Unaiona kwenye matangazo kila siku: creams na lotions ili kupunguza wrinkles, dyes kuondoa nywele kijivu, na tiba za kupunguza misuli na viungo. Pamoja na mabadiliko haya ya kiwango cha uso, kuzeeka pia huathiri fiziolojia ya ndani ya mwili, ikijumuisha kuongezeka kwa uvimbe kwenye ubongo (Czirr & Wyss-Coray, 2012), kuzorota kwa retina (Hoh Kam et al, 2010), na upenyezaji wa kuta za matumbo (Ma et al, 1992). Viwanda vingi vinajengwa kwa lengo la kurudisha nyuma dalili za uzee. Lakini je, kuna njia ya kukabiliana na athari za kuzeeka katika mwili kwa kiwango cha kina zaidi kuliko kuchora nywele zako? Kundi moja la wanasayansi linapendekeza njia ya kipekee ya kurudisha saa nyuma kwenye matokeo yanayohusiana na uzee kwenye ubongo kwa kutumia uhamishaji wa vijiumbe vya kinyesi (FMT; Parker et al., 2022).

FMT hutumia kanuni za parabiosis (Angalia makala halisi ya Knowing Neurons hapa!) kubadilisha vijiumbe vya matumbo, vinavyofafanuliwa kama jumla ya bakteria na vijidudu wanaoishi kwenye utumbo wenye afya (Sommer et al, 2013), kati ya panya wazee na wachanga. Ili kujaribu nadharia yao kwamba kutumia FMT kubadilisha microbiome ya matumbo hubadilisha uvimbe kwenye ubongo na mwili, Parker na wenzake walitumia mfano wa panya na panya wa miezi 3 (panya wachanga) na panya wa miezi 24 (panya wenye umri wa miaka XNUMX). ) Kabla ya jaribio kuanza, watafiti walikusanya kinyesi kwanza ili kuanzisha msingi wa vijiumbe vidogo vya panya na wazee. Baadaye, panya walipewa antibiotics kwa siku tatu ili kupunguza bakteria walio kwenye matumbo yao. Baada ya matibabu ya antibiotiki, watafiti walikusanya sampuli nyingine ya kinyesi. Kufuatia hatua hizi za awali, mizunguko miwili ya FMT ilifanyika, ambapo kinyesi kilichotiwa maji kilitolewa puani na panya waliwekwa kwenye vizimba vyenye kinyesi kulingana na kundi lao la majaribio. Vikundi vya majaribio katika utafiti huu vilikuwa panya wakubwa wanaopokea FMT kutoka kwa panya wachanga na panya wachanga wanaopokea FMT kutoka kwa panya wakubwa, wakati vikundi vya kudhibiti vilikuwa panya wachanga wanaopokea FMT kutoka kwa panya wengine wachanga au suluhisho lisilo la kinyesi (linaloitwa panya wa kudhibiti vijana) na panya wakubwa wanaopokea FMT kutoka kwa panya wengine waliozeeka au kidhibiti kisicho na kinyesi (kinachoitwa panya wadhibiti wazee). Baada ya FMT, kinyesi kilikusanywa siku tano na wiki mbili baadaye. Muundo huu wa majaribio uliwawezesha wachunguzi kuchunguza jinsi umri wa microbiome ya utumbo huathiri michakato katika ubongo, retina na utumbo.

Muhtasari wa picha kutoka kwa Parker et al., 2022

…kuingiza panya aliyezeeka na vijiumbe vidogo hutengua mwitikio wa kinga unaoonekana kulingana na umri.

Watafiti walichunguza kwanza jinsi FMT inavyoathiri mwitikio wa uchochezi wa microglia, seli za kinga za ubongo zinazokaa, kwenye gamba na corpus callosum (kifungu kikubwa cha niuroni ambacho huruhusu pande mbili za ubongo kuwasiliana) (Heneka et al, 2019). ; Erny et al, 2015). Panya wa kudhibiti wazee walikuwa na microglia iliyoamilishwa zaidi kuliko panya wachanga wa kudhibiti, ambayo inaonyesha mchakato wa kuzeeka wa kawaida. Walakini, panya waliozeeka walio na vijiumbe wachanga walikuwa na uwezeshaji mdogo wa microglia kuliko panya wa kudhibiti wazee. Kwa kushangaza, majibu ya microglia yalikuwa sawa na yale yaliyoonekana katika panya wachanga wa kudhibiti. Mtindo huu pia ulionyeshwa upande tofauti, kwa vile panya wachanga walio na vijiumbe vidogo vidogo walikuwa na uwezeshaji wa microglia zaidi kuliko panya wachanga wa kudhibiti, sawa na viwango vya kuwezesha vinavyoonekana katika panya wakubwa wa kudhibiti. Hii inaonyesha kwamba umri wa microbiome huathiri mwitikio wa kinga katika ubongo, na kwamba kuingiza panya aliyezeeka na microbiome changa huondoa mwitikio wa kinga unaoonekana na umri. Vile vile, kumpa panya mchanga microbiome iliyozeeka huharakisha athari za umri kwenye seli za kinga za ubongo.

