Исследование на мышах: как серотонин и антидепрессанты влияют на кишечные бактерии

Москва, 10:02, 09 Сен 2019, редакция FTimes.ru, автор Сергей Кузнецов.

Согласно новому исследованию на мышах, проводимом биологами из Университета Калифорнии, серотонин и лекарства, нацеленные на серотонин, такие как антидепрессанты, могут оказывать существенное влияние на микробиоту кишечника, около 100 триллионов бактерий и других микроорганизмов, которые живут в кишечнике человеческого организма.

Серотонин является нейротрансмиттером, или химическим мессенджером, который выполняет многие функции в организме человека, в том числе играет главную роль в эмоциях и счастье. Приблизительно 90% серотонина в организме вырабатывается в кишечнике, где он влияет на иммунитет кишечника.

Исследовательская группа определила специфическую кишечную бактерию, которая может обнаруживать и транспортировать серотонин в бактериальные клетки. Когда мышам давали антидепрессант флуоксетин или прозак, биологи обнаружили, что это снижает транспорт серотонина в их клетки. Эта бактерия, о которой мало что известно, называется Turicibacter sanguinis.

Полученные результаты опубликованы в журнале Nature Microbiology.

«Наша предыдущая работа показала, что определенные кишечные бактерии помогают кишечнику вырабатывать серотонин. В этом исследовании нам было интересно выяснить, почему они могут это сделать», — сказал старший автор доктор Элейн Сяо, доцент кафедры интегративной биологии и физиологии UCLA.

Сяо и ее команда сообщили в журнале Cell в 2015 году, что у мышей специфическая смесь бактерий, состоящая в основном из Turicibacter sanguinis и Clostridia, продуцирует молекулы, которые сигнализируют клеткам кишечника об увеличении выработки серотонина.

Когда исследователи выращивали мышей без бактерий, более 50% их серотонина в кишечнике отсутствовало. Но когда команда добавила обратно смесь бактерий, в основном Turicibacter и Clostridia, их серотонин увеличился до нормального уровня.

Это исследование заставило команду задуматься, почему бактерии дают сигнал нашим кишечным клеткам вырабатывать серотонин. Используют ли микробы серотонин, и если да, то для чего?

В новом исследовании исследователи добавили серотонин в питьевую воду одних мышей и снабдили других грызунов мутацией (созданной путем изменения специфического гена переносчика серотонина), которая увеличила уровни серотонина в их кишках.

Изучив микробиоту грызунов, команда обнаружила, что бактерии Turicibacter и Clostridia значительно увеличились, когда в кишечнике было больше серотонина.

Исследователи предположили, что если эти бактерии увеличиваются в присутствии серотонина, возможно, у них есть клеточный механизм для обнаружения серотонина.

Сотрудничая с соавтором исследования д-ром Люси Форрест и ее командой из Национального института неврологических расстройств и инсульта при Национальном институте здравоохранения, исследователи обнаружили белок во многих видах Turicibacter, который имеет некоторое структурное сходство с белком, который транспортирует серотонин у млекопитающих , Когда они выращивали Turicibacter sanguinis в лаборатории, они обнаружили, что бактерия импортирует серотонин в клетку.

В другом эксперименте исследователи добавили антидепрессант флуоксетин, который обычно блокирует переносчик серотонина млекопитающих, в пробирку, содержащую Turicibacter sanguinis. Они обнаружили, что бактерия транспортирует значительно меньше серотонина.

Исследователи обнаружили, что воздействие Turicibacter sanguinis на серотонин или флуоксетин влияет на то, насколько хорошо бактерия может развиваться в желудочно-кишечном тракте. В присутствии серотонина у мышей бактерии росли до высоких уровней, но при воздействии флуоксетина у мышей бактерии росли только до низких уровней.

«Предыдущие исследования, проведенные в нашей лаборатории и других, показали, что определенные бактерии способствуют повышению уровня серотонина в кишечнике», — сказал ведущий автор доктор Томас Фунг.

«Наше новое исследование говорит нам, что некоторые кишечные бактерии могут реагировать на серотонин и препараты, которые влияют на серотонин, такие как антидепрессанты. Это уникальная форма связи между бактериями и нашими собственными клетками через молекулы, традиционно признанные нейромедиаторами».

Новые данные согласуются с растущим числом исследований, показывающих, что антидепрессанты могут изменять кишечную микробиоту.

«В будущем, — сказала Сяо, — мы хотим узнать, имеют ли микробные взаимодействия с антидепрессантами последствия для здоровья и болезней».