به گزارش پایگاه اطلاع رسانی بنیان، میکروبیوم روده جمعیت پیچیده‌ای از میکروارگانیسم‌ها هستند که در دستگاه گوارش وجود دارند. طی هزاران سال، میکروبیوم روده انسان با ایجاد یک رابطه همزیستی، همواره با میزبان خود تکامل یافته است به گونه‌ای که این ارتباط به نفع هر دو بوده است. ارتباط دو طرفه بین مغز و میکروبیوم (از طریق محور میکروبیوم-روده-مغز)، نحوه تکوین، رفتار و عملکردهای عصبی مغز را تنظیم می‌کند. بنابراین در صورت اختلال در رابطه میکروب-مغز، ممکن است بیماری‌های عصبی-روانی، تکوینی رخ دهد. تاکنون نیز مطالعات متعددی بر اهمیت میکروبیوم روده در دوران اولیه زندگی و نقش آن در تعدیل رشد عصبی و رفتار تاکید کرده‌اند. مطالعات اپیدمیولوژیک نشان داده است که قرار گرفتن در معرض آنتی بیوتیک در اوایل زندگی می تواند خطر ابتلا به بیماری‌های ایمنی و متابولیک را در افراد افزایش دهد. علاوه بر این، مطالعات پیش بالینی نشان داده است که اختلالات میکروبی درازمدت ناشی از آنتی بیوتیک در اوایل زندگی می‌تواند اثرات پایداری بر فیزیولوژی، عملکرد مغز و رفتار داشته باشد. با این حال، این مطالعات تأثیر کاهش هدفمند میکروبیوتای ناشی از آنتی‌بیوتیک را در طول پنجره‌های حیاتی رشد و چگونگی ارتباط آن با پیامدهای تکوین سیتم عصبی بررسی نکرده‌اند.

نقش و اهمیت میکروبیوم روده در تکوین سیستم عصبی

مطالعات پیش بالینی مرتبط با مدل‌های موش در کشف اهمیت میکروبیوم روده  نشان داده است که میکروبیوم روده در شکل‌دهی فرآیندهای تکوین سیستم عصبی، مانند نوروژنز، انعطاف‌پذیری عصبی، نفوذپذیری سد خونی مغز (BBB)، میلین‌سازی، آکسونوژنز، فعال‌سازی میکروگلیا و التهاب عصبی مفید بوده است. بنابراین از بین رفتن این میکروبیوم منجر به تغییر در عملکرد سیستم عصبی می‌شود، این وضعیت را می‌توان با بازیابی میکروبیومی روده با گروه پیچیده‌ای از میکروب‌ها یا یک باکتری‌های بالقوه معکوس کرد. در بدو تولد، یک جامعه میکروبی بسیار کوچک و ناپایدار در روده وجود دارد، اما زمانی که فرد به بزرگسالی می‌رسد، این جامعه میکروبی قوی می‌شود. در طول مرحله تکوین و تکوین فرد، گونه زایی میکروبیومی روده به عوامل ژنتیکی و محیطی (مانند دارو، آنتی بیوتیک‌ها، رژیم غذایی و بیماری) بستگی دارد. دانشمندان یک پنجره حیاتی را در اوایل زندگی شناسایی کردند که طی آن میکروبیومی روده فرآیند تکوینی مرتبط با رفتار و عملکرد مغز را تنظیم می‌کند.

مطالعات پیش بالینی انجام شده در تعیین این ارتباط

اکثر مطالعات پیش بالینی موجود تاثیر کاهش طولانی مدت اثر میکروبیومی روده را بر نحوه تکوین سیستم عصبی بررسی کرده‌اند. با این حال، هنوز این مطالعات نتوانسته‌اند اثرات دوره زمانی خاص نقش میکروب‌ها در مرحله تکوین را تعیین و برجسته کنند. مطالعات پیش بالینی نشان داده است که در اوایل زندگی، دوره پس از شیر گرفتن، پنجره‌ای حساس برای اختلالات میکروبی است که بر تکوین مغز و سیستم ایمنی تأثیر می‌گذارد. ولی مطالعات اپیدمیولوژیک نشان داده شده است که دوره بلافاصله پس از زایمان تأثیر قابل توجهی بر تکوین میکروبیومی ما دارد. تغییر در میکروبیومی پس از تولد پیامدهای بلندمدتی بر پیامدهای عصبی شناختی و سلامت روان دارد. ولی در حال حاضر، اطلاعات کمی در مورد مکانیسم‌های مولکولی زیربنای پنجره‌های حیاتی تأثیر این میکروب‌ها وجود دارد.

