Þakka þér fyrir að heimsækja Nature.com. Útgáfan af vafranum sem þú notar hefur takmarkaðan CSS-stuðning. Til að ná sem bestum árangri mælum við með að þú notir nýrri útgáfu af vafranum þínum (eða slökkvir á samhæfingarstillingu í Internet Explorer). Á meðan, til að tryggja áframhaldandi stuðning, sýnum við síðuna án stíl eða JavaScript.
Snemmbúin greining á nauðsynlegum skjálfta (e. essential fiber, ET) getur verið krefjandi, sérstaklega þegar hann er aðgreindur frá heilbrigðum samanburðarhópi (HC) og Parkinsonsveiki (PD). Nýlega hefur greining á hægðasýnum fyrir þarmaflóru og umbrotsefni þeirra veitt nýjar aðferðir til að uppgötva nýja lífmerki taugahrörnunarsjúkdóma. Stuttar fitusýrur (SCFA), sem eru aðalumbrotsefni þarmaflórunnar, eru minni í hægðum hjá PD. Hins vegar hefur saurstyrkur stuttra fitusýru (SCFA) aldrei verið rannsakaður hjá ET. Markmið okkar var að kanna magn SCFA í hægðum hjá ET, meta tengsl þeirra við klínísk einkenni og þarmaflóru og ákvarða hugsanlega greiningargetu þeirra. SCFA í hægðum og þarmaflóru voru mæld í 37 ET, 37 nýjum PD og 35 HC. Hægðatregða, truflun á sjálfvirkri taugakerfi og alvarleiki skjálfta voru metin með mælikvörðum. Magn própíónats, bútýrats og ísóbútýrats í hægðum var lægra hjá ET en hjá HC. Samsetning própíonsýru, smjörsýru og ísóvalersýra greindi á milli geislavirks fitusýru (ET) og hægðatregðu (HC) með AUC upp á 0,751 (95% öryggisbil: 0,634–0,867). Magn ísóvalersýra og ísóvalersýra í saur var lægra hjá sjúklingum með ET en hjá sjúklingum með PD. Ísóvalersýra og ísóvalersýra greina á milli ET og PD með AUC upp á 0,743 (95% öryggisbil: 0,629–0,857). Própíónat í saur er í öfugu hlutfalli við hægðatregðu og truflun á sjálfvirkri taugakerfinu. Ísóvalersýra og ísóvalersýra eru í öfugu hlutfalli við alvarleika skjálfta. Minnkun á skammtastærðarfitu í saur tengdist minnkun á magni Faecalibacterium og Streptobacterium í ET. Þannig minnkar innihald skammtastærðarfitu í saur í ET og tengist alvarleika klínískra mynda og breytingum á þarmaflórunni. Própíónsýra, smjörsýra, ísósmjörsýra og ísóvalersýra í saur gætu verið hugsanlegir greiningar- og mismunagreiningarmerki fyrir ET.
Nauðsynlegur skjálfti (e. Essential joint, ET) er versnandi, langvinnur taugahrörnunarsjúkdómur sem einkennist fyrst og fremst af skjálfta í efri útlimum, sem getur einnig haft áhrif á aðra líkamshluta eins og höfuð, raddbönd og neðri útlimi 1. Klínísk einkenni ET eru ekki aðeins hreyfieinkenni heldur einnig nokkur óhreyfieinkenni, þar á meðal meltingarfærasjúkdómar 2. Fjölmargar rannsóknir hafa verið gerðar til að skoða meinafræðileg og lífeðlisfræðileg einkenni nauðsynlegs skjálfta, en skýr sjúkdómsvaldandi ferlar hafa ekki verið greindir 3,4. Nýlegar rannsóknir benda til þess að truflun á örveruflórunni-þarma-heila ásnum geti stuðlað að taugahrörnunarsjúkdómum og vaxandi vísbendingar eru um hugsanlegt tvíátta samband milli þarmaflórunnar og taugahrörnunarsjúkdóma 5,6. Athyglisvert er að í einni tilviksskýrslu bætti ígræðsla hægðaflórunnar bæði nauðsynlegan skjálfta og iðraólgu hjá sjúklingi, sem gæti bent til náins sambands milli þarmaflórunnar og nauðsynlegs skjálfta. Að auki fundum við einnig sérstakar breytingar á þarmaflórunni hjá sjúklingum með ET, sem styður eindregið mikilvægt hlutverk þarmaóþæginda í ET 8.
Hvað varðar þarmaóþægindi í taugahrörnunarsjúkdómum er Parkinsons sjúkdómurinn sá sjúkdómur sem hefur verið rannsakaður hvað mest5. Ójafnvægi í örverukerfinu getur aukið gegndræpi þarma og virkjað þarmaglia, sem leiðir til alfa-sýnúkleínóþroska9,10,11. Parkinsonsveiki og taugakvilla hafa ákveðna skörunareiginleika, svo sem svipaða tíðni skjálfta hjá sjúklingum með taugakvilla og Parkinsonsveiki, skörun hvíldarskjálfta (dæmigerður skjálfti í Parkinsonsveiki) og stöðuskjálfta (aðallega hjá sjúklingum með taugakvilla), sem gerir það erfitt að greina á milli þeirra á fyrstu stigum12. Þess vegna þurfum við brýnt að opna gagnlegan glugga til að greina á milli taugakvilla og Parkinsonsveiki. Í þessu samhengi gæti rannsókn á sértækri þarmaóþægindum og tengdum efnaskiptabreytingum í taugakvilla og að bera kennsl á muninn á þeim og Parkinsonsveiki orðið hugsanlegir lífmerki fyrir greiningu og mismunagreiningu á taugakvilla.
