Grazas por visitar Nature.com. A versión do navegador que estás a usar ten compatibilidade limitada con CSS. Para obter mellores resultados, recomendámosche que uses unha versión máis recente do teu navegador (ou que desactives o modo de compatibilidade en Internet Explorer). Mentres tanto, para garantir a compatibilidade continua, mostramos o sitio sen estilos nin JavaScript.
O diagnóstico precoz do tremor esencial (TE) pode ser un reto, especialmente cando se distingue dos controis sans (HC) e da enfermidade de Parkinson (HC). Recentemente, a análise de mostras de feces para a microbiota intestinal e os seus metabolitos proporcionou novos métodos para o descubrimento de novos biomarcadores de enfermidades neurodexenerativas. Os ácidos graxos de cadea curta (AGCC), como principal metabolito da flora intestinal, redúcense nas feces na PD. Non obstante, os AGCC fecais nunca se estudaron no TE. O noso obxectivo foi investigar os niveis fecais de AGCC no TE, avaliar a súa relación cos síntomas clínicos e a microbiota intestinal e determinar a súa potencial capacidade diagnóstica. Os AGCC fecais e a microbiota intestinal medíronse en 37 TE, 37 novos PD e 35 HC. O estreñimento, a disfunción autonómica e a gravidade do tremor avaliáronse mediante escalas. Os niveis fecais de propionato, butirato e isobutirato foron máis baixos no TE que no HC. Unha combinación de ácidos propiónico, butírico e isobutírico distinguiu o ET do HC cunha AUC de 0,751 (IC do 95%: 0,634–0,867). Os niveis de ácido isovalérico e ácido isobutírico fecal foron máis baixos no ET que na PD. O ácido isovalérico e o ácido isobutírico discriminan entre ET e PD cunha AUC de 0,743 (IC do 95%: 0,629–0,857). O propionato fecal está inversamente asociado co estreñimento e a disfunción autonómica. O ácido isobutírico e o ácido isovalérico están inversamente relacionados coa gravidade do tremor. A diminución dos AGCC fecais asociouse cunha diminución da abundancia de Faecalibacterium e Streptobacterium no ET. Polo tanto, o contido de AGCC nas feces diminúe no ET e está asociado coa gravidade do cadro clínico e cos cambios na microbiota intestinal. O propionato, butirato, isobutirato e isovalerato fecais poden ser posibles biomarcadores diagnósticos e de diagnóstico diferencial para a etioloxía.
O tremor esencial (TE) é un trastorno neurodexenerativo crónico e progresivo caracterizado principalmente por tremor das extremidades superiores, que tamén pode afectar outras partes do corpo como a cabeza, as cordas vocais e as extremidades inferiores 1. As características clínicas do TE inclúen non só síntomas motores, senón tamén algúns signos non motores, incluídas enfermidades gastrointestinais 2. Realizáronse numerosos estudos para examinar as características patolóxicas e fisiolóxicas do tremor esencial, pero non se identificaron mecanismos fisiopatolóxicos claros 3,4; Estudos recentes suxiren que a disfunción do eixe microbiota-intestino-cerebro pode contribuír a enfermidades neurodexenerativas, e hai cada vez máis evidencias dunha posible relación bidireccional entre a microbiota intestinal e as enfermidades neurodexenerativas 5,6. Cabe destacar que, nun informe de caso, o transplante de microbiota fecal mellorou tanto o tremor esencial como a síndrome do intestino irritable nun paciente, o que pode indicar unha estreita relación entre a microbiota intestinal e o tremor esencial. Ademais, tamén atopamos cambios específicos na microbiota intestinal en pacientes con TE, o que apoia firmemente o importante papel da disbiose intestinal no TE 8.
En canto á disbiose intestinal nas enfermidades neurodexenerativas, a enfermidade de Parkinson (MP) é a máis estudada5. Unha microbiota desequilibrada pode aumentar a permeabilidade intestinal e activar a glía intestinal, o que leva a alfa-sinucleinopatías9,10,11. A MP e a tetraplasia intestinal (TE) comparten algunhas características comúns, como unha frecuencia similar de tremor en pacientes con TE e MP, tremor en repouso superposto (tremor típico na MP) e tremor postural (que se atopa principalmente en pacientes con TE), o que dificulta a súa distinción entre eles. en estadios iniciais 12. Polo tanto, necesitamos urxentemente abrir unha xanela útil para diferenciar entre a TE e a MP. Neste contexto, estudar a disbiose intestinal específica e os cambios nos metabolitos asociados na TE e identificar as súas diferenzas coa MP poden converterse en biomarcadores potenciais para o diagnóstico e o diagnóstico diferencial da TE.
