УДК:612.898+616-009.8

ОСЬ КИШЕЧНИК-МОЗГ И НЕВРОЛОГИЧЕСКИЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ: МЕХАНИЗМЫ
ВЗАИМОВЛИЯНИЯ

Алымжан у. Болот¹, Мамытова Э.М.², Исраилова А.Т.¹

¹Городская клиническая больница скорой медицинской помощи, отделение экстренной
неврологии, Бишкек

Кыргызская государственная медицинская академия им. И.К. Ахунбаева,
Бишкек

elmiramamytova@yahoo.com

Аннотация: В статье рассматриваются возможные механизмы взаимосвязи между
микробиотой кишечника и мозгом, а также роль микробиома в формировании развития
неврологических заболеваний

Ключевые слова: микробиом, кишечник, мозг, неврологические заболевания

THE GUT-BRAIN AXIS AND NEUROLOGICAL DISEASES: MECHANISMS OF
INTERACTION

Alymjan B¹, Mamytova E.M.², Israilova A.T.¹

¹City Clinical Emergency Hospital, Department of Emergency Neurology, Bishkek
²Kyrgyz State Medical Academy named after I.K. Achunbaev, Bishkek

elmiramamytova@yahoo.com

Annotation: This article discusses the possible mechanisms of the relationship between the
gut microbiota and the brain, as well as the role of the microbiome in shaping the development of
neurological diseases.

Keywords: microbiome, gut, brain, neurological diseases.

ИЧЕГИ-МЭЭ ОГУ ЖАНА НЕВРОЛОГИЯЛЫК ООРУЛАРЫ: ӨЗ АРА
ТААСИРДҮҮ МЕХАНИЗМДЕРИ

Алымжан у. Болот¹, Мамытова Э.М.², Исраилова А.Т.¹

¹Шаардык клиникалык тез жардам ооруканасы, тез жардам неврология бөлүмү,
Бишкек

И.К. Ахунбаев атындагы Кыргыз мамлекеттик медициналык академиясы,
Бишкек

elmiramamytova@yahoo.com

Аннотация: Бул макалада ичеги микробиотасынын жана мээнин ортосундагы
байланыштын болгон механизмдери, ошондой эле неврологиялык оорулардын өнүгүшүн
калыптандыруудагы микробиомдын ролу талкууланат.

Негизги сөздөр: микробиом, ичеги, мээ, неврологиялык оорулар.

Введение
Из всех органов мозг является самым высоким потребителем энергии в организме.

Действительно, по крайней мере 20% от общего потребления глюкозы в организме в
состоянии покоя приходится на мозг из-за его нормальной активности.

Здоровье и неврологический статус определяются некоторыми внешними и
внутренними факторами, такими как привычки, образ жизни, диетические факторы и
употребление лекарств. Диетические факторы имеют решающее значение для здоровья.
Рацион питания человека зависит от культуры, религиозных взглядов и общества, в котором
живет человек. Рацион питания влияет на когнитивные способности и эволюцию мозга, а
также диетические привычки модулируют психическое здоровье как на индивидуальном, так
и на уровне всего населения. Поэтому, питание может как поддерживать гомеостаз, так и
вносить значительный вклад в развитие заболевания. Например, диета с высоким
содержанием жиров, состоящая преимущественно из насыщенных и/или трансжиров, по-
видимому, модифицирует микробиоту путем чрезмерного представления
липополисахаридных бактерий, что приводит к повышению уровня липополисахаридов в
системном кровообращении и приводит к провоспалительному состоянию иммунной системы
хозяина, а также к снижению синаптической пластичности [1]. Сбалансированная микробиота
кишечника влияет на лимфоидную ткань кишечника путем производства и высвобождения
различных иммуномодулирующих соединений, таких как короткоцепочечные жирные
кислоты (КЦЖК), которые необходимы для профилактики развития различных
иммуноопосредованных и неврологических расстройств 2.

В последние годы исследования показали, что микробиота кишечника и ее бактериальные
метаболиты могут воздействовать на мозговые структуры различными путями, например, через
нервную проводимость (блуждающий нерв), гипоталамическую ось гипофиз-надпочечники и местный
кишечный эндокринный и иммунный ответы 3. Однако, конкретные механизмы регулирования в этих
осях остаются в значительной степени невыясненными.

