Бактерии, которые формируют ваш мозг

Некоторые продукты лучше благодаря своим микробам. Сыр – одна такая пища, созревающая несколькими типами бактерий.

Источник: молешко / Pixabay

Гость сообщение от Daniel Hass

«Скажи мне, что ты ешь, и я скажу тебе, кто ты».

Эта фраза, придуманная Жаном Антельме Бриллат-Саварином в «Физиологии вкуса», была на сто век опережать свое время.

Общепринятый афоризм верен в большей степени, чем один. В одном отношении это означает, что еда, которую вы едите, становится частью вашего человека, и это уже давно известно – аминокислоты из переваренных белков включены в наши собственные белки, а энергетические источники из нашего рациона (такие как сахара или жирные кислоты кислоты) добавляются в наши собственные запасы энергии.

• Надежные исследования для прекращения самоубийств
• Общие антидепрессанты вызывают увеличение веса
• Антидепрессант суеверия
• 10 причин Новая любовь похожа на трещины кокаина
• Игреляционный исполнитель – человеческие антидепрессанты

В другом отношении цитата может означать, что еда, которую вы едите, влияет на того, кто или какой вы человек. Эта интерпретация также верна: вещества, которые вы потребляете, могут изменить химию вашего мозга и, следовательно, поведение.

Микроорганизмы в вашем рационе имеют увлекательный маршрут, благодаря которому они могут изменять мозг через наш микробиоом – экосистему бактерий, археи, простейших, грибов и вирусов, которые живут и взаимодействуют с нашими телами. У каждого взрослого человека около 1 кг этих микробов, которые очень разнообразны, содержат примерно в 100 раз больше генов, чем человеческий геном.

Разнообразие и состав этих микробов в кишечнике сильно зависит от диеты. Например, у мышей, получавших диету с низким содержанием жиров на основе растений, есть микробный профиль, который полностью изменяется под воздействием диеты с высоким содержанием сахара с высоким содержанием жира («западная»), что увеличивает долю нескольких бактерий, включая Erysipelotrichi и Бачичи .

• Отсутствие связи между психологией и биологией
• Синдром пустого человека
• Скрининг психического здоровья не спасет Germanwings 9525
• Экспериментальные лекарства для лечения социального тревожного расстройства
• Сжигание гормонов счастья в обществе в смятении

Как метаболизм влияет на мозг

Микробы участвуют в метаболизме, частично, путем производства желчных кислот, чтобы помочь переваривать пищу и синтезировать холин и короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA). Недостатки холина или SCFA могут вызывать жировое заболевание печени или даже цирроз. Кроме того, бутират, полученный из микробиома, необходим для регулирования использования энергии в толстой кишке.

Многие из метаболитов, продуцируемых микробами, также активны в нервной системе, а бактерии Bifidobacteria infantis могут даже действовать как антидепрессант посредством регулирования метаболизма кинуренин / триптофан, подобно действию некоторых антидепрессантов, таких как выборные ингибиторы обратного захвата серотонина ( СИОЗС), которые стремятся увеличить концентрацию синаптического серотонина.

Кишечные микробы также влияют на иммунную систему. SCFA, продуцируемые кишечными микробами, которые необходимы для здоровой печени, также регулируют активность различных иммунных клеток, включая макрофаги и Т-клетки.

Эти клетки регулируют воспаление, а молекулы, которые они секретируют, напрямую общаются с клетками в головном мозге. Например, хорошо охарактеризовано, что использование цитокинов (молекул, часто секретируемых иммунными клетками) для лечения рака или гепатита С может привести к поведенческим изменениям, таким как депрессия.

Прямое влияние на мозг

Микробиоом также может оказывать более непосредственное влияние на химию мозга, изменяя нейротрансмиссию в кишечной (кишечной) нервной системе. Поскольку кишечная нервная система взаимодействует с центральной нервной системой, деятельность микробов может фактически регулировать уровни нейротрансмиттеров ГАМК, норэпинефрина, серотонина и дофамина в кишечнике. Через связи между кишечником и мозгом эти микробы могут изменять настроение, эмоциональное состояние и беспокойство.

Картирование поведения, связанного с микробиомой

Степень влияния поведения микробиома на поведение трудно сопоставить, учитывая разнообразие микробов, которые могут изменить здоровье человека. Это означает, что микробиом может иметь как многообразные, так и далеко идущие последствия для здоровья человека как органа. Некоторые даже относятся к микробиоме как к «приобретенному» органу.

Однако полная функциональность этого органа неясна. Чтобы освещать роль микробов в различных формах поведения и непосредственно в болезни, исследователи изучают мышей, у которых нет функционального микробиома. Эти мыши, называемые «без зародышей» или GF, легко различимы от обычных мышей на основе того, как они себя ведут.

Мыши GF часто проявляют признаки, связанные с аутизмом. Например, мыши GF не предпочитают взаимодействовать с новыми мышами над другими новыми объектами. Другие исследования показали, что мыши GF имеют преувеличенные стресс-ответы, демонстрирующие симптомы, которые указывают на тревожное и депрессивное поведение.

Микробы, обнаруженные у людей с аутизмом или депрессией, также отклоняются от тех, у кого нет. Данные микробиома свидетельствуют о том, что при главном депрессивном расстройстве у пациентов больше бактерий из бактерий бактерий и протеобактерий , а также меньше бактерий из Фирум . Данные микробиома в отношении пациентов с расстройством спектра аутизма предполагают другие нарушения в микробном сообществе, включая более высокие уровни Clostridia, Desulfovibrio, Sutterella и Bacteroides , а также более низкие уровни Firmicutes, Prevotella и Bifidobacter по сравнению с контрольными субъектами, что указывает на то, что развитие или психические расстройства могут либо вызывают, либо могут быть вызваны нарушением состава микробов.

В долгосрочной перспективе модификация уровней конкретных микробов может быть рассмотрена в плане лечения пациента. К сожалению, мы все еще далеки от возможности уверенно совершать такие манипуляции.

Однако методы изменения микробного состава, такие как диетические изменения и трансплантация фекалий, являются минимально инвазивными и могут предлагать простой подход, с помощью которого люди могут улучшить свое здоровье. Поэтому не стоит недооценивать важность «мышления с вашим желудком».

Даниэль Хасс – кандидат наук 4-го курса в Высшей программе нейронауки в Медицинском колледже штата Пенсильвания.

Рекомендации

Russell, WR, Hoyles, L., Flint, HJ & Dumas, ME Colonic бактериальные метаболиты и здоровье человека. Curr Opin Microbiol 16, 246-254, doi: 10.1016 / j.mib.2013.07.002 (2013).

Donohoe, DR et al. Микробиома и бутират регулируют энергетический обмен и аутофагию в толстой кишке млекопитающих. Cell Metab 13, 517-526, doi: 10.1016 / j.cmet.2011.02.018 (2011).

Desbonnet, L., Garrett, L., Clarke, G., Bienenstock, J. & Dinan, TG. Пробиотик Bifidobacteria infantis: оценка потенциальных антидепрессивных свойств у крысы. J Psychiatr Res 43, 164-174, doi: 10.1016 / j.jpsychires.2008.03.009 (2008).

Sun, M., Wu, W., Liu, Z. & Cong, Y. Метаболиты короткоцепочечных кислот метаболитов Microbiota, GPCR и воспалительные заболевания кишечника. J Gastroenterol, doi: 10.1007 / s00535-016-1242-9 (2016).

Dantzer, R., O'Connor, JC, Freund, GG, Johnson, RW & Kelley, KW От воспаления до болезни и депрессии: когда иммунная система покоряет мозг. Nat Rev Neurosci 9, 46-56, doi: 10.1038 / nrn2297 (2008).

Bravo, JA et al. Проглатывание штамма Lactobacillus регулирует эмоциональное поведение и центральную экспрессию рецептора ГАМК у мышей через блуждающий нерв. Proc Natl Acad Sci US A108, 16050-16055, doi: 10.1073 / pnas.1102999108 (2011).

Dinan, TG, Stilling, RM, Stanton, C. & Cryan, JF Коллективное бессознательное: как кишечные микробы формируют поведение человека. J Psychiatr Res 63, 1-9, doi: 10.1016 / j.jpsychires.2015.02.021 (2015).

Cryan, JF & Dinan, TG Mind-изменяющие микроорганизмы: влияние микробиоты кишечника на мозг и поведение. Nat Rev Neurosci 13, 701-712, doi: 10.1038 / nrn3346 (2012).

Desbonnet, L., Clarke, G., Shanahan, F., Dinan, TG & Cryan, JF Microbiota имеет важное значение для социального развития мыши. Mol Psychiatry 19, 146-148, doi: 10.1038 / mp.2013.65 (2014).

De Palma, G. et al. Микробиота и детерминанты хозяина поведенческого фенотипа у мышей, разделенных матери. Nat Commun 6, 7735, doi: 10.1038 / ncomms8735 (2015).

Liu, WH et al. Изменение поведения и уровней моноамина, относящихся к Lactobacillus plantarum PS128 у мышей без микробов. Behav Brain Res 298, 202-209, doi: 10.1016 / j.bbr.2015.10.046 (2016).

Jiang, H. et al. Изменен состав фекальной микробиоты у пациентов с основным депрессивным расстройством. Brain Behav Immun 48, 186-194, doi: 10.1016 / j.bbi.2015.03.016 (2015).