Gut Microorganisms And Neurological Disease Perspectives Part 2

Lub plab microbiota muaj pes tsawg leeg hauv kev hloov pauv paj hlwb

Cov kev sim ntawm cov tsiaj tsis muaj kab mob tau pom tias kev colonization ntawm lub plab microbiota yog ib qho tseem ceeb ntawm txoj kev loj hlob ntawm CNS thiab ENS thiab qhov tsis muaj peev xwm colonization ntawm microbiota ua rau kev hloov pauv ntawm cov kab mob thiab kev sib txuas ntawm cov neurotransmitters nrog rau kev hloov pauv hauv plab sensory-motor functions [ 41–45] ib.

Kev sib raug zoo ntawm txoj hnyuv thiab kev nco tau yog qhov chaw tshawb fawb uas tau txais kev mloog ntau hauv xyoo tas los. Cov kev tshawb fawb tau pom tias cov kab mob hauv plab hnyuv muaj kev sib txuas ntau dua rau lub hlwb, cuam tshuam rau peb lub cev thiab lub hlwb.

Ua ntej tshaj plaws, cov kab mob plab hnyuv muaj qhov cuam tshuam tseem ceeb rau lub cev noj qab haus huv. Cov kab mob hauv cov hnyuv tuaj yeem zom cov zaub mov thiab tsim cov khoom noj los pab tswj lub cev noj qab haus huv. Thaum lub plab zom mov tsis txaus, nws yuav ua rau muaj teeb meem xws li kev nqus cov zaub mov tsis zoo thiab kev tiv thaiv kab mob, uas yuav cuam tshuam rau kev noj qab haus huv ntawm lub cev.

Txawm li cas los xij, cov kab mob hauv plab tsis tsuas yog cuam tshuam rau lub cev kev noj qab haus huv tab sis kuj tseem cuam tshuam nrog kev nco. Cov kev tshawb fawb tau pom tias cov kab mob hauv cov hnyuv tuaj yeem nkag mus rau hauv cov ntshav ncig thiab lub hlwb los ntawm cov hnyuv thiab cuam tshuam rau lawv txoj haujlwm. Cov kab mob hauv plab tsis txaus yuav ua rau muaj kev pheej hmoo ntawm Alzheimer's kab mob thiab lwm yam kab mob neurodegenerative.

Nyob rau tib lub sijhawm, cov kab mob hauv plab kuj cuam tshuam rau kev xav thiab lub hlwb. Cov kab mob hauv cov hnyuv tso tawm cov tshuaj uas cuam tshuam rau kev tso tawm neurotransmitters hauv lub hlwb, yog li cuam tshuam rau lub hlwb. Qhov no yog vim li cas qee zaum peb tsis xis nyob hauv plab thiab khaus khaus.

Yog li ntawd, kev tswj xyuas kev noj qab haus huv ntawm cov hnyuv yog qhov tseem ceeb heev rau kev noj qab haus huv ntawm peb lub cev tag nrho. Yuav ua li cas tswj txoj hnyuv? Thawj qhov yog ua raws li kev noj zaub mov tsis tu ncua, tswj kev noj qab haus huv cov qauv, noj zaub mov ntau uas muaj fiber ntau, thiab noj cov zaub mov tsis zoo thiab cov zaub mov muaj rog, qab zib. Qhov thib ob yog tsom rau kev tawm dag zog thiab txo kev ntxhov siab, tswj lub siab zoo siab, thiab coj tus cwj pwm zoo rau lub neej kom txo tau qhov tsis zoo ntawm txoj hnyuv thiab kev puas siab puas ntsws.

Thaum kawg, peb yuav tsum paub tias cov hnyuv muaj feem cuam tshuam rau peb txoj kev noj qab haus huv. Ua tib zoo saib xyuas kev noj qab haus huv ntawm plab hnyuv thiab puas siab puas ntsws, saib xyuas koj lub cev los ntawm ntau yam xws li kev noj haus thiab kev tawm dag zog, thiab ua kom koj tus kheej muaj kev noj qab haus huv zoo dua. Nws tuaj yeem pom tau tias peb yuav tsum txhim kho kev nco, thiab Cistanche tuaj yeem txhim kho kev nco zoo vim Cistanche muaj cov tshuaj tiv thaiv antioxidant, tiv thaiv kab mob, thiab tiv thaiv kev laus, uas tuaj yeem pab txo qis oxidation thiab inflammatory tshwm sim hauv lub hlwb, yog li tiv thaiv kev noj qab haus huv. paj hlwb. Tsis tas li ntawd, Cistanche tseem tuaj yeem txhawb txoj kev loj hlob thiab kho cov paj hlwb, yog li txhim kho kev sib txuas thiab kev ua haujlwm ntawm cov neural network. Cov teebmeem no tuaj yeem pab txhim kho kev nco, kev kawm muaj peev xwm, thiab kev xav nrawm, thiab tseem tuaj yeem tiv thaiv qhov tshwm sim ntawm kev paub tsis meej thiab cov kab mob neurodegenerative.

