Het klinisch onderzoek naar de relatie tussen circadiaans ritme en darmmicrobiota bij TBI-patiënten

Neurowetenschappers onderzoeken de verbindingen tussen darmmicroben en hersenontwikkeling. De algemene steiger van de hersen-darm-enterische microbiota-as omvat het centrale zenuwstelsel (CZS), het neuro-endocriene en neuro-immuunsysteem, de sympathische en parasympathische armen van het autonome zenuwstelsel (ANS), het enterische zenuwstelsel (ENS) en natuurlijk de darmmicrobiota. Deze componenten werken samen om een ​​complex reflexnetwerk te vormen met afferente vezels die uitsteken naar integratieve CZS-structuren en efferente projecties naar de gladde spier. Darmmicrobiota reguleert intestinale en extra-intestinale homeostase. Steeds meer bewijs suggereert dat de darmmicrobiota ook de hersenfunctie en het gedrag kan reguleren. Resultaten van diermodellen geven aan dat verstoringen in de samenstelling en functionaliteit van sommige microbiota-leden geassocieerd zijn met neurofysiologische stoornissen, wat het idee van een microbiota-darm-hersenas en de rol van microbiota als "vredestichter" in de gezondheid van de hersenen versterkt. Het is nu duidelijk dat de darm-hersencommunicatie bidirectioneel is. Aan de ene kant beïnvloeden veranderingen in de microbiële gemeenschap het gedrag. Aan de andere kant veranderen gedragsstoornissen de samenstelling van de darmmicrobiota. Aangezien veranderingen in de samenstelling van de darmmicrobiota verband houden met de gedrags- en cognitieve veranderingen, is een gezonde microbiota-gemeenschap essentieel voor een normale regulatie van de microbiota-darm-hersenas. Van de potentiële factoren die de as reguleren, kunnen microbiële metabolieten de belangrijkste bemiddelaars zijn.

Elk jaar komen in de vele landen zeven miljoen traumatische hersenletsels (TBI's) voor. Een van de meest voorkomende gevolgen bij patiënten die worden blootgesteld aan TBI is verstoorde slaap, wat vooral vaak voorkomt na milde TBI. En een andere is darmfunctiestoornis.

Slaap wordt bepaald door het ingewikkelde samenspel tussen slaap-waak-homeostase en circadiane ritmes in het lichaam. Deze ritmes worden grotendeels gecontroleerd door de suprachiasmatische nucleus (SCN) van de voorste hypothalamus. Klokgenen vormen de moleculaire machinerie van dit circadiane systeem, werkend via autoregulerende feedbacklussen.

Een van de perifere weefsels van gewervelde dieren die circadiane ritmes tot expressie brengen, is het gastro-intestinale systeem, dat circadiane ritmes vertoont in genexpressie (inclusief klokgenen), motiliteit en secretie in vivo en in vitro. Deze ritmes zijn afhankelijk van een gepatenteerde moleculaire klok en worden ook gecoördineerd door SCN-invoer via het sympathische zenuwstelsel.

De opkomende rol van het darmmicrobioom als een belangrijke modulator van de gastro-intestinale functie heeft onlangs de rol van circadiane ritmes omvat. Recente studies hebben gesuggereerd dat microbiële signalering een cruciale rol speelt bij het homeostatisch onderhoud van de darmfunctie, samen met het circadiane mechanisme van de gastheer.