microbiota și a axa stomac-creier în tulburările de autism

Int J Mol Sci . 2018 august; 19 (8): 2251.
Publicat online 2018 august 1. doi: 10.3390 / ijms19082251
PMCID: PMC6121241
PMID: 30071612

Abstract

Problemele gastro-intestinale au fost documentate în tulburarea spectrului de autism (ASD). Studiile au descoperit că aceste tulburări pot fi asociate cu un microbiom intestinal modificat în ASD. Mai mult, în ASD, aceste modificări sunt implicate într-o permeabilitate crescută a intestinului sau „intestinul hiperpermeabil”, care permite metabolitelor bacteriene să treacă de bariera intestinală, afectând neurodezvoltarea în timpul copilăriei timpurii la subiecții sensibili prin axa intestin-creier. În analiza noastră, vom discuta despre interacțiunea microbiotei intestinale și dezvoltarea creierului în ASD și mecanismele de semnalizare care stau la baza acestei interacțiuni. Vom explora, de asemenea, potențialul de tratament al ASD, vizând microbiomul cu probiotice. În cele din urmă, această lucrare va încerca să ofere o semnificație agregării cercetării în acest domeniu de cercetare; oferind interpretările și evaluările noastre despre viitorul acestui domeniu.

Problemele gastrointestinale (GI) au fost documentate în tulburarea spectrului de autism (ASD). Aproape jumătate dintre copiii cu TSA suferă de cel puțin un simptom de GI [ 1 ] și tind să sufere mai mult de simptome de GI în comparație cu omologii lor neurotipici [ 2 ], diareea și constipația fiind cele mai frecvente simptome raportate [ 3 ]. În plus, studiile recente arată severitatea simptomelor GI ca fiind corelate în mod semnificativ cu severitatea simptomelor de autism [ 4 , 5 , 6 ]. Aceste constatări indică un potențial rol semnificativ al mediului intestinal care contribuie la patogeneza ASD. Această revizuire va oferi o imagine de ansamblu concisă a investigațiilor din acest domeniu și va încerca să dea sens agregării cercetării.

Tulburările de GI observate în ASD pot fi asociate cu un microbiom intestinal modificat. S-a constatat că echilibrul microorganismelor din tractul intestinal al persoanelor cu ASD diferă de cel al indivizilor neurotipici. De fapt, prezența simptomelor autiste la copii a fost corelată cu un microbiom intestinal mai puțin divers, un studiu găsind bacterii care degradează și fermentează semnificativ mai puțin carbohidrați din genurile Prevotella , Coprococcus și Veillonellaceae neclasificate în probele de microflore ASD comparativ cu neurotipurile controale [ 7 ]. Un alt studiu a raportat că Clostridium spp. și enterococii au fost izolați mai frecvent de probele de scaun ale copiilor autiști, comparativ cu controalele și au fost observate diferențe cantitative în principal între stafilococi, Candida spp. și Clostridium perfringens [ 8 ]. Mai mult, s-a constatat o creștere a raportului Firmicutes / Bacteroidetes în microbiota intestinală a subiecților cu ASD [ 9 ]. Asocierea ASD și o serie de supraaglomerații microbiene, inclusiv diverse specii de bacterii și Candida , au fost confirmate în continuare prin studii independente de-a lungul timpului [ 8 , 10 , 11 , 12 ]. În plus, suprapunerea bacteriană intestinală mică a fost corelată cu ASD (vezi mini recenzie [ 13 ]). Luate împreună, toate aceste modificări ale microbiomului pot fi asociate cu tulburările gastrointestinale crescute la persoanele cu TSA.

Dincolo de microbiomul intestinal, compoziția foarte organică a intestinului în ASD poate fi modificată. Testele cu fecale au descoperit niveluri mai scăzute de acizi grași cu lanț scurt la copiii cu TSA comparativ cu populația generală4 ]. Un alt studiu a descoperit niveluri crescute de IgA la probele de scaun ale copiilor cu ASD comparativ cu copiii sănătoși, sugerând prezența anomaliilor imunitare intestinale în ASD14 ]. Aceste modificări ale compoziției intestinale pot fi, de asemenea, implicate în patogeneza ASD.