Os ácidos graxos de cadea curta (AGCC) son os principais metabolitos producidos pola fermentación bacteriana intestinal da fibra dietética e pénsase que desempeñan un papel fundamental nas interaccións intestino-cerebro13,14. Os AGCC son absorbidos polas células do colon e transportados ao fígado a través do sistema venoso portal, e algúns AGCC entran na circulación sistémica. Os AGCC teñen efectos locais no mantemento da integridade da barreira intestinal e na promoción da inmunidade innata na mucosa intestinal15. Tamén teñen efectos a longo prazo na barreira hematoencefálica (BHE) ao estimular as proteínas de unión estreita e activar as neuronas ao estimular os receptores acoplados á proteína G (GPCR) para que crucen a BHE16. O acetato, o propionato e o butirato son os AGCC máis abundantes no colon. Estudos previos demostraron unha diminución dos niveis fecais de ácidos acético, propiónico e butírico en pacientes con enfermidade de Parkinson17. Non obstante, os niveis fecais de AGCC nunca foron estudados en pacientes con TE.
Polo tanto, o noso estudo tivo como obxectivo identificar cambios específicos nos AGCC fecais en pacientes con ET e as súas diferenzas cos pacientes con PD, avaliar a relación dos AGCC fecais cos síntomas clínicos de ET e a microbiota intestinal, así como determinar as potenciais capacidades diagnósticas e de diagnóstico diferencial das mostras fecais. KZhK. Para abordar os factores de confusión asociados cos fármacos anti-PD, seleccionamos pacientes con enfermidade de Parkinson de nova aparición como controis da enfermidade.
As características demográficas e clínicas dos 37 tumores teóricos (TE), os 37 pacientes pediátricos (PD) e os 35 pacientes con HC resúmense na Táboa 1. Os TE, os PD e os HC emparelláronse por idade, sexo e IMC. Os tres grupos tamén tiñan proporcións similares de tabaquismo, consumo de alcol e consumo de café e té. A puntuación de Wexner (P = 0,004) e a puntuación HAMD-17 (P = 0,001) do grupo PD foron maiores que as do grupo HC, e a puntuación HAMA (P = 0,011) e a puntuación HAMD-17 (P = 0,011) do grupo ET foron maiores que as do grupo HC. O curso da enfermidade no grupo ET foi significativamente máis longo que no grupo PD (P < 0,001).
Houbo diferenzas significativas nos niveis fecais de ácido propiónico fecal (P = 0,023), ácido acético (P = 0,039), ácido butírico (P = 0,020), ácido isovalérico (P = 0,045) e ácido isobutírico (P = 0,015). Nunha análise post hoc posterior, os niveis de ácido propiónico (P = 0,023), ácido butírico (P = 0,007) e ácido isobutírico (P = 0,040) no grupo tetrahepatite foron significativamente máis baixos que os do grupo hidrocloruro de calcio. Os pacientes con tetrahepatite tiveron niveis máis baixos de isovalerato (P = 0,014) e isobutirato (P = 0,005) que os pacientes con enfermidade de Parkinson. Ademais, os niveis de ácido propiónico fecal (P = 0,013), ácido acético (P = 0,016) e ácido butírico (P = 0,041) foron máis baixos en pacientes con enfermidade de Parkinson que en pacientes con carcinoma de células escamosas (Fig. 1 e Táboa suplementaria 1).
A ag representa unha comparación de grupos de ácido propiónico, ácido acético, ácido butírico, ácido isovalérico, ácido valérico, ácido caproico e ácido isobutírico, respectivamente. Houbo diferenzas significativas nos niveis de ácido propiónico fecal, ácido acético, ácido butírico, ácido isovalérico e ácido isobutírico entre os tres grupos. Tremor esencial ET, enfermidade de Parkinson, control de HC saudable, AGCC. As diferenzas significativas indícanse con *P < 0,05 e **P < 0,01.
Considerando a diferenza no curso da enfermidade entre o grupo de tetraófago (TE) e o grupo de enfermidade de Parkinson (PD), estudamos 33 pacientes con PD temperá e 16 pacientes con ET (curso da enfermidade <3 anos) para unha comparación posterior (Táboa suplementaria 2). Os resultados mostraron que o contido de ácido propiónico fecal do ET foi significativamente menor que o do HA (P = 0,015). A diferenza entre ET e HC para o ácido butírico e o ácido isobutírico non foi significativa, pero aínda observouse unha tendencia (P = 0,082). Os niveis de isobutirato fecal foron significativamente menores en pacientes con ET en comparación cos pacientes con PD (P = 0,030). A diferenza entre ET e PD do ácido isovalérico non foi significativa, pero aínda houbo unha tendencia (P = 0,084). O ácido propiónico (P = 0,023), o ácido acético (P = 0,020) e o ácido butírico (P = 0,044) foron significativamente menores en pacientes con PD que en pacientes con HC. Estes resultados (Figura suplementaria 1) son xeralmente consistentes cos resultados principais. A diferenza nos resultados entre a mostra global e o subgrupo de pacientes temperáns pode deberse ao menor tamaño da mostra no subgrupo, o que resulta nunha menor potencia estatística dos datos.
A continuación, examinamos se os niveis de AGCC fecais podían distinguir os pacientes con tetraófilo dos pacientes con urticaria cutánea ou enfermidade de Parkinson. Segundo a análise ROC, a diferenza na AUC dos niveis de propionato foi de 0,668 (IC do 95%: 0,538-0,797), o que permitiu distinguir os pacientes con tetraófilo dos pacientes con HC. Os pacientes con tetraófilo e GC podíanse distinguir polos niveis de butirato cunha AUC de 0,685 (IC do 95%: 0,556-0,814). As diferenzas nos niveis de ácido isobutírico poden distinguir os pacientes con tetraófilo dos pacientes con HC cunha AUC de 0,655 (IC do 95%: 0,525-0,786). Ao combinar os niveis de propionato, butirato e isobutirato, obtívose unha AUC maior de 0,751 (IC do 95%: 0,634–0,867) cunha sensibilidade do 74,3% e unha especificidade do 72,9% (Fig. 2a). Para diferenciar entre pacientes con TE e PD, a AUC para os niveis de ácido isovalérico foi de 0,700 (IC do 95%: 0,579–0,822) e para os niveis de ácido isobutírico foi de 0,718 (IC do 95%: 0,599–0,836). A combinación dos niveis de ácido isovalérico e ácido isobutírico tivo unha AUC maior de 0,743 (IC do 95%: 0,629–0,857), unha sensibilidade do 74,3% e unha especificidade do 62,9% (Fig. 2b). Ademais, examinamos se os niveis de AGCC nas feces dos pacientes con enfermidade de Parkinson diferían dos controis. Segundo a análise ROC, a AUC para identificar pacientes con PD baseándose nas diferenzas nos niveis de ácido propiónico foi de 0,687 (IC do 95%: 0,559-0,814), cunha sensibilidade do 68,6% e unha especificidade do 68,7%. As diferenzas nos niveis de acetato poden distinguir os pacientes con PD dos HC cunha AUC de 0,674 (IC do 95%: 0,542-0,805). Os pacientes con PD só poden diferenciarse dos CU polos niveis de butirato cunha AUC de 0,651 (IC do 95%: 0,515-0,787). Ao combinar os niveis de propionato, acetato e butirato, obtívose unha AUC de 0,682 (IC do 95%: 0,553-0,811) (Fig. 2c).
discriminación por parte da Igrexa Ortodoxa Rusa contra ET e HC; b discriminación da ROC contra ET e PD; c discriminación da ROC contra PD e HC; tremor esencial de ET, enfermidade de Parkinson, control de HC sans, SCFA.
En pacientes con tetrahepatitis, o nivel de ácido isobutírico fecal correlacionouse negativamente coa puntuación FTM (r = -0,349, P = 0,034), e o nivel de ácido isovalérico fecal correlacionouse negativamente coa puntuación FTM (r = -0,421, P = 0,001) e a puntuación TETRAS (r = -0,382, P = 0,020). En pacientes con tetrahepatitis e enfermidade de Parkinson, os niveis de propionato fecal correlacionáronse negativamente coas puntuacións SCOPA-AUT (r = −0,236, P = 0,043) (Fig. 3 e Táboa suplementaria 3). Non houbo unha correlación significativa entre o curso da enfermidade e os ácidos graxos escamosos nin no grupo tetrahepatitis (P ≥ 0,161) nin no grupo enfermidade de Parkinson (P ≥ 0,246) (Táboa suplementaria 4). En pacientes con enfermidade de Parkinson, os niveis de ácido caproico fecal correlacionáronse positivamente coas puntuacións MDS-UPDRS (r = 0,335, P = 0,042). En todos os participantes, os niveis de propionato fecal (r = −0,230, P = 0,016) e acetato (r = −0,210, P = 0,029) correlacionáronse negativamente coas puntuacións de Wexner (Fig. 3 e Táboa suplementaria 3).
Os niveis de ácido isobutírico fecal correlacionáronse negativamente coas puntuacións FTM, o ácido isovalérico correlacionouse negativamente coas puntuacións FTM e TETRAS, o ácido propiónico correlacionouse negativamente coas puntuacións SCOPA-AUT, o ácido caproico correlacionouse positivamente coas puntuacións MDS-UPDRS e o ácido propiónico correlacionouse negativamente coas puntuacións FTM e TETRAS. TETRAS e o ácido acético correlacionáronse negativamente coa puntuación de Wexner. Versión patrocinada pola Asociación MDS-UPDRS da Escala Unificada de Valoración da Enfermidade de Parkinson, Mini-Mental State Examination MMSE, Escala de Valoración da Depresión de Hamilton HAMD-17, 17 ítems, Escala de Valoración da Ansiedade de Hamilton HAMA, estadios HY Hoehn e Yahr, SCFA, Escala de Resultados de Síntomas Autonómicos da Enfermidade de Parkinson SCOPA-AUT, Escala de Valoración do Tremor Clínico FTM Fana-Tolosa-Marin, Escala de Valoración do Tremor Esencial do Grupo de Investigación TETRAS (TRG). As diferenzas significativas indícanse por *P < 0,05 e **P < 0,01.
Exploramos máis a fondo a natureza discriminatoria da microbiota intestinal mediante a análise LEfSE e seleccionamos o nivel de datos de abundancia relativa do xénero para unha análise máis profunda. Fixéronse comparacións entre ET e HC e entre ET e PD. A continuación, realizouse unha análise de correlación de Spearman sobre a abundancia relativa da microbiota intestinal e os niveis de AGCC fecais nos dous grupos de comparación.
