Как общаются мозг и микробиота



Кишечные бактерии и головной мозг находятся в прямом диалоге, показало новое исследование Института Пастера (Париж, Франция).


Продукты жизнедеятельности кишечного микробиома попадают в кровоток и участвуют в регуляции жизненных процессов, включая иммунные, обмен веществ и деятельность головного мозга. Ученые Института Пастера выяснили, что нейроны гипоталамуса напрямую улавливают изменения в активности бактерий и соответственно меняют аппетит и температуру тела. Это открытие продемонстрировало, что между микробиомом и головным мозгом существует прямая связь. Оно позволит найти новые методы лечения метаболических расстройств, таких как диабет и ожирение.


Кишечник - крупнейший резервуар бактерий в организме. Появляются всё новые доказательства, что тело и микробиом тесно связаны, и важнейшее значение имеет ось кишечник-мозг. Микробиологи, нейробиологи и иммунобиологи объединили усилия, чтобы выяснить, как именно кишечные бактерии напрямую контролируют деятельность нейронов головного мозга.


Ученые сосредоточили внимание на рецепторе NOD2, встречающемся в иммунных клетках. Он улавливает присутствие микропептидов - строительного материала для клеточных стенок. Ранее было установлено, что различные варианты генетического кода этого рецептора связаны с болезнями пищеварительного тракта, включая болезнь Кронна, а также неврологическими и эмоциональными расстройствами. Однако, этих данных было недостаточно, чтобы доказать прямую связь между нейронной активностью и деятельностью бактерий. Эти доказательства были получены в текущем исследовании.


Посредством томографии головного мозга ученые установили, что рецептор NOD2 у мышей продуцируется нейронами различных отделов головного мозга, в частности в гипоталамусе. Также выяснилось, что бактериальные микропептиды кишечника подавляют деятельность этих нейронов. "Микропептиды в кишечнике, крови и мозге являются маркерами жизнедеятельности бактерий", объясняет Иво Бонека, глава кафедры биологии и генетики клеточных стенок в Институте Пастера. Соответственно, в отсутствие рецептора NOD2 микропептиды не регулируют активность нейронов, и мозг теряет контроль над объемом поглощаемой пищи и температурой тела. Мыши набирали лишний вес, у них чаще развивался диабет 2 типа, особенно у пожилых особей женского пола.


В своем исследовании ученые продемонстрировали, что нейроны получают сигналы от микробиома напрямую (ранее считалось, что они взаимодействуют через иммунные клетки. "Это удивительное открытие показало, что фрагменты бактерий напрямую воздействуют на такой важный отдел мозга, как гипоталамус, управляющий такими жизненно необходимыми функциями, как температура тела, размножение, голод и жажда," - прокомментировал Пьер-Мари Лледо, глава кафедры восприятия и памяти в Пастеровском институте.


Таким образом, нейроны напрямую улавливают бактериальную активность (существование и гибель) в зависимости от воздействия пищи на кишечную экосистему. "Избыточное потребление некоторых продуктов может стимулировать диспропорциональный рост отдельных бактерий или патогенных микроорганизмов, нарушая кишечный баланс", отмечает Жерар Эберль, глава направления микросреды и иммунитета.


Воздействие микропептидов на нейроны гипоталамуса и метаболизм поднимает вопрос их потенциального влияния на другие функции мозга, и может помочь разобраться в связи отдельных заболеваний мозга с генетическими изменениями рецептора NOD2. Это открытие проложит путь к новым междисциплинарным проектам на границе нейронаук, иммунологии и микробиологии, что в итоге поможет найти новые пути лечения расстройств головного мозга и метаболических заболеваний, таких как диабет 2 типа и ожирение.


https://www.sciencedaily.com/releases/2022/04/220415100551.htm

Archive
Search By Tags
Follow Us