Nyem Paub txhawm rau txhim kho lub cim xeeb luv luv

Ib yam li ntawd, cov khoom noj muaj nyob hauv GI ib puag ncig pib cascades ntawm neural thiab hormonal xwm txheej, qhia lub hlwb txog kev hloov pauv khoom noj tsis tu ncua. Afferent paj fibers nqa cov ntaub ntawv los ntawm lub plab mus rau subcortical thiab corticalcenters ntawm lub hlwb, thiab effector fibers nqa cov ntaub ntawv mus rau cov nqaij ntshiv ntawm lub plab [46].

Cov tshuaj hormones tso tawm los ntawm cov hnyuv feem ntau xa cov ntaub ntawv mus rau lub hlwb los ntawm kev sib txuas lus ncaj qha nrog CNS los ntawm cov fibers afferent. Lwm tus raug tso tawm ncaj qha mus rau hauv cov hlab ntsha, nrog rau lawv cov teebmeem feem ntau tshwm sim tom qab lawv nkag mus rau hauv lub hlwb [47].

Vagus paj hlwb stimulation ntawm parasympathetic system ntawm ANS yog qhov tseem ceeb rau lub plab microbiota los cuam tshuam rau kev ua haujlwm ntawm neurophysiological [48].

Ib qho kev sim nrog vasectomized nas tsis pom qhov tshwm sim ntawm kev nce qib hauv kev coj cwj pwm txawm tias tom qab kho nrog probiotic Lactobacillus rhamnosus, yog li qhia tau hais tias kev txhawb nqa ntawm lub paj hlwb thiab kev xa tawm ntawm cov cim ntawm lub paj hlwb yog qhov tseem ceeb hauv kev coj tus cwj pwm hloov [49].

Kev xa cov lus los ntawm txoj hnyuv mus rau lub hlwb los ntawm cov hlab ntsha stimulatedvagus ntawm lub nuclei thiab node ganglion sawv cev rau kev sib txuas ntawm lub hlwb-hlwb-hlwb axis.Enteroendocrine cells secrete peptide cov tshuaj hormones, uas zoo li ua rau cov hlab ntsha vagus, yog li xa cov ntaub ntawv mus rau lub hlwb. [50].

Qhov chaw ntawm enteroendocrine hlwb nyob ze rau lub lumen nrog rau lub plab microbiotafacilitates kev cuam tshuam nrog cov plab hnyuv microbes ntawm cov metabolites tsim, yog li tswj kev tso tawm ntawm cov tshuaj hormones tshwj xeeb peptide.

Ntxiv mus, metabolites synthesized los ntawm microbiota feem ntau coj mus rau hauv lub circulatory system, whereas metabolites nrog cov duab zoo ib yam li cov suab thaj thiab cov vitamins yog thauj actiusingns ntawm particulartransporters [51].

Metabolites kuj tuaj yeem dhau ntawm daim nyias nyias yog tias lub epithelium raug ua txhaum cai, tso cai rau lwm cov microbesto khiav tawm ntawm qhov thaiv, yog li ua rau microbial imbalance lossis dysbiosis tom qab o.

Yog li ntawd, cov kab mob hauv lub cev tswj kev sib kis ntawm cov teeb liab mus rau lub hlwb nrog rau kev thauj mus los hauv metabolite.Lub plab microbiota tso tawm cov molecules xws li lipopolysaccharides (LPSs) thiab peptidoglycans, uas ua rau lub cev tiv thaiv kab mob. Hauv cov xwm txheej tshwj xeeb, LPS-synthesizing gram-negative kab mob raug tshem tawm ntawm lub plab mus rau cov hlab ntsha, yog li ua kom muaj kev tiv thaiv kab mob peripheral.