În plus față de schimbările de compoziție organică și dezechilibrul microbiomului, o permeabilitate crescută a intestinului sau „intestin hiperpermeabil” este implicată în ASD [ 15 , 16 , 17 ]. Permeabilitatea intestinală, măsurată prin testul lactuloză / manitol, s-a dovedit a fi crescută la pacienții cu ASD [ 18 ]. Zonulina, o enzimă asociată cu reglarea permeabilității intestinale, a fost semnificativ crescută la subiecții cu simptome ASD și GI în comparație cu controalele sănătoase [ 19 ]. Un studiu similar a descoperit că atât bariera intestinală, cât și bariera creierului pot fi afectate în ASD, cu scăderea nivelului de componente ale joncțiunii strânse intestinale și niveluri crescute de claudină în creierul ASD în comparație cu controalele [ 20 ]. intestin hiperpermeabil” permite metaboliților bacterieni să treacă cu ușurință bariera intestinală, metaboliți care nu traversează în mod natural această barieră și sunt potențial neuroactivi. Studiile au arătat dovezi ale metabolitelor crescute în urină și circulația sistemică în ASD. Au existat metaboliți bacterieni intestinali crescuti în urina copiilor cu disfuncție ASD și GI [ 21 ]. Un alt studiu a descoperit că copiii cu ASD au modificat metabolismul BPA, cu creșterea BPA găsită în urina lor [ 22 ]. Mai mult, există dovezi ale metaboliților crescute în circulația sistemică, de asemenea, cu creșterea nivelului de endotoxină serică la subiecții cu ASD [ 23 ]. Această teorie a „intestin hiperpermeabil” ar oferi un mecanism prin care tulburările de GI ar putea juca un rol în neurodezvoltare și cogniție.

Prezența metaboliților sistemici crescuți în ASD este importantă datorită relației bidirecționale dintre sistemul nervos central și tractul gastrointestinal (axa intestin-creier) [ 24 ]. intestin hiperpermeabil”, prin sistemul neuroimun, neuroendocrin și nervos autonom, afectează funcția creierului, contribuind potențial la patogeneza ASD [ 17 , 25 ]. Prin urmare, este rezonabil faptul că metaboliții alterați detectați în urină și circulația sistemică în ASD pot juca un rol în afectarea creierului și a dezvoltării neurode.

Cu mai multe cercetări care au arătat importanța sănătății GI în raport cu tulburările neurologice, unele studii s-au îndreptat astfel către ținta microbiomului pentru tratamentul TDA. În urmă cu aproape două decenii, un studiu a descoperit că vancomicina a îmbunătățit temporar comportamentul și comunicarea în ASD [ 26 ]. Cercetări mai actuale s-au concentrat pe probiotice, care pot normaliza raportul bacterian intestinal modificat în ASD5 ]. Un studiu de caz a demonstrat o îmbunătățire a simptomelor de bază ale autismului după utilizarea pe termen lung a probioticelor [ 27 ]. Un alt studiu a descoperit că copiii cu TSA care au primit un probiotic au avut o îmbunătățire semnificativă a simptomelor de comportament, deși nu a existat un braț de control în studiu [ 28 ]. Părinții copiilor cu TSA care au primit probiotice specifice a cinci tulpini Depro au raportat o îmbunătățire semnificativă a obiceiurilor și comportamentelor intestinale măsurate prin lista de verificare a tratamentului cu autism [ 28 ]. Kaluzna-Czaplinska a arătat o eficacitate a probioticelor în reducerea colonizării Candida în intestine la copiii cu ASD [ 29 ]. Mai recent, transplantul de microbiota fecală la 18 copii cu ASD a demonstrat o îmbunătățire de 80% a simptomelor GI și efectul a durat după întreruperea unui studiu de 8 săptămâni [ 30 ]. Tratamentul antifungic a demonstrat, de asemenea, o oarecare eficacitate in vivo [ 31 ]. Deși aceste studii sunt limitate în ceea ce privește dimensiunea și designul eșantionului, utilizarea probioticelor pentru tratamentul TSA cu atenție la biofilmul patogen [ 13 ] rămâne o cale promițătoare de investigare.