Stuttar fitusýrur (SCFA) eru helstu umbrotsefnin sem myndast við gerjun fæðutrefja af völdum baktería í þörmum og eru taldar gegna mikilvægu hlutverki í samskiptum þarma og heila13,14. SCFA eru tekin upp af ristilfrumum og flutt til lifrarinnar í gegnum portæðakerfið, og sumar SCFA berast út í blóðrásina. SCFA hafa staðbundin áhrif á að viðhalda heilleika þarmaþröskuldsins og stuðla að meðfæddu ónæmi í þarmaslímhúð15. Þær hafa einnig langtímaáhrif á blóð-heilaþröskuldinn (BBB) ​​með því að örva þétt tengiprótein og virkja taugafrumur með því að örva G-próteintengda viðtaka (GPCR) til að fara yfir BBB16. Asetat, própíónat og bútýrat eru algengustu SCFA í ristlinum. Fyrri rannsóknir hafa sýnt minnkað magn ediksýru, própíónsýru og smjörsýru í hægðum hjá sjúklingum með Parkinsonsveiki17. Hins vegar hefur magn SCFA í hægðum aldrei verið rannsakað hjá sjúklingum með ET.
Því miðaði rannsókn okkar að því að greina sértækar breytingar á SCFA í saur hjá sjúklingum með ET og muninn á þeim frá sjúklingum með Parkinsonsveiki, meta tengsl SCFA í saur við klínísk einkenni SCFA og þarmaflóru, sem og að greina hugsanlega greiningar- og mismunagreiningargetu saursýna. KZHK. Til að taka á ruglingsþáttum sem tengjast lyfjum við Parkinsonsveiki völdum við sjúklinga með nýuppkominn Parkinsonsveiki sem samanburðshóp.
Lýðfræðilegir og klínískir eiginleikar 37 einstaklinga með geðrænan vöxt, 37 einstaklinga með PD og 35 einstaklinga með HC eru teknir saman í töflu 1. ET, PD og HC voru paraðir saman eftir aldri, kyni og líkamsþyngdarstuðli. Hlutföll reykinga, áfengisneyslu og kaffi- og teneyslu voru einnig svipuð í þessum þremur hópum. Wexner-stig (P = 0,004) og HAMD-17 stig (P = 0,001) hjá PD-hópnum voru hærri en hjá HC-hópnum, og HAMA-stig (P = 0,011) og HAMD-17 stig (P = 0,011) hjá ET-hópnum voru hærri en hjá HC-hópnum. Sjúkdómsgangur hjá ET-hópnum var marktækt lengri en hjá PD-hópnum (P<0,001).
Marktækur munur var á gildum própíónsýru (P = 0,023), ediksýru (P = 0,039), smjörsýru (P = 0,020), ísóvalerínsýru (P = 0,045) og ísóbútýrsýru (P = 0,015) í hægðum. Í frekari eftirágreiningu var gildi própíónsýru (P = 0,023), smjörsýru (P = 0,007) og ísóbútýrsýru (P = 0,040) í ET hópnum marktækt lægra en í HC hópnum. Sjúklingar með ET höfðu lægri gildi ísóvalerats (P = 0,014) og ísóbútýrats (P = 0,005) en sjúklingar með Parkinsonssjúkdóm. Að auki voru gildi própíónsýru í saur (P = 0,013), ediksýru (P = 0,016) og smjörsýru (P = 0,041) lægri hjá sjúklingum með Parkinsonssjúkdóm en hjá sjúklingum með krabbamein í ristli (Mynd 1 og viðbótartafla 1).
ag táknar hópasamanburð á própíónsýru, ediksýru, smjörsýru, ísóvalerínsýru, valerínsýru, kapróínsýru og ísómjörsýru, talið í þeirri röð. Marktækur munur var á magni própíónsýru, ediksýru, smjörsýru, ísóvalerínsýru og ísómjörsýru í hægðum milli hópanna þriggja. Nauðsynlegur skjálfti í útfallsrásinni (ET), Parkinsonsveiki, heilbrigður krabbameinsstjórnandi, SCFA. Marktækur munur er gefinn til kynna með *P < 0,05 og **P < 0,01.
Með hliðsjón af mismuninum á sjúkdómsgangi milli hópsins sem fékk leggang og hópsins með PD, prófuðum við 33 sjúklinga með snemmbúna PD og 16 sjúklinga með leggang (sjúkdómsgangur ≤3 ár) til frekari samanburðar (viðbótartafla 2). Niðurstöðurnar sýndu að própíónsýruinnihald í saur í leggangi var marktækt lægra en í HA (P = 0,015). Munurinn á leggangi og kólesteróli fyrir smjörsýru og ísóbútýrat var ekki marktækur, en tilhneiging sást samt (P = 0,082). Ísóbútýratgildi í saur voru marktækt lægri hjá sjúklingum með leggang samanborið við sjúklinga með PD (P = 0,030). Munurinn á leggangi og kólesteróli fyrir ísóvalerínsýru var ekki marktækur, en tilhneiging sást samt (P = 0,084). Própíónsýra (P = 0,023), ediksýra (P = 0,020) og smjörsýra (P = 0,044) voru marktækt lægri hjá sjúklingum með PD en hjá sjúklingum með kólesteról. Þessar niðurstöður (viðbótarmynd 1) eru almennt í samræmi við meginniðurstöðurnar. Munurinn á niðurstöðum milli heildarúrtaksins og undirhóps sjúklinga snemma á rannsókninni gæti stafað af minni úrtaksstærð í undirhópnum, sem leiðir til minni tölfræðilegs afls gagnanna.
