يمكن الميكروبات في الأمعاء تؤثر على الدماغ؟
ليندسي لBorthwick، ومؤسسة كافلي | 8 يناير 2015 12:07 ET
 |
تريليونات من الميكروبات التي تعيش في جسم الإنسان، وتسمى مجتمعة microbiome، تشير التقديرات إلى وزن 2-6 باوندات - ما يصل إلى ضعف وزن متوسط الدماغ البشري. ويعيش معظمهم في القناة الهضمية والأمعاء، حيث أنها تساعدنا على هضم الطعام، توليف الفيتامينات ودرء العدوى. لكن البحوث التي أجريت مؤخرا على microbiome قد أظهرت أن نفوذها يمتد إلى أبعد من القناة الهضمية، بما في ذلك الدماغ. خلال السنوات ال 10 الماضية، وربطت الدراسات microbiome الأمعاء إلى مجموعة من السلوكيات المعقدة، مثل المزاج والعاطفة، الشهية والشبع، والتعلم حتى والذاكرة. ليس فقط لم تظهر microbiome الأمعاء للمساعدة في الحفاظ على وظيفة المخ، ولكنها قد تؤثر أيضا على مخاطر الاضطرابات النفسية والعصبية، بما في ذلك القلق، والاكتئاب والانطواء على الذات.
السؤال الكبير هو كيف؟
في الآونة الأخيرة، وجهت مؤسسة كافلي معا ثلاثة باحثين في طليعة هذا المجال الناشئ لمناقشة الاتصال microbiome في الدماغ وما إذا كنا نستطيع علاج اضطرابات الدماغ من خلال القناة الهضمية.
وكان المشاركون:
تريسي بايل ، أستاذ علم الأعصاب في جامعة بنسلفانيا في كلية الطب البيطري ومدرسة بيرلمان للطب.تدرس آثار أوائل اجهاد ما قبل الولادة على نمو مخ الجنين وأظهر أن هذا جزئيا بوساطة من قبل microbiome.
كريستوفر لوري ، هو أستاذ مشارك في قسم مركز التكاملية فسيولوجيا وعلم الأعصاب في جامعة كولورادو بولدر ومدير مختبر السلوكية Neuroendocrinology. لوري ووضع استراتيجيات جديدة لمنع وعلاج القلق والاكتئاب، بما في ذلك استخدام الميكروبات النافعة التي تعيش في القناة الهضمية.
سركيس Mazmanian ، أستاذ علم الأحياء الدقيقة في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا، وزميل ماك آرثر 2012. والميكروبيولوجي والمناعة من خلال التدريب والدراسات Mazmanian كيفية عمل الدماغ، والجهاز المناعي وmicrobiome تتفاعل في الصحة والمرض، بما في ذلك يؤثر على اضطراب طيف التوحد.
في 15 يناير 2015، في 15:00 ET، والانضمام مؤسسة كافلي ل بث حي مع كريستوفر لوري وسركيس Mazmanian ، التي مناقشة الاكتشافات الجديدة حول العلاقة الأمعاء، microbiome في الدماغ والإجابة على سؤالك. إرسال أسئلتكم عبر البريد الإلكتروني في أي وقت ل info@kavlifoundation.org أو عبر تويتر باستخدام الوسم #KavliLive.
وفيما يلي مقتطفات من مناقشة المائدة المستديرة التي جرت عبر دائرة تلفزيونية مغلقة في ديسمبر كانون الاول عام 2014. وقد قدم للمشاركين فرصة لتعديل أو تحرير ملاحظاتهم.
مؤسسة كافلي: إن فكرة أن الميكروبات التي تعيش في القناة الهضمية لدينا لها تأثير على الدماغ هي واحدة جديدة نسبيا. ما تحدد لك في الطريق لدراسة هذه العلاقة؟وكيف تفكيرك تطورت منذ ذلك الحين؟
سركيس Mazmanian: على مدى أكثر من عقد من الزمان، مختبري تم دراسة التفاعل بين الميكروبات والجهاز المناعي. أخذت هذا المسار في السنوات الخمس الماضية، لأنه من خلال حوارات مع علماء الأعصاب في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا هنا، أدركت أن هناك الكثير من أوجه الشبه بين جهاز المناعة والجهاز العصبي. على سبيل المثال، الخلايا المناعية والخلايا العصبية تنتج والشعور كثيرة من نفس المواد الكيميائية. منذ الميكروبات وجود مثل هذا تأثير عميق على النظام المناعي، وتساءل عما إذا كانت لديها تأثير على الدماغ أيضا. اعتقدت بأننا سنجد أن الميكروبات تتفاعل مع الدماغ عن طريق الجهاز المناعي. لكن البيانات لدينا ولدت حتى الآن أظهرت أن الميكروبات تتفاعل مع الدماغ من خلال إنتاج الجزيئات التي أثر السلوك دون تغيير في الجهاز المناعي. على الرغم من أننا لم تستبعد وجود صلة المناعي، وقد اكتشفنا الآليات التي جزيئات الميكروبية قد تتفاعل مباشرة مع الجهاز العصبي.
كريستوفر لوري: بلادي مختبر تم دراسة التفاعلات بين البكتيريا والجهاز العصبي والسلوك العاطفي لنحو 15 عاما. لقد وجدنا، على سبيل المثال، أن الفئران التي تعرضت للبكتيريا التربة المعطل تسمى المتفطرة vaccae زيادة إنتاج مادة السيروتونين الناقل العصبي في الدماغ، والتي لها آثار تشبه المضادة للاكتئاب.
نقطة تحول للنظر في التفاعلات الأمعاء، microbiome في الدماغ في مختبري جاءت فعلا مع أول تعاوننا مع روب نايت، الذي يقود المشروع الوتر الأمريكي هنا في CU-بولدر. معا، لقد تم التحقيق سبل تحوير الجهاز المناعي لمنع الاضطرابات المرتبطة بالتوتر النفسية، مثل القلق والإضطرابات المزاجية. على الرغم من أن هذا العمل لا يزال جاريا، إلا أنه من الواضح أن الجراثيم تلعب دورا هاما في التوتر الناجم عن القلق المزمن، على الأقل في النماذج الحيوانية. [ 5 طرق بكتيريا الأمعاء جيدة لأكثر من مجرد أمعائك ]
تريسي بايل: بلدي مختبر يعمل على تأثير الضغوط النفسية أثناء الحمل على نمو الدماغ باستخدام نموذج الفأر في وقت مبكر من الإجهاد الأمهات. كان هناك Radiolab الحلقة على NPR التي أثارت محادثة في المختبر عن طريق المهبل microbiome، التي هي المصدر الرئيسي من البكتيريا التي تعيش أول أمعاء المولود الجديد. بدأنا التفكير في العوامل البيئية، مثل الإجهاد، التي يمكن أن تغير microbiome المهبل وأتساءل عما اذا كان من شأنها أن يكون لها تأثير على نموذجنا للنمو المخ. انها ازدهرت من هناك وذلك لأن العلاقة بين الأمعاء microbiome المولود الجديد وله أو microbiome المهبل والدتها يكاد يكون واحد الى واحد، مع microbiome المولود الجديد التغير في رد مباشر على الأم لها. تساءلنا، كيف هذا التفاعل يغير من طريقة دماغ الطفل يتطور في نموذج الفأر لدينا في وقت مبكر من اجهاد ما قبل الولادة؟ [لجنة تقصي الحقائق حول كيفية تأثير الإجهاد أمي الدماغ الطفل ]
اتضح أن الإجهاد يغير مستويات الملبنة ، واللبنيك البكتيريا المنتجة للحمض التي تعيش في القناة الهضمية التي تؤثر على كيمياء الدماغ، في كل من الأمهات وأطفالهن.
TKF: ما هي الأسئلة الكبيرة حول العلاقة الأمعاء، microbiome في الدماغ أن الباحثين يحاولون الإجابة الآن؟
السل: الآن نحن نعلم أن التغييرات microbiome ردا على الإجهاد، وأعتقد أن الحقل هو محاولة لفهم العمليات التي وmicrobiome الأمعاء يغير الدماغ.
CL: أنا أتفق تماما. السؤال الكبير الآن هو كيف يمارس على microbiome آثارها على الدماغ. بعض الأسئلة نحن جميعا لا تزال تحاول الإجابة تشمل تكوين الجراثيم امعاء، وآثاره على نفاذية بطانة الجهاز الهضمي، وآثاره على التهاب في الجسم بأكمله، وآثاره على الإشارات العصبية من القناة الهضمية لل الدماغ.
