Лактобацили, що виробляють серотонін і сприяють кишковому транзиту

Серотонін є необхідним для травної системи: він регулює основні функції шлунково-кишкового тракту (перистальтику, вазодилатацію, чутливість внутрішніх органів) і сприяє розвитку та підтримці роботи кишкової нервової системи. Хоча вироблення серотоніну відбувається переважно ендогенним шляхом (у два етапи: триптофан -> 5-HTP -> серотонін), існують підозри, що певні кишкові бактерії людини також беруть участь у цьому процесі. Нещодавно вчені ідентифікували ці бактерії та оцінили фізіологічну активність цього мікробного серотоніну на іннервацію товстої кишки та моторику кишечника.

Лактобацили, що виробляють серотонін

Результати підтверджують, що мікробіота кишечника синтезує серотонін і сприяє підвищенню рівня цієї речовини в кишечнику: in vitro (анаеробні культури) мікробіота фекалій здорових добровольців виробляє серотонін; in vivo серотонін виявляється в калі мишей, які генетично не здатні синтезувати його після введення мікробіоти. Які бактерії відповідають за це? Дослідники ідентифікували пару лактобацил, що виробляють серотонін (названих Ls), що складаються з Ligilactobacillus ruminis і Limosilactobacillus mucosae. Ls не виробляє 5-HTP або серотонін з триптофану (етап 1 синтезу), але виробляє серотонін у присутності 5-HTP (етап 2). Цей етап 2 декарбоксилювання 5-HTP до серотоніну вимагає одночасної присутності обох бактерій у консорціумі.

Вплив колонізації кишечника бактеріальним дуетом

У аксенних мишей, нездатних виробляти ендогенний серотонін, колонізація лише штамами Ls підвищує рівень ентеросеротоніну, сприяє іннервації товстої кишки та збільшує кількість серотонін-імунореактивних нейронів. Однак рівень серотоніну в сироватці крові мишей залишається незмінним, що свідчить про те, що бактеріальний серотонін в першу чергу регулює місцеві функції кишечника.

Ізольована спільнота Ls виробляє серотонін in vitro. Однак цей ефект не відтворюється в умовах культивування чистими штамами (L. mucosae або L. ruminis) або їх відновленою кокультурою, тоді як ця кокультура збільшує рівень серотоніну в калі in vivo. Це свідчить про те, що вироблення серотоніну мікроорганізмами може залежати від конкретних умов кишечника (субстратів, рН, кисню, кофакторів, взаємодії мікроорганізмів).

Відновлення моторики кишечника у пацієнтів?

Нарешті, Ls нормалізує час проходження їжі по кишечнику у аксиальних мишей. Однак у пацієнтів із синдромом подразненого кишечника кількість L. mucosae (але не L. ruminis) у калі значно нижча, ніж у здорових людей. І чим менше цієї бактерії, тим твердіший кал. Чи може механізм, пов'язаний з мікробіотою, впливати на місцевий біосинтез серотоніну та моторику кишечника у цих пацієнтів? На думку авторів, майбутні дослідження можуть визначити, чи здатні ці бактерії, що виробляють серотонін, відновлювати фізіологічний рівень серотоніну у пацієнтів з порушеннями моторики кишечника.