Faleminderit që vizituat Nature.com. Versioni i shfletuesit që po përdorni ka mbështetje të kufizuar CSS. Për rezultate më të mira, ne ju rekomandojmë të përdorni një version më të ri të shfletuesit tuaj (ose të çaktivizoni modalitetin e përputhshmërisë në Internet Explorer). Ndërkohë, për të siguruar mbështetje të vazhdueshme, ne po e shfaqim faqen pa stilizim ose JavaScript.
Diagnoza e hershme e dridhjes esenciale (ET) mund të jetë sfiduese, veçanërisht kur dallohet nga kontrollet e shëndetshme (HC) dhe sëmundja e Parkinsonit (PD). Kohët e fundit, analiza e mostrave të jashtëqitjes për mikrobiotën e zorrëve dhe metabolitët e saj ka ofruar metoda të reja për zbulimin e biomarkuesve të rinj të sëmundjeve neurodegjenerative. Acidet yndyrore me zinxhir të shkurtër (SCFA), si metaboliti kryesor i florës së zorrëve, janë të reduktuara në feçe në PD. Megjithatë, SCFA fekale nuk janë studiuar kurrë në ET. Ne synuam të hetojmë nivelet fekale të SCFA-ve në ET, të vlerësojmë marrëdhënien e tyre me simptomat klinike dhe mikrobiotën e zorrëve, dhe të përcaktojmë aftësinë e tyre të mundshme diagnostikuese. SCFA fekale dhe mikrobiota e zorrëve u matën në 37 ET, 37 PD të reja dhe 35 HC. Kapsllëku, mosfunksionimi autonom dhe ashpërsia e dridhjes u vlerësuan duke përdorur shkallë. Nivelet fekale të propionatit, butiratit dhe izobutiratit ishin më të ulëta në ET sesa në HC. Një kombinim i acideve propionike, butirike dhe izobutirik dalloi ET nga HC me një AUC prej 0.751 (95% CI: 0.634–0.867). Nivelet e acidit izovalerik dhe izobutirik në feçe ishin më të ulëta në ET sesa në PD. Acidi izovalerik dhe acidi izobutirik dallojnë midis ET dhe PD me një AUC prej 0.743 (95% CI: 0.629–0.857). Propionati fekal është i lidhur në mënyrë të zhdrejtë me kapsllëkun dhe mosfunksionimin autonom. Acidi izobutirik dhe acidi izovalerik janë të lidhur në mënyrë të zhdrejtë me ashpërsinë e dridhjeve. Ulja e SCFA-ve në feçe u shoqërua me një rënie në bollëkun e Faecalibacterium dhe Streptobacterium në ET. Kështu, përmbajtja e SCFA në feçe zvogëlohet në ET dhe shoqërohet me ashpërsinë e pamjes klinike dhe ndryshimet në mikrobiotën e zorrëve. Propionati, butirati, izobutirati dhe izovalerati fekal mund të jenë biomarkues të mundshëm diagnostikues dhe diagnostikues diferencial për ET.
Tremori esencial (TE) është një çrregullim neurodegjenerativ kronik progresiv, i karakterizuar kryesisht nga tremori i ekstremiteteve të sipërme, i cili mund të prekë edhe pjesë të tjera të trupit si koka, kordat vokale dhe ekstremitetet e poshtme 1. Karakteristikat klinike të TE përfshijnë jo vetëm simptomat motorike, por edhe disa shenja jo-motorike, duke përfshirë sëmundjet gastrointestinale 2. Janë kryer studime të shumta për të shqyrtuar karakteristikat patologjike dhe fiziologjike të tremorit esencial, por mekanizma të qartë patofiziologjikë nuk janë identifikuar 3,4; Studimet e fundit sugjerojnë që mosfunksionimi i boshtit mikrobiota-zorrë-tru mund të kontribuojë në sëmundjet neurodegjenerative, dhe ka prova në rritje për një lidhje të mundshme dypalëshe midis mikrobiotës së zorrëve dhe sëmundjeve neurodegjenerative 5,6. Veçanërisht, në një raport rasti, transplantimi i mikrobiotës fekale përmirësoi si tremorin esencial ashtu edhe sindromën e zorrës së irritueshme tek një pacient, gjë që mund të tregojë një marrëdhënie të ngushtë midis mikrobiotës së zorrëve dhe tremorit esencial. Përveç kësaj, ne gjetëm gjithashtu ndryshime specifike në mikrobiotën e zorrëve tek pacientët me TE, gjë që mbështet fuqimisht rolin e rëndësishëm të disbiozës së zorrëve në TE 8.
Lidhur me disbiozën e zorrëve në sëmundjet neurodegjenerative, PD është më e studiuara gjerësisht5. Një mikrobiotë e pabalancuar mund të rrisë përshkueshmërinë e zorrëve dhe të aktivizojë glia intestinale, duke çuar në alfa-sinukleinopati9,10,11. PD dhe ET ndajnë disa karakteristika të përbashkëta, të tilla si frekuenca e ngjashme e dridhjes në pacientët me ET dhe PD, dridhje e mbivendosur në qetësi (dridhje tipike në PD) dhe dridhje posturale (kryesisht e gjetur në pacientët me ET), duke e bërë të vështirë dallimin midis tyre. fazat e hershme 12. Prandaj, ne kemi nevojë urgjente të hapim një dritare të dobishme për të dalluar midis ET dhe PD. Në këtë kontekst, studimi i disbiozës specifike të zorrëve dhe ndryshimeve të metabolitëve të shoqëruara në ET dhe identifikimi i dallimeve të tyre nga PD mund të bëhen biomarkues potencialë për diagnozën dhe diagnozën diferenciale të ET.
