Informatie

Neurologische reactie op hunkeren naar voedsel veroorzaakt door bacteriën


Er wordt gedacht dat ons microbioom (Kurzgesagt-video) onze hersenen informatie stuurt om bepaalde voedingsmiddelen te kiezen om te eten boven andere en het is onze toename van een bepaald type bacteriën die een sterker verlangen zal vormen naar wat die bacteriën ook het meest waarderen.
Ik zou graag meer willen weten over hoe de hersenen die keuzes maken met betrekking tot de bacteriën, dan met betrekking tot een algemene beloning (de hersenen krijgen dopamine voor dingen die worden bereikt, hoe beïnvloeden bacteriën dat?). Hebben de bacteriën invloed op de hoeveelheid dopamine die vrijkomt - zo ja, hoe zijn de neuronen die die bacteriën waarderen, kapot of minder geïnteresseerd wanneer een ander type bacterie nu een ander soort voedsel wil?

OPMERKING Neuronen worden gevormd wanneer de hersenen "iets bereiken", zoals wanneer bacteriën het voedsel krijgen waar ze op gedijen, denk ik, dus als een ander type bacterie meer voedsel krijgt en het in je darmen overneemt, hoe komt het dan dat je neuronen kapot zijn en schijnbaar worden vervangen ? Ik begrijp dat dit een lange adem is, maar ik heb net een maand geleden met een neurowetenschapper gesproken die me over de basis van dit proces informeerde.


Samenvatting

Onderzoek naar de rol van het darmmicrobioom bij het moduleren van de hersenfunctie is de afgelopen 10 jaar snel toegenomen, zij het vooral in diermodellen. Toenemend klinisch en preklinisch bewijs impliceert dat het microbioom een ​​mogelijke belangrijke vatbaarheidsfactor is voor neurologische aandoeningen, waaronder de ziekte van Alzheimer, autismespectrumstoornis, multiple sclerose, de ziekte van Parkinson en beroerte. Cross-sectionele klinische studies versterken het concept van veranderde microbiële samenstelling en dragen bij aan de pathofysiologie van dergelijke ziekten. Het veld is echter nog in de kinderschoenen en interpretatie van dergelijke gegevens is vaak moeilijk, aangezien de samenstelling van het microbioom wordt beïnvloed door verschillende factoren, zoals voeding en lichaamsbeweging. Longitudinale studies en gerandomiseerde gecontroleerde studies bij mensen zijn nodig om uit te zoeken of het richten op het microbioom nieuwe therapeutische strategieën kan opleveren. Systeembiologische benaderingen zullen ook belangrijk zijn bij het integreren van dergelijke gegevens met genomische en metabolomische datasets van klinische cohorten met neurologische aandoeningen om de individuele behandelingsselectie te helpen begeleiden.


Amerika's meest geconsumeerde olie veroorzaakt genetische veranderingen in de hersenen

Nieuw onderzoek van UC Riverside toont aan dat sojaolie niet alleen leidt tot obesitas en diabetes, maar ook van invloed kan zijn op neurologische aandoeningen zoals autisme, de ziekte van Alzheimer, angst en depressie.

Gebruikt voor het frituren van fastfood, toegevoegd aan verpakt voedsel en gevoerd aan vee, is sojaolie verreweg de meest geproduceerde en geconsumeerde eetbare olie in de VS, volgens het Amerikaanse ministerie van landbouw. Naar alle waarschijnlijkheid is het niet gezond voor de mens.

Het is zeker niet goed voor muizen. De nieuwe studie, deze maand gepubliceerd in het tijdschrift Endocrinologie, vergeleken muizen die drie verschillende diëten met een hoog vetgehalte kregen: sojaolie, sojaolie die gemodificeerd is om weinig linolzuur te bevatten en kokosolie.

Hetzelfde UCR-onderzoeksteam ontdekte in 2015 dat sojaolie bij muizen obesitas, diabetes, insulineresistentie en leververvetting veroorzaakt. Toen ontdekte dezelfde groep in een onderzoek uit 2017 dat als sojaolie zo is ontworpen dat het weinig linolzuur bevat, het minder zwaarlijvigheid en insulineresistentie veroorzaakt.

In de studie die deze maand werd vrijgegeven, vonden onderzoekers echter geen verschil tussen de effecten van gemodificeerde en ongewijzigde sojaolie op de hersenen. Concreet vonden de wetenschappers uitgesproken effecten van de olie op de hypothalamus, waar een aantal kritische processen plaatsvinden.

"De hypothalamus reguleert het lichaamsgewicht via je metabolisme, handhaaft de lichaamstemperatuur, is van cruciaal belang voor reproductie en fysieke groei, evenals je reactie op stress", zegt Margarita Curras-Collazo, universitair hoofddocent neurowetenschappen aan de UCR en hoofdauteur van het onderzoek.

Het team stelde vast dat een aantal genen in muizen die sojaolie kregen niet goed functioneerden. Eén zo'n gen produceert het "liefdes" -hormoon, oxytocine. Bij met sojaolie gevoede muizen daalde het oxytocinegehalte in de hypothalamus.

