Дірява кишка, негерметичний мозок
Марк Є. М. Обренович
1 Служба досліджень, Луїс Стокс, Клівленд, відділ медичного центру у справах ветеранів, Клівленд, штат Огайо, 44106, США; UDE.ESAC@5OEM
2 Хімічний факультет, Університет Кейс Вестерн Резерв, Клівленд, Огайо 44106, США
3 Фонд Гільгамеша з медичної науки та досліджень, Клівленд, штат Огайо, 44116, США
4 Кафедра медичної та біологічної хімії, Фармацевтичний коледж, Університет Толедо, Толедо, штат Огайо 43606, США
5 Кафедри хімії, біологічних та екологічних наук, Державний університет Клівленда, Клівленд, штат Огайо 44115, США
Анотація
1. Вступ
Розширена концепція негерметичної кишки передбачає, що з віком та за певних умов бактеріальні метаболічні компоненти малих молекул можуть транслокуватися або дифундувати системно, і навіть поширюватися на дистальні ділянки від епітеліального бар’єру кишечника, щоб навіть пройти гематоенцефалічний бар’єр і досягти ліквору або інші відділи мозку [1,2,3,6,7,8]. Наприклад, токсин А і токсин В із Clostridium difficile є причетними до патогенезу псевдомембранозного коліту [9] без транслокації бактерій та системного поширення. Це новий спосіб перегляду так званої негерметичної кишки. Тут ці бактеріальні метаболіти, або токсини, з часом можуть як сприяти захворюванню, так і біохімічно та імунологічно модулювати здоров'я як прямими, так і непрямими способами, не викликаючи сепсису чи інфекції. Наприклад, шляхом масової дії метаболічні шляхи можуть бути замасковані, пригнічені або подані вперед шляхом збільшення кількості попередників або стресорів вибраного шляху та розповсюдження проміжних продуктів, щоб врешті-решт збільшити утворення шкідливих кінцевих продуктів або через загальне запалення [1,10].
Однак те, що недостатньо добре охарактеризовано, - це спільний метаболізм в рамках поняття «негерметична кишка» та в русі бактеріальних метаболітів, що впливає на ці та інші процеси кишечника. Чиста метаболічна перехресна розмова, що відбувається при спільному метаболізмі, вона приголомшує, тому не дивно, що центральна нервова система людини (ЦНС) зазнає постійного нападу або, навпаки, отримує користь від широкого поєднання зовнішніх та внутрішніх нейро-психотропних -модулюючі мікроби, патогени та їх метаболіти. Важливо пам’ятати, що мікробіота кишечника та мозок не обов’язково в опозиції один до одного, але працюють разом для належного функціонування ЦНС, що може залежати від наявності правильно збалансованих мікробних популяцій. Оскільки ЦНС еволюціонувала і розвивалася в присутності мікробіоти, дисфункція може виникнути як через відсутність або порушення нормальних мікробних компонентів, так і через їх невідповідний коефіцієнт розподілу. На додаток до бактерій, інші патогени роблять розуміння чистого метаболічного перехресного спілкування грізним і включають, серед інших сполук, токсини навколишнього середовища та невеликі некодуючі РНК, віруси та гриби, отримані з мікробів [1].
Критично важливими для будь-якої дискусії щодо негерметичних бар’єрних систем є патогени, які, на відміну від комменсалів, розробили відпрацьовані механізми, спрямовані на цілісність бар’єру господаря та систематично розповсюджуючись, щоб вторгнутись у глибші тканини та органи. Наприклад, менінгітиди Neisseria, які зазвичай присутні в носових ходах близько 10 відсотків здорових дорослих людей, є однією з причин бактеріального менінгіту. Цей збудник потрапляє в кров, діючи через волосяні покриви типу IV на бактеріальні поверхні, взаємодіючи з молекулами на ендотеліальних клітинах, порушуючи щільну упаковку і іноді уникаючи слизового бар’єру, потрапляючи в кров і переходячи в мозкову оболонку мозку та навколишнє його оточення. мембрани, що викликають захворювання та порушують гематоенцефалічний бар’єр [11].
Архетиповим негерметичним синдромом є целіакія, яка є сильно мінливим складним поліорганним розладом із позакишковими ускладненнями, про які повідомляється, що вони включають гіперзбудливість кори та неврологічну та рухову кору [12]. Целіакія може включати багато когнітивних процесів і симптомів, включаючи мозочкову атаксію; периферична нейропатія; та різноманітна презентація, включаючи судоми, головний біль, когнітивні порушення та нервово-психічні захворювання. Про такі процеси та симптоми часто повідомляють та пов’язують із цією хворобою [13]. Ці клінічні прояви можуть бути присутніми на початку захворювання або стати очевидними під час перебігу захворювання. Здається, запалення є центральним для участі мозку та гематоенцефалічного бар’єру.