Acidet yndyrore me zinxhir të shkurtër (SCFA) janë metabolitët kryesorë të prodhuar nga fermentimi bakterial i zorrëve i fibrave dietike dhe mendohet se luajnë një rol kritik në ndërveprimet zorrë-tru13,14. SCFA-të merren nga qelizat e zorrës së trashë dhe transportohen në mëlçi përmes sistemit venoz portal, dhe disa SCFA hyjnë në qarkullimin sistemik. SCFA-të kanë efekte lokale në ruajtjen e integritetit të barrierës së zorrëve dhe në nxitjen e imunitetit të lindur në mukozën e zorrëve15. Ato gjithashtu kanë efekte afatgjata në barrierën gjak-tru (BBB) ​​​​duke stimuluar proteinat e lidhjes së ngushtë dhe duke aktivizuar neuronet duke stimuluar receptorët e shoqëruar me proteina G (GPCR) për të kaluar BBB16. Acetati, propionati dhe butirati janë SCFA-të më të bollshme në zorrën e trashë. Studimet e mëparshme kanë treguar nivele të ulëta fekale të acideve acetike, propionike dhe butirike tek pacientët me sëmundjen e Parkinsonit17. Megjithatë, nivelet fekale të SCFA-ve nuk janë studiuar kurrë tek pacientët me ET.
Kështu, studimi ynë kishte për qëllim identifikimin e ndryshimeve specifike në SCFA fekale te pacientët me ET dhe ndryshimet e tyre nga pacientët me PD, duke vlerësuar marrëdhënien e SCFA fekale me simptomat klinike të ET dhe mikrobiotës intestinale, si dhe duke përcaktuar aftësitë e mundshme diagnostikuese dhe diferenciale diagnostike të mostrave fekale. KZhK. Për të adresuar faktorët ngatërrues që lidhen me ilaçet anti-PD, ne përzgjodhëm pacientë me sëmundjen e Parkinsonit me fillim të ri si kontrolle të sëmundjes.
Karakteristikat demografike dhe klinike të 37 ET-ve, 37 PD-ve dhe 35 HC-ve janë përmbledhur në Tabelën 1. ET-të, PD-të dhe HC-të u përputhën sipas moshës, seksit dhe BMI-së. Të tre grupet kishin gjithashtu përmasa të ngjashme të pirjes së duhanit, pirjes së alkoolit dhe pirjes së kafesë dhe çajit. Rezultati Wexner (P = 0.004) dhe rezultati HAMD-17 (P = 0.001) i grupit PD ishin më të larta se ato të grupit HC, dhe rezultati HAMA (P = 0.011) dhe rezultati HAMD-17 (P = 0.011) i grupit ET ishin më të larta se ato të grupit HC. Ecuria e sëmundjes në grupin ET ishte dukshëm më e gjatë se në grupin PD (P<0.001).
Kishte ndryshime të rëndësishme në nivelet fekale të acidit propionik fekal (P = 0.023), acidit acetik (P = 0.039), acidit butirik (P = 0.020), acidit izovalerik (P = 0.045) dhe acidit izobutirik (P = 0.015). Në analizën e mëtejshme post hoc, nivelet e acidit propionik (P = 0.023), acidit butirik (P = 0.007) dhe acidit izobutirik (P = 0.040) në grupin ET ishin dukshëm më të ulëta se ato në grupin HC. Pacientët me ET kishin nivele më të ulëta të izovaleratit (P = 0.014) dhe izobutiratit (P = 0.005) sesa pacientët me PD. Përveç kësaj, nivelet e acidit propionik në fekale (P = 0.013), acidit acetik (P = 0.016) dhe acidit butirik (P = 0.041) ishin më të ulëta tek pacientët me PD sesa tek pacientët me CC (Fig. 1 dhe Tabela Plotësuese 1).
ag përfaqëson një krahasim në grup të acidit propionik, acidit acetik, acidit butirik, acidit izovalerik, acidit valerik, acidit kaproik dhe acidit izobutirik, përkatësisht. Kishte ndryshime të rëndësishme në nivelet e acidit propionik fekal, acidit acetik, acidit butirik, acidit izovalerik dhe acidit izobutirik midis tre grupeve. Tremor esencial ET, sëmundja e Parkinsonit, kontroll i shëndetshëm HC, SCFA. Dallimet e rëndësishme tregohen nga *P < 0.05 dhe **P < 0.01.
Duke marrë parasysh ndryshimin në rrjedhën e sëmundjes midis grupit ET dhe grupit PD, ne studiuam 33 pacientë me PD të hershëm dhe 16 pacientë me ET (kurs i sëmundjes <3 vjet) për krahasim të mëtejshëm (Tabela Plotësuese 2). Rezultatet treguan se përmbajtja e acidit propionik në feçe e ET ishte dukshëm më e ulët se ajo e HA (P = 0.015). Diferenca midis ET dhe HC për acidin butirik dhe acidin izobutirik nuk ishte domethënëse, por prapë u vu re një trend (P = 0.082). Nivelet e izobutirateve në feçe ishin dukshëm më të ulëta tek pacientët me ET krahasuar me pacientët me PD (P = 0.030). Diferenca midis ET dhe PD të acidit izovalerik nuk ishte domethënëse, por prapë kishte një trend (P = 0.084). Acidi propionik (P = 0.023), acidi acetik (P = 0.020) dhe acidi butirik (P = 0.044) ishin dukshëm më të ulëta tek pacientët me PD sesa tek pacientët me HC. Këto rezultate (Figura plotësuese 1) janë përgjithësisht në përputhje me rezultatet kryesore. Dallimi në rezultate midis mostrës së përgjithshme dhe nëngrupit të pacientëve të hershëm mund të jetë për shkak të madhësisë më të vogël të mostrës në nëngrup, duke rezultuar në fuqi më të ulët statistikore të të dhënave.