Het onderzoeksteam ontdekte ongeveer 100 andere genen die ook worden beïnvloed door het sojaoliedieet. Ze geloven dat deze ontdekking niet alleen gevolgen kan hebben voor het energiemetabolisme, maar ook voor een goede hersenfunctie en ziekten zoals autisme of de ziekte van Parkinson. Het is echter belangrijk op te merken dat er geen bewijs is dat de olie deze ziekten veroorzaakt.

Bovendien merkt het team op dat de bevindingen alleen van toepassing zijn op sojaolie - niet op andere sojaproducten of op andere plantaardige oliën.

"Gooi je tofu, sojamelk, edamame of sojasaus niet weg", zegt Frances Sladek, een UCR-toxicoloog en hoogleraar celbiologie. "Veel sojaproducten bevatten slechts kleine hoeveelheden van de olie en grote hoeveelheden gezonde verbindingen zoals essentiële vetzuren en eiwitten."

Een waarschuwing voor lezers die zich zorgen maken over hun meest recente maaltijd, is dat deze studie op muizen is uitgevoerd en dat muisstudies niet altijd tot dezelfde resultaten bij mensen leiden.

Ook maakte deze studie gebruik van mannelijke muizen. Omdat oxytocine zo belangrijk is voor de gezondheid van moeders en de binding tussen moeder en kind bevordert, moeten soortgelijke onderzoeken worden uitgevoerd met vrouwelijke muizen.

Nog een opmerking over deze studie: het onderzoeksteam heeft nog niet geïsoleerd welke chemicaliën in de olie verantwoordelijk zijn voor de veranderingen die ze in de hypothalamus hebben gevonden. Maar ze hebben twee kandidaten uitgesloten. Het is geen linolzuur, aangezien de gemodificeerde olie ook genetische verstoringen veroorzaakte, en het is evenmin stigmasterol, een cholesterolachtige chemische stof die van nature in sojaolie voorkomt.

Het identificeren van de verbindingen die verantwoordelijk zijn voor de negatieve effecten is een belangrijk gebied voor toekomstig onderzoek van het team.

"Dit zou in de toekomst kunnen helpen bij het ontwerpen van gezondere voedingsoliën", zegt Poonamjot Deol, een assistent-projectwetenschapper in het laboratorium van Sladek en eerste auteur van het onderzoek.

"Het dogma is dat verzadigd vet slecht is en onverzadigd vet goed. Sojaolie is een meervoudig onverzadigd vet, maar het idee dat het goed voor je is, is gewoon niet bewezen," zei Sladek.

Inderdaad, kokosolie, die verzadigde vetten bevat, veroorzaakte zeer weinig veranderingen in de hypothalamische genen.

"Als er één boodschap is die ik wil dat mensen meenemen, is het deze: verminder de consumptie van sojaolie", zei Deol over de meest recente studie.


Het beheer van obesitas

Maagdeterminanten van postprandiale symptomen en verzadiging

Verzadiging is het gevoel van een vol gevoel tijdens een maaltijd, wat aanleiding geeft tot het beëindigen van de maaltijd. Verzadiging is de mate van volheid die aanhoudt tot de consumptie van een volgende maaltijd na een periode van vasten [5,6], en regelt de maaltijdfrequentie. Verzadiging wordt in de praktijk beoordeeld aan de hand van het ingenomen volume om de volheid te bereiken en het maximaal getolereerde volume van Zorg ervoor dat de voedingsdrank (1 kcal/ml) wordt ingenomen met een snelheid van 30 kcal/minuut [7]. Verzadiging wordt beoordeeld aan de hand van de totale calorie-inname bij een ad libitum buffetmaaltijd [8] na een standaard vastenperiode (bijv. 4 uur) en een standaard voorafgaande maaltijd (bijv. een vloeibare ontbijtmaaltijd van 300 kcal).

Studies gebaseerd op honderden patiënten met dyspepsie hebben overtuigend aangetoond dat maagmotorische functies (zoals ledigen en accommodatie), intragastrische druk [9] en maagsensatie belangrijke determinanten zijn van intrarandiale en postprandiale symptomen [10-12] .

Andere onderzoeken hebben een verhoogd maagvolume aangetoond bij patiënten met een eetbuistoornis [13].


Door voeding veroorzaakte veranderingen

Hoewel de initiële kolonisatie van de darm een ​​cruciale rol speelt bij het vormgeven van het microbioom, heeft voeding een significante invloed op de microbiële samenstelling gedurende het hele leven [1, 3]. Een vetrijk dieet (HFD) kan leiden tot obesitas door het induceren van darmdysbiose [3]. Hoewel obesitas en diabetes traditioneel niet als neurologische aandoeningen worden beschouwd, gaan ze vaak samen met angst en depressie [3].

Dieet-geïnduceerde obesitas (DIO)-muizen die een HFD krijgen, vertonen kenmerkende kenmerken van diabetes, waaronder insulineresistentie en hyperglykemie, en vertonen ook gedrag dat symptomatisch is voor angst en depressie [3]. Soto et al. [3] ontdekte dat DIO-muizen abnormale neurotransmitterniveaus vertonen, waaronder verhogingen van de hersenniveaus van γ-aminoboterzuur (GABA) en tryptofaan, een voorloper van serotonine, die worden geassocieerd met stemming en gedrag bij mensen. Antibioticabehandeling met vancomycine en metronidazol put respectievelijk Gram-positieve en Gram-negatieve anaërobe bacteriën in de darm uit. Beide antibioticabehandelingen verbeterden de gedragsstoornissen en diabetesachtige symptomen die bij DIO-muizen werden aangetroffen. Dit bewijs geeft aan dat een HFD populaties van darmmicroben kan verrijken die een rol spelen in de fysiologie van obesitas en diabetes, en suggereert dat behandelingen die bepaalde microben elimineren, kunnen helpen bij de behandeling van zowel stofwisselings- als gedragsproblemen [3].

Omgekeerd hebben sommige diëten een therapeutisch potentieel voor neurologische aandoeningen. Het ketogeen dieet (KD) bestaat uit voedingsmiddelen met een hoog vetgehalte, maar minimale hoeveelheden koolhydraten, waardoor het metabolisme van vet in plaats van koolhydraten voor energie wordt veroorzaakt. De KD wordt al een eeuw gebruikt om epilepsie te behandelen, maar het belang van het darmmicrobioom bij het mediëren van dit effect was grotendeels onbekend [4]. Olson et al. [4] ontdekte dat toediening van de KD aan een muismodel van epilepsie dat elektrische stimulatie gebruikt om aanvallen te induceren (6-Hz aanvalsmuismodel) resulteerde in veranderingen in de microbioomsamenstelling en de muizen resistenter maakte tegen aanvallen. Het microbioom is noodzakelijk voor de gunstige effecten van het dieet, omdat met antibiotica behandelde en kiemvrije muizen die de KD krijgen, niet de beschermende effecten van het dieet oogsten. KD-gevoede muizen zijn verrijkt met de bacteriën Akkermansia muciniphila, Parabacteroides merdae, en Parabacteroides distasonis, waarvan is aangetoond dat ze betrokken zijn bij het bevorderen van de anti-epileptische effecten van het dieet. Manipulatie van het darmmicrobioom via de KD of kolonisatie met A. mucinofilie en Parabacteroïden bood beschermende voordelen tegen aanvallen door de neurotransmitterniveaus in de hersenen te veranderen, waaronder GABA en glutamaat in de hippocampus [4]. GABA is de belangrijkste remmende neurotransmitter in de hersenen en het is bekend dat verlaagde niveaus de aanvallen verergeren. Dieet is dus een effectief middel om de neurotransmitterniveaus in de hersenen te manipuleren, waarbij de resulterende interacties tussen voeding en microbioom de effecten van aanvallen bemiddelen.


Darmbacteriën kunnen beweging controleren

Krediet: Afbeelding met dank aan Dreamstime|©Captainhe.

Een nieuwe studie geeft een nieuwe draai aan wat het betekent om 'met je gevoel mee te gaan'. De bevindingen, gepubliceerd in Nature, suggereren dat darmbacteriën de beweging van fruitvliegjes kunnen controleren en de neuronen kunnen identificeren die bij deze reactie betrokken zijn. De studie werd ondersteund door het National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS), onderdeel van de National Institutes of Health.

"Deze studie levert aanvullend bewijs voor een verband tussen de darm en de hersenen, en schetst in het bijzonder hoe darmbacteriën gedrag kunnen beïnvloeden, inclusief beweging", zegt Margaret Sutherland, Ph.D., programmadirecteur bij NINDS.

Onderzoekers onder leiding van Sarkis K. Mazmanian, Ph.D., hoogleraar microbiologie aan het California Institute of Technology in Pasadena, en afgestudeerde student Catherine E. Schretter, merkten op dat kiemvrije vliegen, die geen bacteriën droegen, hyperactief waren. Ze liepen bijvoorbeeld sneller, over grotere afstanden en namen kortere rustpauzes dan vliegen met normale microben. Dr. Mazmanian en zijn team onderzochten manieren waarop darmbacteriën het gedrag van fruitvliegen kunnen beïnvloeden.

"Voortbeweging is belangrijk voor een aantal activiteiten, zoals paren en zoeken naar voedsel. Het blijkt dat darmbacteriën van cruciaal belang kunnen zijn voor fundamenteel gedrag bij dieren," zei Dr. Mazmanian.

Fruitvliegen dragen tussen de vijf en twintig verschillende soorten bacteriën en het team van Dr. Mazmanian behandelde de kiemvrije dieren met individuele stammen van die microben. Toen de vliegen Lactobacillus brevis kregen, vertraagden hun bewegingen tot normale snelheid. L. brevis was een van de slechts twee soorten bacteriën die het normale gedrag van de kiemvrije vliegen herstelden.

De groep van Dr. Mazmanian ontdekte ook dat het molecuul xylose-isomerase (Xi), een eiwit dat suiker afbreekt en wordt aangetroffen in L. brevis, van cruciaal belang kan zijn voor dit proces. Het isoleren van het molecuul en het behandelen van kiemvrije vliegen ermee was voldoende om de speedwalkers af te remmen.