SM: السؤال الكبير الآخر هو ما إذا كنا نستطيع علاج اضطرابات الدماغ، مثل مرض التوحد، التي تهدف العلاجات في القناة الهضمية. واحدة من العوائق التي تحول دون علاج الاضطرابات النفسية والعصبية هو أننا في كثير من الأحيان لا يفهمون آليات المرض الكامنة. وبعبارة أخرى ليس فقط ما لاستهداف ولكن أين تلك الأهداف هي في الجسم. إذا كانت الأهداف العلاجية هي في الدماغ ثم يصبح تحديا من نوع خاص بسبب حاجز الدم في الدماغ، وهي شبكة من الأوعية الدموية التي تحمي الدماغ من المواد الضارة. ولكن إذا كان حالة عصبية ينشأ فعلا في امعاء، والتي نعتقد هو الحال بالنسبة لبعض الأفراد المصابين بالتوحد، ثم تقديم العلاجات هو أسهل من ذلك بكثير. في مختبري، كنا قادرين على تغيير بعض من الأعراض المصاحبة للمرض التوحد، مثل السلوكيات المتكررة، في الفئران عن طريق تغذية لهم الأنواع البكتيرية محددة. هذه البكتيريا تعدل الجزيئات في الأمعاء والدم الذي يؤثر على الجهاز العصبي.
TKF: وهذا يقودني إلى السؤال التالي. سركيس، كيف كنت تعتقد أن الميكروبات في الأمعاء والتواصل مع الدماغ وتقود السلوك؟ لديها تجارب باستخدام الفئران يعانون من أعراض تشبه مرض التوحد عرض أي أدلة؟
SM: هناك ثلاثة طرق على الأقل ميكروبات الأمعاء تتواصل مع الدماغ: الأول هو مباشرة عبر العصب المبهم، الذي يربط بين شبكة من الأعصاب في القناة الهضمية إلى الدماغ. والثاني هو من خلال تعميم الخلايا المناعية التي تستعد، أو تعليمه، في القناة الهضمية ومن ثم السفر إلى الدماغ. والثالث قد يكون الأيض، والجزيئات التي تنتجها الميكروبات في الأمعاء التي تدخل الدم وإرساله إلى مناطق الدماغ حيث أنها تؤثر على السلوك. اظهرنا، على سبيل المثال، أن الأيض التي تنتجها بكتيريا الأمعاء غير كافية لتسبب الانحرافات السلوكية المرتبطة بالتوحد ومع القلق عند حقنه في الفئران الأصحاء. هذا يشير إلى أن جزيئات الميكروبية قد ربط الأمعاء إلى الدماغ عن طريق الدورة الدموية. [ صعود التوحد الباحثون: انظروا ماذا حالات تتزايد ]
السل: سركيس تغطي معظم ما يفهم الناس حاليا حول ما يحدث في القناة الهضمية. ولكن نأخذ في الاعتبار أن هناك نافذة التنموي الذي هو أيضا مهم. لقد مبين في نموذج الفأر لدينا في وقت مبكر من توتر الامهات، على سبيل المثال، أن التغيرات على المدى القصير إلى microbiome خلال فترة حرجة من تطور يمكن أن يؤدي إلى تغيرات في الدماغ.
TKF: وقد أي شخص تتبع فعلا تغيرات في الدماغ البشري إلى microbiome؟
SM: Emeran ماير وزملاؤه في جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس، وتستخدم التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي، أو الرنين المغناطيسي الوظيفي، للنظر في آثار الكائنات الحية الدقيقة محددة على نشاط الدماغ. وأوضح أن علاج الأشخاص الأصحاء مع منتجات الحليب المخمرة التي تحتوي على البروبيوتيك، أو البكتيريا الصحية، نشاط الدماغ يتغير في مناطق مرتبطة العاطفة.
