ООО "ПРОПИОНИКС"
пн-пт с 09:00 до 18:00 | +7 (966) 348-80-35 |
Новое исследование специалистов с Кафедры нейронных и поведенческих наук, Медицинского колледжа Госуниверситета штата Пенсильвания в Херши, показало, что окситоцин, т.н. «гормон любви», играет важную роль в пищеварительных симптомах, связанных со стрессом, таких как тошнота, вздутие живота и диарея. Исследование было опубликовано в The Journal of Physiology.
Стресс нарушает функции желудочно-кишечного тракта и вызывает задержку опорожнения желудка (насколько быстро пища покидает желудок и ЖКТ вообще). Эта задержка опорожнения желудка вызывает вздутие живота, дискомфорт и тошноту, а также ускоряет транзит по толстой кишке, что вызывает диарею.
Окситоцин, антистрессовый гормон, высвобождается из гипоталамуса головного мозга, который нейтрализует последствия стресса. Долгое время считалось, что действие окситоцина происходит из-за его выброса в кровь с незначительным воздействием на нервы в головном мозге, которые регулируют функции желудочно-кишечного тракта.
В данном исследовании использовались новые способы манипулирования нейронами и нервами (нейросетями), на которые действует окситоцин, выделяемый гипоталамусом, и измерялось его влияние на реакцию опорожнения желудка на стресс. Они показали, что, вопреки предыдущим предположениям, эти цепи окситоцина играют важную роль в реакции желудка на стресс.
Активация этих цепей окситоцина обращала вспять задержку опорожнения желудка, которая обычно происходит в ответ на стресс, за счет увеличения мышечных сокращений (моторики) желудка, в то время как ингибирование этих нейросетей препятствовало адаптации к стрессу.
В новом исследовании, проведенном Медицинским колледжем Государственного университета Пенсильвании и спонсором которого был грант Национального института здравоохранения США, использовались передовые инструменты, позволяющие выборочно манипулировать цепями, которые получают входные данные гипоталамического окситоцина, вместе с одновременным измерением опорожнение желудка и моторики в ответ на стресс.
Авторы использовали крысиную модель различных типов стресса – 1. острого стресса, 2. соответствующую адаптации к стрессу и 3. несоответствующую адаптации к стрессу. Авторы заразили нейроны, управляющие окситоциновыми нервами и нейросетями, новыми вирусами, которые позволили им активировать или ингибировать и измерять мышечную активность в желудке, а также опорожнение желудка (время, когда еда покидает желудок).
Исследователи показали, что эти нейронные цепи окситоцина играют важную роль в реакции желудка на стрессовые нагрузки. Действительно, их активация обращала вспять замедленное опорожнение желудка, наблюдаемое после острой или хронической реакции на стресс, тем самым повышая как тонус желудка, так и его моторику. И наоборот, подавление этих нейросетей препятствовало адаптации к стрессу, задерживая опорожнение желудка и снижая его тонус.
Эти данные показывают, что окситоцин непосредственно влияет на нервные пути, участвующие в реакции на стресс, и играет важную роль в реакции желудка на стрессоры.
Способность адекватно реагировать на стресс важна для нормальных физиологических функций. Неадекватная реакция на стресс или неспособность адаптироваться к стрессу вызывает и ухудшает симптомы многих желудочно-кишечных расстройств, включая задержку опорожнения желудка и ускоренный транзит по толстой кишке.
Предыдущие исследования показали, что нервы и нейросети, которые регулируют функцию желудочных мышц и опорожнение желудка, реагируют на стресс, изменяя свою активность и реакции.
Чтобы определить цели для более эффективного лечения нарушенных реакций желудка на стресс, важно сначала понять, как стресс обычно влияет на функции желудка. Исследование предоставило новую информацию о роли, которую окситоцин играет в контроле этих нервов и цепей во время стресса, и может определить новые цели для разработки лекарств.
Комментируя исследование, его автор, Р. Альберто Травагли (R Alberto Travagli), сказал: «Женщины более уязвимы к стрессу и связанным со стрессом патологиям, таким как тревога и депрессия, и сообщают о более высокой распространенности желудочно-кишечных расстройств. Наши предыдущие исследования показали, что нервные цепи блуждающего нерва у мужчин устроены по-разному. В настоящее время мы завершаем серию исследований, посвященных изучению роли и механизмов, с помощью которых окситоцин модулирует функции желудка у стрессированных женщин. Это поможет разработать целевые методы лечения для облегчения состояния женщин с желудочно-кишечными расстройствами.
