Новости

Кишечные микробы необходимы для производства серотонина

Кишечные микробы необходимы для производства серотонина

Серотонин известен, прежде всего, как мозговой химикат, который затрагивает эмоции и поведение, дисбаланс которого, как полагают, способствует депрессии. Менее известным является то, что по подсчетам ученых 90% серотонина производится в кишечнике, и дисбаланс в этом периферийном серотонине был связан с заболеваниями, начиная от синдрома раздраженного кишечника до сердечно-сосудистого заболевания с остеопорозом.

Сейчас исследователи из Калифорнийского технологического института (Калтех) в Пасадене сообщают об исследовании в журнале Cell, которое показывает, что определенные бактерии в пищеварительном тракте играют важную роль в производстве периферийного серотонина.

Старший автор исследования Элейн Сяо, доцент кафедры биологии и биологической инженерии в Калифорнийском технологическом институте, говорит, что исследования мышей и других лабораторных животных все чаще показывают, что изменения в микробах пищеварительного тракта влияют на поведение.

Она объясняет, что она и ее коллеги были заинтересованы в получении более подробной информации о том, как микробы кишечной и нервной системы соединяются друг с другом, и:

«Чтобы начать, мы обсуждали идею, что нормальные микробы кишечника могут повлиять на уровень нейромедиаторов в их хозяевах».

В кишечнике существует три типа клеток, производящих серотонин, о которых мы знаем: иммунные клетки, нервные клетки, или нейроны, и энтерохромаффинные (ЕС) клетки.

Микробы пищеварительного тракта влияют на производство серотонина клетками EC

Для их исследования профессор Сяо и его коллеги хотели выяснить, на какие клетки в кишечнике микробы могут оказывать влияние, чтобы изменять уровень серотонина.

В первой части исследования они сравнили периферийные уровни серотонина, произведенные из этих клеток в двух группах мышей: один с нормальными микробами пищеварительного тракта и другой группой мышей без кишечных бактерий.

Команда обнаружила, что у мышей без микробов, их клетки EC произвели приблизительно на 60% меньше серотонина, чем мыши с нормальными бактериями пищеварительного тракта.

И когда они восстановили колонии бактерий в пищеварительном тракте мышей без микробов, их клетки EC начали производить нормальные уровни серотонина, что показывает, что эффект на клетки EC может быть полностью изменен.

В следующей части исследования команда задалась целью выяснить, какие бактерии в особенности взаимодействовали с клетками EC, чтобы произвести серотонин.

Они ввели единственные разновидности и группы микробов пищеварительного тракта один за другим в мышей без микробов, и обнаружили, что уровни серотонина повысились, когда было определенное соединение приблизительно 20 видов спорообразующих бактерий.

Внедрение данной конкретной бактериальной смеси в мышей без микробов увеличило движение еды через пищеварительный тракт. Это также изменило активность в крови тромбоцитов, которые используют серотонин для повышения свертываемости крови.

Бактерии управляют метаболитами микробиоматерии пищеварительного тракта, чтобы влиять на производство серотонина

Дальнейшие исследования в клеточных культурах выявили некоторые молекулярные механизмы, подкрепляющие результаты. Команда обнаружила, что несколькими метаболическими побочными продуктами бактерий пищеварительного тракта управляет смесь спорообразующих бактерий и действуют на клетки EC, чтобы изменять выработку серотонина.

Когда исследователи увеличили эти метаболические побочные продукты у мышей без микробов, это увеличило их уровни периферийного серотонина.

Другие расследования показали, что бактерии могут сделать серотонин самостоятельно. Исследователи говорят, что их исследование предполагает, что много серотонина в организме полагается на взаимодействие между бактериями и клетками-хозяевами.

Профессор Сяо говорит, что гораздо больше исследований должно быть сделано, прежде чем выводы будут готовы для клинического использования, и предостерегает:

«Мы выявили группу бактерий, которая, помимо увеличения серотонина, вероятно, имеет другие последствия, которые предстоит изучить. Также есть условия, где избыток периферического серотонина, кажется, вреден».

Она и ее команда теперь планируют узнать, как их результаты могут относиться к человеческому мозгу.


ВКонтакт Facebook Google Plus Одноклассники Twitter Яндекс Livejournal Liveinternet Mail.Ru