Ось кишечник-мозг
Биохимическая сигнализация между желудочно-кишечным трактом и центральной нервной системой
Обзор оси кишечник-мозг [1]
Часть серии статей о
Микробиомы
Растительные микробиомы
Морские микробиомы
Микробиомы человека
Другие микробиомы
Микробиота
Холобионты
Виромы
Связанный
Проекты

Ось кишечник –мозг представляет собой двустороннюю биохимическую сигнализацию, которая происходит между желудочно-кишечным трактом (ЖКТ) и центральной нервной системой (ЦНС). [2] Термин « ось микробиота–кишечник–мозг » подчеркивает роль микробиоты кишечника в этой биохимической сигнализации . [3] [2] В широком смысле ось кишечник–мозг включает центральную нервную систему , нейроэндокринную систему, нейроиммунные системы , гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую ось (ось HPA), симпатическую и парасимпатическую ветви автономной нервной системы , энтеральную нервную систему , блуждающий нерв и микробиоту кишечника. [2]

Химические вещества, выделяемые микробиомом кишечника, могут влиять на развитие мозга , начиная с рождения. В обзоре 2015 года говорится, что микробиом кишечника влияет на ЦНС , «регулируя химию мозга и влияя на нейроэндокринные системы, связанные с реакцией на стресс, тревогой и функцией памяти». [4] Кишечник, иногда называемый «вторым мозгом», может использовать тот же тип нейронной сети, что и ЦНС , что позволяет предположить, почему он может играть роль в работе мозга и психическом здоровье . [5]

Двунаправленная связь осуществляется иммунными , эндокринными , гуморальными и нейронными связями между желудочно-кишечным трактом и центральной нервной системой. [4] Дополнительные исследования показывают, что микробиом кишечника влияет на функцию мозга, высвобождая следующие химические вещества: цитокины , нейротрансмиттеры , нейропептиды , хемокины , эндокринные мессенджеры и микробные метаболиты , такие как «короткоцепочечные жирные кислоты, разветвленные аминокислоты и пептидогликаны ». [6] Эти химические сигналы затем транспортируются в мозг через кровь , клетки нейропод , нервы , эндокринные клетки , [7] [8] , где они влияют на различные метаболические процессы. Исследования подтвердили, что микробиом кишечника вносит вклад в ряд функций мозга, контролируемых гиппокампом , префронтальной корой и миндалевидным телом (отвечает за эмоции и мотивацию ), и действует как ключевой узел в поведенческой оси кишечник-мозг. [9]

Хотя синдром раздраженного кишечника (СРК) является единственным заболеванием, на которое, как подтверждено, напрямую влияет микробиом кишечника, многие расстройства (такие как тревожность , аутизм , депрессия и шизофрения ) также, как сообщается, связаны с осью кишечник-мозг. [6] [10] [7] Согласно исследованию, проведенному в 2017 году, « пробиотики обладают способностью восстанавливать нормальный микробный баланс и, следовательно, играют потенциальную роль в лечении и профилактике тревожности и депрессии». [11]

Первое из показанных взаимодействий мозга и кишечника было цефалической фазой пищеварения , в высвобождении желудочной и панкреатической секреции в ответ на сенсорные сигналы, такие как запах и вид пищи. Это было впервые продемонстрировано Павловым в ходе удостоенного Нобелевской премии исследования в 1904 году. [12] [13]

По состоянию на октябрь 2016 года большая часть работы, проделанной по роли микробиоты кишечника в оси кишечник–мозг, была проведена на животных или по характеристике различных нейроактивных соединений , которые может производить микробиота кишечника. Исследования с участием людей — измерение изменений в микробиоте кишечника у людей с различными психиатрическими и неврологическими заболеваниями или при стрессе, или измерение эффектов различных пробиотиков (названных « психобиотиками » в этом контексте) — в целом были небольшими и только начинали обобщаться. [14] Являются ли изменения в микробиоте кишечника результатом заболевания, причиной заболевания или и тем, и другим в любом количестве возможных петель обратной связи в оси кишечник–мозг, остается неясным. [15]

Энтеральная нервная система

Коммуникация между кишечником и мозгом

Энтеральная нервная система является одним из основных отделов нервной системы и состоит из сетчатой ​​системы нейронов , которая управляет функцией желудочно-кишечной системы ; ее описывают как «второй мозг» по нескольким причинам. Энтеральная нервная система может работать автономно. Обычно она взаимодействует с центральной нервной системой (ЦНС) через парасимпатическую (например, через блуждающий нерв ) и симпатическую (например, через превертебральные ганглии ) нервные системы. Однако исследования позвоночных показывают, что при разрыве блуждающего нерва энтеральная нервная система продолжает функционировать. [16]

