Мікробіота - кишечник - вісь мозку - шунтування серця, частина I Французький парадокс, хвороби серця та
Марк Обренович
1 Служба досліджень, Луїс Стокс, Клівленд, Департамент медичного центру у справах ветеранів, Клівленд, штат Огайо 44106, США
2 Кафедра хімії, Університет Кейс Вестерн Резерв, Клівленд, штат Огайо 44115, США
3 Фонд Гільгамеша з медичної науки, досліджень та освіти Клівленд, штат Огайо 44116, США; moc.seirtsudnienigne@neb
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
Бушра Сіддікі
6 Північно-Східний медичний коледж Огайо, Рутстаун, штат Огайо 44226, США; ude.demoen@iuqiddisb
Бенджамін Макклоскі
3 Фонд Гільгамеша з медичної науки, досліджень та освіти Клівленд, штат Огайо 44116, США; moc.seirtsudnienigne@neb
В. Пракаш Редді
7 Департамент хімії, Університет науки і технологій Міссурі, Ролла, Міссурі, 65409, США; ude.tsm@ydderp
Анотація
Добре встановлено, що вегетаріанська і багата поліфенолами дієта, що включає фрукти, овочі, чаї, соки, вино, неперетравну клітковину та цільні зерна, забезпечує фітохімікати та фітонутрієнти, що сприяють здоров’ю, корисні для серця та мозку. Не добре охарактеризовано вплив цих продуктів на спільний метаболізм в нашому динамічному кишечнику та його колонізуючій флорі. Концепція шунтування серця в межах осі мікробіота-кишечник-мозок підкреслює тісний зв'язок між здоров'ям мозку та серця і так званий "французький парадокс" пропонує підказки для розуміння нейродегенеративних та цереброваскулярних захворювань. Більше того, окисно-окислювально-відновні реакції та окислювально-відновлювальні властивості так званих продуктів, що захищають мозок та серце, недооцінені щодо їх посилених або шкідливих механізмів дії. Зосереджуючись на продромальних стадіях та загальних механізмах, що лежать в основі серцевих, цереброваскулярних та нейродегенеративних захворювань, ми можемо розкрити та зрозуміти засоби для кращого лікування цих супутніх захворювань.
1. Вступ
Частина I двосерійної серії концептуальних робіт зосереджена на нових висновках, що стосуються харчування, біохімії, мікробіології та метаболізму, щоб запропонувати серцевий шунт, як це відбувається, коли дві системи органів з'єднані, і в цьому випадку всередині мікробіоти-кишечник-мозок вісь. Тут ми досліджуємо види бактерій, які сприяють захворюванню та здоров’ю, і пропонуємо окисно-запальний механізм, який зумовлює хвороби серця та мозку, а також те, що поліфеноли вина допомагають захистити нас від шкідливих метаболітів, отриманих від бактерій. Вивчення аспектів спільного метаболізму в межах осі мікробіота-кишечник-мозок та метаболітів із прозаїчної їжі може призвести до об'єднавчої гіпотези щодо вікових захворювань та покращити наше розуміння судинної деменції, нейродегенерації та серцевих захворювань.
Коли розглядаються способи вплинути на власне здоров’я та змінити його, потрібно починати з дієти та способу життя. Після цього ми звертаємось до екології мікроорганізму, що проживає у господаря. Результати травлення хазяїна з мікробіотою кишечника та мікобіотою, ко-метаболізмом свідчать про те, що ми можемо дослідити механізми захворювання та нові підходи до лікування для модуляції здоров’я. Для спрощення нашого розуміння двох найпоширеніших і надзвичайно складних захворювань у світі сьогодні, а саме ішемічної хвороби серця (ІХС) та хвороби Альцгеймера (АД), ми описуємо шунт між серцем і мозком, де коменсальні мікроорганізми, хоча мікробіота- осі кишечник-мозок (МГБ) впливають як на серце, так і на мозок, які зв’язані через судинну систему.
Мікробіота кишечника значною мірою співіснувалась, благотворно, зі своїми господарями, де вони спільно метаболізують дієтичну їжу в симбіозі. Ці стосунки забезпечують як нішу для мікробів, так і витягують вітаміни, життєво важливі поживні речовини та енергію з різних дієтичних джерел для своїх господарів та їх самих. Насправді цілком може бути, що деякі поживні речовини, забезпечені мікробами, заперечують необхідність синтезу de novo своїми господарями, а утворення симбіонтом деяких метаболітів демонструє антагоністичну плейотропію [1], яка є лише рудиментарними пережитками еволюційного минулого. Цю справу можна безперечно аргументувати щодо деяких вітамінів та кофакторів, а бактерії можуть навіть сприяти втраті функціональних генів деяких з цих поживних речовин під час еволюції. Незважаючи на це, безсумнівно, що тварини, рослини та бактерії з часом співіснували, щоб вижити, адаптуватися та розмножуватися. Саме завдяки цьому внутрішньому ко-метаболізму ми відчуваємо відповіді на наші невгамовні запитання про те, як і чому нас страждають хвороби, і що можна зробити, щоб вплинути на зміни в нейродегенеративній патобіології та її профілактиці.
Ми знаємо, що мікробіота бере участь у ранньому розвитку гематоенцефалічного бар’єру [2]. Насправді на гомеостаз та встановлення системи кровообігу та імунної системи впливають кишкові бактерії та їх метаболіти [3]. Крім того, окислювальні та запальні стресори є ключовими розповсюджувачами патогенезу хвороби для мозку та серця. Отже, антиоксидантна їжа та протизапальні агенти, як очікується, надають найбільший вплив на профілактику та лікування захворювань, і велика частина цього, як очікується, отримується з їжею. І навпаки, погана дієта може зробити навпаки, сприяючи захворюванню подібними механізмами.