Источник: Статья была переиздана из материалов, предоставленных физиологическим обществом (the Physiological Society).
Статьявжурнале: Yanyan Jiang & R. Alberto Travagli. Hypothalamic-vagal oxytocinergic neurocircuitry modulates gastric emptying and motility following stress. The Journal of Physiology, 30 August 2020.
Аннотация
Показано, что микробиом играет важную роль в здоровье человека. Недавние исследования на мышах показывают, что кишечные микробы стимулируют нейропептид хозяина окситоцин и иммунную физиологию в парадигме «разум-тело» с различными эффектами, улучшая системную способность заживления ран. Окситоцин наиболее известен своей ролью в репродукции и иммунитете, но в последнее время он участвует в ожирении, человеческих связях и доверии. Микробное перепрограммирование окситоцина хозяина может дать далеко идущие преимущества в физическом, психическом и социальном здоровье для здорового долголетия.
Потенциал микробиома для оптимизации здоровья млекопитающих признается только сейчас [1-4]. В серии недавних рукописей, Poutahidis et al. было показано, что модельные кишечные микроорганизмы могут стимулировать гормоны хозяина и иммунитет для улучшения способности к заживлению ран [5], ингибировать ожирение [6] и поддерживать репродуктивные функции [7]. Хотя микробный путь стимуляции выработки окситоцина не имеет прецедентов, было показано, что союзы между кишечными микробами и CD4+ регуляторными Т-лимфоцитами влияют на различные воспалительные процессы, включая отложение жира в организме [8]. Действительно, употребление очищенных пробиотических микробов снижает риск ожирения у людей [9]. Существенная косвенная поддержка также существует в научных и эпидемиологических исследованиях, связывающих микробы с системным здоровьем [1-4, 10-22]. Несмотря на огромный потенциал для улучшения качества жизни, экзогенное введение плюрипотентных гормонов, таких как окситоцин, оказывалось затруднительным. Полезные микробы могут преодолеть это и, как следствие, иметь далеко идущие потенциальные преимущества для физического, психического и социального здоровья человека.
Широко признано, что альянс между кишечными микробами и CD4+ регуляторными T (Treg) -лимфоцитами резко влияет на результаты для здоровья всего тела [8,11,23-26]. Иммунная толерантность предотвращает чрезмерную реакцию на собственные факторы или факторы окружающей среды, которые в противном случае вызывают неблагоприятный воспалительный ответ. Толерантность передается подмножеством CD4+ лимфоцитов, а именно Treg-клетками, которые служат для ослабления пагубных воспалительных реакций. Таким образом, повышенная способность к иммунной толерантности помогает организму восстановиться после травмы, по крайней мере, частично за счет быстрого устранения повреждающего хронического воспаления в форме нейтрофилов и тучных клеток [6,27]. Недавно было обнаружено, что добавление перорального очищенного пробиотического модельного организма Lactobacillus reuteri (LR) приводило к полной реэпителизации раны за половину времени, необходимого для необработанного контроля, окситоцин-зависимым образом, оставляя впоследствии только минимальную рубцовую ткань [5]. Точно так же кормление LR индуцировало иммунную толерантность и уменьшало бремя рака молочной железы на моделях мышей [28]. Параллели между заживлением ран и раком логичны, поскольку «рак - это незаживающая рана» [29]. Тот факт, что окситоцин усиливает экспрессию гамма-интерферона (IFN-γ) с жестко контролируемым иммунитетом, может помочь объяснить полезную роль в защите от рака [5,30-32].
Существенное понимание механизма было получено из наблюдения, что клеточного переноса высокоочищенных клеток иммунной толерантности, CD4+CD25+Foxp3+Treg-клеток, было достаточно для воссоздания индуцированного микробами усиления заживления ран [5]. Было обнаружено, что трансплантируемые Treg-клетки в достаточной степени снижают увеличение веса, связанное с возрастом [6], и бремя рака [28]. На моделях мышей эффективность индуцированного микробами Treg зависела от присутствия нейропептидного гормона окситоцина [5]. Это говорит о том, что съедобные микробы могут быть использованы профилактически или терапевтически, чтобы вызвать резкие гормональные и иммунные изменения у животных-хозяев. Заманчиво экстраполировать эти данные на мышей, чтобы охватить более широкую микробную экологию. Однако многие недавние открытия взаимодействия микроба и хозяина еще предстоит доказать на людях.
