Asante kwa kutembelea Nature.com. Toleo la kivinjari unachotumia lina usaidizi mdogo wa CSS. Kwa matokeo bora, tunapendekeza utumie toleo jipya la kivinjari chako (au zima Hali ya Utangamano katika Internet Explorer). Wakati huo huo, ili kuhakikisha usaidizi unaoendelea, tunaonyesha tovuti bila mtindo au JavaScript.
Utambuzi wa mapema wa tremor muhimu (ET) unaweza kuwa mgumu, hasa unapotofautishwa na vidhibiti vyenye afya (HC) na ugonjwa wa Parkinson (PD). Hivi majuzi, uchambuzi wa sampuli za kinyesi kwa microbiota ya utumbo na metaboliti zake umetoa mbinu mpya za ugunduzi wa biomarkers mpya za magonjwa ya neva. Asidi za mafuta za mnyororo mfupi (SCFA), kama metaboliti kuu ya mimea ya utumbo, hupunguzwa kwenye kinyesi katika PD. Hata hivyo, SCFA ya kinyesi haijawahi kusomwa katika ET. Tulilenga kuchunguza viwango vya SCFA vya kinyesi katika ET, kutathmini uhusiano wao na dalili za kliniki na microbiota ya utumbo, na kubaini uwezo wao wa utambuzi. SCFA ya kinyesi na microbiota ya utumbo zilipimwa katika ET 37, PD mpya 37, na HC 35. Kuvimbiwa, kutofanya kazi vizuri kwa uhuru, na ukali wa tremor zilipimwa kwa kutumia mizani. Viwango vya kinyesi vya propionate, butyrate, na isobutyrate vilikuwa chini katika ET kuliko katika HC. Mchanganyiko wa asidi za propioniki, butiriki na isobutiriki ulitofautisha ET na HC yenye AUC ya 0.751 (95% CI: 0.634–0.867). Viwango vya asidi ya isovaleriki ya kinyesi na asidi ya isobutiriki vilikuwa chini katika ET kuliko katika PD. Asidi ya isovaleriki na asidi ya isobutiriki hutofautisha kati ya ET na PD yenye AUC ya 0.743 (95% CI: 0.629–0.857). Propionate ya kinyesi inahusishwa kinyume na kuvimbiwa na kutofanya kazi vizuri kwa uhuru. Asidi ya isobutiriki na asidi ya isovaleriki zinahusiana kinyume na ukali wa kutetemeka. Kupungua kwa kiwango cha SCFA ya kinyesi kulihusishwa na kupungua kwa wingi wa Faecalibacterium na Streptobacterium katika ET. Hivyo, kiwango cha SCFA kwenye kinyesi hupungua katika ET na kinahusishwa na ukali wa picha ya kliniki na mabadiliko katika microbiota ya utumbo. Asidi ya propioni, asidi ya butiriki, asidi ya isobutiriki, na asidi ya isovaleriki kwenye kinyesi zinaweza kuwa alama za utambuzi na tofauti za ET.
Mtetemeko muhimu (ET) ni ugonjwa sugu wa neva unaoendelea na unaosababishwa na kutetemeka kwa viungo vya juu, ambao unaweza pia kuathiri sehemu zingine za mwili kama vile kichwa, kamba za sauti, na viungo vya chini 1. Sifa za kliniki za ET hazijumuishi tu dalili za mwendo lakini pia baadhi ya ishara zisizo za mwendo, ikiwa ni pamoja na ugonjwa wa utumbo 2. Tafiti nyingi zimefanywa ili kuchunguza sifa za kiafya na za kisaikolojia za mtetemeko muhimu, lakini mifumo iliyo wazi ya kiitolojia haijatambuliwa3,4. Tafiti za hivi karibuni zinaonyesha kwamba kutofanya kazi vizuri kwa mhimili wa microbiota-utumbo-ubongo kunaweza kuchangia magonjwa ya neva, na kuna ushahidi unaoongezeka wa uhusiano unaowezekana wa pande mbili kati ya microbiota ya utumbo na magonjwa ya neva5,6. Ikumbukwe kwamba, katika ripoti moja ya kisa, upandikizaji wa microbiota ya kinyesi uliboresha mtetemeko muhimu na ugonjwa wa utumbo wenye hasira kwa mgonjwa, ambao unaweza kuonyesha uhusiano wa karibu kati ya microbiota ya utumbo na mtetemeko muhimu. Kwa kuongezea, pia tulipata mabadiliko maalum katika microbiota ya utumbo kwa wagonjwa walio na ET, ambayo inaunga mkono sana jukumu muhimu la dysbiosis ya utumbo katika ET8.
Kuhusu dysbiosis ya utumbo katika magonjwa ya neva yanayoharibika, PD ndiyo inayosomwa sana5. Microbiota isiyo na usawa inaweza kuongeza upenyezaji wa utumbo na kuamsha glia ya utumbo, na kusababisha alpha-synucleinopathies9,10,11. PD na ET zina sifa fulani zinazoingiliana, kama vile mzunguko sawa wa kutetemeka kwa wagonjwa wa ET na PD, kutetemeka kwa kupumzika kwa pamoja (kutetemeka kwa kawaida katika PD), na kutetemeka kwa mkao (kupatikana zaidi kwa wagonjwa wa ET), na kufanya iwe vigumu kutofautisha kati yao. hatua za mwanzo 12. Kwa hivyo, tunahitaji haraka kufungua dirisha muhimu ili kutofautisha kati ya ET na PD. Katika muktadha huu, kusoma dysbiosis maalum ya utumbo na mabadiliko yanayohusiana ya kimetaboliki katika ET na kutambua tofauti zao kutoka kwa PD kunaweza kuwa alama za kibiolojia zinazowezekana kwa utambuzi na utambuzi tofauti wa ET.
