A cirkadián ritmus és a bélmikrobióta kapcsolatának klinikai kutatása TBI-betegeknél

Idegtudósok vizsgálják a bélmikrobák és az agy fejlődése közötti összefüggéseket. Az agy-bél-enterális mikrobiota tengely általános állványzata magában foglalja a központi idegrendszert (CNS), a neuroendokrin és neuroimmun rendszereket, az autonóm idegrendszer (ANS) szimpatikus és paraszimpatikus karjait, az enterális idegrendszert (ENS), és természetesen a bélmikrobióta. Ezek az összetevők kölcsönhatásban komplex reflexhálózatot alkotnak az afferens rostokkal, amelyek az integratív központi idegrendszeri struktúrákba és a simaizomba efferens vetületekbe vetülnek. A bél mikrobiota szabályozza a bél és az extraintestinalis homeosztázist. A felhalmozódó bizonyítékok arra utalnak, hogy a bél mikrobiota szabályozhatja az agy működését és viselkedését is. Az állatmodellek eredményei azt mutatják, hogy a mikrobiota egyes tagjainak összetételében és működésében fellépő zavarok neurofiziológiai rendellenességekhez kapcsolódnak, ami megerősíti a mikrobiota-bél-agy tengely gondolatát és a mikrobiota „békefenntartó” szerepét az agy egészségében. Most már világos, hogy a bél-agy kommunikáció kétirányú. Egyrészt a mikrobiális közösség változásai befolyásolják a viselkedést. Másrészt a viselkedés zavarai megváltoztatják a bél mikrobiota összetételét. Mivel a bélmikrobióta összetételében bekövetkező változások összefüggenek a viselkedési és kognitív változásokkal, az egészséges mikrobióta közösség elengedhetetlen a mikrobiota-bél-agy tengely normális szabályozásához. A tengelyt szabályozó potenciális tényezők közül a mikrobiális metabolitok lehetnek a fő mediátorok.

Évente hétmillió traumás agysérülés (TBI) fordul elő számos országban. A TBI-nek kitett betegek egyik leggyakoribb szövődménye az alvászavar, ami különösen gyakori enyhe TBI után. És egy másik a bélműködési zavar.

Az alvást az alvási ébrenléti homeosztázis és a szervezet cirkadián ritmusa közötti bonyolult kölcsönhatás szabályozza. Ezeket a ritmusokat nagyrészt az elülső hipotalamusz suprachiasmaticus magja (SCN) szabályozza. Az óragének alkotják ennek a cirkadián rendszernek a molekuláris gépezetét, amely autoregulációs visszacsatolási hurkon keresztül működik.

A gerincesek cirkadián ritmusát kifejező perifériás szövetei közé tartozik a gasztrointesztinális rendszer, amely cirkadián ritmust mutat a génexpresszióban (beleértve az óragéneket), a mozgékonyságot és a szekréciót in vivo és in vitro. Ezek a ritmusok egy szabadalmaztatott molekuláris órától függenek, és a szimpatikus idegrendszeren keresztüli SCN bemenet is koordinálja őket.

A bél mikrobiómának a gasztrointesztinális működés fontos modulátoraként megjelenő szerepe a közelmúltban a cirkadián ritmusok szerepét is magában foglalta. A legújabb tanulmányok azt sugallták, hogy a mikrobiális jelátvitel kritikus szerepet játszik a bélműködés homeosztatikus fenntartásában, a gazdaszervezet cirkadián mechanizmusával együtt.