Cov kev sim no qhia txog kev txhim kho ntawm tus cwj pwm tsis zoo xws li kev nyuaj siab vim yog kev ua kom lub cev tiv thaiv kab mob peripheral [52].

Cov kev tshawb fawb nrog cov kab mob tsis muaj kab mob micedisplay ib qho kev sib raug zoo ntawm plab microbes thiab lub cev tiv thaiv kab mob, yog li qhia txog kev cuam tshuam ntawm themicrobiota ntawm neural functions ntawm lub cev tiv thaiv kab mob [53].

Tsis tas li ntawd, lub plab microbiome tuaj yeem cuam tshuam nrog lub hlwb los ntawm kev qhia thiab kev sib txuas ntawm cov neurotransmitters xws li serotonin, GABA, melatonin, histamine, andacetylcholine thiab neurotrophic yam xws li hlwb-derived neurotrophic factor (BDNF), uas nyob rau hauv lem influences ENS kev ua [54, 55] ib.

Ib txoj kev tshawb fawb tau qhia tias qhov kev loj hlob ntawm microbiota tuaj yeem pab txhawb kev loj hlob ntawm neuronsvia thaum ntxov txheej txheem hu ua neurogenesis nrog rau oligodendrocytes thiab tias qhov no tuaj yeem kho los ntawm cov teebmeem ntawm neuroinflammation thiab ncig IGF-1 [56].

Lwm txoj kev tshawb fawb siv cov neeg laus cov kab mob tsis muaj kab mob tau pom tias tsis muaj cov plab hnyuv microbiota yog txuam nrog kev nce permeability ntawm cov ntshav-hlwb barrier (BBB) ​​[57].

Lub luag haujlwm ntawm lub hlwb hauv kev hloov pauv ntawm lub plab ua haujlwm

Lub hlwb ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv kev tswj lub plab ua haujlwm (piv txwv li, kev hloov pauv hauv kev txav mus los, kev tso kua qaub, cov lus teb mucosalimmune, ua kom muaj kev saib xyuas zoo ntawm cov mucus txheej thiab biofilm) [58].

Lub hlwb kuj tseem cuam tshuam rau microbiota muaj pes tsawg leeg nrog rau nws txoj haujlwm los ntawm kev hloov hauv plab hnyuv permeability. Ib txoj kev tshawb fawb pom tau tias kev ntxhov siab hnyav ua rau muaj kev hloov pauv ntawm morphological ntawm cov kab mob epithelial ntawm txoj hnyuv loj thiab qis duamRNA qhia ntawm cov protein sib txuas nruj ZO-2 [59] thiab yog li yuav tso cai rau cov kab mob plab mus rau diffusethrough. Lub hlwb ua haujlwm tiv thaiv kab mob los ntawm ANS.

CNS kuj tseem tuaj yeem cuam tshuam cov kev ua haujlwm ntawm tes, thiab cov neeg nruab nrab ntawm cov neeg nruab nrab tso tawm tuaj yeem ua rau lub plab tsis ua haujlwm. Ib txoj kev tshawb fawb qhia tias kev ntxhov siab tuaj yeem hloov kho cov haujlwm mastcell thiab ua rau cov tshuaj histamine thiab tryptase tso tawm [60].

Mast cell khoom xws li corticotropin-tso factortend ua rau kom cov epithelial permeability, yog li ua kom yooj yim rau cov kab mob nkag mus rau hauv lub cev tiv thaiv kab mob hauv lamina propria. Kev ntxhov siab me ntsis hauv cov neeg laus cov nas vim yog kev sib cais ntawm niam yug me nyuam yog txuam nrog kev loj hlob ntawm cov kab mob colonic barrier dysfunction induced los ntawm corticotropin. Tso cov tshuaj hormones receptors [61]

Kev sim hauv cov nas tau pom tias ob sab olfactory bulbectomy ua rau muaj kev cuam tshuam ntawm kev nyuaj siab, ua rau muaj kev qhia ntau dua ntawm cov tshuaj hormones hauv nruab nrab corticotropin tso tawm nrog rau qib serotonin [62].

Cov kev hloov pauv no tau pom tias muaj feem cuam tshuam nrog kev hloov pauv plab hnyuv microbial profile. Norepinephrine secretion thaum muaj kev ntxhov siab ua rau Pseudomonas aeruginosa virulence qhia, uas yuav ua rau lub plab sepsis [63], thiab yog li kev ntxhov siab tuaj yeem ua rau kev nthuav tawm ntawm cov kab mob virulence los ntawm cov kab mob plab tshwj xeeb hauv tus tswv tsev tsim nyog.

