Психическое здоровье может зависеть от существ в Gut



Микробиом может дать новый класс psychobiotics для лечения тревоги, депрессии и других расстройств настроения

О том, что состояние нашего кишечника регулирует наше душевное состояние насчитывает более 100 лет. Многие 19-ых и в начале ученые двадцатого века считали, что накапливающиеся отходы в толстой кишке вызвало состояние «авто-интоксикацией», когда яды, исходящие из кишечника производства инфекций, которые в свою очередь были связаны с депрессией, тревогой и психоза. Пациенты получали ободочные чистки и даже кишечник операций, пока эти методы не были отклонены как шарлатанство.

Продолжающееся исследование человеческого микробиома обещает довести связь между кишечником и мозгом в четкий фокус. Ученые все больше убеждаются в том, что подавляющее сборище микрофауны в нашем кишечнике, может оказать существенное влияние на наше состояние ума. Ось кишки мозга, кажется, двунаправленным мозг действует на желудочно-кишечного тракта и иммунной функции, которые помогают формировать микробный состав оболочки кишечника, и кишечные микробы делают нейроактивные соединений, в том числе нейротрансмиттеров и метаболитов, которые также действуют на мозг. Эти взаимодействия могут происходить различные способами: микробные соединения связываются через блуждающий нерв, который соединяет мозг и желудочно-кишечный тракт, и микробиологический полученные метаболиты взаимодействуют с иммунной системой, которая сохраняет свою собственную связь с мозгом. Свен Петерсон, микробиолог из Каролинского института в Стокгольме, недавно показал, что кишечник микробы помогают контролировать утечку через оба слизистой оболочку кишечника и гематоэнцефалический барьер, который обычно защищает мозг от потенциально вредных веществ.

Микробы могут иметь свои собственные эволюционные причины для общения с мозгом. Они нужны, чтобы быть социальным, говорит Джон Cryan, невролог из Университетского колледжа Корка в Ирландии, так что они могут распространяться через человеческое население. исследование Cryan показывает, что, когда разводят в стерильных условиях, свободные от бактерий мышей, лишенный в кишечных микробах, также не имеет способность распознавать другие мышь, с которыми они взаимодействуют. В других исследованиях, срывы в поведении микробиома индуцированных мышей, который имитирует человеческое беспокойство, депрессию и даже аутизм. В некоторых случаях ученые восстановили более нормальное поведение путем обработки их испытуемых с определенными штаммами доброкачественных бактерий. Почти все данные до сих пор ограничены мышам, но Cryan считает, что результаты дают благодатную почву для развития аналогичных соединений, которые он называет psychobiotics, для людей. «Это диетическое лечение может быть использовано либо как адъюнкт или единственной терапия для лечения расстройств настроения не за пределы возможного,» говорит он.

Личностные изменения
Ученые используют неинфицированный мышей, чтобы изучить, как отсутствие микробиома или селективного дозирования с поведением конкретных бактерий и изменяют функцию мозга «которая является то, что мы никогда не могли бы сделать в людях,» говорит Cryan. Целые колонии стерильном мышей разводят и держали в изоляции камер и техников, которые занимаются их носить полные трико, как если бы они находились в биологической объекте. Как и у всех мышей исследования, экстраполируя результаты для человека является большим шагом. Это особенно верно с стерильном мышей, поскольку их мозг и иммунная система недостаточно развиты, и они имеют тенденцию быть более гиперактивными и смелыми, чем у нормальных мышей.

Десять лет назад группа исследователей во главе с Нобуюки Суда, ныне профессором внутренней медицины в Университете Кюсю в Японии, сдержанные стериленный мышей в узкой трубке до часа, а затем измеряли их выход гормона стресса. Суммы, обнаруженные в неинфицированных животных были значительно выше, чем измеренные в нормальных контрольных мышей, подвергшихся воздействию той же ограничения. Эти гормоны высвобождаются гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси, которые в стерильных мышей был явно дисфункциональным. Но более важно то, что ученые также обнаружили, что они могли бы вызвать более нормальные гормональные реакции просто путем предварительной обработки животных с одного микробом: бактерии под названием Bifidobacterium infantis. Это открытие показало впервые, что кишечные микробы могут повлиять стрессовые реакции в мозге и намекают на возможность использования пробиотиков влиять на функции мозга в полезных способов. «Это действительно получил поле от земли,» говорит Emeran Майер, гастроэнтеролог и директор Центра нейробиологии стресса в Университете Калифорнии, Лос-Анджелес.

В то же время команда исследователей в Университете МакМастер в Онтарио во главе с микробиологом Premsyl Bercik и гастроэнтеролог Стивен Коллинз обнаружил, что если они колонизировали кишечники одного штамма стерильном мышей с бактериями, взятых из кишечника другого штамма мыши, животные-реципиенты бы взять на себя аспекты личности донора. Естественно робкий мышей стал бы более разведочным, в то время как более смелым мышей стал бы опасаться и застенчивым. Эти тенденции предположили, что микробные взаимодействия с мозгом может вызывать тревоги и расстройства настроения.

Bercik и Коллинз segued в исследование кишки мозга от их первоначального фокуса на том, как микробиом влиянии кишечных болезней. Люди, которые страдают от этих условий часто имеют совместное место психических расстройств, таких как тревога и депрессия, которые не могут быть полностью объяснены как эмоциональная реакция на будучи больным. По колонизировать стерилен мышей с содержанием кишечника людей с синдромом раздраженного кишечника, который вызывает запор, понос, боль и воспаление низкосортного, но не имеют никакой известной причины, команда МакМастер воспроизведенные многие из тех же симптомов желудочно-кишечного тракта. Животные разработаны негерметичные кишки, их иммунная система активизируется, и они произвели шквал провоспалительных метаболитов, многие с известными эффектами нервной системы. Кроме того, у мышей также отображается тревожное поведение, как указано в испытании своей готовности уйти в отставку с короткой возвышении.