У позвоночных энтеральная нервная система включает в себя эфферентные нейроны , афферентные нейроны и интернейроны , все из которых делают энтеральную нервную систему способной переносить рефлексы при отсутствии входного сигнала ЦНС. Сенсорные нейроны сообщают о механических и химических условиях. Через кишечные мышцы двигательные нейроны контролируют перистальтику и перемешивание содержимого кишечника. Другие нейроны контролируют секрецию ферментов . Энтеральная нервная система также использует более 30 нейротрансмиттеров , большинство из которых идентичны тем, которые находятся в ЦНС, такие как ацетилхолин , дофамин и серотонин . Более 90% серотонина организма находится в кишечнике, а также около 50% дофамина организма; двойная функция этих нейротрансмиттеров является активной частью исследований кишечника и мозга. [17] [18] [19]

Было показано, что первое взаимодействие кишечника и мозга происходит между видом и запахом пищи и выделением желудочного секрета, известное как цефалическая фаза или цефалическая реакция пищеварения. [12] [13]


Метаболизм триптофана микробиотой кишечника человека (
)
Бактерии ,
экспрессирующие триптофаназу
Гомеостаз слизистой оболочки:
↓ TNF-α
↑ мРНК , кодирующие соединительный белок
Поддерживает реактивность слизистой оболочки:
↑ выработка ИЛ-22
Изображение выше содержит кликабельные ссылки
На этой диаграмме показан биосинтез биоактивных соединений ( индола и некоторых других производных) из триптофана бактериями в кишечнике. [20] Индол вырабатывается из триптофана бактериями, которые экспрессируют триптофаназу . [20] Clostridium sporogenes метаболизирует триптофан в индол и впоследствии в 3-индолпропионовую кислоту (IPA), [21] высокоэффективный нейропротекторный антиоксидант , который удаляет гидроксильные радикалы . [20] [22] [23] IPA связывается с прегнановым X-рецептором (PXR) в клетках кишечника, тем самым способствуя гомеостазу слизистой оболочки и барьерной функции . [20] После абсорбции из кишечника и распределения в мозг IPA оказывает нейропротекторное действие против церебральной ишемии и болезни Альцгеймера . [20] Виды Lactobacillaceae ( Lactobacillus s.l. ) метаболизируют триптофан в индол-3-альдегид (I3A), который действует на арильный углеводородный рецептор (AhR) в кишечных иммунных клетках, в свою очередь увеличивая выработку интерлейкина-22 (IL-22). [20] Сам индол запускает секрецию глюкагоноподобного пептида-1 (GLP-1) в кишечных L-клетках и действует как лиганд для AhR. [20] Индол также может метаболизироваться печенью в индоксилсульфат , соединение, которое является токсичным в высоких концентрациях и связано с сосудистыми заболеваниями и почечной дисфункцией . [20] AST-120 ( активированный уголь ), кишечный сорбент , который принимается внутрь , адсорбирует индол, в свою очередь снижая концентрацию индоксилсульфата в плазме крови. [20]


Микробиота кишечника

Bifidobacterium adolescentis
Лактобациллы sp 01

Микробиота кишечника — это сложное сообщество микроорганизмов , которые живут в пищеварительном тракте человека и других животных. Метагеном кишечника — это совокупность всех геномов микробиоты кишечника. [24] Кишечник — это одна из ниш, которую занимает микробиота человека . [25]

У людей микробиота кишечника имеет наибольшее количество бактерий и наибольшее количество видов по сравнению с другими частями тела. [26] У людей кишечная флора формируется в течение одного-двух лет после рождения; к этому времени кишечный эпителий и кишечный слизистый барьер , который он секретирует, совместно развиваются таким образом, что становятся толерантными и даже поддерживающими кишечную флору, а также создают барьер для патогенных организмов . [27] [28]

Отношения между микробиотой кишечника и людьми не просто комменсальные (безвредное сосуществование), а скорее мутуалистические отношения. [25] Микроорганизмы кишечника человека приносят пользу хозяину, собирая энергию от ферментации непереваренных углеводов и последующего всасывания короткоцепочечных жирных кислот (SCFA), ацетата , бутирата и пропионата . [26] [29] Кишечные бактерии также играют роль в синтезе витамина B и витамина K, а также в метаболизме желчных кислот , стеринов и ксенобиотиков . [25] [29] Системное значение SCFA и других соединений, которые они производят, подобно гормонам , а сама кишечная флора, по-видимому, функционирует как эндокринный орган ; [29] нарушение регуляции кишечной флоры коррелирует с множеством воспалительных и аутоиммунных состояний. [26] [30]