Aanvullende experimenten toonden aan dat Xi beweging kan reguleren door de niveaus van bepaalde koolhydraten te verfijnen, zoals trehalose, de belangrijkste suiker die in vliegen wordt aangetroffen en vergelijkbaar is met glucose van zoogdieren. Vliegen die Xi kregen, hadden lagere niveaus van trehalose dan onbehandelde kiemvrije vliegen. Toen met Xi behandelde vliegen, die normaal gedrag vertoonden, alleen trehalose kregen, hervatten ze snelle bewegingen, wat suggereert dat de suiker de effecten van Xi kon omkeren.

Vervolgens keken de onderzoekers in het zenuwstelsel van de vliegen om te zien welke cellen betrokken waren bij door bacteriën gestuurde bewegingen. Toen het team van Dr. Mazmanian neuronen aanzette die de chemische octopamine produceren, deed die activering het effect van L. brevis op de kiemvrije vliegen teniet. Als gevolg hiervan hervatten de vliegen, die eerder vertraagd waren na ontvangst van de bacterie of Xi, hun speedwalk-gedrag. Het inschakelen van octopamine-producerende zenuwcellen in vliegen met normale bacterieniveaus zorgde er ook voor dat ze sneller gingen bewegen. Het activeren van neuronen die andere hersenchemicaliën produceren, had echter geen invloed op de bewegingen van de vliegen.

Volgens Dr. Mazmanian, Schretter en hun collega's houdt Xi mogelijk de metabolische toestand van de vliegen in de gaten, inclusief de niveaus van voedingsstoffen, en signaleert vervolgens aan octopamine-neuronen of ze moeten worden in- of uitgeschakeld, wat resulteert in gedragsveranderingen.

In plaats van octopamine produceren zoogdieren een vergelijkbare chemische stof genaamd noradrenaline, waarvan is aangetoond dat het de beweging controleert.

"Darmbacteriën kunnen een vergelijkbare rol spelen bij de voortbeweging van zoogdieren en zelfs bij bewegingsstoornissen zoals de ziekte van Parkinson", zei Dr. Mazmanian.

Er is meer onderzoek nodig om te zien of bacteriën de beweging van andere soorten, waaronder zoogdieren, controleren. Bovendien zullen toekomstige studies verder onderzoeken hoe Xi bij dit gedrag is betrokken.

Deze studie werd ondersteund door NINDS (NS085910).

Schretter CE. et al. Een darmmicrobiële factor moduleert het bewegingsgedrag in Drosophila. Natuur. 24 oktober 2018. DOI: 10.1038/s41586-018-0634-9

Dit persbericht beschrijft een fundamentele onderzoeksbevinding. Fundamenteel onderzoek vergroot ons begrip van menselijk gedrag en de biologie, wat fundamenteel is voor het ontwikkelen van nieuwe en betere manieren om ziekten te voorkomen, diagnosticeren en behandelen. Wetenschap is een onvoorspelbaar en incrementeel proces - elke onderzoeksvooruitgang bouwt voort op eerdere ontdekkingen, vaak op onverwachte manieren. De meeste klinische vooruitgang zou niet mogelijk zijn zonder de kennis van fundamenteel fundamenteel onderzoek.

De NINDS is 's lands grootste financier van onderzoek naar de hersenen en het zenuwstelsel. De missie van NINDS is om fundamentele kennis over de hersenen en het zenuwstelsel te zoeken en die kennis te gebruiken om de last van neurologische aandoeningen te verminderen.

Over de National Institutes of Health (NIH): NIH, het nationale medische onderzoeksbureau, omvat 27 instituten en centra en is een onderdeel van het Amerikaanse ministerie van Volksgezondheid en Human Services. NIH is de primaire federale instantie die fundamenteel, klinisch en translationeel medisch onderzoek uitvoert en ondersteunt, en onderzoekt de oorzaken, behandelingen en genezingen voor zowel veelvoorkomende als zeldzame ziekten. Voor meer informatie over NIH en haar programma's, bezoek http://www. NIH. regering

Vrijwaring: AAAS en EurekAlert! zijn niet verantwoordelijk voor de juistheid van persberichten die op EurekAlert! door bijdragende instellingen of voor het gebruik van informatie via het EurekAlert-systeem.


Ziekte van Alzheimer

Met betrekking tot de ziekte van Alzheimer kan de activiteit van darmbacteriën een belangrijke rol spelen. De darmflora kan amyloïde produceren dat in de bloedsomloop komt en de bloed-hersenbarrière passeert om toegang te krijgen tot de hersenen. Een van de kenmerken van de ziekte van Alzheimer is de opeenhoping van amyloïde plaques tussen zenuwcellen (neuronen) in de hersenen. Lipopolysachariden, een bestanddeel van bacteriële celmembranen, kunnen in de bloedbaan van het lichaam terechtkomen en ontstekingsprocessen activeren die bijdragen aan de pathologie van de ziekte van Alzheimer. Een dieet met weinig antioxidanten of veel pro-inflammatoire vetzuren kan deze microbiotische gevolgen vergemakkelijken.