Окситоцин - это нейропептидный гормон, который играет фундаментальную роль в социальной связи и размножении млекопитающих. В дополнение к ключевым физиологическим ролям в родах и уходе за больными, в настоящее время он широко признается в метаболизме, иммунной системе, а также в функциях центральной нервной системы (ЦНС), таких как социальная память и привязанность, сексуальное поведение, агрессия, человеческие связи и доверие, способность к обучению, креативность, тревожность, пищевое поведение и познание боли, как у мужчин, так и у женщин [17-22,30,31,33]. Недавно было обнаружено, что окситоцин является неотъемлемой частью индуцированных микробами иммунных преимуществ в процессе заживления ран по пути, опосредованному блуждающим нервом [5]. Способность эффективно заживлять раны варьируется от восстановления после незначительных травм до диабета и некоторых видов рака [2,3,10-12], что в совокупности способствует более здоровому старению.
Недавнее открытие, что кишечные микробы могут стимулировать окситоцин для улучшения заживления ран и здорового долголетия [5], основывается на прочном фундаменте науки. Недавно было показано, что окситоцин уменьшает изнурительные состояния и саркопению у стареющих животных, что приводит к более прочной скелетной мускулатуре [34]. Окситоцин также недавно приобрел тягу как ключевая молекула не только в общем балансе иммунной системы и здоровье, но и в чувствах социального благополучия, любви, духовности и удовлетворяющего жизненного опыта. Известно, что такие социальные связи улучшают процессы заживления ран у человека [35].
Наконец, окситоцин также увеличивает щедрость и эмпатию [17-22], способствуя не только более долгой жизни, но и опыту более осмысленной жизни.
Человеческая цивилизация уже давно постулирует психологическое благополучие и связь разума и тела как основу здорового старения. Свобода от болезней на протяжении всей жизни основана на способности хозяина эффективно реагировать на травмы, инфекционные агенты и социальный стресс, при этом гомеостатический баланс всего организма приводит к минимальной патологии [36-39]. Открытие того, что полезные бактерии улучшают восстановление после повреждения тканей, объединяет окситоцин и иммунную толерантность в связь между разумом и телом (рис. 1) [5]. Это состоит из эффектов, посредством которых окситоцин усиливает иммунную толерантность, предотвращая чрезмерную реактивность к себе или факторам окружающей среды, которые в противном случае вызывают неблагоприятную воспалительную реакцию. Толерантность передается подмножеством CD4+ лимфоцитов, а именно Т-регуляторными (Treg) клетками, которые служат для подавления вредных воспалительных реакций. Повышенная способность к иммунной толерантности в присутствии окситоцина у мышей способствует заживлению их кожных ран, по крайней мере частично за счет быстрого клиренса (уменьшения) нейтрофилов и хронического воспаления [5, 27]. Хотя это чрезмерно упрощает сложный процесс, было установлено, что окситоцин активирует IFN-γ, вызывая устойчивый, но строго регулируемый интегральный иммунитет для хорошего здоровья [5,30-32]. Сумма этого обеспечивает реэпителизацию (заживление ран) за половину времени, необходимого для необработанного контроля, после чего остается только минимальная рубцовая ткань [6].
Хорошо известно, что связь между микробом и гормоном начинается еще до рождения. У здоровых млекопитающих микробы стимулируют иммунную толерантность с помощью половых стероидных гормонов, окситоцина и интерлейкина (IL)-10, чтобы поддерживать длительную плацентарную беременность [40]. При рождении окситоцин одновременно активирует экспрессию IFN-γ и CD25, устанавливая механизм иммунного распознавания «свой» против «чужого» [30–32]. В более позднем возрасте этот же обмен окситоцином поддерживает иммунный и покровный гомеостаз, смещая иммунную систему в сторону IL-10 и IFN-γ, и, следовательно, сводя к минимуму вредные системные эффекты IL-6 и IL-17, которые ускоряют заболеваемость и преждевременную смерть [6]. Окситоцин также регулирует передачу сигналов нейромедиатора гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) в центральной нервной системе [41], обеспечивая благоприятное вознаграждение за настроение [16] для социального и полного удовлетворения. Новые данные связывают окситоцин с ожирением, жировым обменом [42,43] [6], костно-мышечной системой [34] и иммунной системой [5,30,31,33], подтверждая его роль в качестве глобального регулирующего гормона.