Состав микробиоты кишечника человека меняется со временем, при изменении рациона питания и общего состояния здоровья. [26] [30] В целом, в микробиоме кишечника среднестатистического человека насчитывается более 1000 видов бактерий, при этом доминирующими являются Bacteroidetes и Firmicutes. Диеты с высоким содержанием обработанных пищевых продуктов и ненатуральных химикатов могут отрицательно изменить соотношение этих видов, в то время как диеты с высоким содержанием цельных продуктов могут положительно изменить соотношение. [ необходима цитата ] Дополнительными факторами здоровья, которые могут исказить состав микробиоты кишечника, являются антибиотики и пробиотики . Антибиотики оказывают серьезное воздействие на микробиоту кишечника, избавляя его как от хороших, так и от плохих бактерий. Без надлежащей реабилитации вредные бактерии могут легко стать доминирующими. [ необходима цитата ] Пробиотики могут помочь смягчить это, поставляя в кишечник полезные бактерии и восполняя богатство и разнообразие микробиоты кишечника. Существует множество штаммов пробиотиков, которые можно назначать в зависимости от потребностей конкретного человека. [31]

Интеграция кишечника и мозга

Ось кишечник-мозг, двунаправленная нейрогуморальная система связи, важна для поддержания гомеостаза и регулируется через центральную и энтеральную нервную систему , а также через нервные, эндокринные, иммунные и метаболические пути, и особенно включая гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую ось (ось HPA). [2] Этот термин был расширен, чтобы включить роль микробиоты кишечника как части «оси микробиом-кишечник-мозг», связи функций, включающей микробиоту кишечника. [2]

Интерес к этой области возник после исследования 2004 года (Нобуюки Судо и Ёити Чида), показавшего, что мыши без микробов (генетически однородные лабораторные мыши, рожденные и выращенные в антисептической среде) демонстрируют усиленную реакцию оси HPA на стресс по сравнению с лабораторными мышами без ГФ. [2]

Микробиота кишечника может вырабатывать ряд нейроактивных молекул, таких как ацетилхолин , катехоламины , γ-аминомасляная кислота , гистамин , мелатонин и серотонин , которые необходимы для регуляции перистальтики и чувствительности в кишечнике. [32] Изменения в составе микробиоты кишечника из-за диеты, лекарств или заболеваний коррелируют с изменениями уровней циркулирующих цитокинов , некоторые из которых могут влиять на функцию мозга. [32] Микробиота кишечника также выделяет молекулы, которые могут напрямую активировать блуждающий нерв , который передает информацию о состоянии кишечника в мозг. [32]

Аналогичным образом, хронические или острые стрессовые ситуации активируют гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую ось , вызывая изменения в микробиоте кишечника и эпителии кишечника и, возможно, оказывая системное воздействие . [32] Кроме того, холинергический противовоспалительный путь , сигнализирующий через блуждающий нерв, влияет на эпителий и микробиоту кишечника. [32] Голод и сытость интегрированы в мозге, а наличие или отсутствие пищи в кишечнике и типы присутствующей пищи также влияют на состав и активность микробиоты кишечника. [32]

Большая часть работы, которая была проделана по роли микробиоты кишечника в оси кишечник-мозг, была проведена на животных, включая высокоискусственных стерильных мышей. По состоянию на 2016 год исследования с участием людей, измеряющие изменения микробиоты кишечника в ответ на стресс или измеряющие эффекты различных пробиотиков, в целом были небольшими и не могут быть обобщены; являются ли изменения микробиоты кишечника результатом заболевания, причиной заболевания или и тем, и другим в любом количестве возможных петель обратной связи в оси кишечник-мозг, остается неясным. [15]

Эта концепция представляет особый интерес при аутоиммунных заболеваниях , таких как рассеянный склероз . [33] Считается, что этот процесс регулируется микробиотой кишечника, которая ферментирует неперевариваемые пищевые волокна и резистентный крахмал; в процессе ферментации образуются короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК), такие как пропионат, бутират и ацетат. [34] История идей о связи между кишечником и разумом восходит к девятнадцатому веку. [35]

Клиническое значение

Хотя синдром раздраженного кишечника (СРК) является единственным заболеванием, на которое, как подтверждено, напрямую влияет микробиом кишечника, многие расстройства, такие как тревожность , аутизм , депрессия и шизофрения, также связаны с осью кишечник-мозг. [6] [36] [7]

Кожные заболевания

Еще в 1930 году было высказано предположение, что такие кожные заболевания , как акне , [37] связаны с эмоциональными состояниями, которые изменяют микробиом кишечника, что приводит к системному воспалению . Такие состояния были улучшены с помощью пробиотиков . [38] Исследования показали перекрывающиеся механизмы при псориазе и депрессии: псориаз вызывает нарушения в микробиоте кишечника, которые отражаются в мозге, вызывая депрессию, которая, в свою очередь, может вызывать стресс, влияющий на микробиом. [39] Пробиотики могут уменьшать симптомы депрессии через блуждающий нерв и симпатические пути.