Norepinephrine kuj ua rau kev loj hlob ntawm ntau hom kab mob enteric microbes thiab yuav ua rau muaj kev loj hlob ntawm cov kab mob thiab cov kab mob tsis zoo Escherichia coli.

Cov pov thawj qhia tias lub plab microbiota ua lub luag haujlwm tseem ceeb hauv kev sib txuas lus bidirectional ntawm lub plab thiab lub paj hlwb. Nws kev cuam tshuam nrog CNS yog txuam nrog kev ntxhov siab, kev ntxhov siab, thiab kev nco. Tsis tas li ntawd, CNS kuj tseem cuam tshuam rau cov kab mob microbial los ntawm kev cuam tshuam ntawm mucosalhabitat.

Qhov no yog li cas lub plab microbial zej zog cuam tshuam rau tib neeg lub hlwb thiab, feem ntau, tag nrho lub cev, raws li lub hlwb txhais li cas tib neeg lub cev yuav tsum ua haujlwm. Yog li ntawd, ib qho kev cuam tshuam tseem ceeb hauv plab microbiota tuaj yeem ua rau muaj kev puas tsuaj ntawm tag nrho lub cev ua haujlwm thiab yog li ua rau lossis ua rau muaj kev cuam tshuam los yog kev loj hlob ntawm cov kab mob tshwj xeeb lossis kev noj qab haus huv.

Ntxiv dua thiab, vim hais tias ntawm kev sib txuas lus ncaj qha nrog lub hlwb, qhov cuam tshuam ntawm kev ua haujlwm ntawm lub paj hlwb muaj ntau dua li lwm yam teeb meem tshwm sim los ntawm kev tsis zoo ntawm CNS los ntawm kev cuam tshuam hauv zej zog microbiome.

Association ntawm plab hnyuv microorganisms nrog neurological teeb meem

Autism spectrum disorder

Autism spectrum disorder (ASD) yog ib qho kev puas siab puas ntsws neuropsychiatric uas yog tus cwj pwm los ntawm kev coj cwj pwm tsis zoo, lub nroog tsis muaj peev xwm, thiab kev tsis txaus ntawm kev sib txuas lus lossis kev sib raug zoo [64,65].

Lo lus 'spectrum' qhia qhov txawv ntawm hom thiab qhov hnyav ntawm cov tsos mob; Cov neeg mob me me yuav ua haujlwm ntawm nws tus kheej, qhov uas cov neeg mob hnyav yuav xav tau kev txhawb nqa ntau hauv lawv lub neej txhua hnub.

Tus kab mob no tshwm sim ua ntej 3 xyoos, feem ntau cuam tshuam rau ib qho ntawm 68 chi, cov menyuam yaus thiab muaj plaub zaug ntau dua rau cov txiv neej dua li poj niam [66,67]. Ntxiv nrog rau kev ua tsis zoo, qhov teeb meem yog qhov tsis meej ntawm pathophysiology nrog rau cov txheej txheem etiological cuam tshuam nrog cov plab hnyuv microbiota, xws li glutamate excitotoxicity, oxidative stress, stress, thiab neuroinflammation [68].

Cov yam ntxwv ntawm lub cev uas zoo li hais txog kev cuam tshuam ntawm plab microbiota ntawm kev puas siab puas ntsws tej zaum yuav suav nrog cov tshuaj tiv thaiv autoimmune, cov tshuaj noj zaub mov, cov kab mob GI siab, cov quav txawv txav, autistic enterocolitis, leaky gutsyndrome, ntau dhau o, aberrant glutathione ntau ntau thiab cov hlau lossis cov ntxhia hauv cov hlau tsis tu ncua [69].

Hauv cov menyuam yaus uas muaj kev puas siab puas ntsws, plab hnyuv permeability tuaj yeem ua rau muaj qhov xau ua rau gthe nyob rau hauv kev nqus ntawm neurotoxic molecules hla lub plab membrane puas los ntawm o, ua rau muaj kev puas hlwb [70,71].

Tom qab kev loj hlob ntawm lub plab khoob, uas ua rau cov molecules nkag mus rau hauv cov hlab ntsha, kev tiv thaiv kab mob, cov ntaub so ntswg puas, thiab cov hlwb puas tuaj yeem tshwm sim thaum lub sijhawm.