În timp ce cercetarea legăturii intestin-creier în autism rămâne încă în fazele sale preliminare, există un corp convingător de dovezi care sugerează o relație între stresul gastro-intestinal și autism. Gravitatea simptomelor GI a fost corelată cu gravitatea autismului, ceea ce sugerează puternic o interacțiune între intestin și creier. stresul gastro-intestinal în ASD se poate datora unui microbiom intestinal modificat. Axa „intestinului hiperpermeabil” și axa intestin-creier indică mecanismul prin care acești metaboliți alterați pot intra în circulația sistemică și pot afecta în mod direct neurodezvoltarea. Cu toate acestea, este necesară o explorare suplimentară în tratamentul dezechilibrului microbiomului în ASD.

Pe măsură ce cercetarea continuă să crească, considerăm că importanța interacțiunii dintre intestin și creier va deveni și mai clară. Cu toate acestea, chiar și astăzi, devine evident că intestinul, în special tulburarea acestuia, joacă un rol important în anumite tulburări neurologice, inclusiv TSA.

Recunoasteri

Autorii doresc să recunoască donația grațioasă din partea Capitalei Cavalerilor din Columb, East Hanover New Jersey, în sprijinul acestei cercetări.

Conflicte de interes

Autorii declară niciun conflict de interese.