Синдром раздраженного кишечника

Синдром раздраженного кишечника (СРК) может вызывать множество проблем с брюшной полостью, таких как симптомы запора, диареи, газов, вздутия живота и боли в животе. СРК может быть вызван стрессом, а обострения связаны с приступами стресса. Ось кишечник-мозг может объяснить это. Было показано, что использование пробиотиков помогает восстановить баланс полезных и вредных бактерий. [40]

Беспокойство

Функция мозга зависит от множества нейропептидов , включая дофамин , ГАМК и серотонин , которые контролируются микробиотой кишечника. Дисбаланс микробиоты кишечника усиливает тревожность , поскольку затрагиваются как иммунные, так и метаболические пути. Определенные микробы могут привести к повышенной тревожности из-за активации белков c-Fos . Эти белки служат индикаторами нейронной активации. Пробиотики оказывают благотворное влияние на тревожность. [41]

аутизм

Исследования показали, что дети с аутизмом в четыре раза чаще страдают желудочно-кишечными расстройствами. Тяжесть их поведенческих симптомов пропорциональна тяжести их желудочно-кишечных проблем. У многих детей с аутизмом высокие очаговые уровни HMGB1 . [42] [43]

Шизофрения

Различные нейротрофины играют роль в шизофрении. Один из основных называется нейротрофическим фактором мозга (BDNF). BDNF был связан с шизофренией и, как полагают, является частью молекулярного механизма, который имеет отношение к когнитивной дисфункции во время изменений в нейроразвитии. Те, у кого диагностирована шизофрения, как правило, демонстрируют более низкие уровни BDNF в крови, а также уровни BDNF ниже в коре и гиппокампе. Также было показано, что уровни масляной кислоты различаются между пациентами с шизофренией и пациентами без шизофрении. Важно отметить, что исследования, касающиеся связи между осью кишечник-мозг и шизофренией, ограничены, и проводятся дальнейшие исследования. [44]

болезнь Паркинсона

Теория Браака предполагает, что дисбактериоз кишечника при болезни Паркинсона вызывает агрегацию альфа-синуклеина в желудочно-кишечном тракте до его распространения в мозг. [45]

Аномалии микробиоты кишечника и мозга, которые способствуют болезни Паркинсона, подтверждают идею о том, что она возникает в кишечнике и распространяется. Путь будет проходить от кишечника к центральной нервной системе через блуждающий нерв. Известно, что желудочно-кишечные синдромы включают дисфагию, гастропарез и запоры, среди прочих, что способствует риску болезни Паркинсона. Из понимания этих заболеваний известно, что методы лечения, изменяющие течение болезни, являются аспектами, которые помогают предотвратить прогрессирование этих заболеваний, которые фокусируются на оси кишечник-мозг. Соответствующие методы лечения включают стимуляцию блуждающего нерва, трансплантацию фекальной микробиоты, использование рифаксимуна и других препаратов, направленных на кишечник. [46]

Желчные кислоты и когнитивная функция

Вторичные желчные кислоты микробного происхождения , вырабатываемые в кишечнике, могут влиять на когнитивную функцию. [47] Измененные профили желчных кислот наблюдаются в случаях легкого когнитивного нарушения и болезни Альцгеймера с увеличением цитотоксических вторичных желчных кислот и уменьшением первичных желчных кислот. [48] Эти результаты указывают на роль микробиома кишечника в прогрессировании болезни Альцгеймера. [48] В отличие от цитотоксического эффекта вторичных желчных кислот, желчная кислота тауроурсодезоксихолевая кислота может быть полезна при лечении нейродегенеративных заболеваний . [49]

Поскольку больше желчных кислот поглощается через апикальные транспортеры натрия-желчных кислот, наблюдается значительное увеличение возрастных когнитивных нарушений. Уровни сывороточных конъюгированных первичных желчных кислот контролировались, и повышенные уровни выявили накопление аммиака в мозге. Эти повышенные уровни аммиака привели к потере синапсов гиппокампа. Поскольку гиппокамп в значительной степени отвечает за память, потеря этих синапсов может иметь глубокие последствия для воспоминаний пострадавших. [50]