Подключение аутизм?
Ученые также приступили к изучению потенциальной роли микробиома в аутизме. В 2007 году покойный Пол Паттерсон, нейробиолог и биолог из Калифорнийского технологического института, был заинтригован эпидемиологических данных, свидетельствующих о том, что женщины, которые страдают от высокой, продолжительной лихорадки во время беременности до семи раз более вероятно, чтобы иметь ребенка с аутизмом , Эти данные свидетельствуют о том альтернативной причины аутизма помимо генетики. Чтобы исследовать, Паттерсон индуцированных симптомов flulike у беременного мышея с вирусным имитируют: иммуностимулятор под названием полиинозиновым: полицитидиловая кислотой, или поли (I: С). Он назвал этот материнский иммунитет активации модели (МИА).

Потомство мышого МВД Паттерсона отображается все три основных черт человеческого аутизма: ограниченные социальных взаимодействия, склонность к повторяющемуся поведению и пониженной передаче, которую он оцененный с помощью специального микрофона, чтобы измерить длину и продолжительность их ультразвуковой вокализации. Кроме того, мыши имели негерметичные кишки, что было важно, потому что где-то от 40 до 90 процентов всех детей с аутизмом страдают от желудочно-кишечных симптомов.

Затем Caltech микробиолог Саркис Mazmanian и его аспирантка Элейн Ий обнаружили, что мыши МВД также ненормальное microbiomes. В частности, два бактериальных классов-Clostridia и Bacteroidia-были гораздо более распространены в потомстве MIA, чем у нормальных мышей. Mazmanian признает, что эти дисбалансы не могут быть такими же, как у людей, страдающих аутизмом. Но открытие было убедительным, говорит он, потому что он предположил, что поведенческое состояние МВД мышей, и, возможно, путем расширения аутистического поведения у людей, может быть укоренена в кишечнике, а не мозг. «Это поставило провокационный вопрос,» говорит Mazmanian. «Если мы лечили симптомы желудочно-кишечного тракта у мышей, что мы видим изменения в их поведении?»

Мазманян и Hsiao исследовались путем дозировки животных с микробом известен своими противовоспалительными свойствами, Bacteroides ломкого, который также защищает мышей от экспериментально индуцированного колита. Результаты показали, что лечение фиксированных кишечные утечек и восстановить более нормальные микробиот. Он также смягчена тенденция к повторяющемуся поведению и пониженной передаче. Mazmanian впоследствии обнаружили, что B. ломкая переворачивает дефицит MIA даже у взрослых мышей. «Так, по крайней мере, в этой модели мыши, он предлагает особенность аутизма не зашита-они обратимы, и это огромный прогресс,» говорит он.

Пределы исследования
Кишечник микробиом человека эволюционировал, чтобы помочь нам в бесчисленных способах: Gut микробы делают витамины, сломать пищевые волокна в усваиваемые с короткой цепью жирных кислот и регулирует нормальное функционирование иммунной системы. Пробиотические лечения, такие как йогурт с добавлением полезных штаммов бактерий уже используется для лечения некоторых желудочно-кишечных расстройств, таких как диарея антибиотик индуцированный. Но есть небольшие данные о пробиотических воздействия на человеческий мозг.

В доказательство правильности концепции исследования Майера и его коллеги в U.C.L.A. раскрыли первое доказательство того, что пробиотики проглоченные в пище может изменить функцию мозга человека. Исследователи дали здоровым женщинам йогурт два раза в день в течение месяца. Затем сканирование мозга с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии были взяты в качестве женщины были показаны фотографии актеров с испуганными или сердитых выражений лица. Как правило, такие изображения вызывают повышенную активность в эмоциях обработки областей мозга, что прыжок в действие, когда кто-то находится в состоянии повышенной боевой готовности. Взволнованные люди могут быть однозначно чувствительны к этим висцеральным реакциям. Но женщины на йогуртовой диете выставлена ​​менее «рефлексивный» ответ «который показывает, что бактерии в нашем кишечнике действительно влияют, как мы интерпретируем мир,» говорит гастроэнтеролог Кирстен Tillisch, ведущий исследователь исследования. Майер предупреждает, что результаты находятся в зачаточном состоянии. «Мы просто еще не знаем, если пробиотики поможет тревоги человека,» говорит он. «Но наше исследование движется в этом направлении.»

Штаммы Bifidobacterium, который является общим в кишечной флоре многих млекопитающих, включая человека, породили наилучшие результаты до сих пор. Cryan недавно опубликовал исследование, в котором две разновидности Bifidobacterium производства его лаборатории были более эффективными, чем эсциталопрама (Lexapro) при лечении депрессивного и беспокойное поведение в штамме лаборатории мыши известной патологической тревоги. Хотя Cryan оптимистичен, что такие данные могут указать путь к развитию psychobiotics, он опасается обмана. «Нам еще нужно гораздо больше исследований в области механизмов, с помощью которых кишечные бактерии взаимодействуют с мозгом,» говорит он.

http://www.scientificamerican.com/article/mental-health-may-depend-on-creatures-in-the-gut/