DOI: https://doi.org/10.3892/ijmm.2025.5633
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40937571
تاريخ النشر: 2025-09-11
المؤلف: Zhenyun Du وآخرون
الموضوع الرئيسي: الميكروبيوم المعوي والصحة
نظرة عامة
محور الأمعاء والدماغ هو نظام اتصال ثنائي الاتجاه حاسم يدمج الجهاز العصبي المركزي، والجهاز العصبي المعوي، والقناة الهضمية، مما يؤثر بشكل كبير على الصحة العصبية والمرض. يدمج هذا الاستعراض الأدلة الحالية المتعلقة بالجوانب التشريحية والوظيفية لمحور الأمعاء والدماغ، مع التأكيد على عدم انتظامه في مختلف الاضطرابات العصبية، بما في ذلك الأمراض التنكسية العصبية، والالتهابية العصبية، والتنموية العصبية، والأمراض الوعائية الدماغية، والحالات الصرعية. تشمل الآليات الجزيئية الرئيسية المتورطة في هذه الاضطرابات الالتهاب العصبي، وتعديل الناقلات العصبية، والإجهاد التأكسدي، والتغيرات في حاجز الدماغ الدموي.
بالإضافة إلى ذلك، يقيم الاستعراض استراتيجيات علاجية تهدف إلى محور الأمعاء والدماغ، مثل التغييرات الغذائية، والبروبيوتيك، والتدخلات الدوائية، والعلاجات الجديدة. ويؤكد على الإمكانية لتطوير علامات حيوية وطرق الطب الشخصي بناءً على مكونات محور الأمعاء والدماغ، مع الاعتراف أيضًا بالتحديات الانتقالية التي تفرضها التباينات في سلالات البروبيوتيك، وبروتوكولات زراعة الميكروبات البرازية (FMT)، وخطوط الأساس الميكروبية الفردية. يدعو المؤلفون إلى إجراء تجارب سريرية مستقبلية لتوحيد هذه المتغيرات ودمج علامات حيوية متعددة الأوميات لتعزيز التطبيق العلاجي لأبحاث محور الأمعاء والدماغ، بهدف تحسين النتائج للمرضى الذين يعانون من الأمراض العصبية.
مقدمة
تستعرض المقدمة محور الأمعاء والدماغ كنظام اتصال ثنائي الاتجاه معقد يربط القناة الهضمية بالجهاز العصبي المركزي (CNS). في قلب هذا النظام يوجد الجهاز العصبي المعوي، الذي يُطلق عليه غالبًا “الدماغ الثاني”، والذي يحتوي على أكثر من 500 مليون خلية عصبية تنظم بشكل مستقل الوظائف الهضمية مثل الحركة، والإفراز، وتدفق الدم. يعمل العصب الحائر كقناة عصبية حاسمة، تسهل النقل الثنائي الاتجاه للإشارات بين الأمعاء والدماغ.
علاوة على ذلك، تؤثر الميكروبات المعوية، التي تتكون من تريليونات من الكائنات الدقيقة، بشكل كبير على بيئة الأمعاء وتعدل الاستجابات المناعية المحلية والنظامية. تعزز المسارات المناعية، بما في ذلك تلك التي تشمل الأنسجة اللمفاوية المرتبطة بالأمعاء وخلايا المناعة الدائرة، الاتصال بين الأمعاء والدماغ، مما يسمح بتبادل الإشارات المناعية وتنظيم الاستجابات الالتهابية في جميع أنحاء الجسم. يبرز هذا التفاعل المعقد أهمية محور الأمعاء والدماغ في الحفاظ على الصحة العامة وتأثيره على مختلف العمليات الفسيولوجية.