Ссылки

  1. ^ Чао, Инь-Ся; Гулам, Мухаммад Яасин; Чиа, Николас Шай Дженн; Фэн, Лей; Роцшке, Олаф; Тан, Энг-Кинг (2020). «Ось кишечник-мозг: потенциальные факторы, участвующие в патогенезе болезни Паркинсона». Границы в неврологии . 11 : 849. дои : 10.3389/fneur.2020.00849 . ISSN  1664-2295. ПМЦ  7477379 . ПМИД  32982910.
  2. ^ abcdef Майер, EA; Найт, R; Мазманян, SK; и др. (2014). «Кишечные микробы и мозг: сдвиг парадигмы в нейробиологии». Журнал нейронауки . 34 (46): 15490– 15496. doi :10.1523/JNEUROSCI.3299-14.2014. PMC 4228144. PMID  25392516. 
  3. ^ Ван, Y; Каспер, LH (май 2014). «Роль микробиома в расстройствах центральной нервной системы». Мозг, поведение и иммунитет . 38 : 1– 12. doi :10.1016/j.bbi.2013.12.015. PMC 4062078 . PMID  24370461. 
  4. ^ ab Carabotti, Marilia (2015). «Ось кишечник-мозг: взаимодействие кишечной микробиоты, центральной и энтеральной нервной системы». Annals of Gastroenterology . 28 (2): 203–209 . PMC 4367209. PMID  25830558 . 
  5. ^ "Связь кишечника и мозга: что это такое, поведенческие методы лечения". Клиника Кливленда . Получено 01.06.2022 .
  6. ^ abc Cryan, John F; O'Riordan, Kenneth J; Cowan, Caitlin; Kiran, Sandhu; Bastiaanssen, Thomaz; Boehme, Marcus (2019). «Ось микробиота-кишечник-мозг». Physiological Reviews . 99 (4): 1877–2013 . doi : 10.1152/physrev.00018.2018 . hdl : 10468/10506 . PMID  31460832. S2CID  201661076.
  7. ^ abc Chen, Yijing; Xu, Jinying; Chen, Yu (13 июня 2021 г.). «Регуляция нейротрансмиттеров микробиотой кишечника и ее влияние на когнитивные функции при неврологических расстройствах». Питательные вещества . 13 (6): 2099. doi : 10.3390/nu13062099 . PMC 8234057 . PMID  34205336. 
  8. ^ Kaelberer, Melanie Maya; Rupprecht, Laura E.; Liu, Winston W.; Weng, Peter; Bohórquez, Diego V. (2020-07-08). «Neuropod Cells: The Emerging Biology of Gut-Brain Sensory Transduction». Annual Review of Neuroscience . 43 (1): 337– 353. doi : 10.1146/annurev-neuro-091619-022657. ISSN  0147-006X. PMC 7573801. PMID 32101483  . 
  9. ^ Коуэн, Кейтлин СМ; Хобан, Алан Э; Вентура-Сильва, Ана Паула; Динан, Тимоти Г; Кларк, Джерард; Крайан, Джон Ф (17 ноября 2017 г.). «Смелые движения: миндалевидное тело как критический узел в микробиоте для передачи сигналов в мозг». BioEssays . 40 (1). doi : 10.1002/bies.201700172 . hdl : 10468/5116 . PMID  29148060. S2CID  205478039.
  10. ^ Долан, Эрик В. (2023-05-19). "Новое исследование связывает нарушение энергетического обмена у людей с депрессией с нарушением микробиома кишечника". PsyPost . Получено 2023-05-19 .
  11. ^ Клэпп, Меган; Аврора, Надя; Эррера, Линдси; Бхатия, Маниша; Вилен, Эмили; Уэйкфилд, Сара (15 сентября 2017 г.). «Влияние микробиоты кишечника на психическое здоровье: ось кишечник-мозг». Клиники и практика . 7 (4): 987. doi :10.4081/cp.2017.987. PMC 5641835. PMID  29071061 . 
  12. ^ ab Филаретова, Л; Багаева, Т (2016). «Реализация взаимодействия мозга и кишечника с кортиколиберином и глюкокортикоидами». Current Neuropharmacology . 14 (8): 876– 881. doi :10.2174/1570159x14666160614094234. PMC 5333583 . PMID  27306034. 
  13. ^ ab Smeets, PA; Erkner, A; de Graaf, C (ноябрь 2010 г.). «Реакции цефалической фазы и аппетит». Nutrition Reviews . 68 (11): 643– 655. doi : 10.1111/j.1753-4887.2010.00334.x . PMID  20961295.
  14. ^ Ван, Хуэйин; Ли, Ин-Сеон; Браун, Кристоф; Энк, Пол (октябрь 2016 г.). «Влияние пробиотиков на функции центральной нервной системы у животных и людей: систематический обзор». Журнал нейрогастроэнтерологии и моторики . 22 (4): 589– 605. doi :10.5056/jnm16018. PMC 5056568. PMID  27413138 . 
  15. ^ ab Schneiderhan, J; Master-Hunter, T; Locke, A (2016). «Воздействие на кишечную флору для лечения и профилактики заболеваний». The Journal of Family Practice . 65 (1): 34–38 . PMID  26845162. Архивировано из оригинала 2016-08-15 . Получено 2016-06-25 .