Na análise de ET e CA estiveron presentes Faecalibacterium (correlacionada co ácido butírico, r = 0,408, P < 0,001), Lactobacillus (correlacionada co ácido butírico, r = 0,283, P = 0,016) e Streptobacterium (correlacionada co ácido propiónico, r = 0,327). P = 0,005; correlacionada co ácido butírico, r = 0,374, P = 0,001; correlaciónase co ácido isobutírico, r = 0,329, P = 0,005), Howardella (correlaciónase co ácido propiónico, r = 0,242, P = 0,041), Raoultella (correlaciónase co propionato, r = 0,249, P = 0,035) e Candidatus Arthromitus (correlaciónase co ácido isobutírico, r = 0,302, P = 0,010) diminúe no ET e está correlacionada positivamente cos niveis de AGCC fecais. Non obstante, a abundancia de Stenotropomonas aumentou no ET e correlacionouse negativamente cos niveis de isobutirato fecais (r = -0,250, P = 0,034). Despois do axuste da FDR, só a correlación entre Faecalibacterium, Catenibacter e AGCC permaneceu significativa (P ≤ 0,045) (Fig. 4 e Táboa suplementaria 5).
Análise de correlación de ET e HC. Tras o axuste da FDR, atopouse que a abundancia de Faecalibacterium (asociada positivamente con butirato) e Streptobacterium (asociada positivamente con propionato, butirato e isobutirato) estaba reducida no ET e asociada positivamente cos niveis de AGCC fecais. b Análise de correlación de ET e PD. Tras o axuste da FDR, non se atoparon asociacións significativas. Tremor esencial de ET, enfermidade de Parkinson, control de HC saudable, AGCC. As diferenzas significativas indícanse con *P < 0,05 e **P < 0,01.
Ao analizar o ET fronte ao PD, atopouse un aumento de Clostridium trichophyton no ET e correlacionouse co ácido isovalérico fecal (r = -0,238, P = 0,041) e o ácido isobutírico (r = -0,257, P = 0,027). Despois do axuste da FDR, calquera dos dous permaneceu significativo (P≥0,295) (Figura 4 e Táboa suplementaria 5).
Este estudo é un estudo exhaustivo que examina os niveis de AGCC fecais e os correlaciona cos cambios na microbiota intestinal e a gravidade dos síntomas en pacientes con tetrahidrose labial en comparación con pacientes con urticaria cutánea e enfermidade de Parkinson. Descubrimos que os niveis de AGCC fecais reducíronse en pacientes con tetrahidrose labial e estaban asociados coa gravidade clínica e cambios específicos na microbiota intestinal. Os niveis acumulativos de ácidos graxos de cadea curta (AGCC) fecais diferencian a tetrahidrose labial da gastroenterose e a enfermidade de Parkinson.
En comparación cos pacientes con GC, os pacientes con ET presentan niveis fecais máis baixos de ácidos propiónico, butírico e isobutírico. A combinación de ácidos propiónico, butírico e isobutírico distinguiu o ET e o HC cunha AUC de 0,751 (IC do 95 %: 0,634–0,867), unha sensibilidade do 74,3 % e unha especificidade do 72,9 %, o que indica o seu uso como biomarcadores de diagnóstico para o posible papel do ET. Análises posteriores mostraron que os niveis de ácido propiónico fecal estaban correlacionados negativamente coa puntuación de Wexner e a puntuación SCOPA-AUT. Os niveis de ácido isobutírico fecal estaban inversamente correlacionados coas puntuacións de FTM. Por outra banda, unha diminución nos niveis de butirato no ET asociouse cunha diminución na abundancia de microbiota produtora de AGCC, Faecalibacterium e Categorybacter. Ademais, as reducións na abundancia de Catenibacter no ET tamén se asociaron con reducións nos niveis de ácido propiónico e isobutírico fecal.
