gastrointestinal, în principal celule enterocromafine, secretă neurotransmițători și semnalează peptide în tractul gastrointestinal.

Microbiota este capabilă să producă o serie de molecule active din punct de vedere neurologic (de exemplu, serotonină, melatonină, GABA, catecolamine, histamină). Modificările metabolismului triptofanului (modificarea raportului căilor serotoninei și kinureninei) afectează semnele clinice ale unor boli precum Boala Huntington sau boala Alzheimer [4].

În boala Parkinson (PD), n. nucleul vag este punctul de plecare al creierului pentru formarea anormală a sinucleinei. Au existat mai puțini pacienți cu PD decât cei care au suferit vagotomie. Punctul mai îndepărtat al sistemului intestinal, extensia viermelui, prezintă, de asemenea, un interes pentru Parkinson, întrucât sinucleina anormală poate fi deja detectată din apendice în absența bolii Parkinson. Potrivit unui studiu epidemiologic, incidența PD a fost cu 20% mai mică la cei care au suferit apendicectomie într-o zonă de 1,7 milioane în Suedia. Borghammer spune că o apendicectomie cu 20 de ani mai devreme întârzie debutul PD cu 3,6 ani.

Rolul microbiotei a fost studiat atât în ​​bolile inflamatorii ale sistemului nervos central (scleroză multiplă, NMO, sindrom Guillain-Barré), cât și în bolile neuropsihiatrice (depresie, autism, anxietate) [5].

Pentru scleroza multiplă, marea majoritate a cunoștințelor noastre analizează efectul microflorei observat în modelul experimental de encefalomielită alergică (EAE). (În prezent, nu există dovezi epidemiologice suficiente pentru o asociere între SM și microflora!). La animalele fără germeni, doar EAU apare cu o intensitate minimă. Scăderea producției de IL-17 și un răspuns Treg îmbunătățit pot fi detectate la aceste animale [6]. Intensitatea EAE poate fi influențată prin modificarea compoziției microbiotei, al cărei efect poate fi modificat cu antibiotice.

Compoziția microflorei este influențată în mod fundamental de dietă. O dietă nesănătoasă bogată în sare și acizi grași saturați se agravează, în timp ce o dietă bogată în fibre reduce intensitatea EAU. Nu există un consens cu privire la existența unei diete clar dorite în scleroza multiplă. Pe baza studiilor dietetice și a observațiilor bazate pe modelul EAU, „dieta în stil occidental” (conținut ridicat de sare, grăsimi animale, carne roșie, băuturi cu zahăr, alimente prăjite) și lipsa exercițiilor fizice sunt susceptibile de a avea efecte adverse. În schimb, exercițiile fizice, o dietă cu conținut scăzut de calorii (legume, fructe, leguminoase, pește, prebiotice și probiotice) are ca rezultat o stare eubiotică în compoziția microflorei [7]. Pacienții cu SM au mai multe șanse de a răspunde la antigenele florei intestinale cu producție puternică de anticorpi decât populația generală, dar fără îndoială, o analiză largă a populației este încă disponibilă pentru relația dintre SM și microflora.

Rolul probioticelor

O problemă importantă este utilizarea probioticelor. Datorită dybiozei cauzate de antibiotice, afacerea cu probiotice a câștigat o piață uriașă. Pe baza unei analize combinate a aproximativ 12.000 de pacienți din 82 de studii clinice randomizate [8], „nu există dovezi clare că probioticele reduc riscul de diaree indusă de antibiotice sau accelerează recuperarea”. Alte studii nu au arătat un efect benefic al probioticelor asupra diareei. Probabil că nu contează dacă probioticul acționează asupra unui perete intestinal intact sau deteriorat. Dacă peretele intestinal este deteriorat, nu s-a demonstrat niciun efect benefic, dacă este intact, atunci nu există niciun motiv pentru a utiliza un probiotic.

În general, prin urmare, microbiota prezintă o varietate incredibil de largă, nu numai pe cont propriu, ci și în cercetarea care se ocupă de aceasta, cu o serie de întrebări ridicate și chiar mai fără răspuns.

LITERATURĂ

1. Belkaid Y, Naik S. Controlul compartimentat și sistemic al imunității țesuturilor prin comensale. Nat Immunol. 2013;14(7): 646-653.

2. Runda JL, Mazmanian SK. Microbiota intestinală modelează răspunsurile imune intestinale în timpul sănătății și bolilor. Nat Rev Immunol. 2009;9(5): 313-323.

3. Brun P, și colab. Receptorul 2 asemănător reglează inflamația intestinală prin controlul integrității sistemului nervos enteric. Gastroenterologie. 2013;145(6): 1323–1333.

4. Ruddick JP și colab. Metabolismul triptofanului în sistemul nervos central: implicații medicale. Expert Rev Mol Med 2006;8(20): 1-27.

5. Joscelyn J, Kasper LH. Digerarea rolului emergent pentru microbiomul intestinal în demielinizarea sistemului nervos central. Mult Scler. 2014;20(12): 1553–1559.

6. Lee YK și colab. Răspunsurile celulelor T proinflamatorii la microbiota intestinală promovează encefalomielita autoimună experimentală. Proc Natl Acad Sci U S A. 2011;108 Supliment 1: 4615−4622.

7. Riccio P, Rossano R. Fapte nutriționale în scleroza multiplă. ASN Neuro, 2015. 7(1).

15. Hempel S, Newberry SJ, Maher AR, Wang Z, Miles JN, Shanman R, Johnsen B, Shekelle PG. Probiotice pentru prevenirea și tratamentul diareei asociate cu antibiotice: o revizuire sistematică și meta-analiză. JAMA. 2012 9 mai; 307 (18): 1959−1969. doi: 10.1001/jama.2012.3507. Revizuire.

Dr. Dr. Gábor Lovas, medic șef, Spitalul Jahn Ferenc, Departamentul de Neurologie
articole ale autorului