Darmmicro-organismen en perspectieven op neurologische ziekten Deel 1

Het maagdarmkanaal van ieder gezond mens bestaat uit een unieke reeks darmmicrobiota die gezamenlijk een diverse en complexe gemeenschap van meer dan 100 biljoen micro-organismen herbergt, waaronder bacteriën, virussen, archaea, protozoa en schimmels.

Archaea is een klasse prokaryoten die al miljarden jaren in de geografische geschiedenis bestaat. De afgelopen jaren hebben wetenschappers archaea dieper bestudeerd en hun magie ontdekt. Onder hen is de meest verrassende de relatie tussen archaea en geheugen.

Zoals we allemaal weten, is geheugen een essentiële menselijke hersenfunctie. Als we ons geheugen verliezen, zal het heel moeilijk worden. Maar wist je dat? Archaea kan het menselijk geheugen bevorderen.

Studies hebben aangetoond dat archaea een stof kan produceren die "lyserginezuur" wordt genoemd en die de activiteit van hersenneuronen kan stimuleren en het menselijk geheugen kan bevorderen. Lyserginezuur kan ook de frequentie van hersengolven beïnvloeden en het geheugen en het leervermogen verbeteren door het ritme van de hersenen te veranderen.

Daarnaast kan archaea ook ons ​​humeur en onze slaapkwaliteit verbeteren. Een gezond lichaam en een gezonde emotionele toestand zijn belangrijke voorwaarden voor het behoud van het geheugen.

Om gezonde hersenen en een sterk geheugen te behouden, kunnen we dit daarom voorkomen en behandelen door voedingsmiddelen te consumeren die rijk zijn aan archaea. Voedingsmiddelen zoals yoghurt en gefermenteerde sojaproducten zijn rijk aan archaea. Daarnaast kunnen we soms ook archaea-ingrediënten vinden in gezondheidsproducten.

Samenvattend bestaat er een nauwe relatie tussen archaea en geheugen. Door voedsel dat rijk is aan Archaea op de juiste manier te consumeren, kunnen we gezonde hersenen en een sterk geheugen behouden, waardoor ons leven beter wordt. Het is duidelijk dat we ons geheugen moeten verbeteren, en Cistanche kan het geheugen aanzienlijk verbeteren, omdat Cistanche een traditioneel Chinees medicinaal materiaal is met veel unieke effecten, waaronder het verbeteren van het geheugen. De werkzaamheid van Cistanche komt voort uit de verschillende actieve ingrediënten die het bevat, waaronder looizuur, polysachariden, flavonoïde glycosiden, enz. Deze ingrediënten kunnen op veel manieren de gezondheid van de hersenen bevorderen.

Klik op 10 manieren kennen om het geheugen te verbeteren

Darmmicroben hebben een symbiotische relatie met ons lichaam. De samenstelling van de microbiota wordt al vroeg in het leven gevormd door de rijping van de darmen, die door verschillende factoren wordt beïnvloed.

Darmbacteriën zijn cruciaal voor het handhaven van de immuun- en metabolische homeostase en de bescherming tegen ziekteverwekkers. Dysbiose van de darmmicrobiota wordt niet alleen geassocieerd met darmstoornissen, maar ook met extra-intestinale ziekten zoals metabolische en neurologische stoornissen.

In dit overzicht onderzoeken de auteurs verschillende onderzoeken die de mogelijke hypothesen en verbanden hebben onthuld in de ontwikkeling van neurologische aandoeningen die verband houden met het darmmicrobioom.

Eerste concept ingediend: 30 november 2020; Geaccepteerd voor publicatie: 20 mei 2021; Online gepubliceerd: 14 juli 2021.

Trefwoorden: de ziekte van Alzheimer • angst • autismespectrumstoornis • darm-hersenas • darmmicro-organismen • microbioom • multiple sclerose • neurologische ziekte • de ziekte van Parkinson • schizofrenie.