Næst skoðuðum við hvort gildi SCFA í saur gætu greint á milli sjúklinga með ET og sjúklinga með CU eða PD. Samkvæmt ROC greiningu var munurinn á AUC fyrir própíónatgildi 0,668 (95% ÖB: 0,538-0,797), sem gerði það mögulegt að greina á milli sjúklinga með ET og HC. Sjúklinga með ET og GC mátti greina á milli með bútýratgildum með AUC upp á 0,685 (95% ÖB: 0,556–0,814). Mismunur á ísóbjörnsýrugildum getur greint á milli sjúklinga með ET og HC með AUC upp á 0,655 (95% ÖB: 0,525–0,786). Þegar própíónat, bútýrat og ísóbútýrat gildi voru sameinuð, fékkst hærra AUC upp á 0,751 (95% öryggisbil: 0,634–0,867) með næmi upp á 74,3% og sértækni upp á 72,9% (Mynd 2a). Til að greina á milli sjúklinga með ET og PD var AUC fyrir ísóvalerínsýru gildi 0,700 (95% öryggisbil: 0,579–0,822) og fyrir ísóbjörnsýru gildi 0,718 (95% öryggisbil: 0,599–0,836). Samsetning ísóvalerínsýru og ísóbjörnsýru gildi hafði hærra AUC upp á 0,743 (95% öryggisbil: 0,629–0,857), næmi upp á 74,3% og sértækni upp á 62,9% (Mynd 2b). Að auki skoðuðum við hvort gildi SCFA í hægðum sjúklinga með Parkinsonsveiki væru frábrugðin samanburðarhópnum. Samkvæmt ROC greiningu var AUC til að greina sjúklinga með Parkinsonsveiki út frá mismun á própíónsýrugildum 0,687 (95% ÖB: 0,559-0,814), með næmi upp á 68,6% og sértækni upp á 68,7%. Mismunur á asetatgildum getur greint Parkinsonssjúklinga frá hægðatregðum með AUC upp á 0,674 (95% ÖB: 0,542–0,805). Sjúklinga með Parkinsonsveiki er aðeins hægt að greina frá CU með bútýratgildum með AUC upp á 0,651 (95% ÖB: 0,515–0,787). Þegar própíónat-, asetat- og bútýratgildi voru sameinuð fékkst AUC upp á 0,682 (95% ÖB: 0,553–0,811) (Mynd 2c).
Mismunun rússnesku rétttrúnaðarkirkjunnar gegn iðn- og krabbameinssjúklingum (ET) og lifrarsjúkdómum (HC); b mismunun rússnesku rétttrúnaðarkirkjunnar gegn iðn- og krabbameinssjúklingum (PD); c mismunun rússnesku rétttrúnaðarkirkjunnar gegn PD og lifrarsjúkdómum. Essential skjálfti hjá iðn- og krabbameinssjúklingum, Parkinsonsveiki, heilbrigð lifrarsjúkdómsstjórnun, SCFA.
Hjá sjúklingum með ET var fylgni milli ísóbjörnsýrugilda í saur og FTM-stiga (r = -0,349, P = 0,034) og ísóvalerínsýrugildi í saur voru neikvæð fylgni milli FTM-stiga (r = -0,421, P = 0,001) og TETRAS-stiga (r = -0,382, P = 0,020). Hjá sjúklingum með ET og PD var fylgni milli própíónats í saur og SCOPA-AUT stiga (r = −0,236, P = 0,043) (Mynd 3 og viðbótartafla 3). Engin marktæk fylgni var milli sjúkdómsferlis og SCFA hvorki í ET hópnum (P ≥ 0,161) né PD hópnum (P ≥ 0,246) (viðbótartafla 4). Hjá sjúklingum með Parkinsonssjúkdóm var jákvætt samband milli kapróínsýrugilda í saur og MDS-UPDRS stiga (r = 0,335, P = 0,042). Hjá öllum þátttakendum var neikvætt samband milli própíónats í saur (r = −0,230, P = 0,016) og asetats (r = −0,210, P = 0,029) og Wexner stiga hjá öllum þátttakendum (Mynd 3 og viðbótartafla 3).
Magn ísóbjörnsýru í saur hafði neikvæða fylgni við FTM stig, ísóvalersýra hafði neikvæða fylgni við FTM og TETRAS stig, própíónsýra hafði neikvæða fylgni við SCOPA-AUT stig, kapróínsýra hafði jákvætt fylgni við MDS-UPDRS stig og própíónsýra hafði neikvæða fylgni við FTM og TETRAS stig. TETRAS og ediksýra höfðu neikvæða fylgni við Wexner stig. Útgáfa af Unified Parkinson's Disease Rating Scale, styrkt af MDS-UPDRS samtökunum, Mini-Mental State Examination MMSE, Hamilton Depression Rating Scale HAMD-17, 17 atriði, Hamilton Anxiety Rating Scale HAMA, HY Hoehn og Yahr stig, SCFA, SCOPA – AUT Parkinson's Disease Autonomic Symptom Outcome Scale, FTM Fana-Tolosa-Marin Clinical Tremor Rating Scale, TETRAS Research Group (TRG) Essential Tremor Rating Scale. Marktækur munur er gefinn til kynna með *P < 0,05 og **P < 0,01.