طرق
في هذه الدراسة، تم إجراء مراجعة سردية شاملة لاستكشاف العلاقة بين محور الأمعاء والدماغ ومختلف الأمراض العصبية. استفسر المؤلفون في PubMed منذ بدايته حتى 30 يونيو 2025، باستخدام مجموعة من كلمات مفتاحية MeSH والنص الحر المتعلقة بمحور الأمعاء والدماغ، والميكروبيوم، وأمراض محددة مثل التنكس العصبي، ومرض باركنسون، ومرض الزهايمر، والتصلب المتعدد، والصرع، والتوحد، والسكتة الدماغية، وإصابة الدماغ الرضحية (TBI). بالإضافة إلى ذلك، تم تضمين مصطلحات آلية مثل “آلية جزيئية”، “علاج”، “بروبيوتيك”، “بريبايوتيك”، “زراعة الميكروبات البرازية (FMT)”، و”حمض دهنية قصير السلسلة” في البحث.
ركزت معايير الإدراج على المقالات الأصلية باللغة الإنجليزية، النص الكامل، التي تمت مراجعتها من قبل الأقران، والمراجعات المنهجية، والتحليلات التلوية، وتجارب سريرية من المرحلة I-III. تم اعتبار الدراسات الحيوانية أو المختبرية فقط إذا كانت مدعومة ببيانات بشرية أو نشرت خلال السنوات الاثني عشر الماضية. لضمان مراجعة شاملة، تم أيضًا البحث يدويًا في قوائم المراجع وسجلات التجارب مثل clinicalTrials.gov ومنصة سجلات التجارب السريرية الدولية التابعة لمنظمة الصحة العالمية (IcTRP) للحصول على سجلات ذات صلة إضافية. تم تلخيص البيانات التي تم الحصول عليها سرديًا، دون تطبيق تقنيات التحليل التلوي الرسمية.
مناقشة
تسلط قسم المناقشة في الاستعراض الضوء على الدور الحاسم لمحور الأمعاء والدماغ في الأمراض العصبية، مع التأكيد على مسارات الاتصال المعقدة ثنائية الاتجاه التي تحافظ على التوازن وتؤثر على كل من الصحة الهضمية والعصبية. تشمل الآليات الرئيسية المسارات العصبية، وخاصة العصب الحائر، والإشارات الهرمونية من خلال هرمونات الأمعاء مثل الجريلين والليبتين، والاستجابات المناعية التي تتوسطها خلايا المناعة المقيمة في الأمعاء. تشير الأدلة الوبائية الناشئة إلى ارتباط اختلال توازن الميكروبات المعوية بمختلف الاضطرابات العصبية، مثل مرض الزهايمر (AD) ومرض باركنسون (PD)، حيث ترتبط التغيرات في تكوين الميكروبات المعوية بشدة المرض وتدهور الإدراك.
يجمع الاستعراض المعرفة الحالية حول الآليات الجزيئية التي تكمن وراء محور الأمعاء والدماغ ويقيم الاستراتيجيات العلاجية التي تستهدف هذا المحور. يناقش إمكانيات التدخلات الغذائية، والبروبيوتيك، والبريبايوتيك، بينما يتناول أيضًا فعاليتها وقيودها. تؤكد النتائج على أهمية الميكروبات المعوية في الصحة العصبية وتقترح أن الاضطرابات في محور الأمعاء والدماغ قد تساهم في نشوء المرض وتطوره. يدعو المؤلفون إلى مزيد من البحث لسد الفجوات المعرفية وتعزيز التطبيق السريري لأبحاث محور الأمعاء والدماغ في علاج الأمراض العصبية.
DOI: https://doi.org/10.3892/ijmm.2025.5633
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40937571
Publication Date: 2025-09-11
Author(s): Zhenyun Du et al.
Primary Topic: Gut microbiota and health
Overview
The gut-brain axis is a crucial bidirectional communication system that integrates the central nervous system, enteric nervous system, and gastrointestinal tract, significantly influencing neurological health and disease. This review consolidates existing evidence regarding the anatomical and functional aspects of the gut-brain axis, emphasizing its dysregulation in various neurological disorders, including neurodegenerative, neuroinflammatory, neurodevelopmental, cerebrovascular, and epileptic conditions. Key molecular mechanisms implicated in these disorders include neuroinflammation, neurotransmitter modulation, oxidative stress, and alterations in the blood-brain barrier.
