Η σχέση του μικροβιώματος με τον εγκέφαλο

Κωστόπουλος, Κωνσταντίνος

The relationship between microbiome and brain

Μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία

Author

Κωστόπουλος, Κωνσταντίνος

Date

2023-10-02

Advisor

Βογιατζάκη, Χρυσάνθη

Διπλωματική εργασία (2.467Mb)

Keywords

Μικροχλωρίδα ; Μικροβίωμα του εντέρου ; Άξονας εντέρου εγκεφάλου ; Κεντρικό νευρικό σύστημα ; Πνευμονογαστρικό νεύρο ; Μεταμόσχευση κοπράνων

Abstract

Η ανθρώπινη μικροχλωρίδα, δηλαδή ο πληθυσμός των συμβιωτικών μικροβίων στο σώμα μας, ξεκινάει να δημιουργείται από τις πρώτες στιγμές της ζωής μας ως έμβρυο. Η μικροβιακή ταυτότητα του νεογνού επηρεάζεται από την μητέρα του και τον περιβάλλοντα χώρο. Κάθε μικροβίωμα έχει το δικό του ξεχωριστό τύπο και παρά τις διάφορες ψυχολογικές, περιβαλλοντικές και γενετικές επιρροές στην διάρκεια του χρόνου, παραμένει σχεδόν αναλλοίωτο. Ο μεγαλύτερος πληθυσμός μικροβιακών ειδών απαντάται στο έντερο, δημιουργώντας την εντερική μικροχλωρίδα. Σε αυτή συμβιώνουν κοινά βακτήρια τα οποία είναι ωφέλημα στον οργανισμό-ξενιστή για τις μεταβολικές τους ιδιότητες. Πέρα από τους ωφέλιμους μικροοργανισμούς, στην γαστρεντερική οδό εισέρχονται μέσω του στόματος και πολλά άλλα παθογόνα βακτήρια. Τα βακτήρια αυτά επηρεάζουν την ομοιόσταση της γαστρεντερικής μικροχλωρίδας δημιουργώντας ένα μη ισορροπημένο περιβάλλον που καλείται «δυσβολία». Στις γαστρεντερικές δυσλειτουργίες και στις βακτηριακές μεταβολές σημαντικό ρόλο παίζει ο «άξονας εντέρου-εγκεφάλου». Η επικοινωνία των δύο αυτών οργάνων είναι αμφίδρομη με βασική οδό σύνδεσης τους το πνευμονογαστρικό νεύρο. Ένα πλήθος ενδογενών και εξωγενών παραγόντων επηρεάζουν κατά μήκος τον άξονα σύνδεσης με αποτέλεσμα να επηρεάζεται άμεσα το εντερικό αλλά και το κεντρικό νευρικό σύστημα. Οι μεταβολές της εντερικής μικροχλωρίδας αποδεικνύεται πως ευθύνονται για την παρουσία ψυχοκοινωνικών συνδρόμων με άμεσες συνέπειες στην εγκεφαλική λειτουργία. Η πιο κοινή γαστρεντερική δυσλειτουργία είναι το σύνδρομο ευερέθιστου εντέρου, ενώ γενικά, η διάγνωση των γαστρεντερικών δυσλειτουργιών βασίζεται κυρίως στην παρατήρηση των συμπτωμάτων. Η χρήση αντιβιοτικών, προβιοτκών και πρεβιοτικών επηρεάζουν την μικροχλωρίδα και οι ερευνητές χρησιμοποιούν αυτές τις ουσίες στοχεύοντας στην παρατήρηση και θεραπεία αυτών των νοσημάτων. Αν και οι έρευνες βασίζονται κυρίως σε ζωικά πειραματικά μοντέλα, ο άξονας εντέρου-εγκεφάλου αποτελεί την έναρξη για την κατανόηση της συμπεριφοράς του εντέρου και του εγκεφάλου σε ασθένειες οι οποίες όπως αποδεικνύεται οφείλονται στις μεταβολές των τρισεκατομμύρια βακτηρίων που κατοικούν στο έντερο μας.

Abstract

The human microbiota, that is, the population of symbiotic microbes in our body, begins to be created from the first moments of our lives as an embryo. The microbial identity of the newborn is influenced by its mother and its surroundings. Each microbiome has its own distinct type, and despite various psychological, environmental and genetic influences over time, it remains virtually unchanged. The largest population of microbial species is found in the intestine, creating the intestinal microbiota. In the intestinal microbiota, common bacteria live together, which are beneficial to the host organism for their metabolic properties. In addition to beneficial microorganisms, many other pathogenic bacteria enter the gastrointestinal tract through mouth. These bacteria affect the homeostasis of the gastrointestinal microflora by creating an unbalanced environment called "dysbiosis". In gastrointestinal dysfunctions and bacterial changes, the "gut-brain axis" plays an important role. The communication of these two organs is bidirectional, with their main connection route being the vagus nerve. A number of endogenous and exogenous factors affects along the connection of axis, directly affecting the intestinal and central nervous system. Changes in the intestinal microflora are shown to be responsible for the presence of psychosocial syndromes with direct consequences on brain function. The most common gastrointestinal dysfunction is irritable bowel syndrome, while generally, the diagnosis of gastrointestinal dysfunctionsis mainly based on the observation of symptoms. The use of antibiotics, probiotics and prebiotics affect the microflora, and researchers use these substances to observe and treat these diseases. Although research is based primarily on animal experimental models, the gut-brain axis is the starting point for understanding the behavior of gut and brain in diseases that are shown to be, due to changes, in the trillions of bacteria that inhabit our gut.