Los investigadores estudian el vínculo entre el microbioma intestinal y el cerebro en humanos, roedores

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A pesar del amplio apoyo a las relaciones entre el microbioma intestinal y el cerebro (el “eje microbiota-intestino-cerebro”) en humanos y roedores, se sabe poco acerca de estas relaciones en otros animales, lo que deja dudas sobre la generalidad de este sistema.

Para abordar estas lagunas de conocimiento, los investigadores de la Facultad de Ciencias Charles E. Schmidt de la Universidad de Florida Atlantic y el Instituto Oceanográfico Harbor Branch, en colaboración con la Universidad de Cornell, estudiaron la relación entre la cognición y el microbioma intestinal de los pinzones cebra cautivos (Taeniopygia guttata).

Los pájaros cantores brindan la oportunidad de probar el eje microbiota-intestino-cerebro debido a los avances recientes en la comprensión de la cognición aviar.

En una población de 38 pinzones cebra, los investigadores cuantificaron el desempeño en tareas cognitivas midiendo el aprendizaje y la memoria. Para el estudio, tomaron muestras del microbioma intestinal utilizando un hisopo cloacal y cuantificaron la diversidad bacteriana alfa y beta. El microbioma cloacal del pinzón cebra es representativo del de su intestino grueso.

Resultados del estudio, publicados en la revista de la Royal Society Letras de biología, mostró que las características del microbioma intestinal de los pinzones cebra en cautiverio estaban relacionadas con el rendimiento en un ensayo cognitivo en el que aprendieron una nueva técnica de alimentación.

Los investigadores también identificaron bacterias potencialmente críticas que eran relativamente más abundantes en las aves que se desempeñaron mejor en este ensayo. Esta correlación proporciona algunas de las primeras pruebas de una relación entre el microbioma intestinal de un ave y su cerebro.

El microbioma intestinal de un animal puede tener efectos de amplio alcance sobre la salud, el rendimiento cognitivo y el comportamiento, acuñando el marco conceptual ‘eje microbiota-intestino-cerebro. El microbioma intestinal puede afectar al cerebro directamente liberando neurotransmisores y precursores que estimulan el nervio vago e indirectamente. al influir en el sistema inmunológico. Las características del microbioma intestinal se han relacionado en roedores y humanos con el aprendizaje, la memoria y la salud mental “.

Morgan C. Slevin, líder del estudio y autor correspondiente, Florida Atlantic University

Slevin también es un Ph.D. FAU. estudiante de biología integrativa y neurociencia.

Para evaluar el rendimiento cognitivo, los investigadores probaron los pinzones cebra utilizando tres tareas que miden el aprendizaje y la memoria: búsqueda de alimento novedosa, asociación de colores e inversión de colores. Cada ave fue probada individualmente (visualmente pero no aislada acústicamente de otros sujetos) y los investigadores vieron y calificaron las pruebas de forma remota a través de video.

Los hallazgos mostraron que Helicobacter, responsable de muchas enfermedades intestinales, incluidas las úlceras, y Gallibacterium, con muchas especies hemolíticas que se encuentran en las aves, incluidas las aves de corral, eran generalmente más abundantes en las aves con un desempeño deficiente.

“Si bien no identificamos taxones beneficiosos responsables de las diferencias entre las categorías de rendimiento, sugerimos que Helicobacter y Gallibacterium pueden indicar un desequilibrio microbiológico o una mala adaptación en las aves de bajo rendimiento”, dijo Rindy C. Anderson, Ph.D., autor principal y profesor asistente en ciencias biológicas en la Facultad de Ciencias Charles E. Schmidt de la FAU y miembro del Instituto del Cerebro de la FAU.

“Este hallazgo plantea la pregunta: ‘¿Los taxones específicos influyen en el rendimiento cognitivo? ¿O es el microbioma intestinal de un pájaro cantor simplemente indicativo de la calidad del huésped y, por lo tanto, se correlaciona con la capacidad cognitiva?’ La investigación podría abordar estas preguntas describiendo la funcionalidad de los miembros centrales del microbioma para más especies de aves y probando cómo los tratamientos prebióticos y probióticos específicos afectan la capacidad cognitiva “.

Los investigadores señalan que otra posibilidad intrigante es que las características del microbioma impactan algunos procesos cognitivos más que otros según el sexo, como el aprendizaje motor y la memoria a corto plazo (búsqueda de alimento novedosa) en comparación con la memoria asociativa a más largo plazo (asociación de colores) y la flexibilidad (color inversión).

Estos estudios serán cruciales para comprender cómo el microbioma afecta el cerebro y la salud general de los animales salvajes y cautivos.

Fuente:

Referencia de la revista:

Slevin, MC, et al. Evidencia que apoya el eje microbiota-intestino-cerebro en un pájaro cantor. Letras de biología. doi.org/10.1098/rsbl.2020.0430.

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