Më pas ne shqyrtuam nëse nivelet e acidit SCFA në fekale mund të dallonin pacientët me ET nga pacientët me CU ose PD. Sipas analizës ROC, ndryshimi në AUC të niveleve të propionatit ishte 0.668 (95% CI: 0.538-0.797), gjë që bëri të mundur dallimin e pacientëve me ET nga HC. Pacientët me ET dhe GC mund të dalloheshin nga nivelet e butiratit me një AUC prej 0.685 (95% CI: 0.556–0.814). Dallimet në nivelet e acidit izobutirik mund të dallojnë pacientët me ET nga HC me një AUC prej 0.655 (95% CI: 0.525–0.786). Kur kombinohen nivelet e propionatit, butiratit dhe izobutiratit, u mor një AUC më e lartë prej 0.751 (95% CI: 0.634–0.867) me një ndjeshmëri prej 74.3% dhe specifikë prej 72.9% (Fig. 2a). Për të dalluar pacientët me ET dhe PD, AUC për nivelet e acidit izovalerik ishte 0.700 (95% CI: 0.579–0.822) dhe për nivelet e acidit izobutirik ishte 0.718 (95% CI: 0.599–0.836). Kombinimi i niveleve të acidit izovalerik dhe acidit izobutirik kishte një AUC më të lartë prej 0.743 (95% CI: 0.629–0.857), ndjeshmëri prej 74.3% dhe specifikë prej 62.9% (Fig. 2b). Përveç kësaj, ne shqyrtuam nëse nivelet e SCFA në fecesin e pacientëve me sëmundjen e Parkinsonit ndryshonin nga kontrollet. Sipas analizës ROC, AUC për identifikimin e pacientëve me PD bazuar në ndryshimet në nivelet e acidit propionik ishte 0.687 (95% CI: 0.559-0.814), me një ndjeshmëri prej 68.6% dhe specifikë prej 68.7%. Dallimet në nivelet e acetatit mund të dallojnë pacientët me PD nga pacientët me HC me një AUC prej 0.674 (95% CI: 0.542–0.805). Pacientët me PD mund të diferencohen nga CU vetëm nga nivelet e butiratit me një AUC prej 0.651 (95% CI: 0.515–0.787). Kur kombinohen nivelet e propionatit, acetatit dhe butiratit, u mor një AUC prej 0.682 (95% CI: 0.553–0.811) (Fig. 2c).
diskriminimi nga Kisha Ortodokse Ruse kundër ET dhe HC; b diskriminimi i Kishës Ortodokse Ruse kundër ET dhe PD; c diskriminimi i Kishës Ortodokse Ruse kundër PD dhe HC; dridhje esenciale e ET, sëmundja e Parkinsonit, kontrolli i HC të shëndetshëm, SCFA.
Tek pacientët me ET, niveli i acidit izobutirik në feçe ishte i korreluar negativisht me rezultatin FTM (r = -0.349, P = 0.034), dhe niveli i acidit izovalerik në feçe ishte i korreluar negativisht me rezultatin FTM (r = -0.421, P = 0.001) dhe rezultatin TETRAS. (r = -0.382, P = 0.020). Tek pacientët me ET dhe PD, nivelet e propionatit në feçe ishin të korreluara negativisht me rezultatet SCOPA-AUT (r = -0.236, P = 0.043) (Fig. 3 dhe Tabela Plotësuese 3). Nuk kishte korrelacion domethënës midis rrjedhës së sëmundjes dhe SCFA-së as në grupin ET (P ≥ 0.161) as në grupin PD (P ≥ 0.246) (Tabela Plotësuese 4). Tek pacientët me PD, nivelet e acidit kaproik në feçe ishin të korreluara pozitivisht me rezultatet MDS-UPDRS (r = 0.335, P = 0.042). Në të gjithë pjesëmarrësit, nivelet e propionatit në feçe (r = -0.230, P = 0.016) dhe acetatit (r = -0.210, P = 0.029) ishin të korreluara negativisht me rezultatet Wexner (Fig. 3 dhe Tabela Plotësuese 3).
Nivelet e acidit izobutirik në feçe ishin të korreluara negativisht me rezultatet FTM, acidi izovalerik ishte i korreluar negativisht me rezultatet FTM dhe TETRAS, acidi propionik ishte i korreluar negativisht me rezultatet SCOPA-AUT, acidi kaproik ishte i korreluar pozitivisht me rezultatet MDS-UPDRS, dhe acidi propionik ishte i korreluar negativisht me rezultatet FTM dhe TETRAS. TETRAS dhe acidi acetik ishin të korreluar negativisht me rezultatin Wexner. Versioni i sponsorizuar nga Shoqata MDS-UPDRS i Shkallës së Vlerësimit të Sëmundjes së Unifikuar të Parkinsonit, Ekzaminimi Mini-Mental State MMSE, Shkalla e Vlerësimit të Depresionit Hamilton HAMD-17, 17 artikuj, Shkalla e Vlerësimit të Ankthit Hamilton HAMA, fazat HY Hoehn dhe Yahr, SCFA, Shkalla e Rezultatit Autonom të Simptomës së Sëmundjes së Parkinsonit SCOPA – AUT, Shkalla e Vlerësimit të Tremorit Klinik Fana-Tolosa-Marin FTM, Shkalla e Vlerësimit të Tremorit Esencial TETRAS Research Group (TRG). Dallimet e rëndësishme tregohen nga *P < 0.05 dhe **P < 0.01.
Ne eksploruam më tej natyrën diskriminuese të mikrobiotës së zorrëve duke përdorur analizën LEfSE dhe përzgjodhëm nivelin e të dhënave të bollshmërisë relative të gjinisë për analiza të mëtejshme. U bënë krahasime midis ET dhe HC dhe midis ET dhe PD. Analiza e korrelacionit Spearman u krye më pas mbi bollëkun relativ të mikrobiotës së zorrëve dhe nivelet e SCFA-ve fekale në dy grupet e krahasimit.
