Klinický výzkum vztahu mezi cirkadiánním rytmem a střevní mikrobiotou u pacientů s TBI

Neurovědci zkoumají souvislosti mezi střevními mikroby a vývojem mozku. Obecné lešení osy mozek-střevo-enterická mikroflóra zahrnuje centrální nervový systém (CNS), neuroendokrinní a neuroimunitní systém, sympatická a parasympatická ramena autonomního nervového systému (ANS), enterický nervový systém (ENS) a samozřejmě střevní mikrobiota. Tyto složky interagují a vytvářejí komplexní reflexní síť s aferentními vlákny, která vyčnívají do integračních struktur CNS a eferentních projekcí do hladkého svalstva. Střevní mikrobiota reguluje střevní a extraintestinální homeostázu. Hromadné důkazy naznačují, že střevní mikroflóra může také regulovat mozkové funkce a chování. Výsledky ze zvířecích modelů naznačují, že poruchy ve složení a funkčnosti některých členů mikrobioty jsou spojeny s neurofyziologickými poruchami, což posiluje myšlenku osy mikrobiota-střevo-mozek a roli mikrobioty jako „udržovatele míru“ ve zdraví mozku. Nyní je jasné, že komunikace střeva a mozku je obousměrná. Na jedné straně změny v mikrobiální komunitě ovlivňují chování. Na druhou stranu, poruchy v chování mění složení střevní mikroflóry. Vzhledem k tomu, že změny ve složení střevní mikroflóry jsou spojeny s behaviorálními a kognitivními změnami, je zdravá komunita mikroflóry nezbytná pro normální regulaci osy mikrobiota-střevo-mozek. Mezi potenciálními faktory regulujícími osu mohou být hlavními mediátory mikrobiální metabolity.

V mnoha zemích dojde každý rok k sedmi milionům traumatických poranění mozku (TBI). Jedním z nejčastějších následků u pacientů vystavených TBI je narušený spánek, který je zvláště častý po mírném TBI. A další je porucha funkce střev.

Spánek je řízen složitou souhrou mezi homeostázou spánku a bdění a cirkadiánními rytmy v těle. Tyto rytmy jsou z velké části řízeny suprachiasmatickým jádrem (SCN) předního hypotalamu. Hodinové geny tvoří molekulární aparát tohoto cirkadiánního systému, který funguje prostřednictvím autoregulačních zpětnovazebních smyček.

Mezi periferní tkáně obratlovců, které exprimují cirkadiánní rytmy, patří gastrointestinální systém, který vykazuje cirkadiánní rytmy v genové expresi (včetně hodinových genů), motilitě a sekreci in vivo a in vitro. Tyto rytmy závisí na patentovaných molekulárních hodinách a jsou také koordinovány vstupem SCN prostřednictvím sympatického nervového systému.

Objevující se role střevního mikrobiomu jako důležitého modulátoru gastrointestinálních funkcí nedávno zahrnovala roli cirkadiánních rytmů. Nedávné studie naznačují, že mikrobiální signalizace hraje kritickou roli v homeostatickém udržování střevní funkce spolu s cirkadiánním mechanismem hostitele.