A maioría dos AGCC producidos no colon son absorbidos polos colonocitos principalmente a través de transportadores de monocarboxilato dependentes de H+ ou dependentes de sodio. Os ácidos graxos de cadea curta absorbidos utilízanse como fonte de enerxía para os colonocitos, mentres que os que non se metabolizan nos colonocitos transpórtanse á circulación portal 18. Os AGCC poden influír na motilidade intestinal, mellorar a función da barreira intestinal e influír no metabolismo e a inmunidade do hóspede 19. Anteriormente descubriuse que as concentracións fecais de butirato, acetato e propionato reducíronse nos pacientes con enfermidade de Parkinson en comparación cos HC17, o que é consistente cos nosos resultados. O noso estudo atopou unha diminución dos AGCC en pacientes con trombose endometrio (TE), pero sábese pouco sobre o papel dos AGCC na patoloxía da TE. O butirato e o propionato poden unirse aos GPCR e influír na sinalización dependente de GPCR, como a sinalización MAPK e NF-κB20. O concepto básico do eixe intestino-cerebro é que os AGCC segregados polos microbios intestinais poden influír na sinalización do hóspede, influíndo así na función intestinal e cerebral. Dado que o butirato e o propionato teñen potentes efectos inhibitorios sobre a actividade da histona desacetilase (HDAC)21 e o butirato tamén pode actuar como ligando para os factores de transcrición, teñen amplos efectos sobre o metabolismo, a diferenciación e a proliferación do hóspede, principalmente debido á súa influencia na regulación xénica22. Baseándose en evidencias de SCFA e enfermidades neurodexenerativas, o butirato considérase un candidato terapéutico debido á súa capacidade para corrixir a actividade alterada da HDAC, que pode mediar a morte das neuronas dopaminérxicas na enfermidade de Parkinson23,24,25. Os estudos en animais tamén demostraron a capacidade do ácido butírico para previr a dexeneración das neuronas dopaminérxicas e mellorar os trastornos do movemento nos modelos de enfermidade de Parkinson26,27. Descubriuse que o ácido propiónico limita as respostas inflamatorias e protexe a integridade da barreira biliar28,29. Os estudos demostraron que o ácido propiónico promove a supervivencia das neuronas dopaminérxicas en resposta á toxicidade da rotenona nos modelos de enfermidade de Parkinson30 e que a administración oral de ácido propiónico rescata a perda de neuronas dopaminérxicas e os déficits motores en ratos con enfermidade de Parkinson31. Sábese pouco sobre a función do ácido isobutírico. Non obstante, un estudo recente descubriu que a colonización de ratos con B. ovale aumentou o contido intestinal de AGCC (incluíndo acetato, propionato, isobutirato e isovalerato) e a concentración intestinal de GABA, o que destaca que se estableceu unha relación entre a microbiota intestinal e as concentracións intestinales de neurotransmisores de AGCC32. Na TE, os cambios patolóxicos anormais no cerebelo inclúen cambios nos axóns e dendritas das células de Purkinje, desprazamento e perda de células de Purkinje, cambios nos axóns das células en cesta, anomalías nas conexións das fibras ascendentes coa distribución das células de Purkinje e cambios nos receptores GABA no núcleo do óso dentado, o que leva a unha diminución da produción GABAérxica do cerebelo3,4,33. Non está claro se os AGCC están asociados coa neurodexeneración das células de Purkinje e coa diminución da produción de GABA cerebelosa. Os nosos resultados suxiren unha forte asociación entre os AGCC e o ET, pero o deseño do estudo transversal non permite sacar ningunha conclusión sobre a relación causal entre os AGCC e o proceso da enfermidade do ET; necesítanse máis estudos de seguimento lonxitudinal, incluíndo medicións seriadas de AGCC fecais, así como estudos en animais que examinen os mecanismos.
Pénsase que os AGCC estimulan a contractilidade do músculo liso do colon34. A falta de AGCC empeorará os síntomas do estrinximento, e a suplementación con AGCC pode mellorar os síntomas do estrinximento (PD)35. Os nosos resultados tamén indican unha asociación significativa entre a diminución do contido de AGCC fecais e o aumento do estrinximento e a disfunción autonómica en pacientes con tremor esencial. Un informe de caso descubriu que o transplante de microbiota mellorou tanto o tremor esencial como a síndrome do intestino irritable no paciente 7, o que suxire aínda máis unha estreita relación entre a microbiota intestinal e o ET. Polo tanto, cremos que os AGCC/microbiota fecais poden influír na motilidade intestinal do hóspede e na función do sistema nervioso autónomo.
O estudo atopou que a diminución dos niveis de AGCC fecais no ET estaba asociada cunha diminución da abundancia de Faecalibacterium (asociada con butirato) e Streptobacterium (asociada con propionato, butirato e isobutirato). Despois da corrección da FDR, esta relación segue sendo significativa. Faecalibacterium e Streptobacterium son microorganismos produtores de AGCC. Sábese que Faecalibacterium é un microorganismo produtor de butirato36, mentres que os principais produtos da fermentación de Catenibacter son acetato, butirato e ácido láctico37. Detectouse Faecalibacterium no 100 % dos grupos ET e HC; a abundancia relativa media do grupo ET foi do 2,06 % e a do grupo HC foi do 3,28 % (LDA 3,870). A bacteria da categoría detectouse no 21,6 % (8/37) do grupo HC e só nunha mostra do grupo ET (1/35). A diminución e a indetectabilidade das estreptobacterias na ET tamén poden indicar unha correlación coa patoxenicidade da enfermidade. A abundancia relativa media de especies de Catenibacter no grupo HC foi do 0,07 % (LDA 2,129). Ademais, as bacterias do ácido láctico asociáronse con cambios no butirato fecal (P = 0,016, P = 0,096 despois do axuste da FDR) e as bacterias candidatas á artrite asociáronse con cambios no isobutirato (P = 0,016, P = 0,072 despois do axuste da FDR). Despois da corrección da FDR, só permanece a tendencia de correlación, que non é estatisticamente significativa. Os lactobacilos tamén son coñecidos por ser produtores de AGCC (ácido acético, ácido propiónico, ácido isobutírico, ácido butírico) 38 e Candidatus Arthromitus é un indutor específico da diferenciación das células T auxiliares 17 (Th17), con Th1/2 e Tregs asociados co equilibrio inmunitario / Th17 39. Un estudo recente suxire que os niveis elevados de pseudoartrite fecal poden contribuír á inflamación do colon, á disfunción da barreira intestinal e á inflamación sistémica 40. Os niveis de Clostridium trichoides aumentaron no tumor en comparación co PD. A abundancia de Clostridium trichoides estaba correlacionada negativamente co ácido isovalérico e o ácido isobutírico. Despois do axuste da FDR, ambos permaneceron significativos (P ≥ 0,295). Clostridium pilosum é unha bacteria que se sabe que está asociada á inflamación e pode contribuír á disfunción da barreira intestinal 41. O noso estudo anterior informou de cambios na microbiota intestinal de pacientes con ET8. Aquí tamén informamos de cambios nos AGCC no ET e identificamos unha asociación entre a disbiose intestinal e os cambios nos AGCC. A diminución dos niveis de AGCC está estreitamente asociada coa disbiose intestinal e a gravidade do tremor no ET. Os nosos resultados suxiren que o eixe intestino-cerebro pode desempeñar un papel importante na patoxénese do ET, pero necesítanse máis estudos en modelos animais.
En comparación cos pacientes con enfermidade de Parkinson (PD), os pacientes con etilotetrahepatitis (TE) presentan niveis máis baixos de ácidos isovalérico e isobutírico nas feces. A combinación de ácido isovalérico e ácido isobutírico identificou o ET na PD cunha AUC de 0,743 (IC do 95 %: 0,629–0,857), unha sensibilidade do 74,3 % e unha especificidade do 62,9 %, o que suxire o seu posible papel como biomarcadores no diagnóstico diferencial do ET. Os niveis de ácido isovalérico fecal correlacionáronse inversamente coas puntuacións FTM e TETRAS. Os niveis de ácido isobutírico fecal correlacionáronse inversamente coas puntuacións FTM. A diminución dos niveis de ácido isobutírico asociouse a unha diminución da abundancia de catobacterias. Sábese pouco sobre as funcións do ácido isovalérico e do ácido isobutírico. Un estudo previo demostrou que a colonización de ratos con B. ovale aumentou a cantidade de AGCC intestinais (incluíndo acetato, propionato, isobutirato e isovalerato) e as concentracións intestinais de GABA, o que destaca a relación intestinal entre a microbiota e as concentracións intestinais de AGCC/neurotransmisores32. Curiosamente, os niveis de ácido isobutírico observados foron similares entre os grupos PD e HC, pero difiren entre os grupos ET e PD (ou HC). O ácido isobutírico puido distinguir entre ET e PD cunha AUC de 0,718 (IC do 95 %: 0,599–0,836) e identificar ET e NC cunha AUC de 0,655 (IC do 95 %: 0,525–0,786). Ademais, os niveis de ácido isobutírico correlaciónanse coa gravidade do tremor, o que reforza aínda máis a súa asociación co ET. A cuestión de se o ácido isobutírico oral pode reducir a gravidade do tremor en pacientes con ET merece un estudo máis aprofundado.
Polo tanto, o contido de AGCC fecais redúcese en pacientes con ET e está asociado coa gravidade clínica da ET e con cambios específicos na microbiota intestinal. O propionato, o butirato e o isobutirato fecais poden ser biomarcadores de diagnóstico para a ET, mentres que o isobutirato e o isovalerato poden ser biomarcadores de diagnóstico diferencial para a ET. Os cambios no isobutirato fecal poden ser máis específicos para a ET que os cambios noutros AGCC.
O noso estudo ten varias limitacións. En primeiro lugar, os patróns dietéticos e as preferencias alimentarias poden influír na expresión da microbiota, necesítanse mostras de estudo máis grandes en diferentes poboacións e os estudos futuros deberían introducir enquisas dietéticas completas e sistemáticas, como cuestionarios de frecuencia alimentaria. En segundo lugar, o deseño do estudo transversal impide calquera conclusión sobre unha relación causal entre os AGCC e o proceso da enfermidade do ET. Necesítanse máis estudos de seguimento a longo prazo con medicións seriadas de AGCC fecais. En terceiro lugar, as capacidades de diagnóstico e diagnóstico diferencial dos niveis de AGCC fecais deberían validarse utilizando mostras independentes de ET, HC e PD. No futuro deberían analizarse máis mostras de feces independentes. Finalmente, os pacientes con PD na nosa cohorte tiveron unha duración da enfermidade significativamente máis curta que os pacientes con ET. Emparellamos principalmente ET, PD e HC por idade, sexo e IMC. Dada a diferenza no curso da enfermidade entre o grupo ET e o grupo PD, tamén estudamos 33 pacientes con PD temperá e 16 pacientes con ET (duración da enfermidade ≤3 anos) para unha maior comparación. As diferenzas entre grupos nos AGCC foron xeralmente consistentes cos nosos datos primarios. Ademais, non atopamos correlación entre a duración da enfermidade e os cambios na AGCC. Non obstante, no futuro, sería mellor recrutar pacientes con PD e ET nunha fase temperá cunha duración da enfermidade máis curta para completar a validación nunha mostra máis grande.
