Tarmbakterier og metabolitter viser depresjonsrelaterte mønstre hos eldre voksne

Tarmbakterier og metabolitter viser depresjonsrelaterte mønstre hos eldre voksne

Forskere oppdager distinkte mikrobielle og metabolske signaturer i tarmene til eldre voksne med depresjon, noe som antyder nye veier for personlig tilpassede, mikrobiota-målrettede mentale helseterapier.

En ny studie publisert i Nature Portfolio Journal Biofilmer og mikrobiomerviser signifikante endringer i tarmmikrobiotasammensetningen hos eldre middelhavsvoksne med overvekt/fedme og metabolsk syndrom med symptomer på depresjon eller antidepressiva. Resultatene gir en fremtidig forskningsvei for å avgjøre om tarmmikrobiota påvirker patofysiologien til depresjon.

bakgrunn

Depresjon er en alvorlig psykisk lidelse preget av en følelse av tristhet og manglende interesse for aktiviteter over lang tid. Anslagsvis 3,8 % av verdens befolkning opplever depresjon på et tidspunkt i livet.

Flere sosiale, psykologiske, livsstils- og biologiske faktorer kan utløse utbruddet av depresjon. Endringer i sammensetningen av tarmmikrobiota er også observert hos pasienter med alvorlige depressive lidelser.

Tarmmikrobiotaen har vist seg å påvirke fysisk og mental helse gjennom tarm-hjerne-aksen, et komplekst toveis nettverk av nevrale, endokrine, immune og metabolske veier.

Hjernens vagusnerve sender signaler til tarmen, og tarmmikrobiotaen behandler disse signalene og reagerer gjennom flere veier, inkludert vagal aktivering, immunmodulering og produksjon av inflammatoriske mediatorer og mikrobielle metabolitter. Både inflammatoriske mediatorer og mikrobielle metabolitter kan krysse blod-hjerne-barrieren og modulere hjernefunksjoner.

Gitt den potensielle koblingen mellom tarmmikrobiota og utvikling av depresjon, hadde den nåværende studien som mål å karakterisere den mikrobielle sammensetningen i tarmen og den fekale profilen til tarmmikrobiota-av metabolitter hos eldre middelhavsvoksne med metabolsk syndrom og depressive symptomer.

Studiedesign

Studien inkluderte 400 eldre middelhavsvoksne (55 til 75 år) med overvekt/fedme og metabolsk syndrom. Depresjonsstatus ble definert som en Beck Depression Inventory-II (BDI-II)-score ≥ 20 (indikerer symptomer på moderat til alvorlig) eller nåværende bruk av antidepressiva.

Deltakernes tarmmikrobiota-sammensetning ble karakterisert av 16S ribosomal RNA-sekvensering, og fekale metabolittprofiler ble vurdert ved bruk av væskekromatografi-tandem massespektrometri. Analyser justert for kosthold, røyking, fysisk aktivitet og andre kovariater.

Studieresultater

Forskerne klassifiserte 69 deltakere i Depression Group (DG) og 331 i Reference Group (RG).

De observerte signifikante forskjeller i tarmmikrobiota-rikdom og mangfold mellom depresjons- og referansegruppene. Spesielt identifiserte de åtte bakterieslekter, inkludertAcidaminococcusOgMegasphaera(anriket på depresjon) ogChristensenellaceae R-7 gruppe(utmattet i depresjon), som var forskjellig rikelig mellom grupper.

De utførte prediktiv funksjonell profilering av mikrobielle samfunn og identifiserte veier som var signifikant assosiert med depresjon. Disse veiene var assosiert med type II diabetes mellitus, gallesekresjon, biosyntese av sekundære metabolitter, karbohydratmetabolisme og aminosyremetabolisme. Spesielt stemte ikke forutsagte forstyrrelser av tryptofan-metabolismen til påviste fekale metabolitter.

Ved å utføre metabolomisk analyse av fekale prøver, identifiserte de 15 metabolitter, hovedsakelig lipider, organiske syrer og benzenoider, som var sterkt assosiert med depresjon. Noen av disse metabolittene var signifikant assosiert med tarmmikrobielle egenskaper.

Undersøk betydning

Denne studien er den første som bruker ikke-målrettet fekal metabolomikk og mikrobiell ribosomal RNA-sekvensering samtidig for å bestemme sammenhengen mellom tarmmikrobiota og depresjon.

Studien identifiserer åtte bakterieslekter og 15 fekale metabolitter som er signifikant assosiert med depresjon. Det viser visse bakterieslekter inkludertStreptokokkerNåværendeAcidaminococcusOgMegasphaerasom var betydelig mer vanlig hos deltakere med depresjon, mensChristensenellaceae R-7 gruppeog andre SCFA-produserende taxa ble redusert.

Streptokokkerer vanligvis assosiert med den orale mikrobiotaen, og dens tilstedeværelse i tarmen kan indikere forstyrrelser i den orale mikrobielle aksen. ØktStreptokokkerNivåene var assosiert med depressive symptomer, muligens gjennom serotonerg signalsvikt og nevroinflammasjon.

SlektenAcidaminococcuser assosiert med glutamatproduksjon, som er en viktig eksitatorisk nevrotransmitter i hjernen. Overproduksjon av glutamat kan føre til eksitotoksisitet, nevroinflammasjon og patofysiologien til depresjon. Disse observasjonene rettferdiggjør sammenhengen mellom denne slekten og depresjon.

SlektenMegasphaeraer assosiert med propionatproduksjon, og overproduksjon av denne kortkjedede fettsyren er kjent for å forstyrre tarm-hjerne-aksen ved å endre signalveier og fremme en anti-inflammatorisk tilstand.

Valerinsyre, en kortkjedet fettsyre, viste betydelig berikelse i depresjonsrelaterte metabolitter identifisert i studien hos deltakere med depresjon. I dyrestudier har økte valerinsyrenivåer vært assosiert med endringer i tarmmikrobiotasammensetningen og endringer i tarm-hjerneaksen.

Prolinmetabolismen, som ble redusert hos deltakere med depresjon, er en viktig forløper for glutamat. Redusert prolinmetabolisme kan begrense glutamattilgjengeligheten og potensielt påvirke neuronal plastisitet og humørregulering. Sammen antyder disse funnene at bakterieavledede metabolitter kan påvirke assosiasjonen mellom tarmmikrobiota og depresjon.

Studien fant ikke signifikante forskjeller i tarmmikrobiotasammensetning eller metabolittprofiler mellom deltakere som brukte og ikke brukte antidepressiva. Disse resultatene viser at antidepressiva ikke påvirker tarmmikrobiotaen nevneverdig. En annen mulighet er at depresjonsrelatert tarmmikrobiota vedvarer til tross for farmakologisk behandling.

Begrensninger inkluderer tverrsnittsdesignet, som forhindrer kausale slutninger, og avhengigheten av BDI-II spørreskjemaet, et screeningsverktøy i stedet for en klinisk diagnose for depresjon. Studien tok heller ikke hensyn til avføringens konsistens, noe som kan påvirke mikrobiotasammensetningen.

Som nevnt av forskere, bør fremtidige studier undersøke effektiviteten av tarmmikrobiota-målrettede terapier hos pasienter med depresjon, spesielt hos de som er motstandsdyktige mot antidepressiva.

Kilder: