Mausstudie: Wie Serotonin, Antidepressiva, Darmbakterien beeinflussen
Serotonin und Medikamente, die auf Serotonin abzielen, wie Antidepressiva, können laut einer neuen Mausstudie von Biologen der Universität einen großen Einfluss auf die Mikrobiota des Darms, die rund 100 Billionen Bakterien und andere Mikroben haben, die im Darm des menschlichen Körpers leben von Kalifornien, Los Angeles (UCLA).
Serotonin ist ein Neurotransmitter oder chemischer Botenstoff, der viele Funktionen im menschlichen Körper erfüllt, einschließlich einer wichtigen Rolle bei Emotionen und Glück. Schätzungsweise 90% des körpereigenen Serotonins werden im Darm produziert, wo es die Darmimmunität beeinflusst.
Das Forscherteam identifizierte ein spezifisches Darmbakterium, das Serotonin nachweisen und in Bakterienzellen transportieren kann. Als Mäusen das Antidepressivum Fluoxetin oder Prozac verabreicht wurde, stellten die Biologen fest, dass dies den Transport von Serotonin in ihre Zellen verringerte. Dieses Bakterium, über das wenig bekannt ist, heißt Turicibacter sanguinis.
Die Ergebnisse werden in der Zeitschrift veröffentlicht Naturmikrobiologie.
„Unsere früheren Arbeiten haben gezeigt, dass bestimmte Darmbakterien dem Darm helfen, Serotonin zu produzieren. In dieser Studie waren wir daran interessiert herauszufinden, warum sie dies tun könnten “, sagte die leitende Autorin Dr. Elaine Hsiao, Assistenzprofessorin der UCLA für integrative Biologie und Physiologie sowie für Mikrobiologie, Immunologie und Molekulargenetik am UCLA College. und von Verdauungskrankheiten in der David Geffen School of Medicine an der UCLA.
Hsiao und ihr Team berichteten im Tagebuch Zelle 2015 produziert eine spezifische Bakterienmischung, die hauptsächlich aus Turicibacter sanguinis und Clostridia besteht, bei Mäusen Moleküle, die den Darmzellen signalisieren, die Serotoninproduktion zu erhöhen.
Als die Forscher Mäuse ohne Bakterien züchteten, fehlten mehr als 50% ihres Darmserotonins. Als das Team jedoch eine Bakterienmischung aus hauptsächlich Turicibacter und Clostridia hinzufügte, stieg ihr Serotonin auf ein normales Niveau an.
In dieser Studie fragte sich das Team, warum Bakterien unseren Darmzellen signalisieren, Serotonin zu produzieren. Verwenden Mikroben Serotonin und wenn ja, wofür?
In der neuen Studie fügten die Forscher dem Trinkwasser einiger Mäuse Serotonin hinzu und züchteten andere mit einer Mutation (die durch Veränderung eines bestimmten Serotonin-Transporter-Gens erzeugt wurde), die den Serotoninspiegel in ihrem Darm erhöhte.
Nach der Untersuchung der Mikrobiota der Nagetiere stellte das Team fest, dass die Bakterien Turicibacter und Clostridia signifikant zunahmen, wenn mehr Serotonin im Darm vorhanden war.
Wenn diese Bakterien in Gegenwart von Serotonin zunehmen, haben sie möglicherweise eine zelluläre Maschinerie zum Nachweis von Serotonin, spekulierten die Forscher.
In Zusammenarbeit mit der Co-Autorin der Studie, Dr. Lucy Forrest, und ihrem Team am Nationalen Institut für neurologische Erkrankungen und Schlaganfall der National Institutes of Health fanden die Forscher ein Protein in mehreren Turicibacter-Arten, das strukturell ähnlich zu einem Protein ist, das Serotonin in Säugetieren transportiert . Als sie im Labor Turicibacter sanguinis züchteten, stellten sie fest, dass das Bakterium Serotonin in die Zelle importiert.
In einem anderen Experiment fügten die Forscher das Antidepressivum Fluoxetin, das normalerweise den Serotonintransporter von Säugetieren blockiert, in ein Röhrchen mit Turicibacter sanguinis ein. Sie fanden heraus, dass das Bakterium signifikant weniger Serotonin transportierte.
Das Team stellte fest, dass die Exposition von Turicibacter sanguinis gegenüber Serotonin oder Fluoxetin Einfluss darauf hatte, wie gut das Bakterium im Magen-Darm-Trakt gedeihen konnte. In Gegenwart von Serotonin wuchs das Bakterium bei Mäusen auf ein hohes Niveau, aber wenn es Fluoxetin ausgesetzt wurde, wuchs das Bakterium bei Mäusen auf nur ein niedriges Niveau.
"Frühere Studien aus unserem Labor und anderen haben gezeigt, dass bestimmte Bakterien den Serotoninspiegel im Darm fördern", sagte der Postdoktorand Dr. Thomas Fung.
„Unsere neue Studie zeigt, dass bestimmte Darmbakterien auf Serotonin und Medikamente, die Serotonin beeinflussen, wie Antidepressiva, reagieren können. Dies ist eine einzigartige Form der Kommunikation zwischen Bakterien und unseren eigenen Zellen über Moleküle, die traditionell als Neurotransmitter anerkannt sind. “
Die neuen Ergebnisse stimmen mit einer wachsenden Anzahl von Studien überein, die zeigen, dass Antidepressiva die Darmmikrobiota verändern können.
"Für die Zukunft", sagte Hsiao, "wollen wir herausfinden, ob mikrobielle Wechselwirkungen mit Antidepressiva Folgen für Gesundheit und Krankheit haben."
Quelle: Universität von Kalifornien - Los Angeles
