מדענים עוקבים אחר השפעת האלכוהול מהמעי אל המוח, חושפים שינויים מיקרוביאליים שמחלישים את מחסום הדם-מוח, ופרוביוטיקה שעוזרת לתקן אותו.
מחקר: צריכה כרונית של אלכוהול משבשת את שלמות מחסום הדם-מוח דרך ציר המעי-מוח. קרדיט תמונה: Syda Productions/Shutterstock.com
במחקר שפורסם לאחרונה ב ביולוגיה של תקשורתקבוצת חוקרים קבעה האם צריכת אלכוהול כרונית משבשת את מחסום הדם-מוח (BBB) דרך ציר המעי-מוח ובדקה האם Faecalibacterium prausnitzii יכול להפחית נזקי BBB וירידה קוגניטיבית.
ההשפעה הנסתרת של אלכוהול על הגנת המוח
אחד מכל שלושה מבוגרים שותה אלכוהול באופן קבוע, אך רבים ממעיטים בהשפעותיו על המוח. מחקרי נתיחה מראים שינויים מיקרו-וסקולריים, בעוד שהפרעות בהדמיית טנזור דיפוזיה (DTI) יכולות להימשך גם לאחר התנזרות, מה שמרמז על פציעה מתמשכת.
BBB מגן על מעגלים עצביים; כאשר הם נחלשים, רעלים ומתווכים דלקתיים חודרים למוח, ופוגעים בזיכרון ובמצב הרוח. בינתיים, המיקרוביום של המעי, המעוצב על ידי תזונה ומשקה, יכול לאותת למוח באמצעות מטבוליטים ומסלולים חיסוניים. עבודה מוקדמת מקשרת בין אלכוהול לשינויים במיקרוביום ולתפקוד לקוי של BBB. ובכל זאת, עדויות אנושיות הקושרות את השינויים הללו לתוצאות קוגניטיביות נשארות במידה רבה מתאם, והראיות הסיבתיות המקשרות בין השניים מוגבלות. יש צורך במחקר נוסף כדי לבסס מנגנונים ולבדוק התערבויות מבוססות מיקרוביום.
קישור בין שינויים במעיים לפגיעות מוחית
החוקרים רשמו 30 גברים בוגרים עם הפרעת שימוש באלכוהול (AUD) באמצעות מדריך אבחון וסטטיסטי של הפרעות נפשיות, קריטריונים של המהדורה החמישית (DSM-5) ו-30 גברים בריאים. משתתפים עם מחלות נוירופסיכיאטריות, זיהומיות, ניאופלסטיות, אוטואימוניות או עיכול ואלה שנחשפו לאחרונה לאנטיביוטיקה, פרוביוטיקה, פרה-ביוטיקה או התנזרות ממושכת לא נכללו.
הם תיעדו קוגניציה באמצעות Mini-Mental State Examination (MMSE), והערכה קוגניטיבית של מונטריאול (MoCA), מצב רוח באמצעות Hamilton Anxiety Scale (HAMA) ו- Hamilton Depression Scale (HAMD), שינה עם מדד איכות השינה של פיטסבורג (PSQI), וכימיה קלינית הכוללת גלוקוז, אספרטאט אמינוטרנספראז (AST), טרנספר-ביל (Gamma-Bilu) ישיר (Gamma-IL).
צואה 16S ribosomal deoxyribonucleic acid (DNA) טקסות צדודית של רצף; מטבוליטים בפלסמה נותחו על ידי כרומטוגרפיה נוזלית-ספקטרומטריית מסה טנדמית (LC-MS/MS) עם ניתוח רכיבים עיקריים (PCA) והקרנות אורתוגונליות לניתוח מבנים סמויים (OPLS-DA), ולאחר מכן העשרה באנציקלופדיה של קיוטו של גנים וגנומים (KEGG).
עכברי C57BL/6J זכרים נטולי פתוגן ספציפיים (SPF) וללא חיידקים (GF) קיבלו מתן דרך הפה יומית של 25% אתנול (4 גרם/ק"ג) או מים במשך שישה שבועות. קוגניציה הוערכה באמצעות משימות Morris Water Maze (MWM) ו-Novel Object Recognition (NOR). שלמות BBB הוערכה על ידי דליפת 20-kilodalton (kDa) fluorescein isothiocyanate (FITC)-dextran ועל ידי חלבונים בחיבור הדוק zonula occludens-1 (ZO-1), occludin, claudin-5 על ידי Western blot ואימונופלואורסצנטי.
השתלת מיקרוביוטה צואתית (FMT) מחולי AUD או תורמים בריאים בוצעה בעכברי GF. Faecalibacterium prausnitzii A2-165 ניתנה דרך הפה; חומצות שומן קצרות שרשרת (SCFAs) כומתו על ידי כרומטוגרפיה גז-ספקטרומטריית מסה טנדמית (GC-MS/MS) עם אנליזה חלקית של מבחין ריבועים לפחות (PLS-DA).