De rol van het darmmicrobioom in de hersenen, neurologische aandoeningen voorlopig nog niet opgelost

Vraag uw arts of een fecale transplantatie geschikt is voor uw multiple sclerose.

Deze advertentie bestaat niet, maar misschien ooit. Onderzoekers besteden meer tijd aan het onderzoeken van de kenmerken van het microbioom, de bacteriën en andere microben die zich in onze darmen bevinden en hoe ze onze gezondheid beïnvloeden. Dit onderzoek richt zich nu op verbanden met ziekten van het zenuwstelsel, een deel van het lichaam dat lang door onderzoekers en artsen als "verboden" van het darmstelsel werd beschouwd.

Dit heeft ertoe geleid dat een aantal supplementenbedrijven, waaronder Customprobiotics.com, probiotica zijn gaan verkopen - producten die levende, potentieel gezonde bacteriën bevatten die bedoeld zijn om het menselijk lichaam te koloniseren met de overtuiging dat het de gezondheid zal verbeteren - om een ​​aantal zenuwstelsels te behandelen aandoeningen, zoals multiple sclerose (MS) en autisme. De functie "Probiotische supplementen voor autisme" van het bedrijf:

D-lactaatvrij probiotisch poeder. D-lactaat is een bijproduct van probiotische fermentatie dat neurologische problemen kan veroorzaken. Onze D-lactaatvrije probiotische poederformulering is zeer krachtig met 250 miljard cfu's per gram. Het bevat L. Salivarius, L. Rhamnosus, B. Bifidum, B. Infantis en B. Longum. Het is zuivelvrij, hypoallergeen en bevat geen kunstmatige kleur-, smaakstoffen, suiker, caseïne, gluten, soja of FOS. Kinderen met ASS hebben onze D-Lactate Free-formulering wereldwijd met succes gebruikt. Dagelijks gebruik van probiotica wordt aanbevolen en de dosering varieert van persoon tot persoon. Dosering is afhankelijk van de leeftijd van het kind, de mate van onevenwichtigheden in de darmflora als gevolg van candida of andere pathogene bacteriën en de reactie van elk kind daarop.

De supplementenindustrie reageert momenteel op onderzoek dat, hoewel veelbelovend, niet verder is gekomen dan het opsporen van correlaties tussen variaties in het microbioom en bepaalde aandoeningen van het zenuwstelsel. Maar er zijn tekenen dat dergelijke correlaties kunnen worden omgezet in oorzaken, eens te meer is bekend over hoe het zenuwstelsel en het maag-darmstelsel op elkaar inwerken.

Wetenschappelijke vooruitgang op dit gebied kan een andere uitdaging hebben: de houding van wetenschappers en artsen. De hersenen en het zenuwstelsel worden traditioneel gezien als gescheiden van het grootste deel van het lichaam, grotendeels dankzij de aanwezigheid van de ondoordringbare bloed-hersenbarrière, die de hersenen isoleert van andere systemen in het lichaam (zo werd gedacht). Een bekende neurochirurg uit Zuid-Californië sprak dus zijn voorkeur uit voor het opereren van de hersenen boven de lever of andere meer thoracale organen: "Ik hou van de hersenen, ze zijn schoon."

De darm, zo blijkt, ontvangt signalen van het centrale zenuwstelsel en omgekeerd ontvangt het centrale zenuwstelsel signalen van de darm. Een aantal wetenschappers heeft dit communicatiesignaal de 'darm-hersen-as' genoemd. Deze as lijkt peptiden te bevatten die door het bloed naar de hersenen worden getransporteerd om verzadiging aan te geven ("Ik zit vol!"). Het kan ook berichten sturen via endocriene paden zoals de hypofyse en bijnieren, die communiceren met de hypothalamus in de hersenen. In de andere richting bevat deze "as" stress-geïnduceerde berichten die uiteindelijk de corticosteronspiegels verhogen, immuunresponsen creëren en de microbiotische samenstelling van uitwerpselen in de darmen (in dit geval van ratten) veranderen.

Het immuunsysteem kan ook dienen als een route voor signalen tussen darm en hersenen. Lange tijd beschouwd als een systeem dat losstaat van immuuncellen, is het nu bekend dat de hersenen en zenuwen immuuncellen bevatten. En onderzoekers hebben ontdekt dat auto-immuniteitsveranderingen kunnen optreden vanwege signalen van het zenuwstelsel, en een aantal immuunsignalen (zoals interleukines, C-reactieve eiwitten, tumornecrosefactor en andere) zijn risicofactoren voor depressie.

De meeste verbindingen tussen het microbioom en zenuwziekten (tenminste bij mensen) zijn nog steeds mogelijk, het is nog niet waarschijnlijk. "Het is heel moeilijk om te zeggen dat microbiële verschillen die je ziet in verband met ziekten oorzaken of gevolgen zijn", vertelde Rob Knight, microbioloog aan de Universiteit van Californië, San Diego. Natuur laatste val. Maar sommige aanwijzingen achter de correlaties beginnen te veranderen in verbanden, althans voor sommige ziekten.