Referințe

1. Holingue C., Newill C., Lee LC, Pasricha PJ, Daniele Fallin M. Simptomele gastrointestinale în tulburarea spectrului de autism: o revizuire a literaturii privind certitudinea și prevalența. Res Autism. 2017; 11 : 24–36. doi: 10.1002 / aur.1854. Articol gratuit PMC ] [ PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
2. Thulasi V., Steer RA, Monteiro IM, Ming X. Severități generale ale simptomelor gastro-intestinale la pacienții ambulatori pediatrici cu și fără tulburarea spectrului de autism. Autism. 2018 doi: 10.1177 / 1362361318757564. PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
3. Chaidez V., Hansen RL, Hertz-Picciotto I. Probleme gastrointestinale la copiii cu autism, întârzieri de dezvoltare sau dezvoltare tipică. J. Autism Dev. Dizord. 2013; 44 : 1117–1127. doi: 10.1007 / s10803-013-1973-x. Articol gratuit PMC ] [ PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
4. Adams JB, Johansen LJ, Powell LD, Quig D., Rubin RA Flora gastrointestinală și statusul gastrointestinal la copiii cu autism – Comparații cu copiii tipici și corelarea cu severitatea autismului. BMC Gastroenterol. 2011; 11 : 22. doi: 10.1186 / 1471-230X-11-22. Articol gratuit PMC ] [ PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
5. Tomova A., Husarova V., Lakatosova S., Bakos J., Vlkova B., Babinska K., Ostatnikova D. Microbiota gastrointestinală la copiii cu autism din Slovacia. Physiol. Behav. 2015; 138 : 179–187. doi: 10.1016 / j.physbeh.2014.10.033. PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
6. Gorrindo P., Williams KC, Lee EB, Walker LS, McGrew SG, Levitt P. Disfuncție gastrointestinală în autism: raport parental, evaluare clinică și factori asociați. Res Autism. 2012; 5 : 101–108. doi: 10.1002 / aur.237. Articol gratuit PMC ] [ PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
7. Kang DW, Park JG, Ilhan ZE, Wallstrom G., LaBaer J., Adams JB, Krajmalnik-Brown R. Incidența redusă a Prevotella și a altor fermenți în microflora intestinală a copiilor autiști. Plus unu. 2013; 8 : e68322. doi: 10.1371 / jurnal.pone.0068322. Articol gratuit PMC ] [ PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
8. Ekiel A., Aptekorz M., Kazek B., Wiechuła B., Wilk I., Martirosian G. Microflora intestinală a copiilor autiști. Med. Dosw. Mikrobiol. 2010; 62 : 237–243. PubMed ] Google Scholar ]
9. Strati F., Cavalieri D., Albanese D., De Felice C., Donati C., Hayek J., De Filippo C. New Evidences on the Altered Gut Microbiota in Autism Spectrum Disorders. Microbiome. 2017; 5 doi: 10.1186 / s40168-017-0242-1. Articol gratuit PMC ] [ PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
10. Argou-Cardozo I., Zeidán-Chuliá F. Bacteriile Clostridium și Condițiile spectrului de autism: o revizuire sistematică și contribuția ipotetică a nivelurilor de glifosat de mediu. Med. Sci. 2018; 6 : 29. doi: 10.3390 / medsci6020029. Articol gratuit PMC ] [ PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
11. M. Iovene, Bombace F., Maresca R., Sapone A., Iardino P., Picardi A., Marotta R., Schiraldi C., Siniscalco D., de Magistris L. Dysbiosis intestinal și izolarea drojdiei în scaunul subiecților cu tulburări ale spectrului de autism. Mycopathologia. 2017; 182 : 349–363. doi: 10.1007 / s11046-016-0068-6. PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
12. Kantarcioglu AS, Kiraz N., Aydin A. Axa Microbiota-Gut-Brain: Specie de drojdie izolată din probele de scaun ale copiilor cu tulburări ale spectrului de autism suspectate sau diagnosticate și susceptibilitate in vitro împotriva nystatinei și fluconazolului. Mycopathologia. 2016; 181 : 1–7. doi: 10.1007 / s11046-015-9949-3. PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
13. Anu S. În ceea ce privește disbioza și producția de biofilm în autism. Scopul Mol. Sci. 2018; 5 : 160–165. Academic Google ]
14. Zhou J., He F., Yang F., Yang Z., Xie Y., Zhou S., Zhou W. Nivelul crescut de imunoglobulină a scaunului la copii cu tulburări ale spectrului de autism. Res. Dev. Disabil. 2017 doi: 10.1016 / j.ridd.2017.10.009. PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
15. Liu Z., Li N., Neu J. Tight Junctions, Intestine Leaky și Boli Pediatrice. Acta Pediatr. 2007; 94 : 386–393. doi: 10.1111 / j.1651-2227.2005.tb01904.x. PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
16. White John F. Fiziopatologie intestinală în autism. Exp. Biol. Med. 2003; 228 : 639–649. doi: 10.1177 / 153537020322800601. PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
17. Siniscalco D., Brigida AL, Antonucci N.. Prezentare generală a disfuncției axei cerebrale neuro-imune a intestinului în ASD. Scopul Mol. Sci. 2018; 5 : 166–172. doi: 10.3934 / molsci.2018.2.166. CrossRef ] Google Scholar ]
