微生物群和大脑:他们的对话如何影响农场动物?

在畜牧业中,经常谈论肠道菌群平衡,以提高生产水平,以对微生物群采取行动。无论是反刍动物,猪还是家禽,“微生物群”都因其健康和行为的力量而着迷。这个神秘的“器官”如何起作用?有时我们会听到“第二大脑”一词,但是这两个实体如何相互作用?

微生物群

为功能性微生物群提供欢呼!

消化菌群的简化视图是,它由:

  • 有害细菌(大肠杆菌,梭菌)
  • 和有益细菌(乳酸菌,双歧杆菌),

现实更为复杂,因为它取决于细菌菌株及其功能。现实更为复杂,因为它取决于细菌菌株及其功能。每个细菌都可以具有多个功能,但是不同的细菌也可以具有相似的功能,因此不同的微生物群很可能有相同的总体功能。

肠道和大脑:它们如何交流?

在了解肠道和大脑如何交流之前,重点是将植物群的组成转向似乎更有前途的平衡。使用某些饲料添加剂(益生元,益生菌,精油,植物提取物)可以改变其组成和功能。但是,您可能还会发现它可以在某些条件下进行修改,例如压力或某些病理。

实际上,有一个轴以双向方式连接肠道菌和大脑:更常见作为“微生物群”轴。该轴涉及神经,免疫,内分泌和代谢途径。

肠脑轴或脑肠轴:信息流动到哪个方向?

肠道轴已在人类和小鼠中特别研究(作为人类的模型)。在人类中,已经表明自上而下的型号,从大脑到肠道(脑微生物轴),例如慢性应激或a创伤性生活事件。然后,大脑激活自主神经系统和下丘脑 - 垂体 - 肾上腺轴,该轴作用于肠神经系统的神经元可塑性。这将导致肠道敏感性和渗透率或微生物群的改变。

反过来,自下而上的模型,从肠道到大脑(微生物群 - 脑轴),由肠菌群的改变,胃肠道感染或肠炎。这些事件改变了肠神经系统的神经元可塑性,该神经系统通过不同的纤维改变行为或导致心理障碍。

肠道脑轴

资料来源:Al-Asmakh等。-2012-肠道微生物群落调节大脑发育和功能

肠脑轴现在在帕金森氏症,阿尔茨海默氏症和自闭症等病理中得到广泛描述。实际上,这些脑部疾病似乎实际上是菌群改变的结果,细菌多样性的降低,但同时降低了某些细菌,具有阳性含义,相反,某些细菌的过度占具有某些细菌的代表性。负含义。

农场动物的情况如何?

微生物群:动物生产的真正问题

尽管肠脑或脑微生物核轴主要在人类和小鼠中描述,但对所有动物物种都是有效的。近年来,越来越多的研究集中在农场动物中的这一轴上。这些研究表明,肠道菌群能够影响他们的行为(微生物群 - 脑轴),但大脑也会影响消化健康(脑微生物轴)。

从科学模型

例如,一项在轴突鹌鹑中进行的研究表明,在令人恐惧的情况下,菌群的缺乏降低了情绪反应性(Kraimi等人-2018-缺乏肠道微生物群会降低日本鹌鹑中的情绪反应性)。同一位作者还通过选择两种类型的鹌鹑线,一种很容易受到害怕(E+),另一个不太容易受到害怕(e-),也显示出对情感反应性的影响。E+系的轴苯鹌鹑与E+或E-鹌鹑接种了微生物群,而接受E-微生物群的人的情绪反应性较小,而情绪反应性较小(Kraimi等。-2019-肠道菌群转移对日本鹌鹑情绪反应性的影响)。

到田野

猪中脑微生物轴存在的一个很好的例子是断奶应激对肠道菌群的影响。断奶的确是动物的创伤事件清单:与母亲分离,分布有新的种族特异性,饮食变化,生活场所的变化;所有的压力元素解释了为什么在生命的这一刻中观察到非特异性腹泻的原因。2018年的一项研究表明,断奶的应力导致了微生物菌群的修饰,病原体/非病原体比率不平衡,其功能的修饰,但也改变了肠道代谢微生物的变化。(Li等人-2018-断奶应力渗透肠道微生物组及其在小猪中的代谢谱)

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