Við könnuðum frekar aðgreinandi eðli þarmaflórunnar með LEfSE greiningu og völdum hlutfallslegt gnægðargagnastig ættkvíslarinnar til frekari greiningar. Samanburður var gerður á ET og HC og á milli ET og PD. Spearman fylgnigreining var síðan framkvæmd á hlutfallslegu magni þarmaflórunnar og SCFA gildi í saur í samanburðarhópunum tveimur.
Faecalibacterium (tengd smjörsýru, r = 0,408, P < 0,001), Lactobacillus (tengd smjörsýru, r = 0,283, P = 0,016), Streptobacterium (tengd própíónsýru, r = 0,327) voru til staðar í greiningu á ET og CA. , P = 0,005; tengd smjörsýru, r = 0,374, P = 0,001; tengist ísóbútýrsýru, r = 0,329, P = 0,005), Howardella (tengdist própíónsýru, r = 0,242, P = 0,041), Raoultella (tengdist própíónati, r = 0,249, P = 0,035) og Candidatus Arthromitus (tengdist ísóbútýrsýru, r = 0,302, P = 0,010) reyndist vera minnkað í ET og tengdist jákvætt við SCFA gildi í saur. Hins vegar jókst magn Stenotropomonas í ET og tengdist neikvætt við ísóbútýrat gildi í saur (r = -0,250, P = 0,034). Eftir FDR aðlögun var aðeins fylgni milli Faecalibacterium, Catenibacter og SCFA marktæk (P ≤ 0,045) (Mynd 4 og viðbótartafla 5).
Fylgnigreining á ET og HC. Eftir FDR-aðlögun kom í ljós að magn Faecalibacterium (jákvætt tengt bútýrati) og Streptobacterium (jákvætt tengt própíónati, bútýrati og ísóbútýrati) var minnkað í ET og jákvætt tengt SCFA-gildum í hægðum. b Fylgnigreining á ET og PD. Eftir FDR-aðlögun fundust engin marktæk tengsl. ET-skjálfti, Parkinsonsveiki, heilbrigður HC-stjórn, SCFA. Marktækur munur er gefinn til kynna með *P < 0,05 og **P < 0,01.
Þegar ET var greint samanborið við PD, kom í ljós að Clostridium trichophyton var aukið í ET og tengdist ísóvalerínsýru í saur (r = -0,238, P = 0,041) og ísóbjörnsýru (r = -0,257, P = 0,027). Eftir FDR-aðlögun var hvort tveggja marktækt (P≥0,295) (Mynd 4 og viðbótartafla 5).
Þessi rannsókn er ítarleg rannsókn sem skoðar gildi stuttkeðjufitusýra (SCFA) í saur og tengir þau við breytingar á þarmaflóru og alvarleika einkenna hjá sjúklingum með ET samanborið við sjúklinga með CU og PD. Við komumst að því að gildi stuttkeðjufitusýra í saur voru lægri hjá sjúklingum með ET og tengdust klínískum alvarleika og sértækum breytingum á þarmaflóru. Uppsafnað magn stuttkeðjufitusýra (SCFA) í saur aðgreinir ET frá GC og PD.
Samanborið við sjúklinga með GC hafa sjúklingar með ET lægri gildi própíónsýru, smjörsýru og ísómjörsýru í hægðum. Samsetning própíónsýru, smjörsýru og ísómjörsýru getur greint á milli ET og HC með AUC upp á 0,751 (95% öryggisbil: 0,634–0,867), næmi upp á 74,3% og sértækni upp á 72,9%, sem bendir til notkunar þeirra sem hugsanlegs hlutverks sem greiningarmerki fyrir ET. Frekari greining sýndi að gildi própíónsýru í hægðum voru neikvæð fylgni við Wexner stig og SCOPA-AUT stig. Gildi ísómjörsýru í hægðum voru í öfugu fylgni við FTM stig. Hins vegar tengdist lækkun á bútýratgildum í ET lækkun á magni SCFA-framleiðandi örveruflóru, Faecalibacterium og Categorybacter. Að auki tengdist lækkun á fjölda Catenibacter í ET einnig lækkun á própíónsýru og ísómjörsýru í hægðum.