Opioid peptides uas tsim los ntawm qee yam kev noj haus kuj tseem cuam tshuam rau cov kev xav zoo li kev coj tus cwj pwm, xws li kev sib raug zoo, txo cov lus teb rau qhov mob, lus txawv txav, thiab tus cwj pwm tsis zoo los ntawm kev cuam tshuam nrog kev ua haujlwm ntawm neurotransmitters.

Txawm li cas los xij, qhov txuas ncaj qha tseem tsis tau txheeb xyuas. Cov kev tshawb fawb tau pom ntxiv tias cov menyuam yaus uas muaj ASD nyiam cov hmoov txhuv nplej siab, khoom noj txom ncauj, thiab cov zaub mov ua tiav thaum tsis lees txais cov txiv hmab txiv ntoo, zaub, thiab cov proteins [72,73].

Txawm hais tias qhov tsis sib xws hauv plab microbiota tuaj yeem ua rau lub plab dysbiosis, ntau cov kab mob pathogenic tuaj yeem ua rau cov kab mob hauv lub paj hlwb, thaum muaj lub cev tsis muaj zog.

Cov tshuaj lom uas tsim los ntawm cov kab mob tuaj yeem tsim hauv cov hlab ntsha, ua rau tsis meej pem, delirium, thiab txawm tias tsis nco qab. Cov poov xab kuj paub tias muaj txiaj ntsig rau cov kab mob neurological txij li lawv paub tias tsim cov tshuaj muaj txiaj ntsig thiab kuj tau pom muaj ntau ntxiv hauv cov neeg mob ASD [74].

Kev sib txuas ntawm etiology ntawm plab microbiota thiab autism tau lees paub tom qab hloov pauv ntawm plab microbiota los ntawm cov neeg mob autistic rau cov nas tsis muaj kab mob ua rau muaj kev cuam tshuam ntawm autisticbehaviors hauv tus qauv nas [75].

Ib qho kev xav los ntawm Williams et al. qhia tias cov menyuam yaus uas muaj ASD tsis muaj Bacteroidetes, uas yog ib qho tseem ceeb ntawm kev zom zaub mov polysaccharide, thiab yog li ntawd cov neeg mob ASD tsis tsuas yog muaj peev xwm ua kom tsis zoo carbohydrate tab sis kuj muaj mucosal dysbiosis [76].

Ua raws li qhov no, kev tshuaj ntsuam xyuas metagenomic pom tias cov neeg mob ASD tau txo qis Bacteroidetes, nce ntawm Firmicutes rau Bacteroidetes, thiab nce hauv Betaproteobacteria [77].

Ntxiv mus, kev tshawb nrhiav pyrosequencing ntawm fecal microflora qhia qhov sib txawv loj hauv Actinobacteria thiab Proteobacterium phyla hauv kev sib piv nrog kev noj qab haus huv tswj [76]. Txoj kev tshawb nrhiav pyrosequencing no nrog rau peb txoj kev tshawb fawb, kuj tau nthuav tawm ntau hom Desulfovibrio thiab Bacteroides vulgatus hauv cov quav ntawm ASD cov neeg mob [78–80].

Desulfovibrio hom kuj tseem cuam tshuam nrog nce propionic acid ntau lawm, uas tuaj yeem ua rau ASD pathogenesis [81]. Tsis tas li ntawd, qis qis ntawm Akkermansia, cov kab mob uas degrade mucin inchildren nrog ASD, qhia tau hais tias ib tug nyias GI mucosal barrier piv nrog kev tswj. Qhov no tuaj yeem ua rau impairedgut permeability hauv cov menyuam yaus nrog ASD [82,83].

Lwm txoj kev tshawb fawb pom tau hais tias tus naj npawb thiab hom Clostridiumand Ruminococcus hom sib txawv hauv cov menyuam yaus ib txwm muaj piv nrog ASD cov menyuam yaus thaum cultivated siv cov txheej txheem anaerobic culturing los suav thiab cais cov kab mob raws li PCR lub hom phiaj ntawm 16SrDNA hauv kev cais [78].

Tom qab no, kev kawm los ntawm Song et al. pom tau hais tias Clostridium pawg I thiab XI thiab Clostridium bolteae tau nce siab dua hauv cov menyuam yaus uas muaj kev puas hlwb thaum lub sijhawm PCR siv ntau [84].

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