Asidi za mafuta zenye mnyororo mfupi (SCFAs) ndizo metaboliti kuu zinazozalishwa na uchachushaji wa bakteria wa matumbo wa nyuzinyuzi za lishe na zinadhaniwa kuchukua jukumu muhimu katika mwingiliano wa utumbo na ubongo13,14. SCFAs huchukuliwa na seli za koloni na kusafirishwa hadi kwenye ini kupitia mfumo wa vena ya lango, na baadhi ya SCFAs huingia kwenye mzunguko wa kimfumo. SCFAs zina athari za ndani katika kudumisha uadilifu wa kizuizi cha matumbo na kukuza kinga ya asili katika mucosa ya matumbo15. Pia zina athari za muda mrefu kwenye kizuizi cha damu-ubongo (BBB) ​​​​kwa kuchochea protini za makutano tight na kuamsha niuroni kwa kuchochea vipokezi vya protini-pamoja na G (GPCRs) kuvuka BBB16. Acetate, propionate, na butyrate ndizo SCFAs nyingi zaidi kwenye koloni. Uchunguzi wa awali umeonyesha viwango vya kupungua kwa kinyesi cha asidi asetiki, propioni na butyriki kwa wagonjwa walio na ugonjwa wa Parkinson17. Hata hivyo, viwango vya SCFA vya kinyesi havijawahi kusomwa kwa wagonjwa walio na ET.
Kwa hivyo, utafiti wetu ulilenga kutambua mabadiliko maalum katika SCFA ya kinyesi kwa wagonjwa wenye ET na tofauti zao kutoka kwa wagonjwa wenye PD, kutathmini uhusiano wa SCFA ya kinyesi na dalili za kliniki za SCFA na microbiota ya utumbo, pamoja na kutambua uwezo wa utambuzi na tofauti wa sampuli za kinyesi. KZHK. Ili kushughulikia mambo yanayochanganya yanayohusiana na dawa za kupambana na PD, tuliwachagua wagonjwa walio na ugonjwa mpya wa Parkinson kama wadhibiti wa magonjwa.
Sifa za idadi ya watu na kliniki za ET 37, PD 37, na HC 35 zimefupishwa katika Jedwali 1. ET, PD, na HC zililinganishwa na umri, jinsia, na BMI. Makundi hayo matatu pia yalikuwa na uwiano sawa wa kuvuta sigara, kunywa pombe na kunywa kahawa na chai. Alama ya Wexner (P = 0.004) na alama ya HAMD-17 (P = 0.001) ya kundi la PD yalikuwa juu kuliko yale ya kundi la HC, na alama ya HAMA (P = 0.011) na alama ya HAMD-17 (P = 0.011) ya kundi la ET yalikuwa juu kuliko ya kundi la HC. Kozi ya ugonjwa katika kundi la ET ilikuwa ndefu zaidi kuliko katika kundi la PD (P<0.001).
Kulikuwa na tofauti kubwa katika viwango vya kinyesi vya asidi ya propionic ya kinyesi (P = 0.023), asidi asetiki (P = 0.039), asidi ya butiri (P = 0.020), asidi ya isovaleriki (P = 0.045), na asidi ya isobutiri (P = 0.015). . Katika uchambuzi zaidi wa baada ya hoc, viwango vya asidi ya propionic (P = 0.023), asidi ya butiri (P = 0.007), na asidi ya isobutiri (P = 0.040) katika kundi la ET vilikuwa chini sana kuliko wale walio katika kundi la HC. Wagonjwa walio na ET walikuwa na viwango vya chini vya isovalerate (P = 0.014) na isobutiri (P = 0.005) kuliko wagonjwa walio na PD. Kwa kuongezea, viwango vya asidi ya propionic ya kinyesi (P = 0.013), asidi asetiki (P = 0.016), na asidi butiriki (P = 0.041) vilikuwa chini kwa wagonjwa wenye PD kuliko kwa wagonjwa wenye CC (Mchoro 1 na Jedwali la Nyongeza 1).
ag inawakilisha ulinganisho wa kikundi cha asidi ya propioniki, asidi asetiki, asidi ya butiriki, asidi ya isovaleriki, asidi ya valeriki, asidi ya kaproiki na asidi ya isobutiriki, mtawalia. Kulikuwa na tofauti kubwa katika viwango vya asidi ya propioniki ya kinyesi, asidi asetiki, asidi ya butiriki, asidi ya isovaleriki na asidi ya isobutiriki kati ya makundi hayo matatu. ET essential tremor, ugonjwa wa Parkinson, udhibiti mzuri wa HC, SCFA. Tofauti kubwa zinaonyeshwa na *P < 0.05 na **P < 0.01.
Kwa kuzingatia tofauti ya mwendo wa ugonjwa kati ya kundi la ET na kundi la PD, tuliwapima wagonjwa 33 wenye PD ya mapema na wagonjwa 16 wenye ET (mkondo wa ugonjwa ≤ miaka 3) kwa ajili ya kulinganisha zaidi (Jedwali la Nyongeza 2). Matokeo yalionyesha kuwa kiwango cha asidi ya propionic ya kinyesi cha ET kilikuwa chini sana kuliko kile cha HA (P=0.015). Tofauti kati ya ET na HC kwa asidi ya butiriki na asidi ya isobutiriki haikuwa muhimu, lakini mwelekeo bado ulizingatiwa (P= 0.082). Viwango vya isobutiri ya kinyesi vilikuwa chini sana kwa wagonjwa wenye ET ikilinganishwa na wagonjwa wenye PD (P= 0.030). Tofauti kati ya ET na PD ya asidi ya isovaleriki haikuwa muhimu, lakini bado kulikuwa na mwelekeo (P= 0.084). Asidi ya propioni (P = 0.023), asidi asetiki (P = 0.020), na asidi butiriki (P = 0.044) zilikuwa chini sana kwa wagonjwa wa PD kuliko kwa wagonjwa wa HC. Matokeo haya (Mchoro wa Nyongeza 1) kwa ujumla yanaendana na matokeo makuu. Tofauti katika matokeo kati ya sampuli ya jumla na kundi dogo la wagonjwa wa mapema inaweza kuwa kutokana na ukubwa mdogo wa sampuli katika kundi dogo, na kusababisha nguvu ndogo ya takwimu ya data.