  16. ^ Ли, Ин; Овянг, Чунг (сентябрь 2003 г.). «Размышления о страннике: что нового в нашем понимании ваго-вагальных рефлексов? V. Ремоделирование вагуса и энтеральной нейронной цепи после повреждения вагуса». Американский журнал физиологии. Физиология желудочно-кишечного тракта и печени . 285 (3): G461–469. doi :10.1152/ajpgi.00119.2003. PMID  12909562.
  17. ^ Pasricha, Pankaj Jay (2 марта 2011 г.). «Стэнфордская больница: мозг в кишечнике — ваше здоровье». YouTube .
  18. ^ Мартинуччи, И. и др. (2015). «Генетика и фармакогенетика аминергических путей передачи при функциональных желудочно-кишечных расстройствах». Фармакогеномика . 16 (5): 523–539 . doi :10.2217/pgs.15.12. hdl : 11577/3166305 . PMID  25916523.
  19. ^ Смитка, К; и др. (2013). «Роль «смешанных» орексигенных и анорексигенных сигналов и аутоантител, реагирующих с нейропептидами, регулирующими аппетит, и пептидами оси жировая ткань-кишечник-мозг: связь с потреблением пищи и статусом питания у пациентов с нервной анорексией и нервной булимией». Международный журнал эндокринологии . 2013 : 483145. doi : 10.1155/2013/483145 . PMC 3782835. PMID  24106499 . 
  20. ^ abcdefghi Zhang LS, Davies SS (апрель 2016 г.). «Микробный метаболизм пищевых компонентов в биоактивные метаболиты: возможности для новых терапевтических вмешательств». Genome Med . 8 (1): 46. doi : 10.1186/s13073-016-0296-x . PMC 4840492 . PMID  27102537. Lactobacillus spp. преобразуют триптофан в индол-3-альдегид (I3A) с помощью неидентифицированных ферментов [125]. Clostridium sporogenes преобразуют триптофан в IPA [6], вероятно, с помощью триптофандезаминазы. ... IPA также эффективно удаляет гидроксильные радикалы 
    Таблица 2: Микробные метаболиты: их синтез, механизмы действия и влияние на здоровье и болезни
    Рисунок 1: Молекулярные механизмы действия индола и его метаболитов на физиологию и болезни хозяина
  21. ^ Wikoff WR, Anfora AT, Liu J, Schultz PG, Lesley SA, Peters EC, Siuzdak G (март 2009 г.). «Анализ метаболомики выявляет большое влияние микрофлоры кишечника на метаболиты крови млекопитающих». Proc. Natl. Acad. Sci. USA . 106 (10): 3698– 3703. Bibcode :2009PNAS..106.3698W. doi : 10.1073/pnas.0812874106 . PMC 2656143 . PMID  19234110. Было показано, что производство ИПА полностью зависит от присутствия микрофлоры кишечника и может быть установлено путем колонизации бактерией Clostridium sporogenes . 
    Диаграмма метаболизма ИПА
  22. ^ "3-Индолпропионовая кислота". База данных метаболома человека . Университет Альберты . Получено 12 июня 2018 г.
  23. ^ Chyan YJ, Poeggeler B, Omar RA, Chain DG, Frangione B, Ghiso J, Pappolla MA (июль 1999 г.). «Мощные нейропротекторные свойства против бета-амилоида Альцгеймера с помощью эндогенной структуры индола, связанной с мелатонином, индол-3-пропионовой кислоты». J. Biol. Chem . 274 (31): 21937– 21942. doi : 10.1074/jbc.274.31.21937 . PMID  10419516. S2CID  6630247. [Индол-3-пропионовая кислота (ИПК)] ранее была обнаружена в плазме и спинномозговой жидкости человека, но ее функции неизвестны. ... В экспериментах по кинетической конкуренции с использованием агентов, улавливающих свободные радикалы, способность IPA удалять гидроксильные радикалы превысила способность мелатонина, индоламина, который считается самым мощным естественным поглотителем свободных радикалов. В отличие от других антиоксидантов, IPA не был преобразован в реактивные промежуточные продукты с прооксидантной активностью.
  24. ^ Саксена, Р.; Шарма, В.К. (2016). «Метагеномный взгляд на микробиом человека: его влияние на здоровье и болезни». В Д. Кумаре; С. Антонаракис (ред.). Медицинская и медицинская геномика . Elsevier Science. стр. 117. doi : 10.1016/B978-0-12-420196-5.00009-5. ISBN 978-0-12-799922-7.
  25. ^ abc Шервуд, Линда; Уилли, Джоанн; Вулвертон, Кристофер (2013). Микробиология Прескотта (9-е изд.). Нью-Йорк: McGraw Hill. С.  713–721 . ISBN 978-0-07-340240-6. OCLC  886600661.
  26. ^ abcd Куигли, Э. М. (2013). «Кишечные бактерии в здоровье и болезни». Гастроэнтерология и гепатология . 9 (9): 560–569 . PMC 3983973. PMID  24729765 . 
  27. ^ Sommer, F; Bäckhed, F (апрель 2013 г.). «Микробиота кишечника — хозяева развития и физиологии хозяина». Nature Reviews Microbiology . 11 (4): 227– 238. doi :10.1038/nrmicro2974. PMID  23435359. S2CID  22798964.
  28. ^ Faderl, M; et al. (Апр. 2015). «Контроль над микробами: слизистый слой как критический компонент поддержания кишечного гомеостаза». IUBMB Life . 67 (4): 275–285 . doi : 10.1002/iub.1374 . PMID  25914114. S2CID  25878594.
  29. ^ abc Clarke, G; et al. (1 августа 2014 г.). «Мини-обзор: микробиота кишечника: забытый эндокринный орган». Молекулярная эндокринология . 28 (8): 1221– 1238. doi :10.1210/me.2014-1108. PMC 5414803. PMID  24892638 . 
  30. ^ ab Shen, S; Wong, CH (апрель 2016 г.). «Bugginginflammatory: role of thegut microbiota». Клиническая и трансляционная иммунология . 5 (4): e72. doi :10.1038/cti.2016.12. PMC 4855262. PMID  27195115 . 
  31. ^ Хемараджата, Пира; Версалович, Джеймс (2013). «Влияние пробиотиков на микробиоту кишечника: механизмы иммуномодуляции и нейромодуляции кишечника». Therapeutic Advances in Gastroenterology . 6 (1): 39– 51. doi : 10.1177/1756283X12459294. ISSN  1756-2848. PMC 3539293. PMID 23320049  . 
  32. ^ abcdef Petra, AI; et al. (Май 2015). «Ось кишечник-микробиота-мозг и ее влияние на нейропсихиатрические расстройства с предполагаемой иммунной дисрегуляцией». Clinical Therapeutics . 37 (5): 984– 995. doi :10.1016/j.clinthera.2015.04.002. PMC 4458706 . PMID  26046241. 
  33. ^ Пароди, Бенедетта; Керлеро де Росбо, Николь (21.09.2021). «Ось кишечник-мозг при рассеянном склерозе. Является ли ее дисфункция патологическим триггером или следствием заболевания?». Frontiers in Immunology . 12 : 718220. doi : 10.3389/fimmu.2021.718220 . ISSN  1664-3224. PMC 8490747. PMID  34621267 . 
  34. ^ Мелби, Пернилле; Олссон, Анна; Хансен, Вт Х.; Сёндергаард, Хелле Б.; Банг Отурай, Аннет (01 марта 2019 г.). «Короткоцепочечные жирные кислоты и кишечная микробиота при рассеянном склерозе». Acta Neurologica Scandinavica . 139 (3): 208–219 . doi : 10.1111/ane.13045 . ПМИД  30427062.
  35. ^ Миллер, Ян (2018-11-08). «Ось кишечник–мозг: исторические размышления». Микробная экология в здоровье и болезнях . 29 (2). Informa UK Limited: 1542921. doi : 10.1080/16512235.2018.1542921. ISSN  1651-2235. PMC 6225396. PMID  30425612 . 
  36. ^ Долан, Эрик В. (2023-05-19). "Новое исследование связывает нарушение энергетического обмена у людей с депрессией с нарушением микробиома кишечника". PsyPost . Получено 2023-05-19 .
  37. ^ Стоукс; Пиллсбери (декабрь 1930 г.). «Влияние на кожу эмоциональных и нервных состояний: теоретическое и практическое рассмотрение желудочно-кишечного механизма». Архивы дерматологии и сифилидологии . 22 (6): 962– 993. doi :10.1001/archderm.1930.01440180008002.
  38. ^ Боуи, WP; Логан, AC (2011). «Угри обыкновенные, пробиотики и ось кишечник-мозг-кожа – назад в будущее?». Gut Pathogens . 3 (1): 1. doi : 10.1186/1757-4749-3-1 . PMC 3038963. PMID  21281494 . 
  39. ^ Ван, Сяосюй; Ли, Яфань; У, Линцзюнь; Сяо, Шицзюй; Цзи, Юньрунь; Тань, Юн; Цзян, Чунянь; Чжан, Гуанчжун (2021-05-01). «Нарушение регуляции оси кишечник-мозг-кожа и ключевые перекрывающиеся воспалительные и иммунные механизмы псориаза и депрессии». Биомедицина и фармакотерапия . 137 : 111065. doi : 10.1016/j.biopha.2020.111065 . ISSN  0753-3322. PMID  33540138.
