La investigación clínica sobre la relación entre el ritmo circadiano y la microbiota intestinal en pacientes con TCE

Los neurocientíficos están investigando las conexiones entre los microbios intestinales y el desarrollo del cerebro. El andamiaje general del eje cerebro-intestino-microbiota entérica incluye el sistema nervioso central (SNC), los sistemas neuroendocrino y neuroinmune, los brazos simpático y parasimpático del sistema nervioso autónomo (ANS), el sistema nervioso entérico (ENS) y por supuesto la microbiota intestinal. Estos componentes interactúan para formar una red refleja compleja con fibras aferentes que se proyectan hacia estructuras integradoras del SNC y proyecciones eferentes hacia el músculo liso. La microbiota intestinal regula la homeostasis intestinal y extraintestinal. La evidencia acumulada sugiere que la microbiota intestinal también puede regular la función y el comportamiento del cerebro. Los resultados de modelos animales indican que las alteraciones en la composición y funcionalidad de algunos miembros de la microbiota están asociadas con trastornos neurofisiológicos, lo que fortalece la idea de un eje microbiota-intestino-cerebro y el papel de la microbiota como "pacificadora" en la salud del cerebro. Ahora está claro que la comunicación intestino-cerebro es bidireccional. Por un lado, los cambios en la comunidad microbiana afectan el comportamiento. Por otro lado, las perturbaciones en el comportamiento alteran la composición de la microbiota intestinal. Dado que los cambios en la composición de la microbiota intestinal están asociados con alteraciones conductuales y cognitivas, una comunidad de microbiota saludable es esencial para una regulación normal del eje microbiota-intestino-cerebro. Entre los factores potenciales que regulan el eje, los metabolitos microbianos pueden ser los principales mediadores.

Siete millones de lesiones cerebrales traumáticas (TBI, por sus siglas en inglés) ocurren cada año en muchos países. Una de las secuelas más comunes en pacientes expuestos a TBI es la interrupción del sueño, que es especialmente común después de una TBI leve. Y otro es el trastorno de la función intestinal.

El sueño se rige por la intrincada interacción entre la homeostasis del sueño y la vigilia y los ritmos circadianos del cuerpo. Estos ritmos están controlados en gran medida por el núcleo supraquiasmático (SCN) del hipotálamo anterior. Los genes reloj forman la maquinaria molecular de este sistema circadiano, que opera a través de bucles de retroalimentación de autorregulación.

Entre los tejidos periféricos de vertebrados que expresan ritmos circadianos se encuentra el sistema gastrointestinal, que presenta ritmos circadianos en la expresión génica (incluidos los genes reloj), motilidad y secreción in vivo e in vitro. Estos ritmos dependen de un reloj molecular patente y también están coordinados por la entrada SCN a través del sistema nervioso simpático.

El papel emergente del microbioma intestinal como importante modulador de la función gastrointestinal ha incluido recientemente el papel de los ritmos circadianos. Estudios recientes han sugerido que la señalización microbiana juega un papel crítico en el mantenimiento homeostático de la función intestinal junto con el mecanismo circadiano del huésped.