Faecalibacterium (i korreluar me acidin butirik, r = 0.408, P < 0.001), Lactobacillus (i korreluar me acidin butirik, r = 0.283, P = 0.016), Streptobacterium (i korreluar me acidin propionik, r = 0.327) ishin të pranishëm në analizën e ET dhe CA., P = 0.005; i korreluar me acidin butirik, r = 0.374, P = 0.001; korrelon me acidin izobutirik, r = 0.329, P = 0.005), Howardella (korrelon me acidin propionik, r = 0.242, P = 0.041), Raoultella (korrelon me propionatin, r = 0.249, P = 0.035), dhe Candidatus Arthromitus (korrelon me acidin izobutirik, r = 0.302, P = 0.010) ulet në ET dhe korrelon pozitivisht me nivelet e SCFA-ve në feçe. Megjithatë, bollëku i Stenotropomonas u rrit në ET dhe korrelon negativisht me nivelet e izobutirateve në feçe (r = -0.250, P = 0.034). Pas rregullimit të FDR, vetëm korrelacioni midis Faecalibacterium, Catenibacter dhe SCFA mbeti i rëndësishëm (P ≤ 0.045) (Fig. 4 dhe Tabela Plotësuese 5).
Analiza e korrelacionit të ET dhe HC. Pas rregullimit të FDR, bollëku i Faecalibacterium (i lidhur pozitivisht me butiratin) dhe Streptobacterium (i lidhur pozitivisht me propionatin, butiratin dhe izobutiratin) u gjet të ishte i reduktuar në ET dhe i lidhur pozitivisht me nivelet e SCFA-ve fekale. b Analiza e korrelacionit të ET dhe PD. Pas rregullimit të FDR, nuk u gjetën lidhje të rëndësishme. Tremor esencial i ET, sëmundja e Parkinsonit, kontroll i shëndetshëm i HC, SCFA. Dallimet e rëndësishme tregohen nga *P < 0.05 dhe **P < 0.01.
Gjatë analizimit të ET kundrejt PD, u gjet se Clostridium trichophyton ishte i rritur në ET dhe korrelohej me acidin izovalerik fekal (r = -0.238, P = 0.041) dhe acidin izobutirik (r = -0.257, P = 0.027). Pas rregullimit të FDR, të dyja mbetën të rëndësishme (P≥0.295) (Figura 4 dhe Tabela Plotësuese 5).
Ky studim është një studim gjithëpërfshirës që shqyrton nivelet e acideve yndyrore SCFA në feçe dhe i lidh ato me ndryshimet në mikrobiotën e zorrëve dhe ashpërsinë e simptomave tek pacientët me ET krahasuar me pacientët me CU dhe PD. Ne zbuluam se nivelet e SCFA në feçe ishin të reduktuara tek pacientët me ET dhe ishin të lidhura me ashpërsinë klinike dhe ndryshime specifike në mikrobiotën e zorrëve. Nivelet kumulative të acideve yndyrore me zinxhir të shkurtër (SCFA) në feçe e dallojnë ET nga GC dhe PD.
Krahasuar me pacientët me GC, pacientët me ET kanë nivele më të ulëta fekale të acideve propionike, butirike dhe izobutirik. Kombinimi i acideve propionike, butirike dhe izobutirik dalloi ET dhe HC me një AUC prej 0.751 (95% CI: 0.634–0.867), ndjeshmëri prej 74.3% dhe specifikë prej 72.9%, duke treguar përdorimin e tyre si biomarkues diagnostikues për rolin e mundshëm të ET. Analiza e mëtejshme tregoi se nivelet e acidit propionik në fekale ishin të korreluara negativisht me rezultatin Wexner dhe rezultatin SCOPA-AUT. Nivelet e acidit izobutirik në fekale ishin të korreluara në mënyrë të zhdrejtë me rezultatet FTM. Nga ana tjetër, një rënie në nivelet e butiratit në ET u shoqërua me një rënie në bollëkun e mikrobiotës që prodhon SCFA, Faecalibacterium dhe Categorybacter. Përveç kësaj, uljet në bollëkun e Catenibacter në ET u shoqëruan gjithashtu me ulje në nivelet e acidit propionik dhe izobutirik në fekale.
Shumica e acideve yndyrore SCFA të prodhuara në zorrën e trashë merren nga kolonocitet kryesisht përmes transportuesve monokarboksilatë të varur nga H+ ose të varur nga natriumi. Acidet yndyrore me zinxhir të shkurtër të absorbuara përdoren si burim energjie për kolonocitet, ndërsa ato që nuk metabolizohen në kolonocitet transportohen në qarkullimin portal 18. Acidet yndyrore SCFA mund të ndikojnë në lëvizshmërinë e zorrëve, të rrisin funksionin e barrierës së zorrëve dhe të ndikojnë në metabolizmin dhe imunitetin e strehuesit 19. Më parë u zbulua se përqendrimet fekale të butiratit, acetatit dhe propionatit ishin të reduktuara tek pacientët me PD krahasuar me HC-të 17, gjë që është në përputhje me rezultatet tona. Studimi ynë gjeti një rënie të SCFA-ve tek pacientët me ET, por pak dihet për rolin e SCFA-ve në patologjinë e ET. Butirati dhe propionati mund të lidhen me GPCR dhe të ndikojnë në sinjalizimin e varur nga GPCR, siç janë sinjalizimi MAPK dhe NF-κB20. Koncepti bazë i boshtit zorrë-tru është se SCFA-të e sekretuara nga mikrobet e zorrëve mund të ndikojnë në sinjalizimin e strehuesit, duke ndikuar kështu në funksionin e zorrëve dhe trurit. Meqenëse butirati dhe propionati kanë efekte të fuqishme frenuese në aktivitetin e deacetilazës së histonit (HDAC)21 dhe butirati gjithashtu mund të veprojë si një ligand për faktorët e transkriptimit, ato kanë efekte të gjera në metabolizmin e strehuesit, diferencimin dhe përhapjen, kryesisht për shkak të ndikimit të tyre në rregullimin e gjeneve22. Bazuar në provat nga SCFA dhe sëmundjet neurodegjenerative, butirati konsiderohet një kandidat terapeutik për shkak të aftësisë së tij për të korrigjuar aktivitetin e dëmtuar të HDAC, i cili mund të ndërmjetësojë vdekjen e neuroneve dopaminergjike në PD23,24,25. Studimet në kafshë kanë demonstruar gjithashtu aftësinë e acidit butirik për të parandaluar degjenerimin e neuroneve dopaminergjike dhe për të përmirësuar çrregullimet e lëvizjes në modelet e