Kisha tulichunguza kama viwango vya SCFA vya kinyesi vinaweza kutofautisha wagonjwa wenye ET na wagonjwa wenye CU au PD. Kulingana na uchambuzi wa ROC, tofauti katika AUC ya viwango vya propionate ilikuwa 0.668 (95% CI: 0.538-0.797), ambayo iliwezesha kutofautisha wagonjwa wenye ET na HC. Wagonjwa wenye ET na GC wangeweza kutofautishwa kwa viwango vya butyrate na AUC ya 0.685 (95% CI: 0.556–0.814). Tofauti katika viwango vya asidi ya isobutiri zinaweza kutofautisha wagonjwa wenye ET na HC na AUC ya 0.655 (95% CI: 0.525–0.786). Wakati wa kuchanganya viwango vya propionate, butyrate na isobutyrate, AUC ya juu zaidi ya 0.751 (95% CI: 0.634–0.867) ilipatikana kwa unyeti wa 74.3% na umaalum wa 72.9% (Mchoro 2a). Ili kutofautisha kati ya wagonjwa wa ET na PD, AUC kwa viwango vya asidi ya isovaleriki ilikuwa 0.700 (95% CI: 0.579–0.822) na kwa viwango vya asidi ya isobuleriki ilikuwa 0.718 (95% CI: 0.599–0.836). Mchanganyiko wa viwango vya asidi ya isovaleriki na asidi ya isobuleriki ulikuwa na AUC ya juu zaidi ya 0.743 (95% CI: 0.629–0.857), unyeti wa 74.3% na umaalum wa 62.9% (Mchoro 2b). Zaidi ya hayo, tulichunguza kama viwango vya SCFA katika kinyesi cha wagonjwa wenye ugonjwa wa Parkinson vilikuwa tofauti na vidhibiti. Kulingana na uchambuzi wa ROC, AUC ya kutambua wagonjwa wenye PD kulingana na tofauti katika viwango vya asidi ya propioniki ilikuwa 0.687 (95% CI: 0.559-0.814), ikiwa na unyeti wa 68.6% na umaalum wa 68.7%. Tofauti katika viwango vya asetati zinaweza kutofautisha wagonjwa wa PD kutoka kwa HC zenye AUC ya 0.674 (95% CI: 0.542–0.805). Wagonjwa wenye PD wanaweza kutofautishwa kutoka CU tu kwa viwango vya butyrate na AUC ya 0.651 (95% CI: 0.515–0.787). Wakati wa kuchanganya viwango vya propionate, asetati na butyrate, AUC ya 0.682 (95% CI: 0.553–0.811) ilipatikana (Mchoro 2c).
Ubaguzi wa Kanisa la Orthodox la Urusi dhidi ya ET na HC; b ubaguzi wa Kanisa la Orthodox la Urusi dhidi ya ET na PD; c ubaguzi wa ROC dhidi ya PD na HC. ET essential tremor, ugonjwa wa Parkinson, udhibiti mzuri wa HC, SCFA.
Kwa wagonjwa walio na ET, viwango vya asidi ya isobutiriki ya kinyesi vilihusiana vibaya na alama ya FTM (r = -0.349, P = 0.034), na viwango vya asidi ya isovaleriki ya kinyesi vilihusiana vibaya na alama ya FTM (r = -0.421, P = 0.001) na alama ya TETRAS. (r = -0.382, P = 0.020). Kwa wagonjwa walio na ET na PD, viwango vya propionati ya kinyesi vilihusiana vibaya na alama za SCOPA-AUT (r = -0.236, P = 0.043) (Mchoro 3 na Jedwali la Nyongeza 3). Hakukuwa na uhusiano mkubwa kati ya mwendo wa ugonjwa na SCFA katika kundi la ET (P ≥ 0.161) au kundi la PD (P ≥ 0.246) (Jedwali la Nyongeza 4). Kwa wagonjwa walio na PD, viwango vya asidi ya kaproiki ya kinyesi vilihusiana vyema na alama za MDS-UPDRS (r = 0.335, P = 0.042). Katika washiriki wote, viwango vya propionate ya kinyesi (r = −0.230, P = 0.016) na asetati (r = −0.210, P = 0.029) vilihusiana vibaya na alama za Wexner (Mchoro 3 na Jedwali la Ziada 3).
Viwango vya asidi ya isobutiriki kwenye kinyesi vilihusiana vibaya na alama za FTM, asidi ya isovaleriki ilihusiana vibaya na alama za FTM na TETRAS, asidi ya propioni ilihusiana vibaya na alama za SCOPA-AUT, asidi ya kaproiki ilihusiana vyema na alama za MDS-UPDRS, na asidi ya propioni ilihusiana vibaya na alama za FTM na TETRAS. TETRAS na asidi asetiki zilihusiana vibaya na alama ya Wexner. Toleo lililofadhiliwa na Chama cha MDS-UPDRS la Kipimo cha Ukadiriaji wa Ugonjwa wa Parkinson Unified, Mini-Akili State Examination MMSE, Hamilton Depression Rating Scale HAMD-17, vipengee 17, Hamilton Anxiety Rating Scale HAMA, HY Hoehn na Yahr stages, 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. Tofauti kubwa zinaonyeshwa na *P < 0.05 na **P < 0.01.
Tulichunguza zaidi asili ya ubaguzi wa vijidudu vya utumbo kwa kutumia uchambuzi wa LEfSE na tukachagua kiwango cha data ya wingi wa jenasi kwa ajili ya uchambuzi zaidi. Ulinganisho ulifanywa kati ya ET na HC na kati ya ET na PD. Uchambuzi wa uwiano wa Spearman kisha ukafanywa kwa wingi wa vijidudu vya utumbo na viwango vya SCFA vya kinyesi katika makundi mawili ya ulinganisho.
Faecalibacterium (inayohusiana na asidi butiriki, r = 0.408, P < 0.001), Lactobacillus (inayohusiana na asidi butiriki, r = 0.283, P = 0.016), Streptobacterium (inayohusiana na asidi propionic, r = 0.327) zilikuwepo katika uchanganuzi wa ET na CA. , P = 0.005; zinahusiana na asidi butiriki, r = 0.374, P = 0.001; inahusiana na asidi ya isobutyriki, r = 0.329, P = 0.005), Howardella (inahusiana na asidi ya propionic, r = 0.242, P = 0.041), Raoultella (inahusiana na propionate, r = 0.249, P = 0.035), na Candidatus Arthromitus (inahusiana na asidi ya isobutyriki, r = 0.302, P = 0.010) iligundulika kuwa imepungua katika ET na inahusiana vyema na viwango vya SCFA vya kinyesi. Hata hivyo, wingi wa Stenotropomonas uliongezeka katika ET na ulihusiana vibaya na viwango vya isobutyrate vya kinyesi (r = -0.250, P = 0.034). Baada ya marekebisho ya FDR, ni uhusiano kati ya Faecalibacterium, Catenibacter, na SCFA pekee uliobaki kuwa muhimu (P ≤ 0.045) (Mchoro 4 na Jedwali la Ziada 5).
