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2017.02.27

腸と脳の不思議な関係 -抗生物質は両者に悪影響を及ぼす-

 

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抗生物質は脳細胞に悪影響を与える!?

 

アレクサンダー・フレミングによる1928年のペニシリンの発見は、医学の歴史における最大の革命の1つでした。それ以来、抗生物質特性を有する複数の分子が同定され、抗生物質の使用が一般化されています。しかし、それらが人を救うことができるにもかかわらず、抗生物質は深刻な悪影響を及ぼす可能性もあります。

 


一般的に知られている副作用として、アレルギー反応、発熱、悪心、下痢などです。下痢は腸内細菌叢の細菌組成の破壊から生じます。腸内微生物叢は抗生物質の明らかな二次的標的であり、腸内微生物叢は、数多くの神経学的および精神的疾患の発症に関連して、脳腸相関(gut-brain axis)を介して脳機能の重要な調節因子を担います。

 


したがって、神経変性疾患、精神障害、神経炎症、および腸内微生物叢調節不全の間の関連が確立されているので、腸内細菌叢を不均衡にすることによって抗生物質が脳機能に間接的な影響を及ぼす可能性があります。

 


海馬における成体脳ニューロン新生もまた、脳の規則的機能のための重要なプロセスでもあります。それは、脳の可塑性および認知機能、特に記憶および学習において重要な役割を果たします。海馬は多くの神​​経学的および精神的疾患に関与し、脳ニューロン新生の減少は多くの病理において重要な要素です。海馬の脳ニューロン新生の減少は、例えば、精神障害または神経変性疾患につながる社会的隔離または慢性ストレスなどの要因によって誘発されます。一方、脳ニューロン新生の改善は、身体活動または認知活動によって達成することができるとされています。

 

成体脳ニューロン新生って何?

「成体の脳でもニューロンは新生している」という考え方は、1990年代後半から徐々に神経科学の研究者の間で認められるようになった新しい概念です。この考え方が受け入れられる以前の約100年間、神経科学の教科書には「成体の脳ではニューロンは新生しない」と書かれていました。この「成体脳のニューロン新生」の発見は、それまでのドグマの崩壊、新しいパラダイムの出現と言われています。詳しくは→こちら

 

 

しかし、これらの脳腸相関の接続は本当にあるのでしょうか?

腸内微生物叢は海馬のニューロン新生に影響を及ぼすのでしょうか?

腸内微生物叢への影響を与えたとしても、果たして抗生物質はニューロン新生に影響を及ぼしますか?

 

 

これらの質問への答えが2016年のCell Reportsで掲載されました。

 

抗生物質と腸内微生物叢と脳

腸内微生物叢は、免疫系および感染または炎症に対する我々の身体の反応に重要な影響を及ぼします。この効果は消化管に限定されず、他の臓器、すなわち脳内の免疫応答も腸内微生物叢によって調節されます。抗生物質で治療したマウスを用いて、海馬ニューロン新生に対する腸内フローラ調節異常の影響を決定することを目的とした研究があります。結果は、抗生物質治療が実際に海馬のニューロン新生を減少させ、記憶保持の欠損につながることを示しました


興味深いことに、腸内細菌叢が正常に回復しても、ニューロン新生の欠損は、マウスが運転中の車輪での身体活動またはプロバイオティクスを受けていない限り、完全に回復しませんでした。正常な腸内細菌叢自体の回復はニューロン新生レベルを回復することができなかったので、ニューロン新生レベルを決定する要因は、腸内細菌叢の欠如のみではない可能性が最も高いです。他の要因も考える必要性が可能性があります。しかし、プロバイオティクスが運動と同様の効果を有することができるという事実は、ニューロン新生の調節における腸内微生物叢の重要性を明確に示しています。

 

プロバイオティクス(Probiotics)とは、人体に良い影響を与える微生物善玉菌)、または、それらを含む製品食品のこと。

 

この研究はまた、腸と脳との間のメッセンジャーとしての免疫系の細胞の一種であるLy6Chi単球の潜在的役割、およびこれらの細胞に対する抗生物質誘発性消化不良の効果を調べました。抗生物質は実際に単球のレベルを低下させました。さらに、これらの細胞の排除はニューロン新生を減少させました。重要なことに、運動およびプロバイオティック投与の両方が、脳におけるLy6Chi単球の増加をもたらし、これらの細胞は、腸と脳との間の通信システムとして機能し、抗生物質処置マウスにおけるプロバイオティクスによって誘導される神経新生の刺激に寄与し得ることを示されました。

 


これは、免疫システムを通して腸と脳との間に新しいメッセージングシステムを確立し、脳機能における腸の重要性を示してくれます。この研究はまた、抗生物質が脳に及ぼす有害な影響を明らかにしており、プロバイオティクスの補給と運動は、長期にわたる抗生物質治療の重篤な副作用に打ち勝つことができます。

 

 

編集部コメント

胃腸の調子が悪いと頭の回転が鈍ることは誰でも経験します。腸内環境を守るために、抗生物質を含めた刺激物の強い薬物の服用は検討する必要があります。食事と運動は脳の基本であり、リハビリでも多くの気付きをもたらしてくれる情報と言えます。

Reference

Bercik P, & Collins SM (2014). The effects of inflammation, infection and antibiotics on the microbiota-gut-brain axis. Advances in experimental medicine and biology, 817, 279-89

 

Möhle, L., Mattei, D., Heimesaat, M., Bereswill, S., Fischer, A., Alutis, M., French, T., Hambardzumyan, D., Matzinger, P., Dunay, I., & Wolf, S. (2016). Ly6Chi Monocytes Provide a Link between Antibiotic-Induced Changes in Gut Microbiota and Adult Hippocampal Neurogenesis Cell Reports, 15 (9), 1945-1956

 

Petra, A., Panagiotidou, S., Hatziagelaki, E., Stewart, J., Conti, P., & Theoharides, T. (2015). Gut-Microbiota-Brain Axis and Its Effect on Neuropsychiatric Disorders With Suspected Immune Dysregulation Clinical Therapeutics, 37 (5), 984-995

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