Darmmicro-organismen die zich in het menselijke maag-darmkanaal (GI) bevinden, vormen een essentieel onderdeel van de menselijke ontwikkeling, omdat ze dienen als de grootste interface tussen de gastheer, omgevingsfactoren en antigenen in het menselijk lichaam.

Het aantal darmmicroben in onze darmen bedraagt ​​meer dan 1014, en ze zijn allemaal toegewijd aan het vormen van een wederzijds voordelige relatie (symbiose) met het lichaam. De bacteriën, archaea en eukaryoten die het maagdarmkanaal bewonen, komen op verschillende manieren ten goede aan mensen via een reeks fysiologische functies, zoals het versterken van de darmintegriteit of het vormgeven van het darmepitheel, het reguleren van de immuniteit van de gastheer, bescherming tegen ziekteverwekkers, het oogsten van energie en het leveren van voedingsstoffen zoals vitamines [1] .

Deze symbiotische relatie is het resultaat van verschillende omgevingsfactoren die tot stand komen tijdens het contact tussen de foetus en de vaginale microbiota tijdens de geboorte [2]. Darmmicro-organismen spelen een belangrijke rol in het menselijk lichaam en helpen bij een goede groei en ontwikkeling.

Historisch gezien werden darmmicro-organismen als een zegen voor de mens beschouwd vanwege deze gunstige gezondheidseffecten.

Verrassend genoeg hebben recente onderzoeken echter aangetoond dat darmmicroben een effect hebben op ziekten van het centrale zenuwstelsel (CZS) vanwege de bidirectionele communicatie tussen het darmmicrobioom en het CZS, bekend als de microbiota-darm-hersen-as, en dat ze ook de werking van het darmstelsel kunnen beïnvloeden. algemene ontwikkeling en functie van de hersenen.

Neurologische ontwikkelings-, neurodegeneratieve en psychiatrische stoornissen houden verband met veranderingen in de hoeveelheid darmflora. Als gevolg hiervan is onlangs een verband vastgesteld tussen een reeks micro-organismen in de darmen en de meest voorkomende vormen van neurologische ziekten (bijvoorbeeld de ziekte van Alzheimer [AD], multiple sclerose [MS], schizofrenie).

Hoewel de mechanismen en rollen van darmmicro-organismen bij de ontwikkeling van deze ziekten slecht worden begrepen, hebben verschillende recente onderzoeken verschillende mogelijke hypothesen voorgesteld die verklaren hoe darmmicro-organismen hun ontwikkeling kunnen beïnvloeden [3,4].

Deze review biedt een uitgebreid overzicht van micro-organismen in de darmen en hun ontwikkeling, evenals hun rol in het menselijk lichaam en hun betrokkenheid bij neurologische ziekten, inclusief bijgewerkte hypothesen van microbiële pathogenese bij neurologische ziekten.

Samenstelling en diversiteit van darmmicro-organismen

De darmmicrobiota bestaat uit verschillende soorten micro-organismen, waaronder bacteriën, gisten en virussen.

De samenstelling van darmmicroben evolueert gedurende ons leven op basis van veranderingen in de anatomische, voedings- en voedingsstatus (bijv. mager, zwaarlijvig, anorexia) en pathologische (systemische en gastro-intestinale infecties), omgevingsfactoren (bijv. klimaat, werkplek, levensstijl, familiale samenstelling) en farmacologische (bijv. gebruik van antibiotica, probiotica, laxeermiddelen, prokinetiek) factoren [5].

De menselijke microbiota bevat componenten zoals archaea, virussen, schimmels, gisten en andere eukaryoten (bijv. Blastocystis en Amoebozoa), die in onderzoek zijn verwaarloosd, en informatie over commensale schimmels, archaea en protozoa is ook schaars [5,6]. .

