Клинические исследования взаимосвязи между циркадным ритмом и микробиотой кишечника у пациентов с ЧМТ

Нейробиологи исследуют связи между кишечными микробами и развитием мозга. Общая структура оси мозг-кишечник-энтеральная микробиота включает центральную нервную систему (ЦНС), нейроэндокринную и нейроиммунную системы, симпатические и парасимпатические отделы вегетативной нервной системы (ВНС), энтеральную нервную систему (ЭНС) и конечно кишечная микробиота. Эти компоненты взаимодействуют, образуя сложную рефлекторную сеть с афферентными волокнами, которые проецируются на интегративные структуры ЦНС, и эфферентными проекциями на гладкую мускулатуру. Микробиота кишечника регулирует кишечный и внекишечный гомеостаз. Накопленные данные свидетельствуют о том, что микробиота кишечника может также регулировать функцию и поведение мозга. Результаты, полученные на животных моделях, показывают, что нарушения состава и функциональности некоторых членов микробиоты связаны с нейрофизиологическими расстройствами, укрепляя идею оси микробиота-кишечник-мозг и роли микробиоты как «миротворца» в здоровье мозга. Теперь ясно, что связь между кишечником и мозгом является двунаправленной. С одной стороны, изменения в микробном сообществе влияют на поведение. С другой стороны, нарушения поведения изменяют состав микробиоты кишечника. Поскольку изменения в составе микробиоты кишечника связаны с поведенческими и когнитивными изменениями, здоровое сообщество микробиоты необходимо для нормальной регуляции оси микробиота-кишечник-мозг. Среди потенциальных факторов, регулирующих ось, микробные метаболиты могут быть основными медиаторами.

Ежегодно во многих странах происходит семь миллионов черепно-мозговых травм (ЧМТ). Одним из наиболее частых осложнений у пациентов, подвергшихся ЧМТ, является нарушение сна, особенно частое после легкой ЧМТ. И еще одно – нарушение функции кишечника.

Сон регулируется сложным взаимодействием между гомеостазом сна и бодрствования и циркадными ритмами в организме. Эти ритмы в значительной степени контролируются супрахиазматическим ядром (СХЯ) переднего гипоталамуса. Часовые гены образуют молекулярный механизм этой циркадной системы, функционирующий через ауторегуляторные петли обратной связи.

Среди периферических тканей позвоночных, которые выражают циркадные ритмы, есть желудочно-кишечная система, которая проявляет циркадные ритмы в экспрессии генов (включая тактовые гены), подвижности и секреции in vivo и in vitro. Эти ритмы зависят от патентованных молекулярных часов, и они также координируются входом SCN через симпатическую нервную систему.

Растущая роль кишечного микробиома как важного модулятора желудочно-кишечной функции недавно включала роль циркадных ритмов. Недавние исследования показали, что микробная передача сигналов играет критическую роль в гомеостатическом поддержании кишечной функции наряду с циркадным механизмом хозяина.