PD26,27. Acidi propionik është gjetur se kufizon përgjigjet inflamatore dhe mbron integritetin e BBB28,29. Studimet kanë treguar se acidi propionik nxit mbijetesën e neuroneve dopaminergjike në përgjigje të toksicitetit të rotenonit në modelet e PD30 dhe se administrimi oral i acidit propionik shpëton humbjen e neuroneve dopaminergjike dhe deficitet motorike në minj me PD31. Pak dihet për funksionin e acidit izobutirik. Megjithatë, një studim i kohëve të fundit zbuloi se kolonizimi i minjve me B. ovale rriti përmbajtjen e SCFA-së në zorrë (duke përfshirë acetatin, propionatin, izobutiratin dhe izovaleratin) dhe përqendrimin e GABA-së në zorrë, duke theksuar se është krijuar një lidhje midis mikrobiotës së zorrëve dhe përqendrimeve të neurotransmetuesve SCFA në zorrë32. Në ET, ndryshimet anormale patologjike në tru të vogël përfshijnë ndryshime në aksonet dhe dendritet e qelizave Purkinje, zhvendosjen dhe humbjen e qelizave Purkinje, ndryshimet në aksonet e qelizave të shportës, anomali në lidhjet e fibrave ngjitëse me shpërndarjen e qelizave Purkinje dhe ndryshimet në receptorët GABA në bërthamat e kockave dentate. , gjë që çon në një ulje të prodhimit GABAergjik nga tru i vogël3,4,33. Mbetet e paqartë nëse SCFA-të shoqërohen me neurodegjenerimin e qelizave Purkinje dhe uljen e prodhimit të GABA-së cerebelare. Rezultatet tona sugjerojnë një lidhje të fortë midis SCFA-së dhe ET-së, por modeli i studimit të prerjes tërthore nuk lejon asnjë përfundim në lidhje me marrëdhënien shkakësore midis SCFA-së dhe procesit të sëmundjes së ET-së; Nevojiten studime të mëtejshme gjatësore ndjekëse, duke përfshirë matje serike të SCFA-ve në fekale, si dhe studime në kafshë që shqyrtojnë mekanizmat.
Mendohet se SCFA-të stimulojnë kontraktueshmërinë e muskujve të lëmuar të zorrës së trashë34. Mungesa e SCFA-së do të përkeqësojë simptomat e kapsllëkut, dhe suplementimi me SCFA mund të përmirësojë simptomat e kapsllëkut PD35. Rezultatet tona tregojnë gjithashtu një lidhje të rëndësishme midis përmbajtjes së ulët të SCFA-së në feçe dhe rritjes së kapsllëkut dhe mosfunksionimit autonom tek pacientët me ET. Një raport rasti zbuloi se transplantimi i mikrobiotës përmirësoi si dridhjen esenciale ashtu edhe sindromën e zorrës së irritueshme tek pacienti 7, duke sugjeruar më tej një marrëdhënie të ngushtë midis mikrobiotës së zorrëve dhe ET. Prandaj, ne besojmë se SCFA/mikrobiota fekale mund të ndikojë në lëvizshmërinë e zorrëve të strehuesit dhe funksionin e sistemit nervor autonom.
Studimi zbuloi se nivelet e ulëta të SCFA-ve fekale në ET ishin të lidhura me uljen e bollëkut të Faecalibacterium (të lidhur me butiratin) dhe Streptobacterium (të lidhur me propionatin, butiratin dhe izobutiratin). Pas korrigjimit FDR, kjo marrëdhënie mbetet e rëndësishme. Faecalibacterium dhe Streptobacterium janë mikroorganizma që prodhojnë SCFA. Faecalibacterium dihet të jetë një mikroorganizëm që prodhon butirat36, ndërsa produktet kryesore të fermentimit Catenibacter janë acetati, butirati dhe acidi laktik37. Faecalibacterium u zbulua në 100% të të dy grupeve ET dhe HC; bollëku relativ mesatar i grupit ET ishte 2.06% dhe ai i grupit HC ishte 3.28% (LDA 3.870). Bakteri i kategorisë u zbulua në 21.6% (8/37) të grupit HC dhe vetëm në 1 mostër të grupit ET (1/35). Rënia dhe pazbulueshmëria e streptobaktereve në ET mund të tregojë gjithashtu një korrelacion me patogjenitetin e sëmundjes. Bollëku relativ mesatar i specieve Catenibacter në grupin HC ishte 0.07% (LDA 2.129). Përveç kësaj, bakteret e acidit laktik u shoqëruan me ndryshime në butiratin fekal (P = 0.016, P = 0.096 pas rregullimit FDR), dhe kandidati për artrit u shoqërua me ndryshime në izobutirat (P = 0.016, P = 0.072 pas rregullimit FDR). Pas korrigjimit FDR, mbetet vetëm trendi i korrelacionit, i cili nuk është statistikisht i rëndësishëm. Laktobacilet njihen gjithashtu si prodhues të SCFA (acid acetik, acid propionik, acid izobutirik, acid butirik) 38 dhe Candidatus Arthromitus është një induktor specifik i diferencimit të qelizave T helper 17 (Th17), me Th1/2 dhe Treg të shoqëruara me ekuilibrin imunitar /Th1739. Një studim i kohëve të fundit sugjeron që nivelet e larta të pseudoartritit fekal mund të kontribuojnë në inflamacion të zorrës së trashë, mosfunksionim të barrierës së zorrëve dhe inflamacion sistemik 40. Nivelet e Clostridium trichoides u rritën në ET krahasuar me PD. Bollëku i Clostridium trichoides u gjet të ishte negativisht i korreluar me acidin izovalerik dhe acidin izobutirik. Pas rregullimit të FDR, të dy mbetën të rëndësishëm (P≥0.295). Clostridium pilosum është një bakter i njohur që shoqërohet me inflamacion dhe mund të kontribuojë në mosfunksionimin e barrierës së zorrëve 41. Studimi ynë i mëparshëm raportoi ndryshime në mikrobiotën e zorrëve të pacientëve me ET8. Këtu ne gjithashtu raportojmë ndryshime në SCFA në ET dhe identifikojmë një lidhje midis disbiozës së zorrëve dhe ndryshimeve në SCFA. Nivelet e ulura të SCFA janë të lidhura ngushtë me disbiozën e zorrëve dhe ashpërsinë e dridhjeve në ET. Rezultatet tona sugjerojnë që boshti zorrë-tru mund të luajë një rol të rëndësishëm në patogjenezën e ET, por nevojiten studime të mëtejshme në modelet shtazore.