Flestar stuttkeðjufitusýrur (SCFA) sem framleiddar eru í ristlinum eru tekin upp af ristilfrumum fyrst og fremst í gegnum H+-háð eða natríumháð mónókarboxýlat flutningsprótein. Frásogaðar stuttkeðjufitusýrur eru notaðar sem orkugjafi fyrir ristilfrumur, en þær sem ekki umbrotna í ristilfrumum eru fluttar inn í portæðarblóðrásina 18. SCFA geta haft áhrif á hreyfigetu þarma, aukið þarmahindrunarstarfsemi og haft áhrif á efnaskipti og ónæmi hýsilsins 19. Áður hefur komið í ljós að styrkur bútýrats, asetats og própíónats í hægðum var minni hjá sjúklingum með Parkinsonssjúkdóm samanborið við HC17, sem er í samræmi við niðurstöður okkar. Rannsókn okkar leiddi í ljós minnkaða SCFA hjá sjúklingum með ET, en lítið er vitað um hlutverk SCFA í sjúkdómsfræði ET. Bútýrat og própíónat geta bundist GPCR og haft áhrif á GPCR-háða boðleiðir eins og MAPK og NF-κB20. Grunnhugmyndin um þarma-heila ásinn er sú að SCFA sem seyta örverum í þörmum geta haft áhrif á boðleiðir hýsilsins og þar með haft áhrif á þarma- og heilastarfsemi. Þar sem bútýrat og própíónat hafa öflug hamlandi áhrif á virkni histón deasetýlasa (HDAC)21 og bútýrat getur einnig virkað sem tengiefni fyrir umritunarþætti, hafa þau víðtæk áhrif á efnaskipti, sérhæfingu og fjölgun hýsilsins, fyrst og fremst vegna áhrifa þeirra á genastjórnun22. Byggt á gögnum úr SCFA og taugahrörnunarsjúkdómum er bútýrat talið meðferðarframbjóðandi vegna getu þess til að leiðrétta skerta HDAC virkni, sem getur miðlað dauða dópamínvirkra taugafrumna í PD23,24,25. Dýrarannsóknir hafa einnig sýnt fram á getu smjörsýru til að koma í veg fyrir hrörnun dópamínvirkra taugafrumna og bæta hreyfitruflanir í PD-líkönum26,27. Komið hefur í ljós að própíónsýra takmarkar bólgusvörun og verndar heilleika blóðþurrðarhnúta (BHP)28,29. Rannsóknir hafa sýnt að própíónsýra stuðlar að lifun dópamínvirkra taugafrumna sem svar við rotenóneitrun í PD-líkönum30 og að inntaka própíónsýru bjargar tapi dópamínvirkra taugafrumna og hreyfitruflunum hjá músum með PD31. Lítið er vitað um virkni ísóbútýrsýru. Hins vegar leiddi nýleg rannsókn í ljós að nýlendun músa með B. ovale jók innihald skammta af fitusýrum (SCFA) í þörmum (þar á meðal asetat, própíónat, ísóbútýrat og ísóvalerat) og GABA styrk í þörmum, sem undirstrikar að tengsl hafa verið staðfest milli þarmaflórunnar og styrk taugaboðefna í skammta af fitusýrum í þörmum32. Fyrir ET eru óeðlilegar sjúklegar breytingar í litla heilanum meðal annars breytingar á taugasímum og griputaugum Purkinje-frumna, tilfærsla og tap á Purkinje-frumum, breytingar á taugasímum körfufrumu og frávik í tengingum uppstreymandi trefja við kjarna Purkinje-frumna, sem leiðir til minnkunar á GABAergískri framleiðslu frá litla heilanum3,4,33. Það er enn óljóst hvort skammta af fitusýrum tengist taugahrörnun Purkinje-frumna og minnkaðri GABA framleiðslu í litla heilanum. Niðurstöður okkar benda til náins sambands milli skammta af fitusýrum og ET; þó leyfir hönnun þversniðsrannsóknarinnar ekki neinar ályktanir um orsakasamhengi milli skammta af fitusýrum og ET sjúkdómsferlisins. Frekari langtímarannsóknir eru nauðsynlegar, þar á meðal raðmælingar á stuttum og meðalstórum fitusýrum í hægðum, sem og dýrarannsóknir sem skoða ferla.
Talið er að SCFA örvi samdráttargetu sléttra vöðva í ristli34. Skortur á SCFA mun versna einkenni hægðatregðu og viðbót SCFA getur bætt einkenni hægðatregðu PD35. Niðurstöður okkar benda einnig til marktæks sambands milli minnkaðs SCFA innihalds í saur og aukinnar hægðatregðu og sjálfvirkrar truflunar hjá sjúklingum með ET. Í einni tilfellaskýrslu kom fram að ígræðsla örveruflóru bætti bæði skjálfta og iðraólgu hjá sjúklingi 7, sem bendir enn frekar til náins sambands milli þarmaflórunnar og ET. Því teljum við að SCFA/örveruflóra í saur geti haft áhrif á þarmahreyfingar hýsilsins og starfsemi sjálfvirka taugakerfisins.
Rannsóknin leiddi í ljós að minnkað magn SCFA í saur í ET tengdist minnkaðri fjölda Faecalibacterium (tengt bútýrati) og Streptobacterium (tengt própíónati, bútýrati og ísóbútýrati). Eftir FDR leiðréttingu er þetta samband enn marktækt. Faecalibacterium og Streptobacterium eru SCFA-framleiðandi örverur. Faecalibacterium er þekkt fyrir að vera bútýratframleiðandi örvera36, en helstu afurðir Catenibacter gerjunar eru asetat, bútýrat og mjólkursýra37. Faecalibacterium greindist í 100% bæði ET og HC hópanna; Miðgildi hlutfallslegs magns ET hópsins var 2,06% og HC hópsins var 3,28% (LDA 3,870). Flokkunarbakterían greindist í 21,6% (8/37) HC hópsins og aðeins í einu sýni úr ET hópnum (1/35). Minnkun og ógreinanleiki streptóbaktería í ET gæti einnig bent til fylgni við sjúkdómsvaldandi eiginleika sjúkdómsins. Miðgildi hlutfallslegs fjölda Catenibacter tegunda í HC hópnum var 0,07% (LDA 2,129). Að auki tengdust mjólkursýrubakteríur breytingum á saurbútýrati (P=0,016, P=0,096 eftir FDR aðlögun) og liðagigtarframbjóðandi tengdist breytingum á ísóbútýrati (P=0,016, P=0,072 eftir FDR aðlögun). Eftir FDR leiðréttingu er aðeins fylgniþróunin eftir, sem er ekki tölfræðilega marktæk. Laktóbakteríur eru einnig þekktar fyrir að vera SCFA framleiðendur (ediksýra, própíónsýra, ísóbjörnsýra, smjörsýru) 38 og Candidatus Arthromitus er sértækur örvi á T hjálpar 17 (Th17) frumusérhæfingu, þar sem Th1/2 og Tregs tengjast ónæmisjafnvægi /Th1739. Nýleg rannsókn bendir til þess að hækkað magn af gerviliðagigt í hægðum geti stuðlað að bólgu í ristli, truflunum á þarmaþröskuldi og altækri bólgu 40. Clostridium trichophyton jókst í geislameðferð samanborið við PD. Fjöldi Clostridium trichoides reyndist vera neikvætt í fylgni við ísóvalerínsýru og ísóbjörnsýru. Eftir aðlögun á FDR voru bæði enn marktæk (P≥0,295). Clostridium pilosum er baktería sem vitað er að tengist bólgu og getur stuðlað að truflunum á þarmaþröskuldi 41. Fyrri rannsókn okkar greindi frá breytingum á þarmaflóru sjúklinga með geislameðferð 8. Hér greinum við einnig frá breytingum á SCFA í geislameðferð og greinum tengsl milli meltingarfæraóreglu og breytinga á SCFA. Minnkað magn SCFA tengist náið meltingarfæraóreglu og alvarleika skjálfta í geislameðferð. Niðurstöður okkar benda til þess að þarma-heila ásinn geti gegnt mikilvægu hlutverki í meingerð geislameðferðar, en frekari rannsókna í dýralíkönum er þörf.
