Die klinische Forschung zur Beziehung zwischen circadianem Rhythmus und Darmmikrobiota bei SHT-Patienten

Neurowissenschaftler untersuchen die Verbindungen zwischen Darmmikroben und der Entwicklung des Gehirns. Das allgemeine Gerüst der Gehirn-Darm-Darm-Mikrobiota-Achse umfasst das Zentralnervensystem (ZNS), das neuroendokrine und das Neuroimmunsystem, die sympathischen und parasympathischen Arme des autonomen Nervensystems (ANS), das enterische Nervensystem (ENS) und natürlich die Darmflora. Diese Komponenten interagieren, um ein komplexes Reflexnetzwerk mit afferenten Fasern zu bilden, die zu integrativen ZNS-Strukturen und efferenten Projektionen zum glatten Muskel projizieren. Die Darmmikrobiota reguliert die intestinale und extraintestinale Homöostase. Immer mehr Beweise deuten darauf hin, dass die Darmmikrobiota auch die Gehirnfunktion und das Verhalten regulieren kann. Ergebnisse von Tiermodellen weisen darauf hin, dass Störungen in der Zusammensetzung und Funktionalität einiger Mikrobiota-Mitglieder mit neurophysiologischen Störungen assoziiert sind, was die Idee einer Mikrobiota-Darm-Gehirn-Achse und die Rolle der Mikrobiota als „Friedenswächter“ für die Gesundheit des Gehirns stärkt. Inzwischen ist klar, dass die Darm-Hirn-Kommunikation bidirektional ist. Einerseits beeinflussen Veränderungen in der mikrobiellen Gemeinschaft das Verhalten. Andererseits verändern Verhaltensstörungen die Zusammensetzung der Darmmikrobiota. Da Veränderungen in der Zusammensetzung der Darmmikrobiota mit den Verhaltens- und kognitiven Veränderungen einhergehen, ist eine gesunde Mikrobiota-Gemeinschaft für eine normale Regulierung der Mikrobiota-Darm-Hirn-Achse unerlässlich. Unter den potenziellen Faktoren, die die Achse regulieren, können mikrobielle Metaboliten die wichtigsten Mediatoren sein.

In vielen Ländern treten jedes Jahr sieben Millionen traumatische Hirnverletzungen (TBIs) auf. Eine der häufigsten Folgeerscheinungen bei Patienten, die einem TBI ausgesetzt sind, ist Schlafstörungen, die besonders häufig nach einem leichten TBI auftreten. Und eine andere ist eine Darmfunktionsstörung.

Der Schlaf wird durch das komplizierte Zusammenspiel zwischen Schlaf-Wach-Homöostase und zirkadianen Rhythmen im Körper bestimmt. Diese Rhythmen werden weitgehend vom Nucleus suprachiasmaticus (SCN) des vorderen Hypothalamus gesteuert. Uhrengene bilden die molekulare Maschinerie dieses zirkadianen Systems, die über autoregulatorische Rückkopplungsschleifen arbeitet.

Unter den peripheren Wirbeltiergeweben, die zirkadiane Rhythmen exprimieren, befindet sich das Gastrointestinalsystem, das zirkadiane Rhythmen in der Genexpression (einschließlich Uhrengenen), Motilität und Sekretion in vivo und in vitro zeigt. Diese Rhythmen hängen von einer patentierten molekularen Uhr ab und werden auch durch SCN-Eingabe über das sympathische Nervensystem koordiniert.

Die aufkommende Rolle des Darmmikrobioms als wichtiger Modulator der Magen-Darm-Funktion hat kürzlich die Rolle des zirkadianen Rhythmus eingeschlossen. Jüngste Studien haben gezeigt, dass die mikrobielle Signalübertragung zusammen mit dem zirkadianen Mechanismus des Wirts eine entscheidende Rolle bei der homöostatischen Aufrechterhaltung der Darmfunktion spielt.