…microbiome huathiri michakato inayohusiana na umri katika retina…

Mbali na kuchunguza ubongo, watafiti pia waligundua jinsi umri wa microbiome ya utumbo huathiri retina. Kwa ujumla, ilionyeshwa kuwa ikilinganishwa na panya wachanga, panya wazee walikuwa wameongeza kuvimba kwenye retina. Hata hivyo, baada ya FMT, panya wenye umri mdogo na microbiomes vijana walikuwa na viwango vya kuvimba kwa retina sawa na wale wa panya wa kudhibiti vijana. Kwa mujibu wa matokeo katika ubongo, kinyume pia ilikuwa kweli. Panya wachanga walio na vijiumbe wakubwa walikuwa na uvimbe kwenye retina ambao ulifanana na panya wa kudhibiti wazee. Microbiome ya utumbo pia huathiri sehemu nyingine ya mfumo wa kuona: uwezo wa vipokeaji picha kujizalisha upya kwenye retina kwa usaidizi wa protini ya RPE65, ambayo uzalishaji wake pia unajulikana kupungua kulingana na umri (Cai et al, 2009). Katika panya waliozeeka walio na vijiumbe wachanga, kulikuwa na kiasi kilichoongezeka cha protini ya RPE65 ikilinganishwa na panya wa kudhibiti wazee. Kwa kweli, viwango hivi vya protini vilikuwa sawa na viwango vya panya wachanga. Zaidi ya hayo, panya wachanga walio na vijiumbe wakubwa walikuwa na RPE65 kidogo zaidi kuliko panya wachanga wa kudhibiti, na viwango vya protini vikilinganishwa na viwango vinavyoonekana katika panya waliozeeka. Kwa ujumla, hii inaonyesha kwamba microbiome huathiri michakato inayohusiana na umri katika retina, na microbiomes changa hurejesha nyuma na microbiomes zilizozeeka kuharakisha michakato inayohusishwa na kuzeeka.

Kiungo kingine muhimu, matumbo, pia hakijaachwa kutokana na athari za kuzeeka: safu ya seli ambayo huunda ukuta wa matumbo huvuja baada ya muda (Cui et al, 2019; Thevaranjan et al, 2017). Wakati wa uzee, uthabiti wa ukuta wa matumbo hupungua na kupenyeza zaidi, ambayo huruhusu bakteria kuvuja kwenye pembezoni, ambayo huongeza kuvimba kwa jumla (Cui et al, 2019; Thevaranjan et al, 2017). Katika utafiti huu, watafiti walionyesha kuwa umri wa microbiome huathiri utulivu wa kuta za matumbo. Katika panya waliozeeka na microbiome changa, matumbo yalikuwa yanavuja kidogo kuliko panya wa kudhibiti wazee. Kwa kweli, upenyezaji wa matumbo katika panya waliozeeka na microbiome mchanga ulikuwa sawa na upenyezaji unaoonekana kwa panya wachanga. Panya waliozeeka na vijiumbe wachanga pia walikuwa na viwango vya kuvimba na ushahidi wa bakteria kwenye damu sawa na panya wachanga. Kwa mara nyingine tena, matumbo ya panya wachanga walio na vijiumbe waliozeeka walitenda sawa na panya waliozeeka na vijiumbe vizee kwa kuwa na utumbo unaovuja na kuvimba zaidi kuliko panya wachanga walio na vijiumbe wachanga. Matokeo haya yanaunga mkono dhana kwamba vijiumbe vilivyozeeka huchangia kuongezeka kwa upenyezaji wa matumbo, ambayo hurahisisha kuongezeka kwa uvimbe kwa kuruhusu bakteria kuvuja kwenye mkondo wa damu. Muhimu zaidi, kuanzisha microbiome changa kupitia FMT kunabadilisha athari hizi zinazohusiana na umri.

…umri wa microbiome ya matumbo huathiri utendaji kazi wa ubongo, retina, na utumbo.