Samanborið við sjúklinga með Parkinsonssjúkdóm (PD) hafa sjúklingar með ET lægri gildi ísóvalerínsýru og ísóbjörnsýru í hægðum sínum. Samsetning ísóvalerínsýru og ísóbjörnsýru greindi ET í Parkinsonssjúkdómi með AUC upp á 0,743 (95% öryggisbil: 0,629–0,857), næmi upp á 74,3% og sértækni upp á 62,9%, sem bendir til hugsanlegs hlutverks þeirra sem lífmerki í mismunagreiningu á ET. . Ísóvalerínsýrugildi í hægðum voru í öfugu fylgni við FTM og TETRAS stig. Ísóbjörnsýrugildi í hægðum voru í öfugu fylgni við FTM stig. Lækkun á ísóbjörnsýrugildum tengdist lækkun á fjölda kattbaktería. Lítið er vitað um virkni ísóvalerínsýru og ísóbjörnsýru. Fyrri rannsókn sýndi að nýlenduvæðing músa með Bacteroides ovale jók innihald stuttra fitusýru (SCFA) í þörmum (þar á meðal asetat, própíónat, ísóbútýrat og ísóvalerat) og þéttni GABA í þörmum, sem undirstrikar tengslin í þörmum milli örveruflórunnar og þéttni SCFA/taugaboðefna í þörmum32. Athyglisvert er að mæld gildi ísóbjörnsýru voru svipuð milli PD og HC hópanna, en mismunandi milli ET og PD (eða HC) hópanna. Ísóbjörnsýra gat greint á milli ET og PD með AUC upp á 0,718 (95% ÖB: 0,599–0,836) og greint ET og NC með AUC upp á 0,655 (95% ÖB: 0,525–0,786). Að auki tengist ísóbjörnsýruþéttni alvarleika skjálfta, sem styrkir enn frekar tengsl þess við ET. Spurningin um hvort ísóbjörnsýra til inntöku geti dregið úr alvarleika skjálfta hjá sjúklingum með ET á skilið frekari rannsókna.
Þannig er innihald stuttkjörnuðra fitusýru (SCFA) í saur minnkað hjá sjúklingum með ET og tengist klínískum alvarleika ET og sértækum breytingum á þarmaflórunni. Própíónat, bútýrat og ísóbútýrat í saur geta verið greiningarmerki fyrir ET, en ísóbútýrat og ísóvalerat geta verið mismunadreifingarmerki fyrir ET. Breytingar á ísóbútýrati í saur geta verið sértækari fyrir ET en breytingar á öðrum stuttkjörnuðum fitusýrum.
Rannsókn okkar hefur nokkrar takmarkanir. Í fyrsta lagi geta mataræðisvenjur og fæðuóskir haft áhrif á tjáningu örveruflórunnar, stærri rannsóknarsýni í mismunandi þýðum eru nauðsynleg og framtíðarrannsóknir ættu að kynna ítarlegar og kerfisbundnar mataræðiskannanir eins og spurningalista um tíðni fæðuinntöku. Í öðru lagi útilokar þversniðsrannsóknarhönnun allar ályktanir um orsakasamhengi milli skammtafræðilegra fituefna (SCFA) og þróun útfalls í maga (ET). Frekari langtíma eftirfylgnirannsókna með raðbundnum mælingum á skammtafræðilegum fituefnum í saur er þörf. Í þriðja lagi ætti að staðfesta greiningar- og mismunagreiningargetu skammtafræðilegra fituefna í saur með því að nota óháð sýni úr ET, HC og PD. Fleiri óháð sýni úr saur ættu að vera prófuð í framtíðinni. Að lokum höfðu sjúklingar með PD í okkar hópi marktækt styttri sjúkdómslengd en sjúklingar með ET. Við pöruðum aðallega ET, PD og HC eftir aldri, kyni og líkamsþyngdarstuðli. Miðað við muninn á sjúkdómsgangi milli ET hópsins og PD hópsins, rannsökuðum við einnig 33 sjúklinga með snemmbúna PD og 16 sjúklinga með ET (sjúkdómslengd ≤3 ár) til frekari samanburðar. Munurinn á skammtafræðilegum fituefnum milli hópa var almennt í samræmi við frumgögn okkar. Þar að auki fundum við enga fylgni milli sjúkdómslengdar og breytinga á SCFA. Hins vegar væri best að fá sjúklinga með Parkinsons- og leggöngusjúkdóma (PD) og leggöngubólgu (ET) snemma í rannsókninni með styttri sjúkdómslengd til að ljúka staðfestingunni í stærra úrtaki.