אלכוהול משנה חיידקים, מטבוליטים וציונים קוגניטיביים
מבחינה קלינית, אנשים עם AUD הראו קוגניציה גרועה יותר, חרדה ודיכאון גבוהים יותר ושינה גרועה יותר מאשר בקרות. ציוני MMSE ו-MoCA היו נמוכים יותר, בעוד שציוני HAMA, HAMD ו-PSQI היו גבוהים יותר. מעבדות שגרתיות שיקפו לחץ הקשור לאלכוהול: תאי דם אדומים וטסיות דם הופחתו, וסמני כבד, כולל AST, GGT ו-DBIL, עלו.
פרופילי צואה 16S הראו הבדלים צנועים במגוון אלפא אך הפרדה ברורה בין בטא לגיוון. ניתוח מבחן ליניארי אפקט גודל מודגש מופחת Ruminococcaceae ו Faecalibacterium עם Streptococceae ו-Enterobacteriaceae מוגברים; ברמת הסוג, Faecalibacterium ירד, ו סטרפטוקוקוס מוּגדָל.
מטבולומי פלזמה על ידי LC-MS/MS הפרידו קבוצות על ידי PCA, עם שינויים רחבים על פני שומנים, חומצות אמינו וחומצות מרה. רשתות מתאם מקושרות מסות דיפרנציאליות, כולל Faecalibacteriumעם מספר מטבוליטים שהשתנו, אך לא יצרו קשר ישיר עם ציונים קוגניטיביים, דבר המצביע על דפוסי מיקרוביום-מטבוליטים שעשויים ללוות הבדלים נוירו-התנהגותיים.
בעכברים, שישה שבועות של אתנול פגע בזיכרון. ב-MWM, בעלי חיים שטופלו באתנול הראו זמן בריחה ארוך יותר ופחות מעברי פלטפורמה; ב- NOR, החקר של האובייקט החדש ירד. חדירות BBB גדלה, עדות על ידי דליפת FITC-dextran גדולה יותר של 20 kDa בקורטקס הפרה-פרונטלי (PFC) ובהיפוקמפוס. שלמות הצמתים ההדוקים נפגעה, כפי שהוכח על ידי מופחתת ZO-1, occludin ו- claudin-5 באזורים אלה, כפי שאושר על ידי אימונופלואורסצנטי.
סיבתיות לאורך תוואי המעי-מוח נתמכה בעכברי GF. לאחר FMT, עכברים שקיבלו מיקרוביוטה תורמת AUD הראו יותר דליפת FITC-דקסטרן ב-PFC ובהיפוקמפוס מאשר אלה שקיבלו מיקרוביוטה בריאה. היה להם גם ביטוי נמוך יותר של ZO-1, occludin ו- claudin-5. גיוון האלפא היה דומה בין הקבוצות, מה שמרמז שקהילה דיסביוטית לבדה יכולה להחליש את ה-BBB.
מבחינה טיפולית, השלמה עם Faecalibacterium prausnitzii בעכברים שנחשפו לאתנול שיפרו התנהגות ותפקוד מחסום. הזיכרון המרחבי השתפר עם זמני בדיקה קצרים יותר ויותר מעברי פלטפורמה, בעוד שזיהוי אובייקט התאושש. החדירות ירדה, וחלבוני צומת הדוקים הוחזרו לרמות בקרה ב-PFC ובהיפוקמפוס.
הרכב המיקרוביום הוסט, עם נמוך יותר Lactobacillaceae ו Helicobacteraceaeומעלה Faecalibacterium. SCFAs, שנמדדו על ידי GC-MS/MS, גדלו, כולל חומצות בוטירית, ולריות וקפרואית; PLS-DA הפרידה בצורה נקייה בין הקבוצות. מכיוון ש-SCFAs יכולים לחזק את צומת האנדותל, לשנות גורם גרעיני kappa-light-chain-enhancer של איתותים של תאי B פעילים (NF-κB), ולהפחית דלקת עצבית, שינויים מטבוליטים אלו מציעים מנגנון סביר להתאוששות.
עם זאת, השינויים המיקרוביאליים מייצגים שינויים ולא "שיקום" מוחלט לעבר מבנה קהילה בריא.
טיפולי מיקרוביום מופיעים כמועמדים לטיפול ב-AUD
מחקר זה קושר בין חשיפה לאלכוהול יומיומית לסיכון נוירווסקולרי קונקרטי: BBB דולף יותר שעוקב אחר ירידה קוגניטיבית. על ידי הדגמה שמיקרוביוטה של AUD גורמת להתמוטטות מחסום במארחי GF לאחר FMT, היא מסיטה את ציר המעי-מוח מקשר לסיבתיות.
לא פחות חשוב, Faecalibacterium prausnitziiפרוביוטיקה של הדור הבא לייצור בוטיראט, העלתה SCFAs, שיחזרה צמתים הדוקים ושיפור הזיכרון בעכברים שנחשפו לאתנול. תרגום עתידי לבני אדם ידרוש התייחסות מדוקדקת של השפעות ספציפיות למין, מינון אופטימלי, כדאיות מיקרוביאלית, וכיצד ההתערבות מקיימת אינטראקציה עם אסטרטגיות כגון הפחתת צריכת אלכוהול.
יחד, הממצאים תומכים בשימוש באסטרטגיות ממוקדות מיקרוביום להגנה על בריאות נוירווסקולרית וקוגניציה באוכלוסיות בסיכון.
הורד את עותק ה-PDF שלך עכשיו!