Volgens de taxonomie kunnen bacteriën worden ingedeeld in phyla (in de biologie is een phylum [meervoud phyla] een classificatieniveau of taxonomische rang onder koninkrijk en boven klasse), klassen, orden, families, geslachten en soorten [7].

De dominante darmmicrobiële fyla bestaat uit Firmicutes, Bacteroidetes, Actinobacteria, Proteobacteria, Fusobacteria en Verrucomicrobia, waarbij 90% van de darmmicrobiota bestaat uit de twee phyla Firmicutes en Bacteroidetes.

Thephylum Firmicutes bestaat uit meer dan 200 verschillende geslachten, waaronder Lactobacillus, Bacillus, Clostridium, Enterococcus en Ruminococcus, waarbij 95% van het phylum bestaat uit het geslacht Clostridium.

De overheersende geslachten die Bacteroidetes omvatten, zijn onder meer Bacteroides en Prevotella, terwijl de Actinobacteria-phylum qua proportie minder overvloedig is en voornamelijk wordt vertegenwoordigd door het geslacht Bifidobacterium.

De darmmicrobiota wordt gekenmerkt door clusters van bacteriën die enterotypes worden genoemd, en drie enterotypes worden gekenmerkt door drie dominante bacteriële clusters: Bacteroides (enterotype I), Prevotella (enterotype II) en Ruminococcus (enterotype III).

Enterotype I haalt energie voornamelijk uit koolhydraten met behulp van glycolyse- en pentosefosfaatroutes, terwijl enterotypes II en III mucineglycoproteïnen van de darmslijmvlieslaag kunnen afbreken [8,9].

In elk deel van het maagdarmkanaal varieert de menselijke darmmicrobiota taxonomisch en functioneel en varieert bij hetzelfde individu afhankelijk van de overgang van het kind, de leeftijd en omgevingsfactoren zoals antibioticagebruik. Er is ontdekt dat darmbacteriofagen de belangrijkste component van het darmvirus zijn. – die ongeveer 90% van de samenstelling uitmaken en de groei van de bacteriële microbiota bij zuigelingen nabootsen, en waarvan wordt aangenomen dat ze stabiel blijven in het volwassen leven [10].

Van de genen die tijdens de evolutie van het darmvirus behouden blijven, oogsten sommige genen energie voor activiteiten zoals het transport en de afbraak van koolhydraten [11-13].

Deze eigenschappen worden vaak aangetoond door uit voeding afkomstige plantenvirussen die het vermogen bezitten om de menselijke bacteriële microbiota of het metabolisme van de gastheer te controleren, inclusief eiwitsynthese en koolhydraatsynthese en afbraak [14].

Interessant is dat nieuwe metagenomische methoden ons in staat hebben gesteld de samenstelling van het darmvirus te identificeren en ons hebben laten zien dat de darm wordt bevolkt door een reeks ziekteverwekkers. Ziekteverwekkers zoals Norwalk, Rotavirus en Enterovirus zijn verantwoordelijk voor gastro-enteritis, omdat ze rechtstreeks de enterocyten beschadigen of de secretie van water en ionen in de dikke darm veranderen.

Bovendien is er ook een grote lijst van niet-detecteerbare reuzenvirussen (als gevolg van protozoa en parasieten) en van planten afkomstige virussen en bacteriofagen gevonden [15,16].

De darmmicrobioomgemeenschap wordt voornamelijk gedomineerd door bacteriën, en als gevolg daarvan is onderzoek naar de samenstelling van darmmicroben traditioneel gericht op bacteriën. Onlangs hebben nieuwe onderzoeken echter de aanwezigheid van andere microben onthuld die een grote impact kunnen hebben op zowel de gezondheidsbevordering als de ziekte-inductie bij gastheren.

Het is dus ook belangrijk om onderzoek te doen naar verwaarloosde microben om meer te weten te komen over eventuele ziekteverwekkers bij neurologische en andere ziekten.