Matokeo ya utafiti yanaonyesha kuwa umri wa microbiome huathiri utendaji wa ubongo, retina, na utumbo. Lakini ni jinsi gani microbiomes vijana na wazee hutofautiana kutoka kwa kila mmoja? Ili kujibu swali hili, watafiti walipanga DNA ya microbiome iliyopatikana katika sampuli za kinyesi zilizokusanywa wakati wa majaribio. Microbiome ya vijana na wazee tayari walikuwa na uundaji tofauti wa maumbile kabla ya FMT kutokea, lakini FMT ilibadilisha kwa kiasi kikubwa muundo wa maumbile ya microbiomes zote mbili. Panya wachanga walio na vijiumbe wakubwa walikuwa na muundo sawa na panya wa kudhibiti wazee, ilhali muundo wa kijeni katika panya waliozeeka na vijiumbe vidogo ulikuwa tofauti na panya wa kudhibiti wazee na pia ulitofautiana na panya wachanga walio na vijiumbe wachanga - walikuwa mahali fulani katikati. Panya wa kudhibiti wazee na panya wachanga walio na vijiumbe wakubwa walikuwa na bakteria nyingi kutoka kwa Oscillibacter na Prevotella jenasi, Firmicutes filimbi, na Lactobacillus johnsonii spishi, wakati panya wachanga wa kudhibiti na panya waliozeeka na vijiumbe wachanga walikuwa na bakteria nyingi kutoka kwa Bifidobacterium, Ackermansia, Parabacteroides, Clostridium, na Enterococcus vikundi. Wakati wa kuchunguza sababu inayowezekana ya mabadiliko haya yanayohusiana na umri, watafiti waligundua kuwa njia zinazohusika katika uzalishaji wa lipid na vitamini (ambazo zinategemea metabolites zinazozalishwa na bakteria), zilitofautiana kati ya microbiomes wazee na vijana. Kuna dosari moja kwa uchunguzi huu - mabadiliko katika wingi wa aina tofauti za bakteria na uwezo wao wa kufanya kazi kwenye utumbo haukudumu kwa muda mrefu, kwani hakukuwa na tofauti kubwa kati ya muundo wa microbiome wiki mbili baada ya FMT.

Kwa ujumla, utafiti huu ulionyesha kuwa microbiome ya utumbo huathiri michakato inayohusiana na umri katika ubongo, jicho, na utumbo. Viumbe vidogo vidogo vilivyozeeka, visivyotegemea umri wa panya wa mpokeaji, vilisababisha uvimbe zaidi katika ubongo, retina na utumbo, uwezo mdogo wa kuzaliwa upya katika vipokea picha kwenye retina, na bakteria zaidi kuvuja kutoka kwenye utumbo. Kwa upande mwingine, kuanzisha microbiomes wachanga kwa panya waliozeeka kulibadilisha athari hizi za kuzeeka. Hii inaweza kuwa kutokana na tofauti katika muundo wa bakteria wa vijiumbe wakubwa na wachanga, na athari ambayo mabadiliko haya yanaweza kuwa nayo kwenye njia zinazohusika na uzalishaji wa lipid na vitamini. Swali moja ambalo halikushughulikiwa katika utafiti huu ni jinsi umri wa viumbe hai huathiri utendaji wa utambuzi, kwani si panya wa udhibiti au panya wa FMT waliofanya majaribio tofauti katika kumbukumbu ya tabia. Utafiti wa siku zijazo unapaswa pia kuzingatia swali hili kwani utambuzi na kumbukumbu hujulikana kupungua kadiri umri unavyoendelea, na kuelewa dhima ya mikrobiome katika kupungua kwa utambuzi kunakohusiana na uzee kunaweza kutoa maarifa muhimu kuhusu misingi ya kibiolojia inayowezekana. Mwelekeo mwingine ambao maswali ya utafiti wa siku zijazo yanapaswa kufuata itakuwa athari ya lishe kwenye muundo wa microbiome ya matumbo. Uchunguzi wa hapo awali umeonyesha kuwa lishe tofauti hubadilisha aina za vijidudu kwenye utumbo kwa muda mfupi (David et al., 2014) na wa muda mrefu (Wu et al., 2011). Ikiwa mabadiliko katika lishe yanaweza kubadilisha muundo wa microbiome ya utumbo, vipi ikiwa inaweza kupunguza dalili hizi za kuzeeka kwenye ubongo, retina, na matumbo pia?

