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在肠道细菌有直接的线到大脑

Microbiota-sympathetic-neurons

在暴露于微生物化合物的高层次区域的小鼠肠节目的感觉神经元的三维视图。

以其亿个神经元,肠道赢得了声誉作为人体的“第二大脑”与真正的大脑管理像肠道肌肉活动和酶的分泌位对应。越来越多的科学家的社会现在正在寻求理解肠道神经元如何与他们的大脑同行互动,以及如何在这个过程中失败可能导致疾病。

现在,新的研究表明,肠道细菌在这些神经元通信的直接作用,确定肠道蠕动的步伐。的研究,在小鼠进行的, 出版于 性质,表明我们的神经系统和微生物之间的通信的一个显着的程度。它也可能有用于治疗胃肠道疾病的影响。

“我们描述微生物如何能调节神经元电路,在肠道开始,进入到大脑,回来到肠道,说:”洛克菲勒的 丹尼尔mucida,副教授和头部粘膜免疫学实验室。 “一些这个电路内的神经元与肠易激综合征相关的,所以可能的是,该电路容易使人IBS的失调”。

该工作是由保罗带领。穆勒,前研究生在实验室mucida。

如何微生物控制动力

了解肠道内的中枢神经系统的感官微生物如何,mucida和他的同事分析了小鼠的肠道连接的神经元,缺乏微生物完全,所谓的那些从出生成长在一个孤立的环境中,并且只给食品无菌小鼠和水已经被彻底消毒。他们发现,一些肠道神经元连接在无菌小鼠更活跃比对照组和高水平表达的基因,称为 首席财务官连接,对神经元活动的标记。

这增加了神经元的活动,反过来,使食物通过小鼠的消化道比平常更缓慢地移动。当研究人员用药物治疗的无菌小鼠沉默这些肠神经元,他们看到了肠道蠕动加快。

目前还不清楚的神经元如何感测肠道微生物的存在,但mucida和他的同事们发现提示,该密钥可以是一组已知为短链脂肪酸的化合物,其是由肠道细菌制成。他们发现的小鼠的内脏内的这些脂肪酸的低级水平与肠道连接神经元的更大的活性相关联。当他们推动这些化合物的动物的肠道水平,他们的肠道神经元的活性降低。其它微生物的化合物和胃肠激素,与微生物群变化,还发现调节神经元的活性,这表明在该电路中附加的球员。

在控制神经元

进一步的实验揭示了一个难题,但是。科学家锯由不存在微生物的激活肠神经元连接的特定类型没有延伸到肠的暴露的表面,这表明它们不能直接感测脂肪酸水平。

所以mucida和他的同事们决定跟踪电路向后,发现了一组神经元的脑干,显示在无菌小鼠活动增加。当操纵控制小鼠的研究人员专门激活这些神经元一样,他们看到在肠道神经元的活动增加和肠道蠕动减少。

研究人员继续工作倒退,未来将其注意力聚焦于从肠道脑干发送信号的感觉神经元。他们的实验揭示这些感觉神经元扩展到的暴露于微生物化合物的高级别,包括脂肪酸的肠区域的接口。它们关闭这些神经元,以模仿在缺乏的脂肪酸,或相关联的肠道信号无菌小鼠会发生什么,以及观察到在脑干激活的神经元,以及肠道神经元控制肠能动性的激活。

“我们跟踪的整个循环,看到肠子外面的神经元可以通过肠子里面发生的事情加以控制,” mucida说。 “这是合理的,在这里确定的电路可能涉及额外的肠脑双向互动,这可能会影响一些肠道以及神经系统疾病,包括肠易激综合征,甚至行为异常。”


相关出版物

性质
微生物群经由胃肠 - 脑电路调制的交感神经元
保罗。穆勒,马克·施奈贝格,屁股matheis,putianqi旺,扎卡里·克纳anoj ilanges,凯尔佩莱格里诺,何塞菲娜·德尔MARMOL,蒂亚戈湾河卡斯特罗宗弘古都,马修·珀金斯,文飞韩,阿尔卡饶,阿曼达学家皮卡德,贾斯汀河交叉,肯尼亚本田,伊万·德阿劳霍,和丹尼尔mucida


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