Играет ли микробиота роль в регуляции процесса развития мозга?

Vignette

По результатам неклинического исследования контакт новорожденного с микробной средой способствует раннему развитию определенных областей мозга, что подчеркивает роль микробиоты в программировании функций головного мозга и поведения.

Уже в момент рождения ребенок попадает в среду, где обитают всевозможные микроорганизмы. Американские ученые предположили, что этот контакт очень важен для правильного развития головного мозга. В своем исследовании они рассматривали проблемы запрограммированной гибели клеток, а также воспаления и колонизации микроглии головного мозга1 в послеродовом периоде. В результате сравнения стерильных и обычных мышей ученые пришли к выводу, что отсутствие микробиоты может обусловить нарушение поведения и развития головного мозга у стерильных мышей.

Нарушение механизма гибели клеток

Снижение продукции провоспалительных цитокинов (интерлейкина 1b и TNF-a) является признаком (доброкачественным) популяции, выращенной вне контакта с микробиотой: отсутствие бактериальных колоний может привести к подавлению воспалительной реакции на родовой стресс и внезапную антигенную стимуляцию микроорганизмами, полученными от матери и из окружающей среды. Отсутствие микробиоты также влияет на интенсивность гибели клеток и отрицательно сказывается на формировании структуры нейронных сетей. Как правило, половина нервных клеток погибает путем апоптоза в течение первой недели жизни для «оптимизации» архитектуры головного мозга. Это чрезвычайно важный процесс, который нарушается в стерильной среде. Это приводит к более интенсивной гибели клеток в отдельных областях гиппокампа и гипоталамуса и менее интенсивной гибели клеток в других областях гипоталамуса.

Влияние на поведение

Финальное наблюдение: плотность микроглии увеличивается в безмикробных условиях. Это может быть связано с увеличением количества, размера и/или формы иммунных клеток. Несмотря на имеющиеся в литературе сообщения о возможной корреляции между микроглией и гибелью клеток, ученые не стали упоминать о чем-либо подобном в своем исследовании, поскольку они не представляются взаимосвязанными. Достоверно известно лишь то, что контакт с микробной средой в перинатальном периоде является ключевым фактором в развитии определенных областей головного мозга. Этот вывод доказывает важную роль микробиоты в развитии головного мозга, ее влияние на когнитивные и поведенческие функции, а также открывает возможности для более тщательного исследования.

 

1. Резидентные макрофаги (иммунные клетки) центральной нервной системы

 Источники литературы:

Alexandra Castillo-Ruiz, Morgan Mosley, Arlene J. George et al. : The microbiota influences cell death and microglial colonization in the perinatal mouse brain, Brain, Behavior, and Immunity 67 (2018) 218–229.