Multiple sclerose—Hoewel het nog steeds onbekend is of microbiomen al dan niet enige invloed of oorzaak van MS hebben, tonen sommige onderzoeken aan dat meer MS-patiënten antilichaamreacties hebben tegen gastro-intestinale microben dan mensen zonder MS. Bovendien laten diermodellen van de afbraak van de myelineschede bij MS zien dat spontane afbraak van myeline afhankelijk is van microbioomorganismen, en dat antibiotica deze afbraak kunnen verminderen met behulp van immuuncellen die door het microbioom worden geproduceerd.

Autisme — Een Italiaanse studie die dit jaar werd gepubliceerd, toonde aan dat onevenwichtigheden in de verhouding van bepaalde bacteriën en schimmels toenemen in Lactobacillus, Sutterella en andere microben gecorreleerd met autisme. De schaarse beschikbare gegevens toonden aan dat therapieën, zoals antibiotica of probiotische bacteriën, de incidentie van autisme in experimentele modellen leken te verminderen.

Stemmingsstoornissen — Dezelfde Italiaanse studie gaf aan dat overexpressie door de darm van de bacteriën Alitipes is betrokken bij chronisch vermoeidheidssyndroom, IBS en depressie. Het kan betrokken zijn door het genereren van ontstekingsmoleculen die de doorlaatbaarheid van de darm kunnen veranderen. Lage niveaus van andere bacteriën in de darm, zoals Faecalibacterium, lijken verband te houden met de ernst van de depressie.

Dus, hoe kan het microbioom eigenlijk ziekte veroorzaken?

Hygiëne — er bestaat een hypothese die stelt dat een gebrek aan blootstelling aan infectieuze agentia in de kindertijd kan leiden tot latere T-cel-gerelateerde allergische aandoeningen. Wetenschappers onderzoeken de mogelijke rol tussen helper-T-cellen die zich richten op microben en die signalen naar de hersenen kunnen sturen die immuungerelateerde aandoeningen van het centrale zenuwstelsel veroorzaakten, zoals type 1 diabetes of MS.

antibiotica — Celsignaleringsmoleculen zoals IFN-y en interleukine-17, die ontstekingen aanmoedigen, werden verminderd bij de behandeling met antibiotica van een diermodel dat MS nabootst. Dit kan wijzen op een voordeel van antibiotische behandeling in de darm voor neurologische aandoeningen. Andere onderzoeken toonden echter aan dat antibiotica bepaalde signalen van het centrale zenuwstelsel kunnen veranderen, zoals die afkomstig zijn van de hippocampus, een geheugencentrum in de hersenen.

Probiotica - nu onderdeel van het arsenaal aan supplementenverkopers die beweren hun gezondheidsvoordelen te hebben, is waargenomen dat deze gunstige levende bacteriën de balans van immuuncellen reguleren en zelfs de regulatie van bepaalde neurotransmitters veranderen. Probiotische behandeling bleek de niveaus van een neurotransmitter genaamd kynurenine-niveaus te veranderen, waardoor een aantal ziektemodellen van het zenuwstelsel bij dieren werd omgekeerd.

Microbioom-afgeleide signalen - Signaalmoleculen zoals serotonine, GABA, melatonine en histamine werden allemaal gesynthetiseerd of nagebootst door metabolieten die afkomstig waren van microbioomleden. Metabolieten, waaronder signaalmoleculen, die in het microbioom worden aangemaakt, worden zelfs gezien als essentieel voor communicatie langs de darm-hersenas.

Lekkende darmen - nog steeds een zeer controversieel onderwerp als het gaat om directe therapie of supplementen, "darmdoorlaatbaarheid", zoals sommigen het liever noemen, is in verband gebracht met microbiomen en zenuwaandoeningen. Immuunreacties in het bloed, aanhoudende ontsteking en prikkelbaredarmsyndroom kunnen allemaal samenwerken om de integriteit van het slijm dat epitheelcellen vormen die een barrière vormen tussen de darm en de bloedbaan, te verzwakken.

Tegenwoordig ondersteunen meer overheidsfinanciers onderzoek naar het microbioom en de hersenen. Het National Institute of Mental Health heeft ongeveer $ 7 miljoen gefinancierd voor pilotstudies naar de "darm-hersenas", en het Office of Naval Research heeft $ 14,5 miljoen besteed aan onderzoek naar de darm, cognitieve functie en stress. De Europese Unie heeft geholpen bij het opzetten van een project van $ 10 miljoen genaamd MyNewGut, dat onder meer steun verleent aan onderzoek naar het microbioom en de ontwikkeling en ziekte van de hersenen. Ondertussen starten een aantal farmaceutische bedrijven onderzoeks- en ontwikkelingsinspanningen op mogelijke therapieën voor aandoeningen van het zenuwstelsel, op basis van celsignalen en andere doelwitten uit het microbioom.

Het is nog geen tijd om 'het aan uw arts te vragen'. Maar misschien wordt het tijd dat ze hun ogen open houden.

Andrew Porterfield is schrijver, redacteur en communicatieadviseur voor academische instellingen, bedrijven en non-profitorganisaties in de life sciences. Hij is gevestigd in Camarillo, Californië. Volgen @AMPorterfield op Twitter.


