Дослідження на мишах: Як серотонін, антидепресанти впливають на кишкові бактерії

Серотонін та препарати, спрямовані на серотонін, такі як антидепресанти, можуть мати великий вплив на мікробіоти кишечника, близько 100 трильйонів бактерій та інших мікробів, що живуть в кишечнику людського організму, згідно з новим дослідженням на мишах, проведеним біологами з Університету. Каліфорнії, Лос-Анджелес (UCLA).

Серотонін - це нейромедіатор, або хімічний месенджер, який виконує багато функцій в організмі людини, включаючи важливу роль в емоціях і щасті. За оцінками, 90% серотоніну в організмі виробляється в кишечнику, де він впливає на імунітет кишечника.

Дослідницька група виявила специфічну кишкову бактерію, яка може виявляти та транспортувати серотонін у бактеріальні клітини. Коли мишам давали антидепресант флуоксетин або Прозак, біологи виявили, що це зменшує транспорт серотоніну в їх клітини. Цю бактерію, про яку мало відомо, називають Turicibacter sanguinis.

Висновки опубліковані в журналі Природа Мікробіологія.

“Наша попередня робота показала, що конкретні кишкові бактерії допомагають кишечнику виробляти серотонін. У цьому дослідженні нам було цікаво з’ясувати, чому вони можуть це робити ”, - сказала старший автор доктор Ілейн Сяо, доцент кафедри інтегративної біології та фізіології та мікробіології, імунології та молекулярної генетики в коледжі UCLA; та захворювань органів травлення в Медичній школі Девіда Геффена при UCLA.

Сяо та її команда повідомляють у журналі Клітинка у 2015 р. у мишей специфічна суміш бактерій, що складається в основному з Turicibacter sanguinis та Clostridia, виробляє молекули, які сигналізують клітинам кишечника про збільшення продукції серотоніну.

Коли дослідники вирощували мишей без бактерій, більше 50% їх кишкового серотоніну бракувало. Але коли команда додала бактеріальну суміш переважно Turicibacter та Clostridia, їх серотонін збільшився до нормального рівня.

Це дослідження змусило команду замислитися, чому бактерії сигналізують нашим клітинам кишечника про утворення серотоніну. Чи використовують мікроби серотонін, і якщо так, то для чого?

У новому дослідженні вчені додавали серотонін у питну воду деяких мишей, а інших вирощували з мутацією (створеною шляхом зміни специфічного гена-транспортера серотоніну), що підвищував рівень серотоніну в їх кишках.

Вивчивши мікробіоти гризунів, команда виявила, що бактерії Turicibacter та Clostridia значно зросли, коли в кишечнику було більше серотоніну.

Якщо ці бактерії збільшують присутність серотоніну, можливо, у них є якийсь клітинний механізм для виявлення серотоніну, припустили дослідники.

Співпрацюючи з співавтором дослідження доктором Люсі Форест та її командою Національного інституту неврологічних розладів та інсульту Національного інституту охорони здоров’я, дослідники виявили білок у багатьох видах Turicibacter, який має деяку структурну схожість з білком, який транспортує серотонін у ссавців . Коли вони вирощували Turicibacter sanguinis в лабораторії, вони виявили, що бактерія імпортує серотонін у клітину.

В іншому експерименті дослідники додали антидепресант флуоксетин, який зазвичай блокує транспортер серотоніну ссавців, до пробірки, що містить Turicibacter sanguinis. Вони виявили, що бактерія транспортує значно менше серотоніну.

Команда виявила, що вплив Turicibacter sanguinis на серотонін або флуоксетин впливає на те, наскільки добре бактерія може процвітати в шлунково-кишковому тракті. У присутності серотоніну бактерія зросла до високих рівнів у мишей, але під впливом флуоксетину бактерія зросла до низьких рівнів у мишей.

"Попередні дослідження в нашій лабораторії та інших дослідженнях показали, що специфічні бактерії сприяють підвищенню рівня серотоніну в кишечнику", - сказав провідний автор доктор Томас Фунг, докторант.

«Наше нове дослідження говорить нам, що певні кишкові бактерії можуть реагувати на серотонін та препарати, що впливають на серотонін, як антидепресанти. Це унікальна форма спілкування між бактеріями та нашими власними клітинами за допомогою молекул, традиційно визнаних як нейромедіатори ".

Нові висновки узгоджуються зі зростаючою кількістю досліджень, які показують, що антидепресанти можуть змінювати мікробіоти кишечника.

"На майбутнє, - сказав Сяо, - ми хочемо дізнатися, чи впливає мікробна взаємодія з антидепресантами на здоров'я та хвороби".

Джерело: Каліфорнійський університет - Лос-Анджелес