Kliininen tutkimus vuorokausirytmin ja suoliston mikrobiotan välisestä suhteesta TBI-potilailla

Neurotieteilijät tutkivat yhteyksiä suoliston mikrobien ja aivojen kehityksen välillä. Aivo-suolisto-enteraalinen mikrobiota-akselin yleinen tukirakenne sisältää keskushermoston (CNS), neuroendokriinisen ja neuroimmuunijärjestelmän, autonomisen hermoston (ANS) sympaattisen ja parasympaattisen käsivarren, enteerisen hermoston (ENS) ja tietysti suoliston mikrobiota. Nämä komponentit toimivat vuorovaikutuksessa muodostaen monimutkaisen refleksiverkoston afferenttien säikeiden kanssa, jotka projisoituvat integratiivisiin keskushermostorakenteisiin ja sileän lihaksen efferenteihin. Suoliston mikrobiota säätelee suoliston ja suoliston ulkopuolista homeostaasia. Kertyvä näyttö viittaa siihen, että suoliston mikrobiota voi myös säädellä aivojen toimintaa ja käyttäytymistä. Eläinmalleista saadut tulokset osoittavat, että joidenkin mikrobiotan jäsenten koostumuksen ja toiminnallisuuden häiriöt liittyvät neurofysiologisiin häiriöihin, mikä vahvistaa ajatusta mikrobiota-suoli-aivo-akselista ja mikrobiotan roolia "rauhanturvaajana" aivojen terveydessä. Nyt on selvää, että suolen ja aivojen välinen viestintä on kaksisuuntaista. Toisaalta muutokset mikrobiyhteisössä vaikuttavat käyttäytymiseen. Toisaalta käyttäytymisen häiriöt muuttavat suoliston mikrobiston koostumusta. Koska muutokset suoliston mikrobiotan koostumuksessa liittyvät käyttäytymis- ja kognitiivisiin muutoksiin, terve mikrobiotayhteisö on välttämätön mikrobiota-suoli-aivo-akselin normaalille säätelylle. Mahdollisista akselia säätelevistä tekijöistä mikrobien metaboliitit voivat olla tärkeimpiä välittäjiä.

Seitsemän miljoonaa traumaattista aivovammaa (TBI) tapahtuu vuosittain monissa maissa. Yksi yleisimmistä TBI:lle altistuneiden potilaiden seurauksista on unihäiriöt, mikä on erityisen yleistä lievän TBI:n jälkeen. Ja toinen on suoliston toimintahäiriö.

Unta hallitsee uniherätyksen homeostaasin ja kehon vuorokausirytmien välinen monimutkainen vuorovaikutus. Näitä rytmejä säätelee suurelta osin etuhypotalamuksen suprakiasmaattinen tuma (SCN). Kellogeenit muodostavat tämän vuorokausijärjestelmän molekyylikoneiston, joka toimii automaattisen säätelyn takaisinkytkentäsilmukoiden kautta.

Vuorokausirytmejä ilmentävien selkärankaisten perifeeristen kudosten joukossa on maha-suolijärjestelmä, jolla on vuorokausirytmejä geenien ilmentymisessä (mukaan lukien kellogeenit), liikkuvuudessa ja erittymisessä in vivo ja in vitro. Nämä rytmit riippuvat patentoidusta molekyylikellosta, ja niitä koordinoi myös SCN-syöte sympaattisen hermoston kautta.

Suoliston mikrobiomin nouseva rooli ruoansulatuskanavan toiminnan tärkeänä modulaattorina on viime aikoina sisältänyt vuorokausirytmien roolin. Viimeaikaiset tutkimukset ovat ehdottaneet, että mikrobien signaloinnilla on kriittinen rooli suoliston toiminnan homeostaattisessa ylläpidossa yhdessä isännän vuorokausimekanismin kanssa.