Darmbacteriën kunnen het gedrag van wormen veranderen en eetgewoonten beïnvloeden

Foto van een onderzoeker die een pipet gebruikt in het lab. Krediet: NINDS

Darmbacteriën zijn klein maar kunnen een buitensporige rol spelen, niet alleen in de spijsvertering van het gastdier, maar ook in hun algehele welzijn. Volgens een nieuwe studie in Natuur, kunnen specifieke darmbacteriën in de worm het gedrag van het dier wijzigen en zijn eetbeslissingen sturen. Het onderzoek werd gedeeltelijk gefinancierd door de National Institutes of Health.

"We blijven verrassende rollen vinden voor darmbacteriën die verder gaan dan de maag", zegt Robert Riddle, Ph.D., programmadirecteur bij het National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) van de NIH, dat de studie ondersteunde. "Hier beïnvloeden de darmbacteriën hoe het dier zijn omgeving waarneemt en ervoor zorgt dat het naar een externe bron van dezelfde bacteriën gaat. De darmbacteriën maken hun soort letterlijk smakelijker voor het dier."

Onderzoekers van de Brandeis University, Waltham, Massachusetts, onder leiding van Michael O'Donnell, Ph.D., postdoctoraal fellow en eerste auteur van het artikel, en Piali Sengupta, Ph.D., hoogleraar biologie en senior auteur van de studie, waren geïnteresseerd om te zien of het mogelijk was voor darmbacteriën om het gedrag van een gastdier te beheersen. De groep onderzocht de effecten van darmbacteriën op hoe wormen, C. elegans genaamd, ruiken en hun volgende maaltijd kiezen.

Bacteriën zijn het primaire voedsel van de wormen. In deze studie hebben de onderzoekers gemeten hoe wormen die verschillende bacteriestammen kregen, reageerden op octanol, een groot alcoholmolecuul dat door sommige bacteriën wordt uitgescheiden, dat wormen normaal vermijden wanneer het in hoge concentraties aanwezig is.

Dr. O'Donnell en zijn collega's ontdekten dat wormen gekweekt op Providencia alcalifaciens (JUb39) minder snel octanol mijden dan dieren gekweekt op andere bacteriën. Vreemd genoeg ontdekten ze dat levende JUb39-bacteriën aanwezig waren in de darm van de wormen die naar octanol gingen, wat suggereert dat het gedrag gedeeltelijk kan worden bepaald door een stof die door deze bacteriën wordt geproduceerd.

Vervolgens wilden de onderzoekers weten hoe de bacteriën de wormen onder controle hadden.

"We waren in staat om de punten met elkaar te verbinden, van microbe tot gedrag, en het hele pad te bepalen dat bij dit proces betrokken zou kunnen zijn", zei Dr. O'Donnell.

De chemische stof tyramine in de hersenen kan een belangrijke rol spelen in deze reactie. In de wormen wordt tyramine omgezet in de chemische octopamine, die zich richt op een receptor op sensorische neuronen die vermijdingsgedrag regelt. De resultaten van deze studie suggereerden dat tyramine geproduceerd door bacteriën de niveaus van octopamine verhoogde, waardoor de wormen toleranter werden voor octanol door het vermijden van octanol dat door deze neuronen wordt aangedreven, te onderdrukken.

Met behulp van andere gedragstesten ontdekten de onderzoekers dat het genetisch manipuleren van wormen, zodat ze geen tyramine produceerden, geen invloed had op de onderdrukking van het vermijden van octanol wanneer de wormen werden gekweekt op JUb39. Dit suggereert dat tyramine dat door de bacteriën wordt gemaakt, het endogene tyramine dat bij die dieren ontbreekt, kan compenseren.

Aanvullende experimenten gaven aan dat wormen die op JUb39 werden gekweekt, de voorkeur gaven aan het eten van dat type bacteriën boven andere bacteriële voedselbronnen. Tyramine geproduceerd door de bacteriën bleek ook nodig te zijn voor deze beslissing.

"Op deze manier kunnen de bacteriën controle krijgen over het sensorische besluitvormingsproces van het gastdier, wat hun reacties op geuren beïnvloedt en voedselkeuzes kan beïnvloeden", zei Dr. Sengupta.

Toekomstige studies zullen aanvullende hersenchemicaliën identificeren die door bacteriën worden geproduceerd en die mogelijk betrokken zijn bij het veranderen van ander wormgedrag. Bovendien is het niet bekend of specifieke combinaties van bacteriestammen die in de darm aanwezig zijn, zullen resulteren in verschillende reacties op omgevingsfactoren. Hoewel wormen en zoogdieren veel van dezelfde genen en biochemische processen delen, is het niet bekend of vergelijkbare routes en uitkomsten bestaan ​​bij dieren van een hogere orde.


Darmbacteriën kunnen het gedrag van wormen veranderen en eetgewoonten beïnvloeden

Door NIH gefinancierd onderzoek suggereert dat microbioom de activiteit van neurale circuits kan beïnvloeden.