Uchambuzi wa uhusiano wa ET na HC. Baada ya marekebisho ya FDR, wingi wa Faecalibacterium (inayohusishwa vyema na butyrate) na Streptobacterium (inayohusishwa vyema na propionate, butyrate, na isobutyrate) iligundulika kuwa imepungua katika ET na inahusishwa vyema na viwango vya SCFA vya kinyesi. b Uchambuzi wa uhusiano wa ET na PD. Baada ya marekebisho ya FDR, hakuna uhusiano muhimu uliopatikana. ET essential tremor, ugonjwa wa Parkinson, udhibiti wa HC wenye afya, SCFA. Tofauti kubwa zinaonyeshwa na *P < 0.05 na **P < 0.01.
Wakati wa kuchanganua ET dhidi ya PD, Clostridium trichophyton iligundulika kuwa imeongezeka katika ET na inahusiana na asidi ya isovaleriki ya kinyesi (r = -0.238, P = 0.041) na asidi ya isobutiri (r = -0.257, P = 0.027). ). Baada ya marekebisho ya FDR, ama yale yalibaki kuwa muhimu (P≥0.295) (Mchoro 4 na Jedwali la Ziada 5).
Utafiti huu ni utafiti wa kina unaochunguza viwango vya SCFA vya kinyesi na kuviunganisha na mabadiliko katika microbiota ya utumbo na ukali wa dalili kwa wagonjwa wenye ET ikilinganishwa na wagonjwa wenye CU na PD. Tuligundua kuwa viwango vya SCFA vya kinyesi vilipunguzwa kwa wagonjwa wenye ET na vilihusishwa na ukali wa kliniki na mabadiliko maalum katika microbiota ya utumbo. Viwango vya jumla vya asidi ya mafuta ya mnyororo mfupi (SCFAs) kwenye kinyesi hutofautisha ET na GC na PD.
Ikilinganishwa na wagonjwa wa GC, wagonjwa wa ET wana viwango vya chini vya kinyesi vya asidi ya propionic, butyric, na isobutyric. Mchanganyiko wa asidi ya propionic, butyric na isobutyric unaweza kutofautisha kati ya ET na HC na AUC ya 0.751 (95% CI: 0.634–0.867), unyeti wa 74.3% na umaalum wa 72.9%, ikionyesha matumizi yao kama jukumu linalowezekana kama alama za uchunguzi kwa ET. Uchambuzi zaidi ulionyesha kuwa viwango vya asidi ya propionic ya kinyesi vilihusiana vibaya na alama ya Wexner na alama ya SCOPA-AUT. Viwango vya asidi ya isobutyric ya kinyesi vilihusiana kinyume na alama za FTM. Kwa upande mwingine, kupungua kwa viwango vya butyrate katika ET kulihusishwa na kupungua kwa wingi wa microbiota zinazozalisha SCFA, Faecalibacterium, na Categorybacter. Kwa kuongezea, kupungua kwa wingi wa Catenibacter katika ET pia kulihusishwa na kupungua kwa viwango vya asidi ya propionic na isobutyric ya kinyesi.
SCFA nyingi zinazozalishwa kwenye utumbo mpana huchukuliwa na koloni hasa kupitia visafirishaji vya monokaboksilati vinavyotegemea H+ au sodiamu. Asidi za mafuta zenye mnyororo mfupi zinazofyonzwa hutumika kama chanzo cha nishati kwa koloni, ilhali zile ambazo hazijafanyiwa umetaboli katika koloni husafirishwa hadi kwenye mzunguko wa lango 18. SCFA zinaweza kushawishi uhamaji wa matumbo, kuongeza utendaji kazi wa kizuizi cha matumbo, na kushawishi kimetaboliki ya mwenyeji na kinga19. Hapo awali iligundulika kuwa viwango vya kinyesi cha butyrate, acetate, na propionate vilipunguzwa kwa wagonjwa wa PD ikilinganishwa na HCs17, ambayo inaendana na matokeo yetu. Utafiti wetu uligundua kupungua kwa SCFA kwa wagonjwa walio na ET, lakini ni machache yanayojulikana kuhusu jukumu la SCFA katika ugonjwa wa ET. Butyrate na propionate zinaweza kufungamana na GPCR na kushawishi ishara zinazotegemea GPCR kama vile ishara ya MAPK na NF-κB20. Dhana ya msingi ya mhimili wa utumbo mpana ni kwamba SCFA zinazotolewa na vijidudu vya utumbo zinaweza kushawishi ishara zinazotegemea mwenyeji, na hivyo kushawishi utendaji kazi wa utumbo na ubongo. Kwa sababu butyrate na propionate zina athari kubwa za kuzuia shughuli za histone deacetylase (HDAC)21 na butyrate pia inaweza kufanya kazi kama ligand kwa vipengele vya unukuzi, zina athari kubwa kwenye metaboli ya mwenyeji, utofautishaji na kuenea, hasa kutokana na ushawishi wao kwenye udhibiti wa jeni22. Kulingana na ushahidi kutoka kwa SCFA na magonjwa ya neva yanayoharibika, butyrate inachukuliwa kuwa mgombea wa matibabu kutokana na uwezo wake wa kurekebisha shughuli ya HDAC iliyoharibika, ambayo inaweza kusababisha kifo cha niuroni ya dopaminergic katika PD23,24,25. Uchunguzi wa wanyama pia umeonyesha uwezo wa asidi ya butyric kuzuia kuzorota kwa niuroni ya dopaminergic na kuboresha matatizo ya mwendo katika mifano ya PD26,27. Asidi ya propionic imepatikana kupunguza majibu ya uchochezi na kulinda uadilifu wa BBB28,29. Uchunguzi umeonyesha kuwa asidi ya propionic inakuza uhai wa niuroni za dopaminergic katika kukabiliana na sumu ya rotenone katika mifano ya PD 30 na kwamba utawala wa mdomo wa asidi ya propionic huokoa upotevu wa niuroni ya dopaminergic na upungufu wa mwendo katika panya walio na PD 31. Kidogo kinajulikana kuhusu kazi ya asidi ya isobutyric. Hata hivyo, utafiti wa hivi karibuni uligundua kuwa ukoloni wa panya walio na B. ovale uliongeza kiwango cha SCFA ya utumbo (ikiwa ni pamoja na asetati, propionate, isobutyrate, na isovalerate) na mkusanyiko wa GABA ya utumbo, ikionyesha kwamba uhusiano umeanzishwa kati ya viwango vya microbiota ya utumbo na SCFA ya utumbo. 