Микрофлора кишечника и ее метаболиты играют роль в изменении функции кишечной нервной системы. Растет количество исследований, которые связывают микробиом кишечника с функцией и развитием центральной нервной системы. Исследования показывают, что состав микробиоты кишечника и психические расстройства, такие как депрессия и хронический стресс, взаимосвязаны по оси "кишечник-мозг".
В последние годы ученые подтвердили роль микробиома кишечника в поддержании нормальной физиологии и подтвердили симбиоз хозяина и биома. Нарушение микробиома создает нагрузку на нормальные физиологические функции хозяина, тем самым способствуя прогрессированию болезни. Доклинические исследования на животных, клинические испытания на людях и омические исследования с использованием искусственного интеллекта выясняют биологические и клеточные события, происходящие по оси кишечник-печень.
Связь между кишечником, печенью и мозгом при алкогольной болезни печени
Микробиота кишечника функционирует как выдающийся, но естественный источник метаболитов, биоактивных молекул и эндотоксинов, которые регулируют не только физиологию желудочно-кишечного тракта, но и другие органы, включая мозг, почки и сердечно-сосудистую систему. Эти микробы не только поддерживают связь между органами, но также являются определяющим фактором, запускающим патофизиологические изменения при многих заболеваниях.
Хроническое употребление алкоголя изменяет микробный состав кишечника, нарушает барьер слизистой оболочки и, таким образом, ставит под угрозу гомеостаз кишечника, который поддерживается сегрегацией микробиоты и иммунных клеток хозяина. Между тем, центральная нервная система также взаимодействует с кишечником через ось кишечник-мозг, чтобы обеспечить физиологическое восприятие тела хозяина. Эта двунаправленная коммуникация обеспечивается иммунными клетками и гормонами, которые проходят через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) посредством парасимпатической нервной активности.
Алкоголь и взаимодействие кишечника и печени
Расстройства, связанные с употреблением алкоголя и хроническое употребление алкоголя, широко распространены во всем мире. Злоупотребление алкоголем связано с изменениями микробного состава, влияющими на проницаемость кишечника, что подвергает печень неблагоприятным событиям у пациентов. Печень очень чувствительна к конечным продуктам бактериального метаболизма, и эта сильная реакция, влияет на функции печени и на модуляцию микробиоты и физиологии хозяина.
Бактериальные метаболиты
Короткоцепочечные жирные кислоты (SCFA) и вторичные желчные кислоты (BA) - это два основных типа метаболитов, продуцируемых кишечной микробиотой.
В исследованиях было показано, что короткоцепочечные жирные кислоты (ацетат, бутират и пропионат) поддерживают барьеры кишечного эпителия, обеспечивая энергией энтероциты, а также способствуют противовоспалительной активности в кишечнике посредством иммуномодуляции. Установлено, что хроническое употребление алкоголя ухудшает продукцию короткоцепочечных жирных кислот из-за аномальной микробиоты, проявляющей сниженную биосинтетическую активность, и, следовательно, снижение содержания короткоцепочечных жирных кислот в фекалиях наблюдалось у пациентов с алкогольными расстройствами .
Наблюдаемые при алкогольных расстройствах аномальные бактериальные метаболиты являются следствием сдвигов в составе бактериального сообщества на таксономических уровнях. В стуле пациентов с алкогольными расстройствами снижено количество полезных таксонов Firmicutes и Bacteroidetes, таких как Lachnospiraceae, Roseburia, Ruminococcaceae, Blautia и Bacteroidaceae. При этом резко увеличивается численность организмов Protobacteria, Bacteroidetes и Firmicutes, включая Enterobacteriaceae, Porphyromonadaceae и Streptococcaceae
Алкоголь и взаимодействие кишечника и мозга
Экологическая система микробиома кишечника очень обширна и не ограничивается желудочно-кишечной системой. Состав, относительное количество и биоактивность кишечных микробов не только влияют на функцию кишечника и печени, но также имеют последствия для функции мозга, поведения и настроения. В недавних исследованиях кишечная микробиота стала ключевым регулятором нервного развития и поведения при заболеваниях головного мозга.
Ряд предыдущих исследований был проведен с целью выяснить основные механизмы микробиоты кишечника, поскольку они связаны с нарушениями мозга через ЦНС и метаболические пути. Предыдущие исследования показали, что бактериальные метаболиты могут попадать в мозг через ГЭБ через сенсорные нервы, которые иннервируют кишечник. Большинство прямых и непрямых путей, включая двунаправленную передачу от блуждающего нерва к мозгу, периферические иммунные ответы, метаболизм триптофана, передачу сигналов гормонов и бактериальные метаболиты, такие как SCFAs и другие побочные продукты ферментации, в определенной степени влияют на функцию мозга.
Другой аспект, влияющий на взаимодействие кишечника и мозга, - это центральные регуляторные циркадные механизмы в мозге, которые могут изменять циркадные часы в желудочно-кишечном тракте, что приводит к восприимчивости к патофизиологии кишечника. Поскольку употребление алкоголя имеет тревожную связь с циркадными часами, это еще больше усугубляет влияние алкоголя на целостность кишечного барьера и может сыграть потенциальную роль в травмах печени и головного мозга.
Принимая во внимание природу алкоголизма, стратегии предотвращения рецидивов после отмены часто неэффективны, а текущие подходы к лечению требуют серьезного пересмотра; сосредоточение внимания на микробиоме может дать потенциальные терапевтические цели для уменьшения психологических симптомов, связанных с опосредованной алкоголем дисгармонией оси кишечник-мозг.