Střevní mikrobiom reguluje mozkové signály prostřednictvím bloudivého nervu

Nový výzkum poskytuje přímý důkaz, že střevní mikrobiom komunikuje s mozkem prostřednictvím bloudivého nervu. Na myších bez střevních bakterií vědci pozorovali výrazně sníženou aktivitu bloudivého nervu, jenž se po zavedení střevních bakterií vrátila k normálu. Když byly u myší použity k odstranění střevních bakterií antibiotika, aktivita bloudivého nervu poklesla, ale obnovila se po opětovném zavedení těchto bakterii. Jako klíčové aktivátory neuronů bloudivého nervu byly identifikovány specifické metabolity, včetně mastných kyselin s krátkým řetězcem a žlučových kyselin. Tyto signály se rozšířily do mozkového kmene, což potvrzuje jasnou cestu ze střeva do mozku. Tato zjištění přispívají k lepšímu pochopení osy střevo-mozek a mohou vést k novým způsobům léčby neurologických a gastrointestinálních poruch.

Klíčová fakta studie:

• Souvislost mezi střevem a bakteriemi: Myši bez střevních bakterii měly sníženou aktivitu bloudivého nervu, jež se obnovila až po znovu zavedení těchto bakterií.
• Aktivace metabolitů: Mastné kyseliny s krátkým řetězcem a žlučové kyseliny ze střevního mikrobiomu přímo stimulovaly aktivitu bloudivého nervu.
• Terapeutický potenciál: Pochopení komunikace mezi střevem a mozkem, kterou zprostředkovává bloudivý nerv, by mohlo pomoci vyvinout novou léčbu neurologických a střevních onemocnění.

Zdroj: UCLA

Nová studie přináší přímé důkazy o velmi důležité úloze bloudivého nervu v komunikaci střevního mikrobiomu s mozkem a řeší tak kritickou mezeru v této oblasti. Výzkum, který vedla Kelly G. Jamesonová v době, kdy byla doktorandkou v Hsiaoově laboratoři na UCLA, prokazuje jasný kauzální vztah mezi střevní mikrobiotou a aktivitou bloudivého nervu.  Ačkoli se již dlouho předpokládá, že bloudivý nerv usnadňuje komunikaci mezi střevním mikrobiomem (společenství mikroorganismů žijících ve střevech) a mozkem, přímé důkazy o tomto procesu byly omezené. 

Výzkumníci pod vedením Jamesonové pozorovali, že myši chované bez jakýchkoli střevních bakterií, známé jako myši bez mikrobů, vykazovaly výrazně nižší aktivitu bloudivého nervu ve srovnání s myšmi s normálním střevním mikrobiomem. Pozoruhodné je, že když byly těmto myším bez bakterií podány střevní bakterie normálních myší, aktivita jejich bloudivého nervu se zvýšila na normální úroveň. 

Další pokusy zahrnovaly zavedení antibiotik do tenkého střeva normálních myší s mikrobiomem, což vedlo ke snížení aktivity bloudivého nervu. Dále pokusy zahrnovaly zavedení antibiotik do tenkého střeva u myší, u kterých se bakterie nevyskytovaly,  antibiotika neměla na aktivitu bloudivého nervu žádný vliv. Když však byla antibiotika vypláchnuta a nahrazena střevními tekutinami normálních myší, aktivita bloudivého nervu se obnovila. K tomuto obnovení nedošlo u střevních tekutin z myší bez bakterii, což zdůrazňuje klíčovou roli mikrobiomu.

Studie rovněž identifikovala specifické látky produkované střevním mikrobiomem, jako jsou mastné kyseliny s krátkým řetězcem a žlučové kyseliny, jež by mohly stimulovat aktivitu bloudivého nervu prostřednictvím specifických receptorů. Tyto metabolity aktivovaly různé skupiny neuronů v bloudivém nervu, přičemž každá z nich měla svůj vlastní jedinečný vzorec odpovědi. Tato aktivace se rozšířila i na neurony v mozkovém kmeni, což dokazuje jasnou cestu pro komunikaci mezi střevem a mozkem.

Výzkum naznačuje, že střevní mikrobiom reguluje určité metabolity, které aktivují bloudivý nerv, což umožňuje přenos chemosenzorických signálů ze střeva do mozku, zlepšuje pochopení osy střevo-mozek a otevírá nové možnosti pro zkoumání léčby neurologických a gastrointestinálních poruch.

Zdroj článku: Gut Microbiome Regulates Brain Signals Through the Vagus Nerve

Celá studie zde: Select microbial metabolites in the small intestinal lumen regulates vagal activity via receptor-mediated signaling

Překlad: Centrum Oberonic

M.V.