32. Kwa ET, mabadiliko yasiyo ya kawaida ya kiolojia katika serebela ni pamoja na mabadiliko katika aksoni na dendrites za seli za Purkinje, uhamishaji na upotevu wa seli za Purkinje, mabadiliko katika aksoni za seli za kikapu, na kasoro katika miunganisho ya nyuzi zinazopanda hadi kwenye viini vya seli za Purkinje, ambayo husababisha kupungua kwa pato la GABAergic kutoka serebela3,4,33. Bado haijulikani wazi ikiwa SCFA zinahusishwa na kuzorota kwa neva kwa seli za Purkinje na kupungua kwa uzalishaji wa GABA ya serebela. Matokeo yetu yanaonyesha uhusiano wa karibu kati ya SCFA na ET; hata hivyo, muundo wa utafiti wa sehemu mtambuka hauruhusu hitimisho lolote kuhusu uhusiano wa kisababishi kati ya SCFA na mchakato wa ugonjwa wa ET. Uchunguzi zaidi wa ufuatiliaji wa muda mrefu unahitajika, ikiwa ni pamoja na vipimo vya mfululizo vya SCFA za kinyesi, pamoja na tafiti za wanyama zinazochunguza mifumo.
SCFA zinadhaniwa kuchochea usiri wa misuli laini ya koloni34. Ukosefu wa SCFA utazidisha dalili za kuvimbiwa, na nyongeza ya SCFA inaweza kuboresha dalili za kuvimbiwa PD35. Matokeo yetu pia yanaonyesha uhusiano muhimu kati ya kupungua kwa kiwango cha SCFA ya kinyesi na kuongezeka kwa kuvimbiwa na kutofanya kazi vizuri kwa uhuru kwa wagonjwa walio na ET. Ripoti moja ya kesi iligundua kuwa upandikizaji wa microbiota uliboresha mtetemeko muhimu na ugonjwa wa utumbo wenye hasira kwa mgonjwa wa 7, ikidokeza zaidi uhusiano wa karibu kati ya microbiota ya utumbo na ET. Kwa hivyo, tunaamini kwamba SCFA/microbiota ya kinyesi inaweza kuathiri uhamaji wa matumbo ya mwenyeji na utendaji kazi wa mfumo wa neva wa uhuru.
Utafiti uligundua kuwa viwango vilivyopungua vya SCFA za kinyesi katika ET vilihusishwa na kupungua kwa wingi wa Faecalibacterium (inayohusishwa na butyrate) na Streptobacterium (inayohusishwa na propionate, butyrate, na isobutyrate). Baada ya marekebisho ya FDR, uhusiano huu unabaki kuwa muhimu. Faecalibacterium na Streptobacterium ni vijidudu vinavyozalisha SCFA. Faecalibacterium inajulikana kuwa ni vijidudu vinavyozalisha butyrate36, huku bidhaa kuu za uchachushaji wa Catenibacter ni acetate, butyrate na asidi lactic37. Faecalibacterium iligunduliwa katika 100% ya vikundi vyote vya ET na HC; Wingi wa wastani wa kundi la ET ulikuwa 2.06% na ule wa kundi la HC ulikuwa 3.28% (LDA 3.870). Bakteria ya kategoria iligunduliwa katika 21.6% (8/37) ya kundi la HC na katika sampuli 1 pekee ya kundi la ET (1/35). Kupungua na kutoonekana kwa bakteria aina ya streptobacteria katika ET kunaweza pia kuonyesha uhusiano na ugonjwa unaosababisha magonjwa. Wingi wa wastani wa spishi za Catenibacter katika kundi la HC ulikuwa 0.07% (LDA 2.129). Zaidi ya hayo, bakteria wa asidi ya lactic walihusishwa na mabadiliko katika butyrate ya kinyesi (P=0.016, P=0.096 baada ya marekebisho ya FDR), na mgombea wa arthritis alihusishwa na mabadiliko katika isobutyrate (P=0.016, P=0.072 baada ya marekebisho ya FDR). Baada ya marekebisho ya FDR, ni mwelekeo wa uhusiano pekee unaobaki, ambao si muhimu kitakwimu. Lactobacilli pia hujulikana kuwa wazalishaji wa SCFA (asidi asetiki, asidi ya propionic, asidi ya isobutyric, asidi ya butyric) 38 na Candidatus Arthromitus ni kichocheo maalum cha utofautishaji wa seli ya msaidizi wa T 17 (Th17), huku Th1/2 na Tregs zikihusishwa na usawa wa kinga /Th1739. . Utafiti wa hivi karibuni unaonyesha kwamba viwango vya juu vya pseudoarthritis ya kinyesi vinaweza kuchangia uvimbe wa utumbo mpana, utendaji kazi usiofaa wa kizuizi cha utumbo, na uvimbe wa mfumo 40. Clostridium trichophyton iliongezeka katika ET ikilinganishwa na PD. Wingi wa Clostridium trichoides uligundulika kuwa na uhusiano hasi na asidi ya isovaleric na asidi ya isobutyric. Baada ya marekebisho ya FDR, vyote vilibaki kuwa muhimu (P≥0.295). Clostridium pilosum ni bakteria inayojulikana kuhusishwa na uvimbe na inaweza kuchangia utendaji kazi usiofaa wa kizuizi cha utumbo 41. Utafiti wetu wa awali uliripoti mabadiliko katika microbiota ya utumbo ya wagonjwa walio na ET8. Hapa pia tunaripoti mabadiliko katika SCFA katika ET na kutambua uhusiano kati ya dysbiosis ya utumbo na mabadiliko katika SCFA. Viwango vya SCFA vilivyopungua vinahusishwa kwa karibu na dysbiosis ya utumbo na ukali wa kutetemeka katika ET. Matokeo yetu yanaonyesha kwamba mhimili wa utumbo-ubongo unaweza kuchukua jukumu muhimu katika pathogenesis ya ET, lakini tafiti zaidi katika mifano ya wanyama zinahitajika.
