چگونگی کمک میکروبیوم روده به اسکیزوفرنی

به گزارش روابط پایگاه اطلاع رسانی علوم آزمایشگاهی ایران، در بررسی اخیر منتشر شده در Nutrients، محققان روابط بالقوه بین اسکیزوفرنی، میکروبیوم روده، محور روده-مغز، و اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه (SCFAs) را بررسی کردند.

میکروبیوم روده برای فیزیولوژی و بیماری انسان بسیار مهم است، زیرا تشکیل مخاط معده را تسهیل می کند، عملکرد آنزیم های گوارشی و سنتز ویتامین را تقویت می کند و سیستم ایمنی را تعدیل می کند. عدم تعادل بین میکروارگانیسم های مفید و بیماری زا در روده و سطوح پایین SCFA می تواند باعث التهاب و تغییر در تولید انتقال دهنده های عصبی شود.

اسکیزوفرنی یک اختلال روانی شدید است که ممکن است باعث هذیان، توهم، اختلال شناختی، مشکلات تعامل اجتماعی، اضطراب و افسردگی شود. افراد مبتلا ممکن است با نقص عصبی، اختلال عملکرد دوپامین زیر قشری، اختلال در تنظیم لوکوس سرولئوس- نوراپی نفرین و عملکرد کندتر سیستم عصبی اتونومیک (ANS) و همچنین افزایش سطح سروتونین و گلوکوکورتیکوئید ظاهر شوند.

اسکیزوفرنی با عفونت های توکسوپلاسما گوندی مرتبط است که میکروبیوم روده را در موش ها تغییر داده است. با این حال، اطلاعات مربوط به ارتباط بین میکروبیوم روده، SCFAs و اسکیزوفرنی محدود است. تحقیقات بیشتر در این زمینه ممکن است به توسعه درمان های هدفمند برای بهبود استاندارد مراقبت از بیماران اسکیزوفرنی کمک کند.

میکروبیوم روده یک جزء حیاتی در تنظیم فعالیت مغز از طریق محور روده-مغز است که شامل عصب واگ، سیستم عصبی روده (ENS)، محور هیپوتالاموس-هیپوفیز-آدرنال (HPA)، سیستم ایمنی، مسیرهای متابولیک و سیستم عصبی غدد درون ریز است. عصب واگ یکپارچگی سد روده را تقویت می کند، التهاب را کاهش می دهد و تنظیم سیتوکین ضد التهابی را مهار می کند. محور هیپوتالاموس-هیپوفیز-آدرنال باعث ایجاد گلوکوکورتیکوئیدها ( glucocorticoids ) می شود و از این طریق بر رفتار و عملکرد مغز تأثیر می گذارد.

استرس، که توسط محور هیپوتالاموس-هیپوفیز-آدرنال ایجاد می شود، می تواند بر میکروبیوم روده تأثیر بگذارد و بالعکس. میکروب های روده برای عادی سازی و بلوغ میکروگلیا ضروری هستند.

در موش ها، میکروبیوم روده می تواند بر بیان فاکتور نوروتروفیک مشتق شده از مغز (BDNF) از طریق هورمون های روده و رشد میکروگلیال تأثیر بگذارد. میکروب های روده با تولید چندین متابولیت از جمله SCFA ها، اسیدهای صفراوی، نوراپی نفرین، گلوتامات، دوپامین، گاما آمینوبوتیریک اسید (GABA)، هیستامین و سروتونین، نقش مهمی در تنظیم CNS ایفا می کنند.

SCFA ها مانند اسیدهای استات، پروپیونات و بوتیرات در طی تخمیر در روده آزاد می شوند و می توانند از سد خونی مغزی (BBB) ​​عبور کنند تا با میکروگلیا تعامل کنند. علاوه بر این، SCFA ها گیرنده های جفت شده با پروتئین G (GPCRs) را تحریک می کنند، پاسخ های ایمنی، مسیرهای ضد التهابی، سیگنال دهی سلولی و القای گونه های فعال اکسیژن (ROS) را تنظیم می کنند.

اسید بوتیریک، یک SCFA، بر آزادسازی عواملی مانند BDNF تأثیر می گذارد و در نتیجه سنتز انتقال دهنده های عصبی را در CNS تقویت می کند. SCFA همچنین بر تولید سروتونین در روده تأثیر می گذارد. نکته مهم، SCFA ها همچنین با اختلالات روانی مانند نوروپاتی مرتبط هستند، زیرا منجر به کاهش سطوح GABA، سروتونین، دوپامین، استات، پروپیونات و بوتیرات می شوند.

بیماران اسکیزوفرنی متابولیسم غیرطبیعی لیپید و گلوکز، با باکتری های آزاد کننده SCFA کمتر در میکروبیوم روده و افزایش فراوانی باکتری های مرتبط با حفره دهان و بی هوازی در مقایسه با افراد بدون بیماری را نشان می دهند. پیوند استرپتوکوکوس وستیبولاریس به موش منجر به رفتاری شبیه اسکیزوفرنی شد، در مقایسه با افراد سالم، سطوح چندین سیتوکین مشاهده شد.

از سیتوکین های مورد بررسی، اینترلوکین1β (IL-1β)، IL-4، IL-6، IL-8، فاکتور نکروز تومور آلفا (TNF-α) و پروتئین التهابی ماکروفاژ آلفا-1 (MIP-1α) در بین بیماران اسکیزوفرنی در مقایسه با گروه کنترل به طور قابل توجهی افزایش یافتند.

افراد مبتلا به اسکیزوفرنی همبستگی منفی بین کاهش سطح باکتری های تولیدکننده بوتیرات مانند بوتیریکیکوکوس (Butyricicoccus)، روزبوریا ( Roseburia ) و فاکالی باکتریوم (Faecalibacterium) و سیتوکین های افزایش یافته را نشان می دهند، در حالی که همبستگی مثبت با سیتوکین ها کاهش بیان را نشان می دهد.

کاهش تنوع میکروبیوتای روده نیز در بیماران اسکیزوفرنی مشاهده شده است. دیس بیوز روده منجر به کاهش فعالیت پروتئین های گیرنده فاکتور نوروتروفیک مشتق از سلول گلیال (GDNF)، فاکتور نوروتروفیک مشتق از مغز (BDNF) و N-متیل-د-آسپارتات (NMDA) می شود که انعطاف پذیری مغز را کنترل می کنند.

بیان انتقال دهنده های عصبی در سلول های هیپوکامپ در موش هایی که در معرض پیوند مدفوع از بیماران اسکیزوفرنی قرار داشتند، تحت تأثیر قرار گرفت که منجر به کاهش سطح گلوتامات و افزایش سطح GABA و گلوتامین شد.

SCFA ها که می توانند از BBB عبور کنند، با تأثیر بر تولید سیتوکین و عملکرد میکروگلیال بر فعالیت CNS تأثیر می گذارند. با این حال، تحقیقات در مورد مکانیسم های اساسی تأثیر روده بر سلامت روان، به ویژه در اسکیزوفرنی، به دلیل تنوع در ترکیب میکروبیوتای روده و ترشح SCFA محدود است. بنابراین، تحقیقات بیشتری برای روشن کردن مکانیسم ها و توسعه روش های درمانی نوآورانه برای اسکیزوفرنی مورد نیاز است.