Рисунок 1. Кишечные микробы стимулируют гормональную и иммунную сигнализацию для здорового долголетия. Здоровое старение обычно связано со способностью хозяина реагировать на повреждение тканей с эффективным гомеостатическим балансом и минимальной патологией. Эффективное восстановление травмы и пожизненное хорошее здоровье регулируются гипоталамическими гормонами (например, окситоцином), интегрированными с периферическими эндокринными железами (например, корой надпочечников, щитовидной железой и гонадами) в сочетании с системной иммунной системой. Недавно было обнаружено, что полезные кишечные микробы стимулируют окситоцин, который регулирует экспрессию интерферона (IFN)-γ и CD25 для иммунной толерантности трансплантируемым способом. Вместе это предотвращает чрезмерную реактивность на себя или факторы окружающей среды, которые в противном случае приводят к преждевременной смерти.
Эти разнообразные фенотипы, вызванные пробиотическими микробами, оказывают перинатальное воздействие, которое может распространяться на поколения. Окситоцин, например, обратно связан с послеродовой депрессией и материнским пренебрежением у женщин [44]. Хотя окситоцин способствует сотрудничеству внутри родственных групп, он способствует агрессии по отношению к конкурентам [45]. Эти взаимосвязанные роли окситоцина могут влиять на процесс естественного отбора в пользу сложных социальных организаций, необходимых для взаимного эволюционного успеха. Благодаря действию гормонов, вызванных микробами, таких как окситоцин, кишечные бактерии могут влиять на наши желания и идентичность как людей.
В зрелом возрасте эти микроорганизмы стимулируют иммунную толерантность и гипоталамо-гипофизарную ось, чтобы улучшить физическую форму хозяина и уменьшить нарушения старения. Особенности, характерные для превосходной физической формы и молодости, включают гиперактивность слизистой оболочки и фолликулярный анагенез [46]. Все это хорошо обосновано с эволюционной точки зрения, поскольку симбиотические микробы совместно эволюционировали с млекопитающими, используя иммунитет хозяина и эндокринологию для взаимной выгоды [46,47]. В периоды фертильности иммунные и гормональные эффекты пробиотических организмов доминируют во взаимодействии с окружающей средой и способствуют выживанию хозяина и репродуктивному успеху [46]. Повышенная иммунная толерантность к пробиотикам позволяет пролонгировать плацентарную беременность [40], в то время как гиперацидная слизь подавляет патогены, которые в противном случае препятствуют здоровью желудочно-кишечного тракта, оплодотворению и беременности. Нарушение этого естественного симбиотического цикла с помощью навязчивых практик социальной гигиены приводит к недостаточному уровню IL-10 в слизистой оболочке [24,25], способствуя иммунной дисрегуляции с повышенным риском преждевременной смерти. При благоприятных же условиях, эти пробиотические бактерии затем передаются от матери к наивному потомству во время вагинальных родов и кормления грудью, придавая эволюционный успех как симбиотическим бактериям, так и их хозяевам-млекопитающим.
В заключение следует отметить, что пероральные микробы могут уменьшить нарушения старения и придать здоровую жизнестойкость, типичную для гораздо более молодых людей [5,7,46], обеспечивая психологические и физиологические основы здорового долголетия. На доклинических моделях было показано, что микробы снижают увеличение веса, связанное с возрастом [6], и бремя рака [28], которое способствует преждевременному старению. Поддающиеся количественной оценке преимущества в способности заживления ран напрямую отражаются почти на всех аспектах традиционного здоровья и медицины [42,48], одновременно объединяя сети социальной поддержки с улучшенным лечением травм для здоровой и осмысленной жизни [49]. С практической точки зрения, эта связь между микробом, эндокринной и иммунной системой может снизить количество госпитализаций, улучшить заживление, снизить риск некоторых видов рака и обеспечить хорошее самочувствие и активное участие в жизни общества на протяжении всей жизни. Точно неизвестно, будут ли результаты, полученные на моделях животных, применяться непосредственно к людям. Тем не менее, народы по всему миру выращивали и потребляли аналогичные пищевые организмы в ферментированных напитках и активных йогуртовых напитках в течение тысяч лет, поддерживая популяционный подход с низким уровнем риска для долгой, здоровой и полноценной жизни.
Литература
Комментариев пока нет