Швейцарские исследователи обнаружили, что микробиота кишечника самостоятельно вырабатывает серотонин. Они доказали, что сочетание бактерий кишечника человека, состоящее из Limosilactobacillus mucosae и Ligilactobacillus ruminis, способно производить серотонин in vitro путем через химическую его предшественника.
Кишечная микробиота представляет собой совокупность бактерий, колонизирующих желудочно-кишечный тракт (ЖКТ). Ключевую роль в регуляции функций кишечника играет серотонин. Этот нейромедиатор не только регулирует перистальтику, сосудистый тонус и висцеральную чувствительность, но и способствует развитию и поддержанию кишечной (или энтеральной) нервной системы. Около 95% всего серотонина в организме синтезируется и хранится в энтерохромаффинных клетках. Однако оставалось неясным способны ли микроорганизмы кишечника самостоятельно вырабатывать серотонин.
В новом исследовании ученым из Гётеборгского университета удалось обнаружить штаммы бактерий, способных синтезировать серотонин. В начале своей работе авторы сравнили показатели содержания нейромедиатора в сыворотке крови и фекалиях десятимесячных мышей дикого типа с наличием нормальной микробиоты и без нее. Как и ожидалось уровень серотонина в крови не отличался, однако в фекалиях серотонина было больше у мышей с микробиотой. Авторы отметили, что пересадка микробиоты приводила к повышению уровня фекального серотонина.
Далее исследователи оценили способность микробиоты кишечника шести здоровых добровольцев продуцировать серотонин в условиях in vitro. Фекальная микробиота культивировалась анаэробно в богатой среде, а серотонин количественно определялся методом целевой масс-спектрометрии в течение 48 часов.
Результаты оказались разными: микробиота трех доноров совсем не производила детектируемый серотонин, однако в других образцах в течение первых 12 часов после пересадки содержание нейромедиатора повышалось до 500 нМ. В совокупности эти данные демонстрируют, что кишечная микробиота взрослого человека обладает способностью продуцировать серотонин самостоятельно.
Ученые выделили бактериальные штаммы, чтобы обнаружить лактобактерии, способные к синтезу серотонина. В полученных результатах проявились два вида бактерий – Ligilactobacillus ruminis и Limosilactobacillus mucosae. Интересно, что монокультуры этих микроорганизмов не обладали выраженной синтетической активностью, но вместе они оказались способны к кооперативному синтезу серотонина через декарбоксилирование 5-гидрокситриптофана (предшественника серотонина).
«Наши результаты показывают, что некоторые кишечные бактерии могут вырабатывать биоактивный серотонин и тем самым играть важную роль в поддержании здоровья кишечника, а также открывают новые возможности для лечения функциональных желудочно-кишечных расстройств, типа синдрома раздраженного кишечника», – заключают авторы.
Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Reports.
Текст: Денис Бурляй