O protocolo do estudo foi aprobado polo Comité de Ética do Hospital Ruijin afiliado á Facultade de Medicina da Universidade Jiao Tong de Shanghai (RHEC2018-243). Obtivose o consentimento informado por escrito de todos os participantes.
Entre xaneiro de 2019 e decembro de 2022, incluíronse neste estudo 109 suxeitos (37 TE, 37 PD e 35 HC) da Clínica do Centro de Trastornos do Movemento do Hospital Ruijin, afiliado á Facultade de Medicina da Universidade Jiao Tong de Shanghai. Os criterios foron: (1) idade de 25 a 85 anos, (2) os pacientes con TE foran diagnosticados segundo os criterios 42 do Grupo de Traballo de SMD e os de PD foran diagnosticados segundo os criterios de SMD 43, (3) todos os pacientes non tomaban fármacos anti-PD antes da recollida de mostras na cadeira. (4) o grupo TE só tomaba β-bloqueantes ou ningún fármaco relacionado antes de recoller as mostras de feces. Tamén se seleccionaron HC que coincidían coa idade, o sexo e o índice de masa corporal (IMC). Os criterios de exclusión foron: (1) vexetarianos, (2) mala nutrición, (3) enfermidades crónicas do tracto gastrointestinal (incluíndo enfermidade inflamatoria intestinal, úlceras gástricas ou duodenais), (4) enfermidades crónicas graves (incluíndo tumores malignos), insuficiencia cardíaca, insuficiencia renal, enfermidades hematolóxicas, (5) antecedentes de cirurxía gastrointestinal maior, (6) consumo crónico ou regular de iogur, (7) uso de probióticos ou antibióticos durante 1 mes, (8) uso crónico de corticosteroides, inhibidores da bomba de protóns, estatinas, metformina, inmunosupresores ou fármacos anticanceríxenos e (9) deterioro cognitivo grave que interfira cos ensaios clínicos.
Todos os suxeitos proporcionaron información sobre o seu historial médico, peso e altura para calcular o IMC e sometéronse a un exame neurolóxico e a unha avaliación clínica, como a Escala de Valoración da Ansiedade de Hamilton (HAMA) 44, a Escala de Valoración da Depresión de Hamilton-17 (HAMD-17) 45, a depresión, a gravidade do estrinximento mediante a Escala de Estrinximento de Wexner 46 e a Escala de Bristol nas feces 47 e o rendemento cognitivo mediante o Mini-Mental State Examination (MMSE) 48. A Escala para a Avaliación dos Síntomas Autonómicos da Enfermidade de Parkinson (SCOPA-AUT) 49 examinou a disfunción autonómica en pacientes con TE e PD. A Escala de Valoración do Tremor Clínico de Fana-Tolos-Marin (FTM) e a Escala de Valoración do Tremor Esencial (TETRAS) 50. Examináronse o Grupo de Estudo do Tremor (TRG) 50 en pacientes con TE; examináronse a Escala de Valoración da Enfermidade de Kinson (MDS-), patrocinada pola Asociación Unida da Enfermidade de Parkinson; a versión 51 da UPDRS e a versión 52 de Hoehn e Yahr (HY).
Pedíuselle a cada participante que recollese unha mostra de feces pola mañá usando un recipiente de recollida de feces. Transfirise os recipientes a xeo e almacénase a -80 °C antes do procesamento. A análise de AGCC realizouse segundo as operacións rutineiras de Tiangene Biotechnology (Shanghai) Co., Ltd. Recolléronse 400 mg de mostras fecais frescas de cada suxeito e analizáronse usando AGCC despois da moenda e a sonicación. Os AGCC seleccionados nas feces analizáronse mediante cromatografía de gases-espectrometría de masas (GC-MS) e cromatografía líquida-MS en tándem (LC-MS/MS).
Extraeuse ADN de mostras de 200 mg empregando o kit QIAamp® Fast DNA Stool Mini Kit (QIAGEN, Hilden, Alemaña) segundo as instrucións do fabricante. A composición microbiana determinouse secuenciando o xene ARNr 16S en ADN illado de feces mediante a amplificación da rexión V3-V4. Analizouse o ADN executando a mostra nun xel de agarosa ao 1,2 %. A amplificación por reacción en cadea da polimerase (PCR) do xene ARNr 16S realizouse empregando cebadores bacterianos universais (357 F e 806 R) e unha biblioteca de amplicóns de dous pasos construída na plataforma Novaseq.
As variables continuas exprésanse como media ± desviación estándar e as variables categóricas exprésanse como números e porcentaxes. Empregamos a proba de Levene para comprobar a homoxeneidade das varianzas. As comparacións realizáronse mediante probas t bilaterais ou análise da varianza (ANOVA) se as variables tiñan unha distribución normal e probas U de Mann-Whitney non paramétricas se se violaban as hipóteses de normalidade ou homocedasticidade. Empregamos a área baixo a curva ROC (AUC) para cuantificar o rendemento diagnóstico do modelo e examinar a capacidade da AGCC para distinguir os pacientes con TA dos que tiñan HC ou PD. Para examinar a relación entre a AGCC e a gravidade clínica, empregamos a análise de correlación de Spearman. A análise estatística realizouse mediante o software SPSS (versión 22.0; SPSS Inc., Chicago, IL) co nivel de significancia (incluíndo o valor P e o FDR-P) fixado en 0,05 (bilateral).
