В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Nature Scientific Reports, исследователи изучили, способствует ли влияние нарушений микробиома кишечника на различные биологические процессы, такие как нарушение регуляции гипоталамо–гипофизарно-надпочечниковой системы, работа иммунной системы и выработка нейротрансмиттеров и короткоцепочечных жирных кислот проявлению и прогрессированию психических расстройств, таких как тревога, депрессия и расстройства пищевого поведения.

Микробиота кишечника и головного мозга

Открытие микробиома кишечника и его жизненно важной роли в здоровье человека привело к появлению множества исследований, изучающих роль дисбактериоза кишечного микробиома в различных физических и психических заболеваниях. Недавние исследования показали, что дисбиоз кишечного микробиома присутствует у значительного числа пациентов с психическими расстройствами, такими как тревога, депрессия и расстройства пищевого поведения.

В то время как дисбаланс между некоторыми видами микробиоты может оказывать влияние на нейронные и гуморальные механизмы в головном мозге, воздействуя на блуждающий нерв, микрофлора кишечника также может изменять гематоэнцефалический барьер и влиять на эндокринные пути. Кроме того, метаболиты кишечного микробиома, такие как аминокислоты, короткоцепочечные жирные кислоты и вторичные желчные кислоты, могут влиять на функции мозга, такие как память, поведение и обучение.

Однако микробиом кишечника динамичен и специфичен для каждого человека. Более того, в то время как микробиом матери изначально формирует состав микробиома кишечника младенца, такие факторы, как диета, образ жизни, медикаментозное лечение и физиологические факторы, ответственны за состав микробиома взрослого человека. Кроме того, известно, что различные генетические факторы и факторы окружающей среды также влияют на развитие и прогрессирование нервно-психических расстройств, что делает определение роли кишечного микробиома в психических расстройствах очень сложным.

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи использовали реестр twin в Соединенном Королевстве (Великобритания) для скрининга дизиготных и монозиготных близнецов, у которых были диссонирующие психические расстройства, чтобы изучить различия в обилии родов кишечных бактерий и уровнях циркулирующих метаболитов, чтобы понять роль кишечного микробиома в психических заболеваниях.

Дизиготные близнецы возникают в результате того, что две яйцеклетки оплодотворяются двумя сперматозоидами во время одной беременности и, следовательно, подобно братьям и сестрам, не являющимся близнецами, разделяют половину своего генетического материала. Монозиготные близнецы зачинаются, когда одна оплодотворенная яйцеклетка разделяется на две и образует два плода, что делает их генетически идентичными.

Совместные исследования близнецов позволяют изучать межличностные различия с учетом сопутствующих факторов, поскольку близнецы имеют общие жизненно важные факторы, такие как генетический фон и жизненные факторы, такие как способ рождения, раннее питание и география. Кроме того, сравнения между монозиготными и дизиготными близнецами могут помочь понять, в какой степени генетика способствует развитию заболевания.

Известно, что психические расстройства имеют разный уровень наследуемости: депрессия наследуется от 35% до 45%, а тревога — от 35% до 50%. Согласно предыдущим исследованиям, расстройства пищевого поведения, такие как переедание, нервная булимия и нервная анорексия, передаются по наследству на 39-45%, 60% и 28-74% соответственно.

Целью настоящего исследования было использовать продольные данные Британского реестра взрослых близнецов для характеристики микробиоты кишечника и метаболомов плазмы и расшифровать роды бактерий, микробные пути и метаболиты плазмы, которые могут влиять на развитие или прогрессирование психических расстройств у монозиготных и дизиготных близнецов, включая потенциальные различия в микробиоме кишечника между обоими типами близнецов.

Основные выводы

Результаты показали, что обилие бактерий рода Parabacteroides было связано с диагнозами психических расстройств. Кроме того, было обнаружено, что обилие восьми других родов бактерий, включая Dorea, Victivallis, Mollicutes, Pseudoflavonifractor и Ruminococcaceae, различается у монозиготных близнецов с психическими расстройствами и у здоровых близнецов.

Кроме того, было обнаружено, что субфракции липопротеинов высокой плотности, такие как очень большой холестерин, свободный от липопротеинов высокой плотности, холестерин липопротеина 2 высокой плотности, крупные частицы липопротеинов высокой плотности, валин, большое количество липидов липопротеинов высокой плотности, большое количество холестерина липопротеинов высокой плотности и большое количество этерифицированного холестерина липопротеинов высокой плотности, по-разному распределены между монозиготными близнецами с психическими расстройствами и здоровыми близнецами-двойняшками.

Анализы у дизиготных близнецов показали, что два рода бактерий — семейство XIII группы AD3011 и Ruminococcaceae UCG 013 имеют сходные различия в численности между близнецами с психическими расстройствами и их здоровыми близнецами-двойняшками, как и в исследовании среди монозиготных близнецов. Однако метаболиты, идентифицированные как отличающиеся у близнецов с психическими расстройствами по сравнению со здоровыми близнецами в парах дизиготных близнецов, не совпадали с метаболитами, идентифицированными в парах монозиготных близнецов.

Предыдущие исследования также обнаружили повышенную численность рода Parabacteroides, связанного с тяжелым депрессивным расстройством. Однако считается, что этот вид играет полезную для здоровья роль в производстве короткоцепочечных жирных кислот, индола и γ-аминомасляной кислоты, или ГАМК. Дисфункции сигнальных путей, задействующих эти молекулы, были связаны с тревогой и депрессией, что позволяет предположить, что повышенное содержание парабактериоидов , связанное с психическими расстройствами, может быть возможным компенсаторным механизмом.