Цель – оценить механизмы взаимосвязей между микробиотой кишечника и головным мозгом.
Двунаправленная связь между кишечником и мозгом.
В исследованиях последних десятилетий рассматривается двунаправленная связь между

кишечником и мозгом (К-М), а также влияние, которое эта связь оказывает на состояние всего здоровья,
включая расстройства, которые могут развиться в результате этих отношений. Эта двунаправленная
связь опосредована симпатическими и парасимпатическими волокнами вегетативной нервной
системы (ВНС), кишечной нервной системы (кНС), эндокринной системой (ЭС) и иммунной
системы (ИС) 4.

Существует тонкий баланс между микробиотой человека и развитием различных
патологических состояний, модулированных внешними факторами, например такими как
диета, которые могут легко влиять на бактериальные сообщества в кишечнике. Кроме того,
бактериальные метаболиты кишечника, такие как КЦЖК, гамма-аминомасляная кислота
(ГАМК) и триптофан, оказывают существенное влияние на регуляцию оси кишечник-мозг.
Например, даже краткосрочное (5 дней) потребление диет, полностью состоящих из
продуктов животного или растительного происхождения, изменяет структуру микробного
сообщества, влияя на экспрессию микробных генов у отдельных лиц 5.

Ось мозг-кишечник (М-К) четко определена связью, существующей между корой головного
мозга и пищеварительной системой 6 (Рис. 1). Ось мозг-кишечник, в частности, состоит из составных
элементов данной оси: головной мозг, спинной мозг, ВНС, кНС и гипоталамо-гипофиз-
надпочечниковой системы (ГГН). Наиболее важная роль оси мозг-кишечник состоит в том, чтобы
позволить сигналам, поступающим из мозга, реагировать на сигналы, подаваемые микробиотой
кишечника, и наоборот. Нарушения функционирования оси мозг-кишечник являются основной
причиной наиболее частых желудочно-кишечных симптомов и синдромов, при ишемической болезни
сердца, функциональной диспепсии, функциональной боли в желчном тракте, хронической боли в
животе, гастропарезе, запоре, гастроэзофагеальной рефлюксной болезни (ГЭРБ).

1. Блуждающий нерв передает информацию о состоянии пищеварительной системы в мозг
через сенсорные волокна. Мозг посылает нейронные, эндокринные и иммунные сообщения микробиоте
кишечника, которые, в свою очередь, влияют на нормальное функционирование мозга различными
путями (например, путем двунаправленной связи между блуждающим нервом и мозгом или через
кишечную нервную систему (кНС) и энтероэндокринные клетки с нейроподами). Желудочно-
кишечные биоактивные молекулы (нейротрансмиттеры и гормоны, цитокины и

микробные метаболиты) также образуются как под воздействием внутренних, так внешних факторов,
попадают в ткань мозга через гематоэнцефалический барьер

Рис. 1.Двунаправленные отношения микробиота-кишечник-мозг.

2. Активация гипоталамус-гипофиз-надпочечниковой системы (ГГН) характеризуется

высвобождением кортикотропин-рилизинг фактора (КРФ) из гипоталамуса, который затем участвует
в выработке адренокортикотропного гормона (АКТГ) из передней доли гипофиза. АКТГ действует на
надпочечники, где выработываются и высвобождаются гормоны стресса (кортизол), который в свою
очередь отвечает за регуляцию эпителиального барьера кишечника и иммунные реакций. 3.
Энтероэндокринные клетки с нейроподами являются одним из наиболее важных инфлюенсеров
двунаправленной связи между мозгом и кишечником. Активация, вызванная энтерохромаффин-
клеточным сигналом блуждающего нерва, модулирует болевой ответ, фоновые эмоции, иммунный
ответ, нейрогенез и нейропластичность. Блуждающий нерв также обладает иммуномодулирующими
свойствами и играет важную роль в желудочно-кишечных и нейропсихиатрических расстройствах.