Rol van darmmicro-organismen in het menselijk lichaam

Darmmicro-organismen spelen een zeer cruciale rol in de gezondheid door verschillende functies uit te voeren die nodig zijn voor de groei en ontwikkeling van het lichaam. Omgekeerd kan een onbalans van deze microben leiden tot veel gezondheidsgerelateerde ziekten of aandoeningen.

Micro-organismen en hun metabolieten

Miljoenen bacteriën die in de darmen verblijven, beïnvloeden de homeostase van de gastheer. De microbiota brengt een symbiotische en mutualistische relatie tot stand met de gastheer, wat inhoudt dat zowel de gastheer als de bacteriën van elkaar afhankelijk zijn om te overleven.

Het microbioom is verantwoordelijk voor het leveren van essentiële voedingsstoffen; het synthetiseren van vitamines, enzymen en aminozuren; het metaboliseren van xenobiotica en medicijnen; cellulose verteren; het uitvoeren van angiogenese; verbetering van de darmzenuwfunctie (tabel 1) [17–20]; en het synthetiseren van vetzuren met een korte keten (SCFA's), waaronder metabolieten zoals butyraat, propionaat en acetaat [21].

Darmorganismen zoals Bacteroides, Roseburia, Bifidobacterium en Enterobacteriaceae zijn betrokken bij de fermentatie van koolhydraten en onverteerbare oligosachariden, wat resulteert in de synthese van SCFA’s, waardoor de darmgezondheid verbetert [22,23].

Bacteroides thetaiotaomicron, een lid van het geslacht Bacteroides, is ook betrokken bij de fermentatie van koolhydraten [24]. Van B-thetaiotaomicron is aangetoond dat het een grotere expressie van colipase vertoont, een enzym dat nodig is voor pancreaslipase voor de vertering van lipiden [25].

Bacteroidetes en Firmicutes helpen bij het metabolisme van onverteerde voedselresten. Lactobacillus plantarum handhaaft de integriteit van de darmbarrière en voorkomt het binnendringen van darmbacteriën, bacteriële toxines, gedeeltelijk verteerde vetten en eiwitten in de bloedbaan, waardoor wordt voorkomen dat de karakteristieke symptomen van een lekkende darm optreden [26].

Een lekkende darm, of een beschadigde darmwand, zou er anders voor zorgen dat onverteerde voedseldeeltjes, giftige afvalstoffen en bacteriën door de darmen lekken en in de bloedbaan terechtkomen, waardoor een immuunreactie wordt opgewekt, ontstekingen in het hele systeem worden veroorzaakt en een individu vatbaar wordt voor meerdere gezondheidsproblemen. stoornissen.

Recente studies bij muizen hebben aangetoond dat SCFA’s – in het bijzonder butyraat – de integriteit van de darmbarrière verbeteren [21]. De microbiota beschermt de gastheer door de vestiging en groei van ziekteverwekkers te voorkomen.

Het beschermingseffect wordt via verschillende mechanismen geïmplementeerd. De darmbacteriën concurreren bijvoorbeeld om zich te binden aan de borstelrand van darmepitheelcellen, waardoor de aanhechting en het binnendringen van ziekteverwekkende bacteriën in de epitheelcellen wordt voorkomen [31].

Bovendien concurreren de darmmicroben om voedingsstoffen die door de gastheer worden geleverd, waardoor de groei van pathogene concurrenten wordt geremd. Bovendien remmen bacteriocines geproduceerd door de darmmicrobiota de groei van pathogene bacteriën [32,33].

De microbiota beïnvloedt ook de ontwikkeling van het centrale zenuwstelsel via de productie van neurotransmitters en neuromodulatoren, en de afwezigheid ervan gaat gepaard met veel problemen die verband houden met de ontwikkeling van het centrale zenuwstelsel [34].