As secuencias 16S analizáronse empregando unha combinación dos softwares Trimmomatic (versión 0.35), Flash (versión 1.2.11), UPARSE (versión v8.1.1756), mothur (versión 1.33.3) e R (versión 3.6.3). Os datos brutos do xene rRNA 16S procesáronse empregando UPARSE para xerar unidades taxonómicas operacionais (OTU) cunha identidade do 97 %. As taxonomías especificáronse empregando Silva 128 como base de datos de referencia. Seleccionouse o nivel xenérico de datos de abundancia relativa para unha análise posterior. A análise do tamaño do efecto da análise discriminante lineal (LDA) (LEfSE) utilizouse para as comparacións entre grupos (ET vs. HC, ET vs. PD) cun limiar α de 0,05 e un limiar de tamaño do efecto de 2,0. Os xéneros discriminantes identificados mediante a análise LEfSE utilizáronse ademais para a análise de correlación de Spearman de SCFA.
Para obter máis información sobre o deseño do estudo, consulte o resumo do informe de investigación natural asociado a este artigo.
Os datos brutos da secuenciación 16S almacénanse na base de datos BioProject do Centro Nacional de Información Biotecnolóxica (NCBI) (SRP438900: PRJNA974928), URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Traces/study/?acc=SRP438900&o.=acc_s%3Aa. Outros datos relevantes están dispoñibles para o autor correspondente se o solicita razoablemente, como colaboracións científicas e intercambios académicos con proxectos de investigación completos. Non se permite a transferencia de datos a terceiros sen o noso consentimento.
Código aberto só cunha combinación de Trimmomatic (versión 0.35), Flash (versión 1.2.11), UPARSE (versión v8.1.1756), mothur (versión 1.33.3) e R (versión 3.6.3), usando a configuración predeterminada ou a sección "Método". Pódese proporcionar información aclaratoria adicional ao autor correspondente se se solicita de forma razoable.
Pradeep S e Mehanna R. Trastornos gastrointestinais en trastornos do movemento hipercinético e ataxia. Asociados coa enfermidade de Parkinson. Confusión. 90, 125–133 (2021).
Louis, ED e Faust, PL Patoloxía do tremor esencial: neurodexeneración e reorganización das conexións neuronais. Nat. Pastor Nirol. 16, 69–83 (2020).
Gironell, A. É o tremor esencial un trastorno primario da disfunción Gaba? Si. internacionalidade. Rev. Neuroscience. 163, 259–284 (2022).
Dogra N., Mani RJ e Katara DP. O eixo intestino-cerebro: dous modos de sinalización na enfermidade de Parkinson. Moléculas celulares. Neurobioloxía. 42, 315–332 (2022).
Quigley, EMM. O eixo microbiota-cerebro-intestino e as enfermidades neurodexenerativas. current. Nellore. Neuroscience. Reports 17, 94 (2017).
Liu, XJ, Wu, LH, Xie, WR e He, XX O transplante de microbiota fecal mellora simultaneamente o tremor esencial e a síndrome do intestino irritable nos pacientes. Geriatric Psychology 20, 796–798 (2020).
Zhang P. et al. Cambios específicos na microbiota intestinal no tremor esencial e a súa diferenciación da enfermidade de Parkinson. NPJ Parkinson's disease. 8, 98 (2022).
Luo S, Zhu H, Zhang J e Wang D. Papel fundamental da microbiota na regulación das unidades neuronais-gliais-epiteliais. Resistencia ás infeccións. 14, 5613–5628 (2021).
Emin A. et al. Patoloxía da alfa-sinucleína duodenal e da gliose intestinal na enfermidade de Parkinson progresiva. movemento. confusión. https://doi.org/10.1002/mds.29358 (2023).
Skorvanek M. et al. Os anticorpos contra a alfa-sinucleína 5G4 recoñecen a enfermidade de Parkinson manifesta e a enfermidade de Parkinson prodrómica na mucosa do colon. movemento. confusión. 33, 1366–1368 (2018).
Algarni M e Fasano A. Coincidencia de tremor esencial e enfermidade de Parkinson. Asociado coa enfermidade de Parkinson. Confusión. 46, С101–С104 (2018).
Sampson, TR et al. A microbiota intestinal modula os déficits motores e a neuroinflamación en modelos de enfermidade de Parkinson. Cell 167, 1469–1480.e1412 (2016).
Unger, MM et al. Os ácidos graxos de cadea curta e a microbiota intestinal difiren entre os pacientes con enfermidade de Parkinson e os controis da mesma idade. Asociado coa enfermidade de Parkinson. Confusión. 32, 66–72 (2016).
Bleacher E, Levy M, Tatirovsky E e Elinav E. Metabolitos regulados polo microbioma na interface inmunitaria do hóspede. J. Immunology. 198, 572–580 (2017).