Ikilinganishwa na wagonjwa wenye PD, wagonjwa wenye ET wana viwango vya chini vya asidi ya isovaleriki na isobutyriki kwenye kinyesi chao. Mchanganyiko wa asidi ya isovaleriki na asidi ya isobutyriki uligundua ET katika PD na AUC ya 0.743 (95% CI: 0.629–0.857), unyeti wa 74.3% na umaalum wa 62.9%, ikidokeza jukumu lao kama alama za kibiolojia katika utambuzi tofauti wa ET. Viwango vya asidi ya isovaleriki ya kinyesi vilihusiana kinyume na alama za FTM na TETRAS. Viwango vya asidi ya isobuleriki ya kinyesi vilihusiana kinyume na alama za FTM. Kupungua kwa viwango vya asidi ya isobuleriki kulihusishwa na kupungua kwa wingi wa catobacteria. Kidogo kinajulikana kuhusu kazi za asidi ya isovaleriki na asidi ya isobuleriki. Utafiti uliopita ulionyesha kuwa ukoloni wa panya wenye Bacteroides ovale uliongeza kiwango cha SCFA ya matumbo (ikiwa ni pamoja na asetati, propionate, isobutyrate, na isovalerate) na viwango vya GABA ya matumbo, na kuonyesha uhusiano wa matumbo kati ya microbiota na viwango vya SCFA/neurotransmitter ya matumbo32. Cha kufurahisha ni kwamba, viwango vya asidi ya isobutyric vilivyoonekana vilikuwa sawa kati ya vikundi vya PD na HC, lakini vilikuwa tofauti kati ya vikundi vya ET na PD (au HC). Asidi ya isobutyric inaweza kutofautisha kati ya ET na PD na AUC ya 0.718 (95% CI: 0.599–0.836) na kutambua ET na NC na AUC ya 0.655 (95% CI: 0.525–0.786). Kwa kuongezea, viwango vya asidi ya isobutyric vinahusiana na ukali wa tetemeko, na hivyo kuimarisha zaidi uhusiano wake na ET. Swali la kama asidi ya isobutyric ya mdomo inaweza kupunguza ukali wa tetemeko kwa wagonjwa wenye ET linastahili utafiti zaidi.
Kwa hivyo, kiwango cha SCFA kwenye kinyesi hupungua kwa wagonjwa wenye ET na huhusishwa na ukali wa kimatibabu wa ET na mabadiliko maalum katika microbiota ya utumbo. Propionate ya kinyesi, butyrate, na isobutyrate zinaweza kuwa alama za kibaolojia za utambuzi kwa ET, ilhali isobutyrate na isovalerate zinaweza kuwa alama za kibaolojia tofauti za utambuzi kwa ET. Mabadiliko katika isobutyrate ya kinyesi yanaweza kuwa maalum zaidi kwa ET kuliko mabadiliko katika SCFA zingine.
Utafiti wetu una mapungufu kadhaa. Kwanza, mifumo ya lishe na mapendeleo ya chakula yanaweza kuathiri usemi wa microbiota, sampuli kubwa za utafiti katika makundi tofauti zinahitajika, na tafiti za siku zijazo zinapaswa kuanzisha tafiti za kina na za kimfumo za lishe kama vile dodoso za masafa ya chakula. Pili, muundo wa utafiti wa sehemu mbalimbali huzuia hitimisho lolote kuhusu uhusiano wa kisababishi kati ya SCFA na maendeleo ya ET. Masomo zaidi ya ufuatiliaji wa muda mrefu yenye vipimo vya mfululizo vya SCFA za kinyesi yanahitajika. Tatu, uwezo wa utambuzi na tofauti wa viwango vya SCFA vya kinyesi unapaswa kuthibitishwa kwa kutumia sampuli huru kutoka kwa ET, HC, na PD. Sampuli zaidi za kinyesi huru zinapaswa kupimwa katika siku zijazo. Hatimaye, wagonjwa wenye PD katika kundi letu walikuwa na muda mfupi zaidi wa ugonjwa kuliko wagonjwa wenye ET. Tulilinganisha ET, PD na HC kwa umri, jinsia na BMI. Kwa kuzingatia tofauti katika mwendo wa ugonjwa kati ya kundi la ET na kundi la PD, pia tulisoma wagonjwa 33 wenye PD ya mapema na wagonjwa 16 wenye ET (muda wa ugonjwa ≤ miaka 3) kwa kulinganisha zaidi. Tofauti kati ya makundi katika SCFA kwa ujumla ziliendana na data yetu ya msingi. Zaidi ya hayo, hatukupata uhusiano wowote kati ya muda wa ugonjwa na mabadiliko katika SCFA. Hata hivyo, katika siku zijazo, itakuwa bora kuajiri wagonjwa wenye PD na ET katika hatua za awali zenye muda mfupi wa ugonjwa ili kukamilisha uthibitishaji katika sampuli kubwa zaidi.
Itifaki ya utafiti iliidhinishwa na kamati ya maadili ya Hospitali ya Ruijin, iliyohusishwa na Shule ya Tiba ya Chuo Kikuu cha Shanghai Jiao Tong (RHEC2018-243). Ridhaa iliyoandikwa ilipatikana kutoka kwa washiriki wote.