Krahasuar me pacientët me PD, pacientët me ET kanë nivele më të ulëta të acideve izovalerik dhe izobutirik në jashtëqitjet e tyre. Kombinimi i acidit izovalerik dhe acidit izobutirik identifikoi ET në PD me një AUC prej 0.743 (95% CI: 0.629–0.857), ndjeshmëri prej 74.3% dhe specifikë prej 62.9%, duke sugjeruar rolin e tyre të mundshëm si biomarkues në diagnozën diferenciale të ET. Nivelet e acidit izovalerik në feçe ishin të korreluara në mënyrë të zhdrejtë me rezultatet FTM dhe TETRAS. Nivelet e acidit izobutirik në feçe ishin të korreluara në mënyrë të zhdrejtë me rezultatet FTM. Ulja e niveleve të acidit izobutirik u shoqërua me një rënie në bollëkun e katobaktereve. Pak dihet për funksionet e acidit izovalerik dhe acidit izobutirik. Një studim i mëparshëm tregoi se kolonizimi i minjve me B. ovale rriti sasinë e acideve yndyrore të trashura sipërfaqësore (SCFA) në zorrë (duke përfshirë acetatin, propionatin, izobutiratin dhe izovaleratin) dhe përqendrimet e GABA në zorrë, duke theksuar lidhjen intestinale midis mikrobiotës dhe përqendrimeve të SCFA/neurotransmetuesve në zorrë32. Është interesante se nivelet e vëzhguara të acidit izobutirik ishin të ngjashme midis grupeve PD dhe HC, por ndryshonin midis grupeve ET dhe PD (ose HC). Acidi izobutirik mund të dallonte midis ET dhe PD me një AUC prej 0.718 (95% CI: 0.599–0.836) dhe të identifikonte ET dhe NC me një AUC prej 0.655 (95% CI: 0.525–0.786). Përveç kësaj, nivelet e acidit izobutirik korrelojnë me ashpërsinë e dridhjeve, duke forcuar më tej lidhjen e tyre me ET. Çështja nëse acidi izobutirik oral mund të zvogëlojë ashpërsinë e dridhjeve tek pacientët me ET meriton studim të mëtejshëm.
Kështu, përmbajtja e SCFA-ve në feçe zvogëlohet tek pacientët me ET dhe shoqërohet me ashpërsinë klinike të ET dhe ndryshimet specifike në mikrobiotën e zorrëve. Propionati, butirati dhe izobutirati fekal mund të jenë biomarkues diagnostikues për ET, ndërsa izobutirati dhe izovalerati mund të jenë biomarkues diagnostikues diferencialë për ET. Ndryshimet në izobutiratin fekal mund të jenë më specifike për ET sesa ndryshimet në SCFA-të e tjera.
Studimi ynë ka disa kufizime. Së pari, modelet dietike dhe preferencat ushqimore mund të ndikojnë në shprehjen e mikrobiotës, nevojiten mostra më të mëdha studimi në popullata të ndryshme, dhe studimet e ardhshme duhet të prezantojnë anketa gjithëpërfshirëse dhe sistematike dietike, siç janë pyetësorët e frekuencës së ushqimit. Së dyti, modeli i studimit tërthore përjashton çdo përfundim në lidhje me një marrëdhënie shkakësore midis SCFA-së dhe procesit të sëmundjes së ET-së. Nevojiten studime të mëtejshme afatgjata të ndjekjes me matje serike të SCFA-ve fekale. Së treti, aftësitë diagnostikuese dhe diferenciale diagnostikuese të niveleve të SCFA-ve fekale duhet të validohen duke përdorur mostra të pavarura nga ET, HC dhe PD. Më shumë mostra të pavarura të jashtëqitjes duhet të testohen në të ardhmen. Së fundmi, pacientët me PD në grupin tonë kishin kohëzgjatje dukshëm më të shkurtër të sëmundjes sesa pacientët me ET. Ne përputhëm kryesisht ET, PD dhe HC sipas moshës, seksit dhe BMI-së. Duke pasur parasysh ndryshimin në rrjedhën e sëmundjes midis grupit ET dhe grupit PD, ne gjithashtu studiuam 33 pacientë me PD të hershme dhe 16 pacientë me ET (kohëzgjatja e sëmundjes ≤3 vjet) për krahasim të mëtejshëm. Dallimet midis grupeve në SCFA ishin përgjithësisht në përputhje me të dhënat tona primare. Përveç kësaj, nuk gjetëm asnjë korrelacion midis kohëzgjatjes së sëmundjes dhe ndryshimeve në SCFA. Megjithatë, në të ardhmen, do të ishte më mirë të rekrutonim pacientë me PD dhe ET në një fazë të hershme me një kohëzgjatje më të shkurtër të sëmundjes për të përfunduar validimin në një mostër më të madhe.
Protokolli i studimit u miratua nga Komiteti i Etikës i Spitalit Ruijin të lidhur me Shkollën e Mjekësisë të Universitetit Jiao Tong të Shangait (RHEC2018-243). U mor pëlqimi i informuar me shkrim nga të gjithë pjesëmarrësit.