  40. ^ Чен, Минцзя; Жуань, Гуанцун; Чен, Лу; Ин, Сенхонг; Ли, Гуаньху; Сюй, Фэнхуа; Сяо, Чжифэн; Тянь, Ютинг; Льв, Линлинг; Пинг, Йи; Ченг, Йи; Вэй, Яньлин (16 февраля 2022 г.). «Нейротрансмиттер и кишечные взаимодействия: фокус на оси микробиота-кишечник-мозг при синдроме раздраженного кишечника». Границы эндокринологии . 13 . дои : 10.3389/fendo.2022.817100 . ISSN  1664-2392. ПМЦ 8888441 . ПМИД  35250873. 
  41. ^ Феррари, Сара; Муле, Симоне; Парини, Франческа; Галла, Ребекка; Руга, Сара; Россо, Джорджия; Броверо, Арианна; Молинари, Клаудио; Уберти, Франческа (2024-05-01). «Влияние оси кишечник-мозг на тревожность и депрессию: обзор литературы по использованию пробиотиков». Журнал традиционной и комплементарной медицины . 14 (3): 237– 255. doi :10.1016/j.jtcme.2024.03.011. ISSN  2225-4110. PMC 11069002. PMID 38707924  . 
  42. ^ Кариссими, Клаудия; Лаудадио, Илария; Палоне, Франческа (октябрь 2019 г.). «Функциональный анализ микробиоты кишечника и иммуновоспаления у детей с расстройствами аутистического спектра». Пищеварительная система и заболевания печени . 51 (10): 1366– 1374. doi :10.1016/j.dld.2019.06.006.
  43. ^ Гонсалвес, Чинара Л.; Дойфоде, Теджасвини; Резенде, Виктория Л.; Коста, Майара А.; Роудс, Дж. Марк; Соутулло, Сезар А. (15 января 2024 г.). «Многоликость оси микробиота-кишечник-мозг при расстройствах аутистического спектра». Науки о жизни . 337 : 122357. doi : 10.1016/j.lfs.2023.122357. ISSN  0024-3205. ПМИД  38123016.
  44. ^ Nemani, Katlyn; Hosseini Ghomi, Reza; McCormick, Beth; Fan, Xiaoduo (2015-01-02). «Шизофрения и ось кишечник–мозг». Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry . 56 : 155– 160. doi :10.1016/j.pnpbp.2014.08.018. ISSN  0278-5846. PMID  25240858.
  45. ^ Любомски, Михал; Тан, Ай Хуэй; Лим, Шен-Ян; Холмс, Эндрю Дж.; Дэвис, Райан Л.; Сью, Кэролин М. (01.09.2020). «Болезнь Паркинсона и желудочно-кишечный микробиом». Журнал неврологии . 267 (9): 2507– 2523. doi :10.1007/s00415-019-09320-1. ISSN  1432-1459. PMID  31041582. S2CID  141624748.
  46. ^ Автор = Бруно Боназ, Дата = 2024, Название = Ось кишечник-мозг при болезни Паркинсона, Журнал = Revue Neurologique, DOI = https://doi.org/10.1016/j.neurol.2023.11.004
  47. ^ Коннелл, Эмили; Ле Галль, Гвенаэль; Понтифекс, Мэтью Г.; Сами, Сейбер; Крайан, Джон Ф.; Кларк, Джерард; Мюллер, Майкл; Возур, Дэвид (2022). «Микробные метаболиты как фактор риска возрастного снижения когнитивных способностей и деменции». Молекулярная нейродегенерация . 17 (1): 43. doi : 10.1186/s13024-022-00548-6 . PMC 9204954. PMID  35715821 . 
  48. ^ ab MahmoudianDehkordi S, Arnold M, Nho K и др. (2019). «Измененный профиль желчных кислот ассоциируется с когнитивными нарушениями при болезни Альцгеймера — новая роль микробиома кишечника». Alzheimer's & Dementia . 15 (1): 76– 92. doi :10.1016/j.jalz.2018.07.217. PMC 6487485 . PMID  30337151. 
  49. ^ Халаф, Карим; Торнезе, Паоло; Кокко, Антонианжела; Альбанезе, Альберто (2022). «Тауроурсодезоксихолевая кислота: потенциальный терапевтический инструмент при нейродегенеративных заболеваниях». Трансляционная нейродегенерация . 11 (1): 33. doi : 10.1186/s40035-022-00307-z . PMC 9166453. PMID  35659112 . 
  50. ^ Рен, Чжэньсин; Чжао, Лин; Чжао, Минлян; Бао, Тяньхао; Чен, Тяньлу; Чжао, Айхуа; Чжэн, Сяоцзяо; Гу, Синру; Солнце, Дао; Го, Юхуай; Тан, Яджун; Се, Госян; Цзя, Вэй (21 мая 2024 г.). «Повышенное всасывание желчных кислот в кишечнике способствует возрастным когнитивным нарушениям». Сотовые отчеты Медицина . 5 (5): 101543. doi :10.1016/j.xcrm.2024.101543. ISSN  2666-3791. ПМЦ 11148718 . ПМИД  38697101. 
  • Медиа, связанные с осью «кишечник–мозг» на Wikimedia Commons
Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Gut–brain_axis&oldid=1272857701"