معرفی یک مطالعه جدید

یک مطالعه اخیر بر روی مغز، رفتار و سیستم ایمنی، نقش میکروبیوم روده در مراحل اولیه زندگی را در تعیین پیامدهای تکوین عصبی بررسی کرده است. مطالعه حاضر از یک مدل موش برای ارزیابی تأثیر طولانی مدت اختلال میکروبی روده در طول پنجره‌های حیاتی تکوین سیستم عصبی استفاده کرده است. این مطالعه موش‌های نر و ماده را با یک کوکتل آنتی‌بیوتیک (ABX) یا 0.9% سالین (Veh) در طول یکی از سه دوره تکوین، یعنی پس از تولد (PN)، قبل از شیر گرفتن (PreWean) یا پس از شیر گرفتن (PreWean) تیمار کرده است. این چارچوب‌های زمانی بر اساس دوره‌های حیاتی تکوین برای تعاملات میکروبیوم روده و مغز انتخاب شدند.

یافته‌های مطالعه

نتایج این مطالعه  با استراتژی کاهش دادن میکروبیوم ناشی از  مصرف ABX، در طول سه پنجره حیاتی تکوین، نقش حیاتی میکروبیوم روده مخصوص زمان را نشان داد. علاوه بر این، اثرات حاشیه ای وابستگی میان جنسیت و زمان را با سلول‌های ایمنی در گردش و فیزیولوژی عصبی (به عنوان مثال، میکروگلیای ناقص در آمیگدال قاعده ای جانبی) در دوران نوجوانی نشان دادند. قرار گرفتن در معرض ABX در اوایل زندگی بر تنوع و ترکیب میکروبی روده تأثیر می‌گذارد. بنابراین یافته‌های مطالعه حاضر با مطالعات قبلی مطابقت دارد زیرا هردو نشان دادند که در اوایل زندگی، قرار گرفتن در معرض آنتی‌بیوتیک حتی اگر به صورت کوتاه مدت باشد، صرف‌نظر از دوره قرار گرفتن در معرض،  باعث می‌شود که فرد تنوع قابل‌توجهی از میکروب‌ها را در نوجوانی از دست دهد. نکته جالب توجه اینجاست که، این مطالعه همچنین نشان داده است که حیوانات تحت درمان با ABX دارای سطح بالایی از گونه‌های خاص مانند Erysipelatclostridium، Blautia، Parabacteroides، Bifidobacterium و Anaerostipes هستند که با تظاهرات افسردگی مرتبط است. موش‌های تحت درمان با ABX دارای سطوح پایینی از Alistipes، Odoribacter، Lachnospiracea و Bacteroides بودند که تولیدکنندگان قابل توجهی اسیدهای چرب با زنجیره کوتاه (SCFA) مانند بوتیرات و استات هستند. SCFAها نقش اساسی در سیگنال دهی محور روده-مغزی و تنظیم عملکرد سد روده ایفا می‌کنند. کاهش در گونه‌های تولید کننده SCFA نیز منجر به افزایش اختلال خلقی و حالت التهابی شد.

ارتباط دوره پس از شیر گرفتن نوزاد با  اختلالات میکروبی  

ضروری است بدانید که چشمگیرترین تغییرات کاهشی ترکیب میکروبی در گروه نوجوانی مشاهده شد که در دوره پس از شیرگیری در معرض ABX قرار گرفته بودند. این مشاهدات مبتنی بر تجزیه و تحلیل گروه Wean ABX بود که در دورترین فاصله از گروه‌های Veh قرار داشتند. از آنجایی که حیوانات Postnatal-ABX و PreWean-ABX به طور مداوم با شیر مادر تغذیه می‌شدند، درنهایت بهبود نسبی در میزان میکروبیوم رخ داد. از طرفی حیوانات آزمایشی که در در اوایل زندگی در معرض ABX قرار گرفتند، تغییرات جزئی در جمعیت سلول‌های میلوئیدی در گردش خون نشان دادند. ولی تغییر مورفولوژی میکروگلیال در آمیگدال قاعده‌ای جانبی مغز در نوجوانی مشاهده شد. جالب توجه است که موش‌های بدون میکروب (GF) و تحت درمان با ABX تغییرات متضادی را نشان دادند که می‌تواند به دلیل تفاوت در مدل‌ها، زمان‌بندی و مدت مداخله باشد. سلول‌های ایمنی ذاتی که برای حفظ هموستاز مغز حیاتی هستند، بنابراین با مشاهده افزایش سطح مونوسیت های LY6C- و CX3CR1+ در گروه های PN و Wean ، می‌توان گفت که اختلالات اولیه زندگی را تاحدودی جبران کرده است.

نتیجه گیری پایانی

در این بررسی، نویسندگان نشان دادند که حتی یک دوره کوتاه قرار گرفتن در معرض ABX در اوایل زندگی به طور قابل توجهی بر ترکیب و ساختار میکروبیوم روده در حال  تکوین تأثیر می‌گذارد. کاهش میکروبوم در اوایل زندگی، به ویژه در دوره‌های تکوینی PN و PreWean، بر رفتار، تکوین عصبی و عملکردهای عصبی-ایمنی تأثیر می‌گذارد. در آینده، برای درک پیامدهای آسیب‌شناسی روانی در اواخر عمر ناشی از تخلیه میکروبی در اوایل زندگی، باید تحقیقات بیشتری انجام شود.

پایان مطلب/.