Additionally, the review evaluates therapeutic strategies aimed at the gut-brain axis, such as dietary changes, probiotics, pharmacological interventions, and novel therapies. It underscores the potential for developing biomarkers and personalized medicine approaches based on gut-brain axis components, while also recognizing the translational challenges posed by the variability in probiotic strains, fecal microbiota transplantation (FMT) protocols, and individual microbiota baselines. The authors advocate for future clinical trials to standardize these variables and integrate multi-omics biomarkers to enhance the therapeutic application of gut-brain axis research, ultimately aiming to improve outcomes for patients with neurological diseases.
Introduction
The introduction outlines the gut-brain axis as a complex bidirectional communication system linking the gastrointestinal tract with the central nervous system (CNS). Central to this system is the enteric nervous system, often termed the ‘second brain,’ which contains over 500 million neurons that autonomously regulate gastrointestinal functions such as motility, secretion, and blood flow. The vagus nerve serves as a critical neural conduit, facilitating the bidirectional transmission of signals between the gut and the brain.
Moreover, the gut microbiota, comprising trillions of microorganisms, significantly influences the gut environment and modulates both local and systemic immune responses. Immune pathways, including those involving gut-associated lymphoid tissue and circulating immune cells, enhance the communication between the gut and the brain, allowing for the exchange of immune signals and the regulation of inflammatory responses throughout the body. This intricate interplay underscores the importance of the gut-brain axis in maintaining overall health and influencing various physiological processes.
Methods
In this study, a comprehensive narrative review was conducted to explore the relationship between the gut-brain axis and various neurological diseases. The authors queried PubMed from its inception until June 30, 2025, using a combination of MeSH and free-text keywords related to the gut-brain axis, microbiome, and specific diseases such as neurodegeneration, Parkinson’s disease, Alzheimer’s disease, multiple sclerosis, epilepsy, autism, stroke, and traumatic brain injury (TBI). Additionally, mechanistic terms including “molecular mechanism,” “therapy,” “probiotic,” “prebiotic,” “fecal microbiota transplantation (FMT),” and “short-chain fatty acid” were incorporated into the search.
The inclusion criteria focused on English, full-text, peer-reviewed original articles, systematic reviews, meta-analyses, and phase I-III clinical trials. Animal or in vitro studies were considered only if supported by human data or published within the last twelve years. To ensure a comprehensive review, reference lists and trial registries such as clinicalTrials.gov and WHO International Clinical Trials Registry Platform (IcTRP) were also hand-searched for additional relevant records. The data obtained were synthesized narratively, without the application of formal meta-analysis techniques.
Discussion
The discussion section of the review highlights the critical role of the gut-brain axis in neurological diseases, emphasizing the complex bidirectional communication pathways that maintain homeostasis and influence both gastrointestinal and neurological health. Key mechanisms include neural pathways, particularly the vagus nerve, endocrine signaling through gut hormones like ghrelin and leptin, and immune responses mediated by gut-resident immune cells. Emerging epidemiological evidence links gut dysbiosis to various neurological disorders, such as Alzheimer’s disease (AD) and Parkinson’s disease (PD), where alterations in gut microbiota composition correlate with disease severity and cognitive decline.
The review synthesizes current knowledge on the molecular mechanisms underlying the gut-brain axis and evaluates therapeutic strategies targeting this axis. It discusses the potential of dietary interventions, probiotics, and prebiotics, while also addressing their efficacy and limitations. The findings underscore the importance of gut microbiota in neurological health and suggest that perturbations in the gut-brain axis may contribute to disease pathogenesis and progression. The authors advocate for further research to bridge knowledge gaps and enhance the clinical application of gut-brain axis research in treating neurological diseases.