Siðanefnd Ruijin-sjúkrahússins, sem tengist læknadeild Shanghai Jiao Tong-háskóla (RHEC2018-243), samþykkti rannsóknaráætlunina. Skriflegt upplýst samþykki var fengið frá öllum þátttakendum.
Á milli janúar 2019 og desember 2022 voru 109 þátttakendur (37 með hreyfitruflanir, 37 með PD og 35 með HC) frá hreyfitruflanamiðstöðinni á Ruijin-sjúkrahúsinu, sem tengist læknadeild Shanghai Jiao Tong-háskóla, teknir með í þessa rannsókn. Viðmiðin voru: (1) aldur 25–85 ára, (2) sjúklingar með ET voru greindir samkvæmt viðmiðum MDS vinnuhópsins 42 og PD voru greindir samkvæmt MDS viðmiðunum 43, (3) allir sjúklingar tóku ekki lyf við PD áður en sýni voru tekin í stól. (4) ET hópurinn tók aðeins β-blokka eða engin skyld lyf áður en hægðasýni voru tekin. HC sem pössuðu við aldur, kyn og líkamsþyngdarstuðul (BMI) voru einnig valdir. Útilokunarviðmið voru: (1) grænmetisætur, (2) léleg næring, (3) langvinnir sjúkdómar í meltingarvegi (þar með talið bólgusjúkdómur í þörmum, magasár eða skeifugarnarsár), (4) alvarlegir langvinnir sjúkdómar (þar með talið illkynja æxli), hjartabilun, nýrnabilun, blóðsjúkdómar), (5) Saga um stórar meltingarfæraaðgerðir, (6) Langvinn eða regluleg neysla jógúrts, (7) Notkun á einhverjum góðgerlum eða sýklalyfjum í 1 mánuð, (8) Langvinn notkun barkstera, prótónpumpuhemla, statína, metformíns, ónæmisbælandi lyfja eða krabbameinslyfja og (9) alvarleg vitræn skerðing sem truflar klínískar rannsóknir.
Allir þátttakendur gáfu upplýsingar um sjúkrasögu, þyngd og hæð til að reikna út líkamsþyngdarstuðul (BMI) og gengust undir taugasjúkdómaskoðun og klínískt mat eins og kvíðastig Hamilton Anxiety Rating Scale (HAMA) 44, Hamilton Depression Rating Scale-17 stig (HAMD-17) 45. þunglyndi, alvarleiki hægðatregðu með Wexner Constipation Scale 46 og Bristol Stool Scale 47 og vitsmunaleg getu með Mini-Mental State Examination (MMSE) 48. Kvarðinn fyrir mat á sjálfvirkum einkennum Parkinsonsveiki (SCOPA-AUT) 49 skoðaði sjálfvirka truflun hjá sjúklingum með skjálfta og Parkinsonsveiki. Fan-Tolos-Marin Clinical Tremor Rating Scale (FTM) og Essential Tremor Rating Scale (TETRAS) 50. Skjálftarannsóknarhópurinn (TRG) 50 voru skoðaðir hjá sjúklingum með skjálfta; Kinson's disease ratingskvarðinn (MDS-UPDRS) útgáfa 51, styrktur af United Parkinson's Disease Association, og Hoehn og Yahr (HY) einkunn 52 voru skoðaðir.
Hver þátttakandi var beðinn um að taka hægðasýni að morgni með því að nota hægðasöfnunarílát. Færið ílátin yfir ís og geymið við -80°C áður en þau eru unnin. Greining á SCFA var framkvæmd samkvæmt venjulegri starfsemi Tiangene Biotechnology (Shanghai) Co., Ltd. 400 mg af ferskum hægðasýnum voru tekin frá hverjum þátttakanda og greind með SCFA eftir mölun og forhljóðsjárun. Valdar SCFA í hægðum voru greind með gasgreiningu-massagreiningu (GC-MS) og vökvagreiningu-tandem MS (LC-MS/MS).
DNA var dregið út úr 200 mg sýnum með því að nota QIAamp® Fast DNA Stool Mini Kit (QIAGEN, Hilden, Þýskalandi) samkvæmt leiðbeiningum framleiðanda. Samsetning örvera var ákvörðuð með því að raðgreina 16 S rRNA genið á DNA einangrað úr saur með því að magna V3-V4 svæðið. Prófið DNA með því að keyra sýnið á 1,2% agarósa geli. Fjölliðukeðjuverkunar (PCR) mögnun á 16S rRNA geninu var framkvæmd með því að nota alhliða bakteríupraimera (357 F og 806 R) og tveggja þrepa amplicon bókasafn smíðað á Novaseq kerfinu.
Samfelldar breytur eru táknaðar sem meðaltal ± staðalfrávik og flokkabreytur eru táknaðar sem tölur og prósentur. Við notuðum Levene-próf ​​til að prófa einsleitni dreifni. Samanburður var gerður með tvíhliða t-prófum eða dreifnigreiningu (ANOVA) ef breytur voru normaldreifðar og óbreyttum Mann-Whitney U-prófum ef forsendur um normaldreifingu eða einsleitni voru brotnar. Við notuðum flatarmál undir ROC-ferlinum (AUC) til að magngreina greiningargetu líkansins og kanna getu SCFA til að greina á milli sjúklinga með ET og þeirra sem voru með HC eða PD. Til að kanna samband milli SCFA og klínísks alvarleika notuðum við Spearman fylgnigreiningu. Tölfræðileg greining var framkvæmd með SPSS hugbúnaði (útgáfa 22.0; SPSS Inc., Chicago, IL) með marktæknistigi (þar með talið P-gildi og FDR-P) stillt á 0,05 (tvíhliða).