Leden van de geslachten Lactobacillus en Bifidobacterium synthetiseren gamma-aminoboterzuur (GABA); Escherichia, Bacillus en Saccharomyces synthetiseren noradrenaline; Candida, Streptococcus, Escherichia en Enterococcus synthetiseren serotonine; Bacillus en Serratia synthetiseren dopamine; en Lactobacillus synthetiseert acetylcholine [27].

Leden van het geslacht Bacteroides synthetiseren geconjugeerd linolzuur, dat antidiabetische, antiatherogene, antiobesogene, hypolipidemische en immuunmodulerende eigenschappen bezit [28,29].

Het metabolisme van verschillende voedingseiwitten is het gevolg van de interactie tussen de gastheer en de darmmicrobiota, die elk hun respectievelijke metabolische functies vervullen; Het bacteriële enzym histaminedecarboxylase zet bijvoorbeeld L-histidine om in histamine [35]. Bacteriën kunnen ook aminozuren synthetiseren die door de gastheer kunnen worden gebruikt; deze functie hangt echter grotendeels af van de aminozuurgebruiksrol van de microbiota.

De darmmicrobiota neemt ook deel aan de afbraak van polyfenolen in de voeding (bijv. flavanolen, flavanonen, flavan{0}}olen), die bij inname inactief blijven. Bacteroides distasonis, Bacteroides uniformis, Enterococcus casseliflavus en Eubacterium ramulus verteren flavanolen; Butyrivibrio spp.

tannines verteren, vooral cranberry- en frambozenpolyfenolen; Clostridium orbiscindens en Enterococcus avium verteren flavonen; en L plantarum, Lactobacillus casei, Lactobacillus acidophilus en Bifidobacterium longum verteren anthocyanidinen [30].

Er moet ook worden opgemerkt dat eiwitfermentatie naast verschillende voordelen ook de productie van bepaalde metabolieten met zich meebrengt die verschillende fysiologische defecten bij de gastheer kunnen veroorzaken. De darmmicrobiota draagt ​​ook bij aan het xenobiotische metabolisme.

Xenobiotica zijn vreemde verbindingen die niet door de gastheer zelf worden geproduceerd, maar die worden aangeduid als farmaceutische stoffen, milieuvergiftige stoffen en toxines. Darmmicroben sturen het xenobiotische metabolisme aan via twee verschillende mechanismen, direct en indirect, afhankelijk van voeding en leefstijlfactoren [36].

Darmmicroben induceren xenobiotisch metabolisme door inactivatie van xenobiotische metabolieten, bioactivatie van xenobiotische voorlopers, reactivering van door de gastheer ontgift xenobiotisch metabolisme of veranderde expressie van de darmpermeabiliteit van de gastheer.

De darm-hersen-as

De interactie tussen de darmen en de hersenen onthult een fysiologische link daartussen die zorgt voor de totstandkoming van gastro-intestinale homeostase en voor het behoud van cognitieve en limbische functies.

De samenwerkingsrelatie tussen het CZS, het autonome zenuwstelsel (AZS), het enterische zenuwstelsel (ENS) en de hypothalamus-hypofyse-bijnier (HPA)-as van het lichaam wordt de 'darm-hersen-as' genoemd.

De interactie omvat directe en indirecte routes tussen de cognitieve en emotionele centra van de hersenen en perifere darmfuncties.

De darm-hersenas is een combinatie van de sympathische en parasympathische armen van het AZS, die respectievelijk afferente en efferenteneurale signalen aandrijven en de darm-hersen-as verbinden.

Experimenteel bewijs geeft aan dat de darmmicrobiota een significante invloed heeft op de darm-hersen-as en dat ontregeling van het darmmicrobioom kan leiden tot de ontwikkeling van immunologische, neurologische en psychiatrische stoornissen [37-40].

Een onbalans in de samenstelling van de darmmicrobiota houdt ook verband met gastro-intestinale stoornissen.

For more information:1950477648nn@gmail.com