Interakce gastrointestinálního traktu a centrální nervové soustavy: Fyziologické mechanismy a patologie

Abstract

Práce shrnuje relevantní poznatky o bakteriálním ekosystému lidského střeva s důrazem na komunikaci mikrobiomu s makroorganismem. Popisuje fyziologické mechanismy vzájemného ovlivňování systémů tak vzdálených, jako je střevo a mozek. Za modelový příklad pro popis těchto mechanismů volí duševní a neurovývojové poruchy, zejména autismus. Střevní mikroflóra ovlivňuje fungování a vývoj CNS řadou způsobů. Na základě komunikace mikrobioty se střevním epitelem se zvyšuje nebo snižuje propustnost střev. Bakterie produkují neurotransmitery a jejich prekurzory, mastné kyseliny a mnoho dalších potenciálně neuroaktivních látek, které se na základě propustnosti střevní bariéry v různé míře dostávají do krve. Při narušení komunikace mikroekosystému s hostitelem může vznikat zánět a zvýší se produkce cytokinů. Ty mohou rozvolňovat hematoencefalickou bariéru a zvýšit průnik škodlivých látek do mozku. Tato bakalářská práce si klade za cíl shrnout a logicky utřídit aktuální poznatky a popsat nejasné otázky ve vztahu mezi skladbou mikrobiomu a duševním zdravím. Závěrem této práce je, že bakteriální mikrobiom střev ovlivňuje fungování mozku ve zdraví i v nemoci. Destabilizace mikrobiomu zhoršuje projevy celé řady neuropsychiatrických onemocnění. V některých případech se dysbióza spolu s dalšími faktory podílí na...

This work summarizes relevant information about bacterial ecosystem of human intestine with an emphasis on microbiome-host communication. I describe physiological mechanisms influencing so as distant as the intestine and the brain. Neuropsychiatrical and neurodevelopmental disorders, especially autism, are used as a model. Human gut microbiome influences function and development of the brain in many ways. The intestinal barrier permeability increases and decreases by the consequences of microbes contact with epithelium. Many bacterial species produce neuroactive molecules, neurotransmiters, their precursors and fatty acids. These molecules enter the bloodstream depending on intestinal barrier tightness. Disruption of microecosystem and host communication may cause pathological inflammations and increase cytokine production. Cytokines are able to weaken the blood-brain barrier and enable penetration of potentially harmful substances into the brain. The main goal of this bachelor thesis is to summarize and logically organise current information and point out important questions about the relations between the microbiome composition and mental health. In conclusion, bacterial microbiome influences brain functions in health and disease. Ecological destabilisation of microbiome is one of the factors...