Foto van een onderzoeker die een pipet in het lab gebruikt. NINDS

Darmbacteriën zijn klein maar kunnen een buitensporige rol spelen, niet alleen in de spijsvertering van het gastdier, maar ook in hun algehele welzijn. Volgens een nieuwe studie in Nature kunnen specifieke darmbacteriën in de worm het gedrag van het dier veranderen en zijn eetbeslissingen sturen. Het onderzoek werd gedeeltelijk gefinancierd door de National Institutes of Health.

"We blijven verrassende rollen vinden voor darmbacteriën die verder gaan dan de maag", zegt Robert Riddle, Ph.D., programmadirecteur bij het National Institute of Neurological Disorders and Stroke (NINDS) van de NIH, dat de studie ondersteunde. "Hier beïnvloeden de darmbacteriën hoe het dier zijn omgeving waarneemt en ervoor zorgt dat het naar een externe bron van dezelfde bacteriën gaat. De darmbacteriën maken hun soort letterlijk lekkerder voor het dier.”

Onderzoekers van de Brandeis University, Waltham, Massachusetts, onder leiding van Michael O'Donnell, Ph.D., postdoctoraal fellow en eerste auteur van het artikel, en Piali Sengupta, Ph.D., hoogleraar biologie en senior auteur van de studie, waren geïnteresseerd om te zien of het mogelijk was voor darmbacteriën om het gedrag van een gastdier te beheersen. De groep onderzocht de effecten van darmbacteriën op hoe wormen, genaamd C. elegans, snuffelen en kiezen hun volgende maaltijd.

Bacteriën zijn het primaire voedsel van de wormen. In deze studie hebben de onderzoekers gemeten hoe wormen die verschillende bacteriestammen kregen, reageerden op octanol, een groot alcoholmolecuul dat door sommige bacteriën wordt uitgescheiden, dat wormen normaal vermijden wanneer het in hoge concentraties aanwezig is.

Dr. O'Donnell en zijn collega's ontdekten dat wormen doorgroeiden Providencia alcalifaciens (JUb39) hadden minder kans om octanol te vermijden in vergelijking met dieren die op andere bacteriën waren gekweekt. Vreemd genoeg ontdekten ze dat levende JUb39-bacteriën aanwezig waren in de darm van de wormen die naar octanol gingen, wat suggereert dat het gedrag gedeeltelijk kan worden bepaald door een stof die door deze bacteriën wordt geproduceerd.

Next, the researchers wanted to know how the bacteria exerted control over the worms.

“We were able to connect the dots, all the way from microbe to behavior, and determine the entire pathway that could be involved in this process,” said Dr. O’Donnell.

The brain chemical tyramine may play an important role in this response. In the worms, tyramine is transformed into the chemical octopamine, which targets a receptor on sensory neurons that controls avoidance behavior. The results of this study suggested that tyramine produced by bacteria increased levels of octopamine, which made the worms more tolerant of octanol by suppressing the avoidance of octanol that is driven by these neurons.

Using other behavioral tests, the researchers found that genetically engineering worms so that they did not produce tyramine did not affect suppression of octanol avoidance when the worms were grown on JUb39. This suggests that tyramine made by the bacteria may be able to compensate for the endogenous tyramine missing in those animals.

Additional experiments indicated that worms grown on JUb39 preferred eating that type of bacteria over other bacterial food sources. Tyramine produced by the bacteria was also found to be required for this decision.

“In this way, the bacteria can take control over the host animal’s sensory decision-making process, which affects their responses to odors and may influence food choices” said Dr. Sengupta.

Future studies will identify additional brain chemicals produced by bacteria that may be involved in changing other worm behaviors. In addition, it is unknown whether specific combinations of bacterial strains present in the gut will result in different responses to environmental cues. Although worms and mammals share many of the same genes and biochemical processes, it is not known whether similar pathways and outcomes exist in higher order animals.

This study was supported by NINDS (NS007292 and NS101702) the National Institute on Deafness and Other Communication Disorders (DC013711) the National Institute of General Medical Sciences (GM088290, GM131877, and GM122463) and the National Science Foundation (IOS 1655118).

For more information, please visit: ninds.nih.gov

This press release describes a basic research finding. Basic research increases our understanding of human behavior and biology, which is foundational to advancing new and better ways to prevent, diagnose, and treat disease. Science is an unpredictable and incremental process— each research advance builds on past discoveries, often in unexpected ways. Most clinical advances would not be possible without the knowledge of fundamental basic research.

The NINDS (http://www.ninds.nih.gov) is the nation’s leading funder of research on the brain and nervous system. The mission of NINDS is to seek fundamental knowledge about the brain and nervous system and to use that knowledge to reduce the burden of neurological disease.

About the National Institutes of Health (NIH): NIH, the nation's medical research agency, includes 27 Institutes and Centers and is a component of the U.S. Department of Health and Human Services. NIH is the primary federal agency conducting and supporting basic, clinical, and translational medical research, and is investigating the causes, treatments, and cures for both common and rare diseases. For more information about NIH and its programs, visit www.nih.gov.

NIH&hellipTurning Discovery Into Health ®

Verwijzing:

MP O’Donnell et al. Modulation of olfactory behavior by a gut bacteria-produced neurotransmitter. Nature, 2020.


Bekijk de video: Flashback Friday: Evidence-Based Weight Loss - Live Presentation (December 2021).