Midis janarit 2019 dhe dhjetorit 2022, në këtë studim u përfshinë 109 subjekte (37 ET, 37 PD dhe 35 HC) nga Klinika e Qendrës së Çrregullimeve të Lëvizjes të Spitalit Ruijin, e lidhur me Shkollën e Mjekësisë të Universitetit Shanghai Jiao Tong. Kriteret ishin: (1) mosha 25-85 vjeç, (2) pacientët me ET u diagnostikuan sipas kritereve të Grupit të Punës MDS 42 dhe PD u diagnostikua sipas kritereve MDS 43, (3) të gjithë pacientët nuk po merrnin ilaçe anti-PD para mbledhjes së mostrave. (4) Grupi ET mori vetëm β-bllokues ose asnjë ilaç të lidhur para mbledhjes së mostrave të jashtëqitjes. U përzgjodhën gjithashtu HC të përputhura me moshën, gjininë dhe indeksin e masës trupore (BMI). Kriteret e përjashtimit ishin: (1) vegjetarianë, (2) ushqyerje e dobët, (3) sëmundje kronike të traktit gastrointestinal (duke përfshirë sëmundjen inflamatore të zorrëve, ulçerën gastrike ose duodenale), (4) sëmundje të rënda kronike (duke përfshirë tumoret malinje), pamjaftueshmëria e zemrës, pamjaftueshmëria e veshkave, sëmundjet hematologjike) (5) Histori e kirurgjisë së rëndë gastrointestinale, (6) Konsum kronik ose i rregullt i kosit, (7) Përdorimi i çdo probiotiku ose antibiotiku për 1 muaj, (8) Përdorimi kronik i kortikosteroideve, frenuesve të pompës së protonit, statinave, metforminës, imunosupresantëve ose ilaçeve kundër kancerit dhe (9) dëmtim i rëndë njohës që ndërhyn në sprovat klinike.
Të gjithë subjektet dhanë informacion mbi historinë mjekësore, peshën dhe gjatësinë për të llogaritur BMI-në, dhe iu nënshtruan një ekzaminimi neurologjik dhe vlerësimi klinik, siç është rezultati i ankthit sipas Shkallës së Vlerësimit të Ankthit Hamilton (HAMA) 44, rezultati sipas Shkallës së Vlerësimit të Depresionit Hamilton-17 (HAMD-17) 45, depresioni, ashpërsia e kapsllëkut duke përdorur Shkallën e Kapsllëkut Wexner 46 dhe Shkallën e Jashtëqitjes Bristol 47 dhe performanca njohëse duke përdorur Ekzaminimin Mini-Mental të Gjendjes (MMSE) 48. Shkalla për Vlerësimin e Simptomave Autonome të Sëmundjes së Parkinsonit (SCOPA-AUT) 49 shqyrtoi mosfunksionimin autonom tek pacientët me ET dhe PD. Shkalla e Vlerësimit Klinik të Tremorit Fana-Tolos-Marin (FTM) dhe Shkalla e Vlerësimit Esencial të Tremorit (TETRAS) 50 Grupi i Studimit të Tremorit (TRG) 50 u ekzaminuan tek pacientët me ET; Shkalla e Vlerësimit të Sëmundjes Kinson (MDS-), e sponsorizuar nga Shoqata e Bashkuar e Sëmundjes së Parkinsonit; UPDRS versioni 51 dhe Hoehn dhe Yahr (HY) versioni 52.
Çdo pjesëmarrësi iu kërkua të mblidhte një mostër jashtëqitjeje në mëngjes duke përdorur një enë për mbledhjen e jashtëqitjes. Transferojini enët në akull dhe ruajini në -80°C para përpunimit. Analiza SCFA u krye sipas operacioneve rutinë të Tiangene Biotechnology (Shanghai) Co., Ltd. 400 mg mostra të freskëta fekale u mblodhën nga secili subjekt dhe u analizuan duke përdorur SCFA pas bluarjes dhe sonifikimit. SCFA-të e përzgjedhura në jashtëqitje u analizuan duke përdorur kromatografi gazi-spektrometri masive (GC-MS) dhe kromatografi të lëngshme-tandem MS (LC-MS/MS).
ADN-ja u nxor nga mostrat 200 mg duke përdorur QIAamp® Fast DNA Stool Mini Kit (QIAGEN, Hilden, Gjermani) sipas udhëzimeve të prodhuesit. Përbërja mikrobike u përcaktua duke sekuencuar gjenin 16S rRNA në ADN-në e izoluar nga feçet duke amplifikuar rajonin V3-V4. Testoni ADN-në duke e përdorur mostrën në një xhel agaroze 1.2%. Amplifikimi i reaksionit zinxhir të polimerazës (PCR) i gjenit 16S rRNA u krye duke përdorur prajmerë universalë bakterialë (357 F dhe 806 R) dhe një bibliotekë amplikoni me dy hapa të ndërtuar në platformën Novaseq.
Variablat e vazhdueshëm shprehen si mesatare ± devijim standard, dhe variablat kategorikë shprehen si numra dhe përqindje. Ne përdorëm testin e Levene për të testuar homogjenitetin e variancave. Krahasimet u bënë duke përdorur teste t me dy bishta ose analizë të variancës (ANOVA) nëse variablat ishin të shpërndara normalisht, dhe teste joparametrike Mann-Whitney U nëse supozimet e normalitetit ose homoskedasticitetit ishin shkelur. Ne përdorëm zonën nën kurbën e karakteristikës operative të marrësit (ROC) (AUC) për të përcaktuar performancën diagnostike të modelit dhe për të shqyrtuar aftësinë e SCFA për të dalluar pacientët me ET nga ata me HC ose PD. Për të shqyrtuar marrëdhënien midis SCFA dhe ashpërsisë klinike, ne përdorëm analizën e korrelacionit Spearman. Analiza statistikore u krye duke përdorur softuerin SPSS (versioni 22.0; SPSS Inc., Chicago, IL) me nivelin e rëndësisë (duke përfshirë vlerën P dhe FDR-P) të vendosur në 0.05 (dyanësor).
