Den kliniske forskning om forholdet mellem døgnrytme og tarmmikrobiota hos TBI-patienter

Neurovidenskabsmænd undersøger forbindelserne mellem tarmmikrober og hjernens udvikling. Det generelle stillads af den hjerne-tarm-enteriske mikrobiota-akse omfatter centralnervesystemet (CNS), de neuroendokrine og neuroimmune systemer, de sympatiske og parasympatiske arme i det autonome nervesystem (ANS), det enteriske nervesystem (ENS) og selvfølgelig tarmmikrobiotaen. Disse komponenter interagerer for at danne et komplekst refleksnetværk med afferente fibre, der projicerer til integrerende CNS-strukturer og efferente projektioner til den glatte muskel. Tarmmikrobiota regulerer intestinal og ekstraintestinal homeostase. Akkumulerende beviser tyder på, at tarmmikrobiotaen også kan regulere hjernens funktion og adfærd. Resultater fra dyremodeller indikerer, at forstyrrelser i sammensætningen og funktionaliteten af ​​nogle mikrobiotamedlemmer er forbundet med neurofysiologiske lidelser, hvilket styrker ideen om en mikrobiota-tarm-hjerne-akse og mikrobiotas rolle som en "fredsbevarende" i hjernens sundhed. Det er nu klart, at tarm-hjerne-kommunikationen er tovejs. På den ene side påvirker ændringer i det mikrobielle samfund adfærd. På den anden side ændrer adfærdsforstyrrelser sammensætningen af ​​tarmmikrobiotaen. Da ændringer i sammensætningen af ​​tarmmikrobiotaen er forbundet med adfærdsmæssige og kognitive ændringer, er et sundt mikrobiotasamfund afgørende for en normal regulering af mikrobiota-tarm-hjerne-aksen. Blandt de potentielle faktorer, der regulerer aksen, kan mikrobielle metabolitter være de vigtigste mediatorer.

Syv millioner traumatiske hjerneskader (TBI'er) forekommer hvert år i de mange lande. En af de mest almindelige følgesygdomme hos patienter, der udsættes for TBI, er forstyrret søvn, hvilket er særligt almindeligt efter mild TBI. Og en anden er tarmfunktionsforstyrrelse.

Søvn er styret af det indviklede samspil mellem søvnvågen homeostase og døgnrytmer i kroppen. Disse rytmer styres stort set af den suprachiasmatiske kerne (SCN) i den anteriore hypothalamus. Urgener danner det molekylære maskineri i dette døgnrytmesystem, der fungerer via autoregulatoriske feedback-sløjfer.

Blandt de hvirveldyrs perifere væv, der udtrykker døgnrytmer, er mave-tarmsystemet, som udviser døgnrytme i genekspression (inklusive urgener), motilitet og sekretion in vivo og in vitro. Disse rytmer afhænger af et patenteret molekylært ur, og de koordineres også af SCN-input via det sympatiske nervesystem.

Tarmmikrobiomets nye rolle som en vigtig modulator af mave-tarmfunktion har for nylig inkluderet rollen som døgnrytme. Nylige undersøgelser har antydet, at mikrobiel signalering spiller en kritisk rolle i homeostatisk vedligeholdelse af tarmfunktionen sammen med værtens døgnmekanisme.