Kati ya Januari 2019 na Desemba 2022, watu 109 (37 ET, 37 PD, na 35 HC) kutoka Kliniki ya Kituo cha Matatizo ya Mwendo ya Hospitali ya Ruijin, iliyohusishwa na Shule ya Tiba ya Chuo Kikuu cha Shanghai Jiao Tong, walijumuishwa katika utafiti huu. Vigezo vilikuwa: (1) umri wa miaka 25-85, (2) wagonjwa wenye ET waligunduliwa kulingana na vigezo vya Kikundi Kazi cha MDS 42 na PD waligunduliwa kulingana na vigezo vya MDS 43, (3) wagonjwa wote hawakuwa wakitumia dawa za kupunguza PD kabla ya kuchukua sampuli. (4) Kundi la ET lilichukua vizuizi vya β pekee au hakuna dawa zinazohusiana kabla ya kukusanya sampuli za kinyesi. HC zilizolingana na umri, jinsia, na faharisi ya uzito wa mwili (BMI) pia zilichaguliwa. Vigezo vya kutengwa vilikuwa: (1) walaji mboga, (2) lishe duni, (3) magonjwa sugu ya njia ya utumbo (ikiwa ni pamoja na ugonjwa wa uchochezi wa utumbo, vidonda vya tumbo au duodenal), (4) magonjwa sugu makali (ikiwa ni pamoja na uvimbe mbaya), kushindwa kwa moyo, kushindwa kwa figo, magonjwa ya damu) (5) Historia ya upasuaji mkubwa wa utumbo, (6) Matumizi sugu au ya kawaida ya mtindi, (7) Matumizi ya probiotics au antibiotics yoyote kwa mwezi 1, (8) Matumizi sugu ya corticosteroids, vizuizi vya pampu ya protoni, statins, metformin, dawa za kukandamiza kinga mwilini au dawa za kupunguza saratani na (9) uharibifu mkubwa wa utambuzi unaoingilia majaribio ya kliniki.
Masomo yote yalitoa historia ya kimatibabu, uzito na urefu ili kuhesabu BMI, na yalifanyiwa uchunguzi wa neva na tathmini ya kimatibabu kama vile Kipimo cha Wasiwasi cha Hamilton (HAMA) 44, Kipimo cha Upungufu wa Msongo wa Mawazo cha Hamilton (HAMD-17) 45. mfadhaiko, ukali wa kuvimbiwa kwa kutumia Kipimo cha Wexner Constipation Scale 46 na Kipimo cha Bristol Stool 47 na utendaji wa utambuzi kwa kutumia Kipimo cha Mini-Akili cha Hali ya Akili (MMSE) 48. Kipimo cha Tathmini ya Dalili za Kujiendesha za Ugonjwa wa Parkinson (SCOPA-AUT) 49 kilichunguza utendakazi mbaya wa kujiendesha kwa wagonjwa wenye ET na PD. Kipimo cha Upimaji wa Mtetemeko wa Kliniki cha Fan-Tolos-Marin (FTM) na Kipimo cha Upimaji Muhimu wa Mtetemeko (TETRAS) 50. Kundi la Utafiti wa Mtetemeko (TRG) 50 lilichunguzwa kwa wagonjwa wenye ET; Kipimo cha Upimaji wa Ugonjwa wa Kinson (MDS-UPDRS) kilichofadhiliwa na Chama cha Magonjwa cha United Parkinson toleo la 51 na daraja la Hoehn na Yahr (HY) 52 zilichunguzwa.
Kila mshiriki aliombwa kukusanya sampuli ya kinyesi asubuhi kwa kutumia chombo cha kukusanya kinyesi. Hamisha vyombo kwenye barafu na kuhifadhi kwenye -80°C kabla ya kusindika. Uchambuzi wa SCFA ulifanywa kulingana na shughuli za kawaida za Tiangene Biotechnology (Shanghai) Co., Ltd. 400 mg ya sampuli mpya za kinyesi zilikusanywa kutoka kwa kila mtu na kuchambuliwa kwa kutumia SCFA baada ya kusaga na kabla ya sonication. SCFA zilizochaguliwa kwenye kinyesi zilichambuliwa kwa kutumia chromatografia ya gesi-spectrometry ya wingi (GC-MS) na chromatografia ya kioevu-sanjari MS (LC-MS/MS).
DNA ilitolewa kutoka kwa sampuli 200 mg kwa kutumia QIAamp® Fast DNA Stool Mini Kit (QIAGEN, Hilden, Ujerumani) kulingana na maagizo ya mtengenezaji. Muundo wa vijidudu ulibainishwa kwa kupanga jeni la 16 S rRNA kwenye DNA iliyotengwa kutoka kwenye kinyesi kwa kuongeza eneo la V3-V4. Jaribu DNA kwa kuendesha sampuli kwenye jeli ya agarose ya 1.2%. Upanuzi wa mmenyuko wa mnyororo wa polymerase (PCR) wa jeni la 16S rRNA ulifanywa kwa kutumia vitangulizi vya bakteria vya ulimwengu wote (357 F na 806 R) na maktaba ya amplicon ya hatua mbili iliyojengwa kwenye jukwaa la Novaseq.
Vigezo endelevu huonyeshwa kama wastani ± kupotoka kwa kawaida, na vigezo vya kategoria huonyeshwa kama nambari na asilimia. Tulitumia jaribio la Levene kujaribu usawa wa tofauti. Ulinganisho ulifanywa kwa kutumia majaribio ya t yenye mikia miwili au uchambuzi wa tofauti (ANOVA) ikiwa vigezo vilisambazwa kawaida na majaribio yasiyo ya kigezo ya Mann-Whitney U ikiwa dhana za kawaida au homoscedasticity zilikiukwa. Tulitumia eneo lililo chini ya mkunjo wa sifa ya uendeshaji wa kipokezi (ROC) (AUC) ili kupima utendaji wa utambuzi wa modeli na kuchunguza uwezo wa SCFA kutofautisha wagonjwa wenye ET na wale walio na HC au PD. Ili kuchunguza uhusiano kati ya SCFA na ukali wa kimatibabu, tulitumia uchambuzi wa uwiano wa Spearman. Uchambuzi wa takwimu ulifanywa kwa kutumia programu ya SPSS (toleo la 22.0; SPSS Inc., Chicago, IL) huku kiwango cha umuhimu (ikiwa ni pamoja na thamani ya P na FDR-P) kikiwa kimewekwa katika 0.05 (upande wa pande mbili).