Sekuencat 16 S u analizuan duke përdorur një kombinim të softuerëve Trimmomatic (versioni 0.35), Flash (versioni 1.2.11), UPARSE (versioni v8.1.1756), Mothur (versioni 1.33.3) dhe R (versioni 3.6.3). Të dhënat e papërpunuara të gjenit 16S rRNA u përpunuan duke përdorur UPARSE për të gjeneruar njësi taksonomike operacionale (OTU) me identitet 97%. Taksonomitë u specifikuan duke përdorur Silva 128 si bazë të dhënash referuese. Niveli gjenerik i të dhënave të bollësisë relative u zgjodh për analiza të mëtejshme. Analiza e madhësisë së efektit të analizës lineare diskriminuese (LDA) (LEfSE) u përdor për krahasime midis grupeve (ET kundrejt HC, ET kundrejt PD) me një prag α prej 0.05 dhe një prag të madhësisë së efektit prej 2.0. Gjinitë diskriminuese të identifikuara nga analiza LEfSE u përdorën më tej për analizën e korrelacionit Spearman të SCFA.
Për më shumë informacion rreth dizajnit të studimit, shihni Abstraktin e Raportit të Kërkimeve Natyrore që lidhet me këtë artikull.
Të dhënat e papërpunuara të sekuencimit 16S ruhen në bazën e të dhënave BioProject të Qendrës Kombëtare për Informacion Bioteknologjik (NCBI) (SRP438900: PRJNA974928), URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Traces/study/?acc= SRP438900&o. =acc_s% 3Aa. Të dhëna të tjera relevante janë në dispozicion të autorit përkatës me kërkesë të arsyeshme, siç janë bashkëpunimet shkencore dhe shkëmbimet akademike me projekte të plota kërkimore. Nuk lejohet transferimi i të dhënave te palët e treta pa pëlqimin tonë.
Vetëm kod burimor i hapur me një kombinim të Trimmomatic (versioni 0.35), Flash (versioni 1.2.11), UPARSE (versioni v8.1.1756), mothur (versioni 1.33.3) dhe R (versioni 3.6.3), duke përdorur cilësimet fillestare ose seksionin "Metoda". Informacion sqarues shtesë mund t'i ofrohet autorit përkatës me kërkesë të arsyeshme.
Pradeep S dhe Mehanna R. Çrregullime gastrointestinale në çrregullimet e lëvizjes hiperkinetike dhe ataksi. Të shoqëruara me sëmundjen e Parkinsonit. konfuzion. 90, 125–133 (2021).
Louis, ED dhe Faust, PL Patologjia e dridhjes esenciale: neurodegjenerimi dhe riorganizimi i lidhjeve neuronale. Nat. Pastor Nirol. 16, 69–83 (2020).
Gironell, A. A është tremori esencial një çrregullim parësor i mosfunksionimit Gaba? Po. ndërkombëtaritet. Rev. Neuroscience. 163, 259–284 (2022).
Dogra N., Mani RJ dhe Katara DP Boshti zorrë-tru: dy mënyra sinjalizimi në sëmundjen e Parkinsonit. Molekulat qelizore. Neurobiologjia. 42, 315–332 (2022).
Quigley, EMM. Boshti mikrobiota-tru-zorrë dhe sëmundjet neurodegjenerative. aktual. Nellore. Neuroshkencë. Raportet 17, 94 (2017).
Liu, XJ, Wu, LH, Xie, WR dhe He, XX Transplantimi i mikrobiotës fekale përmirëson njëkohësisht dridhjen esenciale dhe sindromën e zorrës së irritueshme tek pacientët. Psikologjia Geriatrike 20, 796–798 (2020).
Zhang P. et al. Ndryshime specifike në mikrobiotën e zorrëve në dridhjen esenciale dhe diferencimi i tyre nga sëmundja e Parkinsonit. NPJ Sëmundja e Parkinsonit. 8, 98 (2022).
Luo S, Zhu H, Zhang J dhe Wang D. Roli kritik i mikrobiotës në rregullimin e njësive neuronale-gliale-epiteliale. Rezistenca ndaj infeksioneve. 14, 5613–5628 (2021).
Emin A. et al. Patologjia e alfa-sinukleinës duodenale dhe gliozës intestinale në sëmundjen progresive të Parkinsonit. lëvizje. konfuzion. https://doi.org/10.1002/mds.29358 (2023).
Skorvanek M. et al. Antitrupat ndaj alfa-sinukleinës 5G4 njohin sëmundjen e Parkinsonit të hapur dhe sëmundjen prodromale të Parkinsonit në mukozën e zorrës së trashë. lëvizje. konfuzion. 33, 1366–1368 (2018).
Algarni M dhe Fasano A. Koincidenca e dridhjes esenciale dhe sëmundjes së Parkinsonit. E lidhur me sëmundjen e Parkinsonit. konfuzion. 46, С101–С104 (2018).
Sampson, TR et al. Mikrobiota e zorrëve modulon deficitet motorike dhe neuroinflamacionin në modelet e sëmundjes së Parkinsonit. Cell 167, 1469–1480.e1412 (2016).
Unger, MM et al. Acidet yndyrore me zinxhir të shkurtër dhe mikrobiota e zorrëve ndryshojnë midis pacientëve me sëmundjen e Parkinsonit dhe kontrolleve të moshës së njëjtë. I lidhur me sëmundjen e Parkinsonit. konfuzion. 32, 66–72 (2016).
Bleacher E, Levy M, Tatirovsky E dhe Elinav E. Metabolitët e rregulluar nga mikrobioma në ndërfaqen imune të strehuesit. J. Immunology. 198, 572–580 (2017).