Ikiwa mabadiliko katika lishe yanaweza kubadilisha muundo wa microbiome ya utumbo, vipi ikiwa inaweza kupunguza dalili hizi za kuzeeka kwenye ubongo, retina, na matumbo pia?

kuhusu Waandishi

Imeandikwa na Holly Korthas, Imeonyeshwa na Federica Raguseo, Imehaririwa na Johanna Popp, Sarah Wade, na Lauren Wagner

Marejeo

Cai, X., Conley, SM, & Naash, MI (2009). RPE65: jukumu katika mzunguko wa kuona, ugonjwa wa retina ya binadamu, na tiba ya jeni. Jenetiki ya Macho, 30(2), 57-62. https://doi.org/10.1080/13816810802626399

Cui, H., Tang, D., Garside, GB, Zeng, T., Wang, Y., Tao, Z., Zhang, L., & Tao, S. (2019). Uwekaji Ishara wa Wnt Hupatanisha Uharibifu wa Utofauti unaosababishwa na Kuzeeka wa Seli za Shina za Utumbo. Uhakiki na Ripoti za Seli Shina, 15(3), 448-455. https://doi.org/10.1007/s12015-019-09880-9

Czirr, E., & Wyss-Coray, T. (2012). Immunology ya neurodegeneration. Jarida la Uchunguzi wa Kliniki, 122(4), 1156-1163. https://doi.org/10.1172/JCI58656

David, L., Maurice, C., Carmody, R. et al. Lishe haraka na kwa njia ya uzazi hubadilisha microbiome ya utumbo wa binadamu. Nature 505, 559-563 (2014). https://doi-org.proxy.library.georgetown.edu/10.1038/nature12820

Erny, D., Hrab? de Angelis, AL, Jaitin, D., Wieghofer, P., Staszewski, O., David, E., Keren-Shaul, H., Mahlakoiv, T., Jakobshagen, K., Buch, T., Schwierzeck, V ., Utermöhlen, O., Chun, E., Garrett, WS, McCoy, KD, Diefenbach, A., Staeheli, P., Stecher, B., Amit, I., & Prinz, M. (2015). Mikrobiota mwenyeji daima hudhibiti upevukaji na utendaji kazi wa mikroglia kwenye mfumo mkuu wa neva. Hali Neuroscience, 18(7), 965-977. https://doi.org/10.1038/nn.4030

Heneka MT (2019). Microglia inachukua hatua kuu katika ugonjwa wa neurodegenerative. Mapitio ya asili. Immunology, 19(2), 79-80. https://doi.org/10.1038/s41577-018-0112-5

Hoh Kam, J., Lenassi, E., & Jeffery, G. (2010). Kutazama macho yanayozeeka: tovuti mbalimbali za mkusanyiko wa Beta ya amiloidi kwenye retina ya panya inayozeeka na udhibiti wa juu wa makrofaji. PloS One, 5(10), e13127. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0013127

Ma, TY, Hollander, D., Dadufalza, V., & Krugliak, P. (1992). Athari ya kuzeeka na kizuizi cha kalori kwenye upenyezaji wa matumbo. Gerontology ya majaribio, 27(3), 321-333. https://doi.org/10.1016/0531-5565(92)90059-9

Parker, A., Romano, S., Ansorge, R., Aboelnour, A., Le Gall, G., Savva, GM, Pontifex, MG, Telatin, A., Baker, D., Jones, E., Vauzour , D., Rudder, S., Blackshaw, LA, Jeffery, G., & Carding, SR (2022). Uhamisho wa vijiumbe vya kinyesi kati ya panya wachanga na wazee hurudisha nyuma alama za utumbo, jicho na ubongo kuzeeka. microbiome, 10(1), 68.
https://doi.org/10.1186/s40168-022-01243-w

Sommer, F., & Bäckhed, F. (2013). Mikrobiota ya matumbo - mabwana wa ukuzaji wa mwenyeji na fiziolojia. Mapitio ya asili. Microbiolojia, 11(4), 227-238. https://doi.org/10.1038/nrmicro2974

Thevaranjan, N., Puchta, A., Schulz, C., Naidoo, A., Szamosi, JC, Verschoor, CP, Loukov, D., Schenck, LP, Jury, J., Foley, KP, Schertzer, JD, Larché, MJ, Davidson, DJ, Verdú, EF, Surette, MG, & Bowdish, DME (2017). Dysbiosis ya Mikrobia Inayohusiana na Umri Hukuza Upenyezaji wa Utumbo, Kuvimba kwa Kimfumo, na Upungufu wa Utendaji wa Macrophage. Mpangishi wa Seli & Microbe, 21(4), 455-466.e4. https://doi.org/10.1016/j.chom.2017.03.002

Wu, GD, Chen, J., Hoffmann, C., Bittinger, K., Chen, YY, Keilbaugh, SA, Bewtra, M., Knights, D., Walters, WA, Knight, R., Sinha, R. , Gilroy, E., Gupta, K., Baldassano, R., Nessel, L., Li, H., Bushman, FD, & Lewis, JD (2011). Kuunganisha mifumo ya chakula ya muda mrefu na enterotypes za matumbo. Sayansi (New York, NY), 334(6052), 105-108. https://doi-org.proxy.library.georgetown.edu/10.1126/science.1208344

Makala hii awali alionekana kwenye Kujua Neurons