السل: تنمويا، وهذا هو السؤال الصعب، لأنك لا تستطيع أن تفعل التجارب للرقابة في الأطفال حديثي الولادة. ولكن هناك الكثير من الدراسات الجارية في أوروبا وكندا، حيث يقوم الباحثون بإعطاء lavages المهبلية لحديثي الولادة ألقاه C-القسم للتأكد من أنها تحصل على جرعة لطيفة من microbiome والدتهما.
TKF: تريسي، وكنت قد تحدثت عن علاقة وثيقة بين microbiome الأم عن طريق المهبل، والذي يصادف الطفل لأنها تمر من خلال قناة الولادة، ولها الوليد الطفل. يمكنك التوسع في كيف يمكن لهذا الشكل الطبيعي من التلقيح يساعد على وضع الأساس لنمو الدماغ؟
السل: هناك نوافذ الإنمائية الرئيسية عندما الدماغ هو أكثر عرضة لأنه وضع نفسه حتى الرد على العالم من حوله. في الوقت نفسه، كما أشار سركيس بها، وmicrobiome الأمعاء ويساعد على إعداد نظام مناعة الطفل. لذلك، إذا تغير النظام البيئي الميكروبية أمي - بسبب العدوى، والإجهاد أو اتباع نظام غذائي، على سبيل المثال - القناة الهضمية microbiome لها المولود الجديد سوف تتغير أيضا، والتي يمكن أن يكون لها تأثير مدى الحياة. ويمكن أن تغير الطريقة القناة الهضمية، والجهاز المناعي داخل القناة الهضمية، ويطور، وكيف أن الدماغ يتطور.
ما هو مثير للاهتمام، من تجاربنا على آثار التعرض إلى أوائل توتر الامهات في الفئران، غير أنه إذا نظرتم هؤلاء الأطفال في مرحلة البلوغ، قد يكون microbiome بها تعود الى طبيعتها تماما، ولكن إذا كنت ثم أؤكد لهم أو منحهم التحدي المناعي، كنت نرى اختلافات كبيرة مرة أخرى في الطريق أجسامهم تستجيب.لذلك التعرض الحاد حتى لاجهاد ما قبل الولادة ويبدو أن يغير كيفية استجابة الكائن الحي للتغيرات في بيئتها على المدى الطويل.
TKF: أجد أن مخيفا بعض الشيء. النساء الحوامل لديها بالفعل كثيرا ما يدعو للقلق.
SM: أستطيع أن أفهم أن رد الفعل. مجرد مفهوم أن الميكروبات يمكن أن يكون لها آثار عميقة على الدماغ قد يكون من الصعب بالنسبة للكثير من الناس إلى الاعتقاد. ولكن أنا أميل إلى الاعتقاد بأن من خلال فهم هذه الآثار، يمكن للمرء أن نفعل شيئا حيال أوبئة القلق والتوحد واضطراب نقص الانتباه وفرط النشاط، والمعروفة أيضا باسم ADHD، أن نراه في مجتمع اليوم. نحن نتعلم أن المجتمع يمكن أن تفعل الأشياء التي ليست في مصلحة صحة الطفل وفهم تلك الأشياء التي يمكن أن تغير الممارسات ومنع، وذلك لعدم وجود مصطلح أفضل، والأخطاء أثناء الفترات الحرجة للتنمية. حتى تأخذ بلدي هو أكثر قليلا إيجابية.
السل: أنا أتفق. أعتقد أنه من الوعي أكثر من عامل الخوف.
TKF: كريستوفر، وكنت قد اقترحت أن عدم التعرض لكثير من البكتيريا تطورنا مع يجوز المساهمة في العلل لدينا، بما في ذلك الاضطرابات النفسية مثل الاكتئاب والقلق. إذا كان هذا هو الحال، لا نستطيع تعويض عن الماضي؟
CL: هناك بعض الاضطرابات النفسية مثل اضطراب ما بعد الصدمة، أو اضطراب ما بعد الصدمة، والاكتئاب التي يبدو أنها تترافق مع زيادة الالتهاب، استجابة مناعية رفعت المتابعة في الجسم والدماغ. حتى الميكروبات التي يمكن أن تعدل الجهاز المناعي والحد من التهاب قد يكون لها بعض الفوائد، إما عن طريق التخفيف من أعراض أنواع معينة من اضطرابات نفسية، أو في أفضل سيناريو ممكن، ومنعهم. لذلك نعم، أعتقد أن اتخاذ أو التعرض لهذه الأنواع من البكتيريا خلال مرحلة البلوغ يمكن أن تكون مفيدة، على الرغم من الواضح أن التأثيرات الرئيسية الخاصة بهم خلال التنمية، وتريسي وسركيس وأشار إلى. [ الشعور الغريزي؟ البروبيوتيك قد يخفف القلق والاكتئاب ]
TKF: هل اختبار أي البروبيوتيك للإجهاد أو الاكتئاب؟
CL: دراساتنا الحالية تستخدم البكتيريا قتلوا الحرارة بدلا من البروبيوتيك، التي تعرف منظمة الصحة العالمية الكائنات الدقيقة الحية التي تمنح فائدة صحية إلى المضيف عندما تدار بكميات كافية. لدينا سلسلة من الدراسات التي نحن نستعد لنشر تشير إلى أن بعض أنواع الميكروبات قتلوا الحرارة يمكن أن يمنع المتلازمات التي تتوقعون عقب التوتر المزمن. نحن نأمل في إجراء دراسات مماثلة باستخدام البروبيوتيك في الحيوانات والبشر.
TKF: هل تغير سلوكك نتيجة البحث الخاصة بك في العلاقة بين microbiome وصحة الجسم والدماغ؟
CL: لقد غيرت بالتأكيد الألغام. I أكل الخضروات الطازجة بدرجة أكبر، ونحن لدينا حديقة صغيرة في منزلنا. لقد بات واضحا من مشروع الوتر الأمريكي أن مصدرا هاما للتنوع الأمعاء الجرثومية هو عدد من النباتات المختلفة التي نتناولها. الخضروات الطازجة هي مصدر كبير من البكتيريا. على سبيل المثال، تقدر اوراق نبات السبانخ لإيواء أكثر من 800 نوعا مختلفا من الميكروبات. هذه هي الميكروبات التي لا يمكن تعقيم من المصنع لأنهم فعلا داخل منه. وذلك بعد الحصول على هذا النوع من التنوع الميكروبي من خلال الأشياء التي نتناولها ربما هو مهم جدا. لقد أضاف أيضا الرمال من الشواطئ المحيط إلى رمل أطفالي، واسمحوا لي أطفالي السباحة في البحيرات، ونحن نأخذ البروبيوتيك.
SM: كما نعلم جميعا، فإنه لا يزال في الأيام الأولى من حيث محاولة لفهم الآثار المترتبة على microbiome، حتى بالنسبة لمرض التهاب الأمعاء أو السمنة، والتي تم دراستها أكثر بكثير من أي حالة عصبية. ومع ذلك، كما ذكر كريس، والنظام الغذائي هو المحرك الرئيسي للتكوين microbiome وذلك أعتقد أن هناك سببا كافيا للاعتقاد بأن أطعمة معينة "أفضل" لmicrobiome من غيرها: تناول النظام الغذائي الغني بالألياف مع الكثير من الفواكه و الخضروات والنشويات مقاومة مثل تلك التي من البذور والمكسرات، وبصفة عامة، فإن النظام الغذائي الذي هو أقرب إلى واحد ونحن تطورت لتناول الطعام، بما في ذلك الأطعمة التي كانت متوفرة قبل أن تأتي الزراعة ومطاعم الوجبات السريعة على طول. ذلك ما فعلته هو شيء مثيرة حقا.
السل: بصفتك أحد الوالدين، وأود أن أقول أيضا قضيت الكثير من الوقت في التفكير أكثر من ذلك قبل السماح طفلي إلى تناول المضادات الحيوية. ليس هناك جدال فائدتها وفعاليتها ولكن لا ينبغي لنا أن مجرد رمي المضادات الحيوية في كل مرض.
TKF: سركيس، وكنت قد دعا الاكتشافات الحديثة "إرهاصات واسعة، غير موصوف حاليا، والصلات بين بكتيريا الأمعاء والجهاز العصبي." هل يمكنك التكهن بشأن ما مواقع اخرى بين microbiome الأمعاء والدماغ قد تنشأ؟ نحن سوف تجد أن microbiome أيضا يلعب دورا في أمراض الإدراك أو الاعصاب، على سبيل المثال؟
SM: بالفعل لقد ثبت أن الإدراك في خالية من الجراثيم الفئران هو انخفاض بالمقارنة مع الفئران العادية. في حين أن microbiome لم يتم المتورطين في التنكس العصبي، وهناك الكثير من التكهنات حول هذا الموضوع لأن هناك بيانات تظهر أن حمية البحر الأبيض المتوسط يقي من مرض الزهايمر، وهو مرض الاعصاب. ولأننا نعرف النظام الغذائي يساعد على تشكيل microbiome، يمكن للمرء أن يتصور أن تناول حمية البحر الأبيض المتوسط يمكن أن تؤثر على microbiome بطريقة تحمي ضد التنكس العصبي. لدينا برنامج في المختبر الذي يتطلع للغاية، في وقت مبكر جدا في مرض الزهايمر وأمراض باركنسون في نماذج الماوس، ولكن هناك شيئا صلبا أن يقدم حتى الآن.
إذا كنت خبير موضعي - باحث وكبار رجال الاعمال، مؤلف أو مبدع - وترغب في المساهمة مقال افتتاحية، مراسلتنا عبر البريد الإلكتروني هنا .TKF: بالإضافة إلى المزيد من التمويل، ما من شأنه مساعدة في تعجيل التقدم في هذا المجال؟
CL: هناك قضايا التنظيمية المتعلقة بإعطاء البكتيريا الحية أو الميتة لعلاج الاضطرابات النفسية والعصبية، وتلك هي القضايا الهامة التي سيكون لها ليتم التعامل معها.
السل: هو آخر أنه ليس كل علماء الأعصاب قد تبنت هذه الفكرة. انها بالتأكيد الحصول على أفضل: تحدثت للتو في الكلية الأمريكية للاجتماع Neuropsychopharmacology. فمن المستغرب جدا أن لديهم جلسة حول microbiome هذا العام. ولكن أستطيع أن أقول لكم أنه لا تزال هناك أعداد كبيرة من الناس، وخاصة في مجال الطب النفسي، الذي لا نعتقد أن هذا هو حقيقي. وأعتقد أن هذا هو عقبة.
SM: لدي قصة مشابهة. كان لدينا جلسة على microbiome في الاجتماع السنوي لجمعية علم الأعصاب هذا العام ولكنه كان عامنا الثالث تقديمه. أعتقد أن هذا علامة هناك تغييرا يحدث في هذا المجال.مع أن يقال، إذا كنت تتحدث إلى معظم علماء الأعصاب، لديهم صعوبة في العثور على أي مصداقية في الارتباط بين microbiome والأعصاب. انها لا تزال ذاته، مفهوما جديدا للغاية مع أكثر تجريبية بكثير التحقق اللازمة، وبصراحة ليس لدي مشكلة مع ذلك.
السل: أنا أتفق. أعتقد أن الميدان هو الآن عند نقطة حيث قمنا بإنشاء صحة نماذجنا وبدأت تظهر كيف يؤثر microbiome الدماغ. هذا هو عندما التغيير الكبير في موقف لن يحدث. ولكنه سيحتاج الى بعض الدراسات المتشددين من الآليات المعنية.
SM: أعتقد أن الشك هو صحي. فإنه يبقينا صادقة ويتأكد من أن العلم لا يزال دقيقا. في نفس الوقت، لقد كنت مندهشا وارتياحه من حقيقة أن عملنا لم تتلق رفضا واسع النطاق من قبل المجتمع الأعصاب. ومن المؤكد أنه لم يتلق قبولا واسع النطاق سواء، ولكن عندما أناقش بحثي مع علماء الأعصاب التي تحمل بطاقة يبدو أنها تكون منفتحة جدا حول هذا الاحتمال. انها ليست أنهم صدقوا، ولكنهم مفتون لمعرفة المزيد.
السل: الحق. وقد هدأت النكات زرع البراز!
متابعة جميع القضايا الخبراء أصوات والنقاشات - وتصبح جزءا من النقاش - على الفيسبوك ، تويتر و على + Google . الآراء التي أعربت هي آراء الكاتب ولا تعكس بالضرورة وجهة نظر الناشر. تم نشر هذا الإصدار من هذه المادة أصلا على العلوم لايف.
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق