Бактерии в кишечнике напрямую связаны с мозгом

Кишечник с его 100 миллионами нейронов заработал репутацию «второго мозга» тела, соответствующего настоящему мозгу, который управляет такими вещами, как активность мышц кишечника и секреция ферментов. Растущее сообщество ученых сейчас пытается понять, как нейроны кишечника взаимодействуют со своими мозгами и как сбои в этом процессе могут привести к заболеваниям.

Новое исследование показывает, что кишечные бактерии играют непосредственную роль в этих нейронных коммуникациях, определяя скорость перистальтики кишечника. Исследование, проведенное на мышах и опубликованное в журнале Nature , предполагает замечательную степень связи между нашей нервной системой и микробиотой. Это также может иметь значение для лечения желудочно-кишечных заболеваний.

«Мы описываем, как микробы могут регулировать нейронную цепь, которая начинается в кишечнике, идет в мозг и возвращается в кишечник», – говорит Дэниел Муцида из Рокфеллера, доцент и руководитель лаборатории иммунологии слизистой оболочки. «Некоторые нейроны в этом контуре связаны с синдромом раздраженного кишечника, поэтому возможно, что нарушение регуляции этого контура предрасполагает к СРК».

Работой руководил Пол А. Мюллер, бывший аспирант лаборатории Муцида.

Как микробы контролируют подвижность

Чтобы понять, как центральная нервная система чувствует микробы в кишечнике, Муцида и его коллеги проанализировали нейроны кишечника у мышей, у которых полностью отсутствовали микробы, так называемых стерильных мышей, которые с рождения выращиваются в изолированной среде и получают только пищу. и воду, которая была тщательно стерилизована. Они обнаружили, что некоторые нейроны, связанные с кишечником, более активны у стерильных мышей, чем у контрольных мышей, и экспрессируют высокие уровни гена cFos, который является маркером нейрональной активности.

Это повышение нейрональной активности, в свою очередь, заставляет пищу перемещаться по пищеварительному тракту мышей медленнее, чем обычно. Когда исследователи лечили мышей без микробов препаратом, подавляющим эти нейроны кишечника, они увидели, что перистальтика кишечника ускорилась.

Неясно, как нейроны ощущают присутствие кишечных микробов, но Муцида и его коллеги обнаружили намеки на то, что ключевым может быть набор соединений, известных как короткоцепочечные жирные кислоты, которые производятся кишечными бактериями. Они обнаружили, что более низкие уровни этих жирных кислот в кишечнике мышей были связаны с большей активностью нейронов, связанных с кишечником. А когда они повысили уровень этих соединений в кишечнике животного, активность их кишечных нейронов снизилась. Было обнаружено, что другие микробные соединения и гормоны кишечника, которые изменяются вместе с микробиотой, регулируют нейронную активность, что предполагает наличие дополнительных игроков в этой цепи.

Нейроны под контролем

Однако дальнейшие эксперименты обнаружили загадку. Ученые увидели, что определенный тип нейронов, связанных с кишечником, активированных отсутствием микробов, не распространяется на открытую поверхность кишечника, предполагая, что они не могут напрямую определять уровни жирных кислот.

Поэтому Муцида и его коллеги решили проследить цепь в обратном направлении и нашли набор нейронов ствола мозга, которые проявляют повышенную активность у мышей, свободных от микробов. Когда исследователи манипулировали контрольными мышами, чтобы специфически активировать эти же нейроны, они увидели увеличение активности нейронов кишечника и снижение моторики кишечника.

Исследователи продолжили работать в обратном направлении, сосредоточив свое внимание на сенсорных нейронах, которые посылают сигналы из кишечника в ствол мозга. Их эксперименты показали, что эти сенсорные нейроны простираются до поверхности раздела областей кишечника, которые подвергаются воздействию высоких уровней микробных соединений, включая жирные кислоты. Они отключили эти нейроны, чтобы имитировать то, что происходит у стерильных мышей , у которых отсутствуют жирные кислоты или связанные с ними сигналы кишечника, и наблюдали активированные нейроны в стволе мозга, а также активацию нейронов кишечника , контролирующих перистальтику кишечника.

«Мы проследили весь цикл и увидели, что нейроны вне кишечника могут контролироваться тем, что происходит внутри кишечника», – говорит Муцида. «Вероятно, что идентифицированная здесь цепь может быть вовлечена в дополнительные двунаправленные взаимодействия кишечник-мозг, которые могут влиять на несколько кишечных, а также неврологических заболеваний, включая СРК и даже поведенческие аномалии».

услуги нутрициологаАвтор сайта и статей: Наталья Степанова, нутрициолог-психолог, консультант по питанию и коррекции веса. Подробнее обо мне

Я в соц. сетях: Vk, Instagram.

Рейтинг
Еще статьи нутрициолога:
Adblock
detector