Mfuatano wa S 16 ulichambuliwa kwa kutumia mchanganyiko wa programu ya Trimmomatic (toleo 0.35), Flash (toleo 1.2.11), UPARSE (toleo v8.1.1756), mothur (toleo 1.33.3) na R (toleo 3.6.3). Data ya jeni ghafi ya rRNA ya 16S ilichakatwa kwa kutumia UPARSE ili kutoa vitengo vya taksonomia vya uendeshaji (OTUs) vyenye utambulisho wa 97%. Taksonomia zilibainishwa kwa kutumia Silva 128 kama hifadhidata ya marejeleo. Kiwango cha jumla cha data ya wingi wa jamaa kilichaguliwa kwa ajili ya uchambuzi zaidi. Uchambuzi wa ukubwa wa athari ya uchanganuzi wa mstari (LDA) (LEfSE) ulitumika kwa kulinganisha kati ya vikundi (ET dhidi ya HC, ET dhidi ya PD) vyenye kizingiti cha α cha 0.05 na kizingiti cha ukubwa wa athari cha 2.0. Jenasi ya ubaguzi iliyotambuliwa na uchanganuzi wa LEfSE ilitumika zaidi kwa uchanganuzi wa uwiano wa Spearman wa SCFA.
Kwa maelezo zaidi kuhusu muundo wa utafiti, tazama Muhtasari wa Ripoti ya Utafiti wa Asili unaohusiana na makala haya.
Data ghafi ya mpangilio wa 16S huhifadhiwa katika hifadhidata ya Mradi wa BioProject wa Kituo cha Kitaifa cha Habari za Bioteknolojia (NCBI) (SRP438900: PRJNA974928), URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Traces/study/?acc= SRP438900&o. =acc_s% 3Aa. Data nyingine muhimu zinapatikana kwa mwandishi husika kwa ombi linalofaa, kama vile ushirikiano wa kisayansi na ubadilishanaji wa kitaaluma na miradi kamili ya utafiti. Hakuna uhamisho wa data kwa wahusika wengine bila idhini yetu unaoruhusiwa.
Msimbo huria wa chanzo pekee ukiwa na mchanganyiko wa Trimmomatic (toleo 0.35), Flash (toleo 1.2.11), UPARSE (toleo v8.1.1756), mothur (toleo 1.33.3) na R (toleo 3.6.3), kwa kutumia mipangilio chaguo-msingi au sehemu ya "Method". Taarifa za ziada za ufafanuzi zinaweza kutolewa kwa mwandishi husika kwa ombi linalofaa.
Pradeep S na Mehanna R. Matatizo ya utumbo katika matatizo ya mwendo wa hyperkinetic na ataksia. Yanayohusiana na ugonjwa wa Parkinson. mkanganyiko. 90, 125–133 (2021).
Louis, ED na Faust, PL Patholojia ya tetemeko muhimu: kuzorota kwa neva na kupanga upya miunganisho ya neva. Nat. Mchungaji Nirol. 16, 69–83 (2020).
Gironell, A. Je, tetemeko muhimu ni tatizo kuu la kutofanya kazi vizuri kwa Gaba? Ndiyo. kimataifa. Rev. Neuroscience. 163, 259–284 (2022).
Dogra N., Mani RJ na Katara DP Mhimili wa utumbo-ubongo: njia mbili za kuashiria katika ugonjwa wa Parkinson. Molekuli za seli. Neurobiolojia. 42, 315–332 (2022).
Quigley, EMM. Mhimili wa microbiota-ubongo-utumbo na magonjwa ya neva yanayoharibika. sasa. Nellore. Sayansi ya Ubongo. Ripoti 17, 94 (2017).
Liu, XJ, Wu, LH, Xie, WR na He, XX Upandikizaji wa microbiota ya kinyesi kwa wakati mmoja huboresha mtetemeko muhimu na ugonjwa wa utumbo wenye hasira kwa wagonjwa. Saikolojia ya Wazee 20, 796–798 (2020).
Zhang P. et al. Mabadiliko maalum katika microbiota ya utumbo katika tetemeko muhimu na tofauti yao kutoka kwa ugonjwa wa Parkinson. Ugonjwa wa NPJ Parkinson. 8, 98 (2022).
Luo S, Zhu H, Zhang J na Wang D. Jukumu muhimu la microbiota katika udhibiti wa vitengo vya neva-glial-epithelial. Upinzani dhidi ya maambukizi. 14, 5613–5628 (2021).
Emin A. na wenzake. Patholojia ya alpha-synuclein ya duodenal na gliosis ya utumbo katika ugonjwa unaoendelea wa Parkinson. hoja. mkanganyiko. https://doi.org/10.1002/mds.29358 (2023).
Skorvanek M. et al. Kingamwili za alpha-synuclein 5G4 hutambua ugonjwa wa Parkinson na ugonjwa wa Parkinson wa prodromal kwenye mucosa ya utumbo mpana. hoja. mkanganyiko. 33, 1366–1368 (2018).
Algarni M na Fasano A. Sadfa ya tetemeko muhimu na ugonjwa wa Parkinson. Inahusishwa na ugonjwa wa Parkinson. mkanganyiko. 46, С101–С104 (2018).
Sampson, TR et al. Vijidudu vya utumbo hurekebisha upungufu wa mwendo na uvimbe wa neva katika mifumo ya ugonjwa wa Parkinson. Cell 167, 1469–1480.e1412 (2016).
Unger, MM et al. Asidi za mafuta zenye mnyororo mfupi na microbiota ya utumbo hutofautiana kati ya wagonjwa wenye ugonjwa wa Parkinson na vidhibiti vinavyolingana na umri. Kuhusishwa na ugonjwa wa Parkinson. mkanganyiko. 32, 66–72 (2016).
Bleacher E, Levy M, Tatirovsky E na Elinav E. Vimetaboliti vinavyodhibitiwa na vijidudu kwenye kiolesura cha kinga ya mwenyeji. J. Immunology. 198, 572–580 (2017).