Kajian Tikus: Bagaimana Serotonin, Antidepresan Mempengaruhi Bakteria usus
Serotonin dan ubat-ubatan yang menargetkan serotonin, seperti antidepresan, boleh memberi kesan besar pada mikrobiota usus, bakteria 100 trilion dan mikroba lain yang hidup di usus tubuh manusia, menurut kajian tikus baru yang diketuai oleh ahli biologi dari Universiti California, Los Angeles (UCLA).
Serotonin adalah neurotransmitter, atau utusan kimia, yang berfungsi banyak fungsi dalam tubuh manusia, termasuk memainkan peranan utama dalam emosi dan kebahagiaan. Dianggarkan 90% serotonin badan dihasilkan dalam usus, di mana ia mempengaruhi imuniti usus.
Pasukan penyelidik mengenal pasti bakteria usus tertentu yang dapat mengesan dan mengangkut serotonin ke dalam sel bakteria. Apabila tikus diberi fluoxetine antidepresan, atau Prozac, ahli biologi mendapati ini mengurangkan pengangkutan serotonin ke dalam sel mereka. Bakteria ini, yang sedikit diketahui, disebut Turicibacter sanguinis.
Penemuan ini diterbitkan dalam jurnal Mikrobiologi Alam.
"Hasil kerja kami sebelumnya menunjukkan bahawa bakteria usus tertentu membantu usus menghasilkan serotonin. Dalam kajian ini, kami berminat untuk mengetahui mengapa mereka melakukannya, ”kata pengarang kanan Dr. Elaine Hsiao, penolong profesor biologi dan fisiologi integratif, dan genetik mikrobiologi, imunologi dan molekul di Kolej UCLA; dan penyakit pencernaan di David Geffen School of Medicine di UCLA.
Hsiao dan pasukannya melaporkan dalam jurnal itu Sel pada tahun 2015 bahawa pada tikus, campuran bakteria tertentu, yang terdiri terutamanya dari Turicibacter sanguinis dan Clostridia, menghasilkan molekul yang memberi isyarat kepada sel usus untuk meningkatkan pengeluaran serotonin.
Ketika para penyelidik membesarkan tikus tanpa bakteria, lebih daripada 50% serotonin usus mereka hilang. Tetapi apabila pasukan tersebut menambahkan kembali campuran bakteria terutama Turicibacter dan Clostridia, serotonin mereka meningkat ke tahap normal.
Kajian itu membuat pasukan bertanya-tanya mengapa bakteria memberi isyarat kepada sel usus kita untuk membuat serotonin. Adakah mikroba menggunakan serotonin, dan jika demikian, untuk apa?
Dalam kajian baru, para penyelidik menambahkan serotonin ke dalam air minum beberapa tikus dan membesarkan yang lain dengan mutasi (dibuat dengan mengubah gen pengangkut serotonin tertentu) yang meningkatkan kadar serotonin dalam usus mereka.
Setelah mengkaji mikrobiota tikus, pasukan mendapati bahawa bakteria Turicibacter dan Clostridia meningkat dengan ketara apabila terdapat lebih banyak serotonin dalam usus.
Sekiranya bakteria ini meningkat dengan adanya serotonin, mungkin mereka mempunyai beberapa mesin selular untuk mengesan serotonin, para penyelidik membuat spekulasi.
Bekerjasama dengan pengarang kajian Dr. Lucy Forrest dan pasukannya di Institut Kesihatan Nasional Institut Gangguan Neurologi dan Strok, para penyelidik menemui protein dalam pelbagai spesies Turicibacter yang mempunyai beberapa persamaan struktur dengan protein yang mengangkut serotonin pada mamalia. . Ketika mereka membesar Turicibacter sanguinis di makmal, mereka mendapati bahawa bakteria mengimport serotonin ke dalam sel.
Dalam eksperimen lain, para penyelidik menambahkan fluoxetine antidepresan, yang biasanya menyekat pengangkut serotonin mamalia, ke dalam tiub yang mengandungi Turicibacter sanguinis. Mereka mendapati bakteria diangkut secara signifikan kurang serotonin.
Pasukan ini mendapati bahawa mendedahkan Turicibacter sanguinis kepada serotonin atau fluoxetine mempengaruhi seberapa baik bakteria dapat berkembang di saluran gastrointestinal. Dengan adanya serotonin, bakteria tumbuh pada tahap tinggi pada tikus, tetapi apabila terkena fluoxetine, bakteria tersebut hanya tumbuh pada tahap rendah pada tikus.
"Kajian terdahulu dari makmal kami dan yang lain menunjukkan bahawa bakteria tertentu meningkatkan kadar serotonin di usus," kata penulis utama Dr. Thomas Fung, rakan pasca doktoral.
"Kajian baru kami memberitahu kami bahawa bakteria usus tertentu dapat bertindak balas terhadap serotonin dan ubat-ubatan yang mempengaruhi serotonin, seperti anti-depresan. Ini adalah bentuk komunikasi yang unik antara bakteria dan sel kita sendiri melalui molekul yang secara tradisional dikenali sebagai neurotransmitter. "
Penemuan baru ini sejajar dengan peningkatan jumlah kajian yang menunjukkan bahawa antidepresan dapat mengubah mikrobiota usus.
"Untuk masa depan," kata Hsiao, "kami ingin mengetahui apakah interaksi mikroba dengan antidepresan mempunyai akibat untuk kesihatan dan penyakit."
Sumber: University of California- Los Angeles