16S raðirnar voru greindar með því að nota blöndu af Trimmomatic (útgáfa 0.35), Flash (útgáfa 1.2.11), UPARSE (útgáfa v8.1.1756), mothur (útgáfa 1.33.3) og R (útgáfa 3.6.3) hugbúnaði. Óunnin gögn um 16S rRNA gena voru unnin með UPARSE til að búa til rekstrarflokkunareiningar (OTU) með 97% samsvörun. Flokkunarkerfi voru skilgreind með Silva 128 sem viðmiðunargagnagrunni. Almennt stig hlutfallslegrar gnægðargagna var valið til frekari greiningar. Línuleg aðgreiningargreining (LDA) áhrifastærðargreining (LEfSE) var notuð til samanburðar milli hópa (ET vs. HC, ET vs. PD) með α þröskuldi 0,05 og áhrifastærðarþröskuldi 2,0. Aðgreinandi ættkvíslir sem greindar voru með LEfSE greiningu voru einnig notaðar fyrir Spearman fylgnigreiningu á SCFA.
Nánari upplýsingar um rannsóknarsnið er að finna í útdrætti skýrslunnar um náttúrurannsóknir sem fylgir þessari grein.
Óunnin gögn úr 16S raðgreiningu eru geymd í gagnagrunni National Center for Biotechnology Information (NCBI) BioProject (SRP438900: PRJNA974928), slóð: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Traces/study/?acc=SRP438900&o. =acc_s%3Aa. Önnur viðeigandi gögn eru aðgengileg viðkomandi höfundi samkvæmt sanngjörnum beiðnim, svo sem vísindalegt samstarf og fræðileg skipti við rannsóknarverkefni. Ekki er heimilt að miðla gögnum til þriðja aðila án okkar samþykkis.
Aðeins opinn kóði með blöndu af Trimmomatic (útgáfa 0.35), Flash (útgáfa 1.2.11), UPARSE (útgáfa v8.1.1756), mothur (útgáfa 1.33.3) og R (útgáfa 3.6.3), með sjálfgefnum stillingum eða kaflanum „Aðferð“. Frekari skýringar má veita viðkomandi höfundi ef sanngjörn beiðni berst.
Pradeep S og Mehanna R. Meltingarfærasjúkdómar við ofvirkni og hreyfitruflanir. Tengt Parkinsonsveiki. rugl. 90, 125–133 (2021).
Louis, ED og Faust, PL Meinafræði eðlislægs skjálfta: taugahrörnun og endurskipulagning taugatenginga. Nat. Pastor Nirol. 16, 69–83 (2020).
Gironell, A. Er nauðsynlegur skjálfti aðal röskun á Gaba-truflunum? Já. internationality. Rev. Neuroscience. 163, 259–284 (2022).
Dogra N., Mani RJ og Katara DP. Þarma-heilaásinn: tveir boðleiðir í Parkinsonsveiki. Frumusameindir. Neurobiology. 42, 315–332 (2022).
Quigley, EMM. Örveruflóran-heili-þarmsásinn og taugahrörnunarsjúkdómar. current. Nellore. Neuroscience. Reports 17, 94 (2017).
Liu, XJ, Wu, LH, Xie, WR og He, XX. Ígræðsla saurflórunnar bætir samtímis nauðsynlegan skjálfta og pirraða þarmasheilkenni hjá sjúklingum. Geriatric Psychology 20, 796–798 (2020).
Zhang P. o.fl. Sérstakar breytingar á þarmaflórunni við eðlislægan skjálfta og aðgreining þeirra frá Parkinsonsveiki. NPJ Parkinsonsveiki. 8, 98 (2022).
Luo S, Zhu H, Zhang J og Wang D. Mikilvægt hlutverk örveruflórunnar í stjórnun tauga-, glial- og þekjufrumnaeininga. Ónæmi gegn sýkingum. 14, 5613–5628 (2021).
Emin A. o.fl. Meinafræði alfa-sýnúkleíns í skeifugörn og þarmaþekjubólgu í versnandi Parkinsonsveiki. hreyfing. rugl. https://doi.org/10.1002/mds.29358 (2023).
Skorvanek M. o.fl. Mótefni gegn alfa-sýnúkleíni 5G4 greina greinilega Parkinsonsveiki og forstig Parkinsonsveiki í slímhúð ristilsins. hreyfa. ruglingur. 33, 1366–1368 (2018).
Algarni M og Fasano A. Samhliða tíðni skjálfta og Parkinsonsveiki. Tengt Parkinsonsveiki. Rugl. 46, С101–С104 (2018).
Sampson, TR o.fl. Þarmaflóran hefur áhrif á hreyfitruflanir og taugabólgu í líkönum af Parkinsonsveiki. Cell 167, 1469–1480.e1412 (2016).
Unger, MM o.fl. Stuttkeðjufitusýrur og þarmaflóran er mismunandi hjá sjúklingum með Parkinsonsveiki og samanburðarhópi á sama aldri. Tengt Parkinsonsveiki. ruglingur. 32, 66–72 (2016).
Bleacher E, Levy M, Tatirovsky E og Elinav E. Umbrotsefni sem örveruflóran stýrir á ónæmisviðmóti hýsilsins. J. Immunology. 198, 572–580 (2017).