18. De Magistris L., Familiari V., Pascotto A., Sapone A., Frolli A., Iardino P., Militerni R. Alterații ale barierei intestinale la pacienții cu tulburări ale spectrului de autism și la rudele lor de gradul întâi. J. Pediatr. Gastroenterol. Nutr. 2010; 51 : 418–424. doi: 10.1097 / MPG.0b013e3181dcc4a5. PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
19. Esnafoglu E., Cırrık S., Ayyıldız SN, Erdil A., Ertürk EY, Daglı A., Noyan T. Nivelurile crescute de Zonulină serică ca un marker de permeabilitate intestinală la subiecții autistici. J. Pediatr. 2017; 188 : 240–244. doi: 10.1016 / j.jpeds.2017.04.004. PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
20. Fiorentino M., Sapone A., Senger S., Camhi SS, Kadzielski SM, Buie TM, Kelly DL, Cascella N., Fasano A. Blood-Brain Barrier and intestinal Epithelial Barrier Alterations in Autism Dispecters Autism. Mol. Autism. 2016; 7 doi: 10.1186 / s13229-016-0110-z. Articol gratuit PMC ] [ PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
21. Ming X., Stein TP, Barnes V., Rhodes N., Guo L. Perturbația metabolică în tulburările spectrului de autism: un studiu metabolic. J. Proteome Res. 2012; 11 : 5856–5862. doi: 10.1021 / pr300910n. PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
22. Stein TP, Schluter MD, Steer RA, Guo L., Ming X. Bisfenol O expunere la copii cu tulburări ale spectrului de autism. Res Autism. 2015; 8 : 272–283. doi: 10.1002 / aur.1444. Articol gratuit PMC ] [ PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
23. Emanuele E., Orsi P., Boso M., Broglia D., NBrondino N., Barale F., di Nemi SU, Politi P. Endotoxemie de grad scăzut la pacienții cu autism sever. Neurosci. Lett. 2010; 471 : 162–165. doi: 10.1016 / j.neulet.2010.01.033. PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
24. Carabotti M. Axa Gut-Brain: Interacțiuni între microbiota enterică, sistemele nervoase centrale și enterice. Ann. Gastroenterol. 2015; 28 : 203-209. Articol gratuit PMC ] [ PubMed ] Google Scholar ]
25. De Angelis M., Francavilla R., Piccolo M., De Giacomo A., Gobbetti M. Tulburări ale spectrului de autism și microbiota intestinală. Microbi Gut. 2015; 6 : 207–213. doi: 10.1080 / 19490976.2015.1035855. Articol gratuit PMC ] [ PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
26. Sandler RH, Finegold SM, Bolte ER, Buchanan CP, Maxwell AP, Väisänen ML, Nelson MN, Wexler HM Beneficiu pe termen scurt pentru tratamentul cu vancomicină orală a autismului cu debut regresiv. J. Neurol copil. 2000; 15 : 429–435. doi: 10.1177 / 088307380001500701. PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
27. Grossi E., Melli S., Dunca D., Terruzzi V. Îmbunătățirea neașteptată a tulburării spectrului de autism de bază Simptome după tratamentul pe termen lung cu probiotice. SAGE Open Med. Cazul Rep. 2016; 4 doi: 10.1177 / 2050313X16666231. Articol gratuit PMC ] [ PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
28. Sichel J. Îmbunătățirile simptomelor gastro-intestinale la copiii cu tulburări ale spectrului de autism care primesc formularea probiotică și imunomodulatoare Delpro. J. Probiot. Sănătate. 2013; 1 doi: 10.4172 / 2329-8901.1000102. CrossRef ] Google Scholar ]
29. Kałużna-Czaplińska J., Błaszczyk S. Nivelul de arabinitol la copiii cu autism după terapia probiotică. Nutriție. 2012; 28 : 124–126. doi: 10.1016 / j.nut.2011.08.002. PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
30. Kang DW, Adams JB, Gregory AC, Borody T., Chittick L., Fasano A., Khoruts A., Geis E., Maldonado J., Pollard EL, și colab. Terapia de transfer microbiotă modifică ecosistemul intestinal și îmbunătățește simptomele gastro-intestinale și autism: un studiu deschis. Microbiome. 2017; 5 : 10. doi: 10.1186 / s40168-016-0225-7. Articol gratuit PMC ] [ PubMed ] [ CrossRef ] Google Scholar ]
31. William S. Evaluarea terapiei medicamentoase antifungice în autism prin măsurarea metabolitelor microbiene suspectate în urină cu cromatografie cu gaz-spectrometrie de masă. Clin. Pract. Altern. Med. 2000; 1 : 15–26. Academic Google ]

Articole din Jurnalul Internațional de Științe Moleculare sunt oferite aici, prin autoritatea Institutului Multidisciplinar de Editare Digitală (MDPI)

Exprimati-va pararea!

Completează mai jos detaliile tale sau dă clic pe un icon pentru a te autentifica:

Logo WordPress.com

Comentezi folosind contul tău WordPress.com. Dezautentificare /  Schimbă )

Fotografie Google

Comentezi folosind contul tău Google. Dezautentificare /  Schimbă )

Poză Twitter

Comentezi folosind contul tău Twitter. Dezautentificare /  Schimbă )

Fotografie Facebook

Comentezi folosind contul tău Facebook. Dezautentificare /  Schimbă )

Conectare la %s

Acest site folosește Akismet pentru a reduce spamul. Află cum sunt procesate datele comentariilor tale.