Неврологические расстройства, непосредственно влияющие на изменения микробиоты.
Микробиота кишечника взаимодействует с центральной нервной системой (ЦНС),

биосинтезирует нейромедиаторы и влияет на функционирование нервной системы. Она также отвечает
за поведение человека, состояние настроения и эмоции 7. Взаимодействие микробиоты кишечника с
ЦНС оказывает важное влияние на появление и прогрессирование нейродегенеративных расстройств и
опухолей ЦНС в ряде случаев 8. Несмотря на то, что нейродегенерация происходит из-за
несостоятельности кНС, множество клинических исследований показывают, что у пациентов,
страдающих нейродегенеративными расстройствами, имеется дисфункция кишечника и микробный
дисбиоз 9.

Кроме того, исследования, проведенные на животных подкрепляют идею о том, что
бактериальное сообщество кишечника имеет важное значение для функционирования как кНС, так и
ЦНС и что отсутствие колонизации микробов тесно связано с изменением экспрессии и оборотом
нейромедиаторов на обоих уровнях. В то же время нарушения микробиоты кишечника коррелируют
с изменениями сенсорно-двигательных функций кишечника, проявляющихся замедлением

опорожнения желудка и перистальтики кишечника, снижении цикличности
моторного комплекса и дистального продвижения пищевых масс, а также в
увеличении размера слепой кишки 10.

В соответствии с этим существует сильная корреляция между дисбиозом
кишечника и частотой нейродегенеративных заболеваний, но пока не совсем
известно, вызван ли дисбиоз первоначально или он является результатом
прогрессирования нейродегенерации. Поэтому необходимо больше клинических и
экспериментальных исследований, чтобы полностью понять процесс. При
умеренных и тяжелых неврологических заболеваниях, таких как болезнь
Альцгеймера (БА), болезнь Паркинсона, рассеянный склероз и эпилепсия, имеются
изменения в микробиоте кишечника, которые также могут быть вызваны
генетическими или факторами окружающей среды (например, диетическими
предочтениями 1.

Заключение:
В настоящее время постепенно признается, что микробиота кишечника

важна как для поддержания кишечной флоры, так и для физиологии мозга.
Через иммунную систему, эндокринную систему и бактериальные
метаболиты микробиота кишечника регулирует нейротрансмиссию и
сосудистые барьеры, которые, в свою очередь, изменяют нейропсихическую
функцию хозяина, когнитивные функции и физиологию сосудов головного
мозга. Ученые признают важность дальнейшего изучения микробиоты в
диагностике, лечении и прогнозировании заболеваний головного мозга.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Fulling, C., Dinan, T. G., and Cryan, J. F. (2019). Gut microbe to brain signaling:
what happens in vagus. Neuron 101, doi: 10.1016/j.neuron.2019.02.008.p.998–

1002.
2. Mitrea Laura, Nemeş Silvia-Amalia, Szabo Katalin, Teleky Bernadette-Emőke, Vodnar
Dan-Cristia. Guts Imbalance Imbalances the Brain: A Review of Gut Microbiota
Association With Neurological and Psychiatric Disorders. Frontiers in Medicine.
VOLUME 9. 2022.
3. Pistollato F, Iglesias RC, Ruiz R, Aparicio S, Crespo J, Lopez LD, Manna PP, Giampieri
F, Battino M. Nutritional patterns associated with the maintenance of neurocognitive
functions and the risk of dementia and Alzheimer's disease: a focus on human studies.
Pharmacological research. 2018;131:p.32–43.
4. Dominguez LJ, Barbagallo M, Munoz-Garcia M, Godos J, Martinez-Gonzalez MA.
Dietary patterns and cognitive decline: key features for prevention. Current
pharmaceutical design. 2019;25(22):2428–42. 5.Harrison CA, Taren D. How poverty
affects diet to shape the microbiota and chronic disease. Nature reviews Immunology.
2018;18(4):p.279–87.
6. Li Q, Lauber CL, Czarnecki-Maulden G, Pan Y, Hannah SS. Effects of the dietary protein
and carbohydrate ratio on gut microbiomes in dogs of different body conditions. MBio.
2017:8(1).
7. De Filippis F, Pellegrini N, Vannini L, Jeffery IB, La Storia A, Laghi L, Serrazanetti DI,