Tarmbakterier og metabolitter viser depressionsrelaterede mønstre hos ældre voksne

Tarmbakterier og metabolitter viser depressionsrelaterede mønstre hos ældre voksne

Forskere opdager distinkte mikrobielle og metaboliske signaturer i tarmene hos ældre voksne med depression, hvilket tyder på nye veje til personlige, mikrobiota-målrettede mentale sundhedsterapier.

En ny undersøgelse offentliggjort i Nature Portfolio Journal Biofilm og mikrobiomerviser signifikante ændringer i tarmmikrobiotaens sammensætning hos ældre middelhavs voksne med overvægt/fedme og metabolisk syndrom med symptomer på depression eller antidepressiva. Resultaterne giver en fremtidig forskningsvej til at afgøre, om tarmmikrobiota påvirker patofysiologien af ​​depression.

baggrund

Depression er en alvorlig psykisk lidelse karakteriseret ved en følelse af tristhed og manglende interesse for aktiviteter over længere tid. Det anslås, at 3,8 % af verdens befolkning oplever depression på et tidspunkt i livet.

Adskillige sociale, psykologiske, livsstils- og biologiske faktorer kan udløse depression. Ændringer i tarmmikrobiotaens sammensætning er også blevet observeret hos patienter med svære depressive lidelser.

Tarmmikrobiotaen har vist sig at påvirke fysisk og mental sundhed gennem tarm-hjerne-aksen, et komplekst tovejsnetværk af neurale, endokrine, immune og metaboliske veje.

Hjernens vagusnerve sender signaler til tarmen, og tarmmikrobiotaen behandler disse signaler og reagerer gennem flere veje, herunder vagal aktivering, immunmodulering og produktion af inflammatoriske mediatorer og mikrobielle metabolitter. Både inflammatoriske mediatorer og mikrobielle metabolitter kan krydse blod-hjerne-barrieren og modulere hjernens funktioner.

I betragtning af den potentielle forbindelse mellem tarmmikrobiota og udviklingen af ​​depression, sigtede den aktuelle undersøgelse på at karakterisere tarmens mikrobielle sammensætning og den fækale profil af tarmmikrobiota-af metabolitter hos ældre middelhavs voksne med metabolisk syndrom og depressive symptomer.

Studie design

Undersøgelsen omfattede 400 ældre middelhavsvoksne (55 til 75 år) med overvægt/fedme og metabolisk syndrom. Depressionsstatus blev defineret som en Beck Depression Inventory-II (BDI-II) score ≥ 20 (indikerende symptomer på moderat til svær) eller aktuel brug af antidepressiva.

Deltagernes tarmmikrobiotasammensætning blev karakteriseret ved 16S ribosomal RNA-sekventering, og fækale metabolitprofiler blev vurderet ved hjælp af væskekromatografi-tandem massespektrometri. Analyser justeret for kost, rygning, fysisk aktivitet og andre kovariater.

Studieresultater

Forskerne klassificerede 69 deltagere i Depressionsgruppen (DG) og 331 i Referencegruppen (RG).

De observerede signifikante forskelle i tarmmikrobiota-rigdom og mangfoldighed mellem depressions- og referencegrupperne. De identificerede især otte bakterieslægter, bl.aAcidaminococcusOgMegasphaera(beriget i depression) ogChristensenellaceae R-7 gruppe(udmattet i depression), som var forskelligt rigeligt mellem grupper.

De udførte prædiktiv funktionel profilering af mikrobielle samfund og identificerede veje, der var signifikant forbundet med depression. Disse veje var forbundet med type II diabetes mellitus, galdesekretion, biosyntese af sekundære metabolitter, kulhydratmetabolisme og aminosyremetabolisme. Det er bemærkelsesværdigt, at forudsagte forstyrrelser af tryptophan-metaboliseringsvejen ikke matchede detekterede fækale metabolitter.

Ved at udføre metabolomisk analyse af fækale prøver identificerede de 15 metabolitter, hovedsageligt lipider, organiske syrer og benzenoider, der var robust forbundet med depression. Nogle af disse metabolitter var signifikant forbundet med tarmmikrobielle karakteristika.

Undersøg betydning

Denne undersøgelse er den første til at bruge ikke-målrettet fækal metabolomik og mikrobiel ribosomal RNA-sekvensering samtidigt for at bestemme sammenhængen mellem tarmmikrobiota og depression.

Undersøgelsen identificerer otte bakterieslægter og 15 fækale metabolitter, der er signifikant forbundet med depression. Det viser visse bakterieslægter, herunderStreptokokkerNuværendeAcidaminococcusOgMegasphaerasom var signifikant mere almindelige hos deltagere med depression, mensChristensenellaceae R-7 gruppeog andre SCFA-producerende taxa blev reduceret.

Streptokokkerer typisk forbundet med den orale mikrobiota, og dens tilstedeværelse i tarmen kan indikere forstyrrelser i den orale mikrobielle akse. ØgetStreptokokkerNiveauerne var forbundet med depressive symptomer, muligvis gennem serotonerg signalsvækkelse og neuroinflammation.

SlægtenAcidaminococcuser forbundet med glutamatproduktion, som er en vigtig excitatorisk neurotransmitter i hjernen. Overproduktion af glutamat kan føre til excitotoksicitet, neuroinflammation og depressions patofysiologi. Disse observationer retfærdiggør forbindelsen mellem denne slægt og depression.

SlægtenMegasphaeraer forbundet med propionatproduktion, og overproduktion af denne kortkædede fedtsyre er kendt for at forstyrre tarm-hjerne-aksen ved at ændre signalveje og fremme en anti-inflammatorisk tilstand.

Valerianesyre, en kortkædet fedtsyre, viste signifikant berigelse i depressionsrelaterede metabolitter identificeret i undersøgelsen hos deltagere med depression. I dyreforsøg er øgede baldriansyreniveauer blevet forbundet med ændringer i tarmmikrobiotasammensætningen og ændringer i tarm-hjerneaksen.

Prolin metabolisme, som blev reduceret hos deltagere med depression, er en vigtig forløber for glutamat. Nedsat prolinmetabolisme kan begrænse glutamattilgængeligheden og potentielt påvirke neuronal plasticitet og humørregulering. Sammen tyder disse resultater på, at bakterie-afledte metabolitter kan påvirke sammenhængen mellem tarmmikrobiota og depression.

Undersøgelsen fandt ikke signifikante forskelle i tarmmikrobiotasammensætning eller metabolitprofiler mellem deltagere, der brugte og ikke brugte antidepressiva. Disse resultater viser, at antidepressiva ikke påvirker tarmmikrobiotaen signifikant. En anden mulighed er, at depressionsrelateret tarmmikrobiota fortsætter på trods af farmakologisk behandling.

Begrænsninger omfatter tværsnitsdesignet, som forhindrer kausale slutninger, og afhængigheden af ​​BDI-II-spørgeskemaet, et screeningsværktøj snarere end en klinisk diagnose for depression. Undersøgelsen tog heller ikke højde for afføringens konsistens, hvilket kan påvirke mikrobiotasammensætningen.

Som nævnt af forskere bør fremtidige undersøgelser undersøge effektiviteten af ​​tarmmikrobiota-målrettede terapier hos patienter med depression, især hos dem, der er refraktære over for antidepressiva.

Kilder: