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A diagnosi precoce di u tremore essenziale (ET) pò esse difficiule, soprattuttu quandu si distingue da i cuntrolli sani (HC) è a malatia di Parkinson (PD). Recentemente, l'analisi di campioni di feci per a microbiota intestinale è i so metaboliti hà furnitu novi metudi per a scuperta di novi biomarcatori di malatie neurodegenerative. L'acidi grassi à catena corta (SCFA), cum'è u principale metabolitu di a flora intestinale, sò ridutti in e feci in PD. Tuttavia, i SCFA fecali ùn sò mai stati studiati in ET. Avemu vulsutu investigà i livelli fecali di SCFA in ET, valutà a so relazione cù i sintomi clinichi è a microbiota intestinale, è determinà a so putenziale capacità diagnostica. I SCFA fecali è a microbiota intestinale sò stati misurati in 37 ET, 37 novi PD è 35 HC. A stitichezza, a disfunzione autonomica è a gravità di u tremore sò state valutate utilizendu scale. I livelli fecali di propionatu, butirratu è isobutirratu eranu più bassi in ET chè in HC. Una cumminazione d'acidi propionici, butirrichi è isobutirrichi hà distintu l'ET da l'HC cù una AUC di 0,751 (IC 95%: 0,634-0,867). I livelli di l'acidu isovalericu fecale è di l'acidu isobutirrichi eranu più bassi in l'ET chè in u PD. L'acidu isovalericu è l'acidu isobutirrichi discriminanu trà ET è PD cù una AUC di 0,743 (IC 95%: 0,629-0,857). U propionatu fecale hè inversamente assuciatu cù a stitichezza è a disfunzione autonomica. L'acidu isobutirrichi è l'acidu isovalericu sò inversamente correlati à a gravità di u tremore. A diminuzione di u cuntenutu di SCFA fecali hè stata assuciata cù una diminuzione di l'abbundanza di Faecalibacterium è Streptobacterium in l'ET. Cusì, u cuntenutu di SCFA in e feci diminuisce in l'ET è hè assuciatu cù a gravità di u quadru clinicu è i cambiamenti in a microbiota intestinale. L'acidu propionicu, l'acidu butirricu, l'acidu isobutiricu è l'acidu isovalericu in e feci ponu esse potenziali biomarcatori diagnostichi è diagnostichi differenziali per l'ET.
U tremore essenziale (TE) hè una malattia neurodegenerativa cronica progressiva carattarizata principalmente da u tremore di l'estremità superiori, chì pò ancu influenzà altre parti di u corpu cum'è a testa, e corde vocali è l'estremità inferiori 1. E caratteristiche cliniche di u ET includenu micca solu sintomi motori, ma ancu alcuni segni non motori, cumprese e malatie gastrointestinali 2. Numerosi studii sò stati realizati per esaminà e caratteristiche patologiche è fisiologiche di u tremore essenziale, ma ùn sò stati identificati meccanismi patofisiologichi chjari3,4. Studi recenti suggerenu chì a disfunzione di l'asse microbiota-intestinu-cervellu pò cuntribuisce à e malatie neurodegenerative, è ci sò evidenze crescenti per un potenziale ligame bidirezionale trà a microbiota intestinale è e malatie neurodegenerative5,6. In particulare, in un rapportu di casu, u trapianto di microbiota fecale hà migliuratu sia u tremore essenziale sia a sindrome di l'intestinu irritabile in un paziente, ciò chì pò indicà una stretta relazione trà a microbiota intestinale è u tremore essenziale. Inoltre, avemu ancu trovu cambiamenti specifici in a microbiota intestinale in i pazienti cun ET, ciò chì sustene fermamente u rolu impurtante di a disbiosi intestinale in ET8.
In quantu à a disbiosi intestinale in e malatie neurodegenerative, a malattia di Parkinson (PD) hè a più studiata5. Una microbiota squilibrata pò aumentà a permeabilità intestinale è attivà a glia intestinale, purtendu à alfa-sinucleinopatie9,10,11. PD è ET anu certe caratteristiche sovrapposte, cum'è una frequenza simile di tremore in i pazienti cun ET è PD, tremore a riposu sovrappostu (tremore tipicu in PD) è tremore posturale (principalmente trovu in i pazienti cun ET), rendendu difficiule a distinzione trà di elli. fasi iniziali 12. Dunque, avemu bisognu urgentemente di apre una finestra utile per diferenzià trà ET è PD. In questu cuntestu, studià a disbiosi intestinale specifica è i cambiamenti di metaboliti assuciati in ET è identificà e so differenze da PD pò diventà potenziali biomarcatori per a diagnosi è a diagnosi differenziale di ET.
L'acidi grassi à catena corta (SCFA) sò i principali metaboliti prudutti da a fermentazione batterica intestinale di e fibre dietetiche è si pensa chì ghjucanu un rolu criticu in l'interazzione intestinu-cervellu13,14. I SCFA sò assorbiti da e cellule di u colon è trasportati à u fegatu attraversu u sistema venosu portale, è alcuni SCFA entranu in a circulazione sistemica. I SCFA anu effetti lucali nantu à u mantenimentu di l'integrità di a barriera intestinale è a prumuzione di l'immunità innata in a mucosa intestinale15. Anu ancu effetti à longu andà nantu à a barriera emato-encefalica (BBB) ​​stimulendu e proteine ​​di giunzione stretta è attivendu i neuroni stimulendu i recettori accoppiati à e proteine ​​G (GPCR) per attraversà u BBB16. L'acetatu, u propionatu è u butirratu sò i SCFA più abbundanti in u colon. Studi precedenti anu dimustratu una diminuzione di i livelli fecali di acidi acetici, propionici è butirrichi in i pazienti cù a malatia di Parkinson17. Tuttavia, i livelli fecali di SCFA ùn sò mai stati studiati in i pazienti cù ET.
Cusì, u nostru studiu era destinatu à identificà cambiamenti specifichi in SCFA fecali in i pazienti cun ET è e so differenze da i pazienti cun PD, valutà a relazione di SCFA fecali cù i sintomi clinichi di SCFA è microbiota intestinale, è ancu identificà e potenziali capacità diagnostiche è diagnostiche differenziali di i campioni fecali. KZHK. Per affruntà i fattori di cunfusione assuciati à i farmaci anti-PD, avemu sceltu pazienti cun malattia di Parkinson di nova insorgenza cum'è cuntrolli di a malattia.
E caratteristiche demografiche è cliniche di i 37 ET, 37 PD è 35 HC sò riassunte in a Tavula 1. ET, PD è HC eranu currispondenti per età, sessu è BMI. I trè gruppi avianu ancu proporzioni simili di fumà, cunsumà alcolu è cunsumà caffè è tè. U puntuatu Wexner (P = 0,004) è u puntuatu HAMD-17 (P = 0,001) di u gruppu PD eranu più alti di quelli di u gruppu HC, è u puntuatu HAMA (P = 0,011) è u puntuatu HAMD-17 (P = 0,011) di u gruppu ET eranu più alti di quelli di u gruppu HC. U corsu di a malatia in u gruppu ET era significativamente più longu chè in u gruppu PD (P<0,001).
Ci eranu differenze significative in i livelli fecali di l'acidu propionicu fecale (P = 0,023), l'acidu aceticu (P = 0,039), l'acidu butiricu (P = 0,020), l'acidu isovalericu (P = 0,045) è l'acidu isobutiricu (P = 0,015). In un'ulteriore analisi post hoc, i livelli di l'acidu propionicu (P = 0,023), l'acidu butiricu (P = 0,007) è l'acidu isobutiricu (P = 0,040) in u gruppu ET eranu significativamente più bassi chè quelli in u gruppu HC. I pazienti cun ET avianu livelli più bassi di isovaleratu (P = 0,014) è isobutirratu (P = 0,005) chè i pazienti cun PD. Inoltre, i livelli di acidu propionicu fecale (P = 0,013), acidu aceticu (P = 0,016) è acidu butiricu (P = 0,041) eranu più bassi in i pazienti cun PD chè in i pazienti cun CC (Fig. 1 è Tabella Supplementare 1).
ag rapprisenta una paragone di gruppu di l'acidu propionicu, l'acidu aceticu, l'acidu butirricu, l'acidu isovalericu, l'acidu valericu, l'acidu caproicu è l'acidu isobutiricu, rispettivamente. Ci eranu differenze significative in i livelli di l'acidu propionicu fecale, l'acidu aceticu, l'acidu butirricu, l'acidu isovalericu è l'acidu isobutiricu trà i trè gruppi. Tremore essenziale ET, malatia di Parkinson, cuntrollu HC sanu, SCFA. Differenze significative sò indicate da * P < 0,05 è ** P < 0,01.
Cunsiderendu a differenza in u corsu di a malatia trà u gruppu ET è u gruppu PD, avemu testatu 33 pazienti cù PD precoce è 16 pazienti cù ET (corsu di a malatia ≤3 anni) per un ulteriore paragone (Tabella Supplementare 2). I risultati anu dimustratu chì u cuntenutu di acidu propionicu fecale di ET era significativamente più bassu di quellu di HA (P = 0,015). A differenza trà ET è HC per l'acidu butirricu è l'acidu isobutiricu ùn era micca significativa, ma una tendenza hè stata sempre osservata (P = 0,082). I livelli di isobutirratu fecale eranu significativamente più bassi in i pazienti cù ET paragunatu à i pazienti cù PD (P = 0,030). A differenza trà ET è PD di l'acidu isovalericu ùn era micca significativa, ma ci era sempre una tendenza (P = 0,084). L'acidu propionicu (P = 0,023), l'acidu aceticu (P = 0,020) è l'acidu butirricu (P = 0,044) eranu significativamente più bassi in i pazienti PD chè in i pazienti HC. Questi risultati (Figura Supplementare 1) sò generalmente coerenti cù i risultati principali. A differenza di risultati trà u campione generale è u sottogruppu di pazienti precoci pò esse duvuta à a dimensione più chjuca di u campione in u sottogruppu, risultendu in una putenza statistica più bassa di i dati.
Dopu avemu esaminatu se i livelli di SCFA fecali puderanu distingue i pazienti cun ET da i pazienti cun CU o PD. Sicondu l'analisi ROC, a differenza in AUC di i livelli di propionatu era 0,668 (95% CI: 0,538-0,797), ciò chì hà permessu di distingue i pazienti cun ET da HC. I pazienti cun ET è GC puderanu esse distinti da i livelli di butirratu cù una AUC di 0,685 (95% CI: 0,556-0,814). E differenze in i livelli di acidu isobutiricu ponu distingue i pazienti cun ET da HC cù una AUC di 0,655 (95% CI: 0,525-0,786). Quandu si combinanu i livelli di propionatu, butirratu è isobutirratu, hè stata ottenuta una AUC più alta di 0,751 (95% CI: 0,634-0,867) cù una sensibilità di 74,3% è una specificità di 72,9% (Fig. 2a). Per distingue trà i pazienti ET è PD, l'AUC per i livelli di acidu isovalericu era 0,700 (95% CI: 0,579-0,822) è per i livelli di acidu isobutiricu era 0,718 (95% CI: 0,599-0,836). A cumminazione di i livelli di acidu isovalericu è di acidu isobutiricu avia una AUC più alta di 0,743 (95% CI: 0,629-0,857), una sensibilità di 74,3% è una specificità di 62,9% (Fig. 2b). Inoltre, avemu esaminatu se i livelli di SCFA in e feci di i pazienti cun malattia di Parkinson eranu diversi da i cuntrolli. Sicondu l'analisi ROC, l'AUC per identificà i pazienti cun PD basata annantu à e differenze in i livelli di acidu propionicu era 0,687 (95% CI: 0,559-0,814), cù una sensibilità di 68,6% è una specificità di 68,7%. E differenze in i livelli di acetatu ponu distingue i pazienti PD da i HC cù una AUC di 0,674 (95% CI: 0,542-0,805). I pazienti cun PD ponu esse differenziati da CU solu da i livelli di butirratu cù una AUC di 0,651 (95% CI: 0,515-0,787). Quandu si combinanu i livelli di propionatu, acetatu è butirratu, hè stata ottenuta una AUC di 0,682 (95% CI: 0,553-0,811) (Fig. 2c).
Discriminazione di a Chjesa Ortodossa Russa contr'à ET è HC; b discriminazione di a Chjesa Ortodossa Russa contr'à ET è PD; c discriminazione ROC contr'à PD è HC. Tremore essenziale ET, malatia di Parkinson, cuntrollu HC sanu, SCFA.
In i pazienti cun ET, i livelli di acidu isobutiricu fecale eranu correlati negativamente cù u puntu FTM (r = -0,349, P = 0,034), è i livelli di acidu isovalericu fecale eranu correlati negativamente cù u puntu FTM (r = -0,421, P = 0,001) è u puntu TETRAS. (r = -0,382, P = 0,020). In i pazienti cun ET è PD, i livelli di propionatu fecale eranu correlati negativamente cù i punteggi SCOPA-AUT (r = −0,236, P = 0,043) (Fig. 3 è Tabella Supplementare 3). Ùn ci era alcuna currelazione significativa trà u corsu di a malattia è SCFA nè in u gruppu ET (P ≥ 0,161) nè in u gruppu PD (P ≥ 0,246) (Tabella Supplementare 4). In i pazienti cun PD, i livelli di acidu caproicu fecale eranu pusitivamente correlati cù i punteggi MDS-UPDRS (r = 0,335, P = 0,042). In tutti i participanti, i livelli di propionatu fecale (r = −0,230, P = 0,016) è acetatu (r = −0,210, P = 0,029) eranu negativamente correlati cù i punteggi Wexner (Fig. 3 è Tabella Supplementare 3).
I livelli di l'acidu isobutiricu fecale eranu correlati negativamente cù i punteggi FTM, l'acidu isovalericu era correlatu negativamente cù i punteggi FTM è TETRAS, l'acidu propionicu era correlatu negativamente cù i punteggi SCOPA-AUT, l'acidu caproicu era correlatu pusitivamente cù i punteggi MDS-UPDRS, è l'acidu propionicu era correlatu negativamente cù i punteggi FTM è TETRAS. TETRAS è l'acidu aceticu eranu correlati negativamente cù u punteggio Wexner. A versione sponsorizzata da l'Associazione MDS-UPDRS di a Scala Unificata di Valutazione di a Malattia di Parkinson, Mini-Mental State Examination MMSE, Scala di Valutazione di a Depressione Hamilton HAMD-17, 17 elementi, Scala di Valutazione di l'Ansietà Hamilton HAMA, stadi HY Hoehn è Yahr, SCFA, Scala di Risultati di i Sintomi Autonomi di a Malattia di Parkinson SCOPA - AUT, Scala di Valutazione di u Tremore Clinicu FTM Fana-Tolosa-Marin, Scala di Valutazione di u Tremore Essenziale di u Gruppu di Ricerca TETRAS (TRG). Differenze significative sò indicate da * P < 0,05 è ** P < 0,01.
Avemu esploratu più in prufundità a natura discriminatoria di a microbiota intestinale aduprendu l'analisi LEfSE è avemu sceltu u livellu di dati di abbundanza relativa di u genere per analisi più approfondite. Sò state fatte paragune trà ET è HC è trà ET è PD. L'analisi di currelazione di Spearman hè stata dopu realizata nantu à l'abbundanza relativa di a microbiota intestinale è i livelli di SCFA fecali in i dui gruppi di paragone.
Faecalibacterium (currelatu cù l'acidu butirricu, r = 0,408, P < 0,001), Lactobacillus (currelatu cù l'acidu butirricu, r = 0,283, P = 0,016), Streptobacterium (currelatu cù l'acidu propionicu, r = 0,327) eranu prisenti in l'analisi di ET è CA. , P = 0,005; currelatu cù l'acidu butirricu, r = 0,374, P = 0,001; si correla cù l'acidu isobutiricu, r = 0,329, P = 0,005), Howardella (si correla cù l'acidu propionicu, r = 0,242, P = 0,041), Raoultella (si correla cù u propionatu, r = 0,249, P = 0,035), è Candidatus Arthromitus (si correla cù l'acidu isobutiricu, r = 0,302, P = 0,010) hè statu trovu diminuitu in ET è pusitivamente correlatu cù i livelli di SCFA fecali. Tuttavia, l'abbundanza di Stenotropomonas hè aumentata in ET è era negativamente correlata cù i livelli di isobutirratu fecale (r = -0,250, P = 0,034). Dopu l'aghjustamentu FDR, solu e correlazioni trà Faecalibacterium, Catenibacter è SCFA sò rimaste significative (P ≤ 0,045) (Fig. 4 è Tabella Supplementare 5).
Analisi di currelazione di ET è HC. Dopu l'aghjustamentu FDR, l'abbundanza di Faecalibacterium (associatu pusitivamente cù u butirratu) è Streptobacterium (associatu pusitivamente cù propionatu, butirratu è isobutirratu) hè stata trovata ridutta in ET è assuciata pusitivamente cù i livelli di SCFA fecali. b Analisi di currelazione di ET è PD. Dopu l'aghjustamentu FDR, ùn sò state trovate associazioni significative. Tremore essenziale di ET, malattia di Parkinson, cuntrollu HC sanu, SCFA. Differenze significative sò indicate da * P < 0,05 è ** P < 0,01.
Quandu s'analizeghja ET versus PD, hè statu trovu chì Clostridium trichophyton era aumentatu in ET è correlatu cù l'acidu isovalericu fecale (r = -0,238, P = 0,041) è l'acidu isobutiricu (r = -0,257, P = 0,027). Dopu l'aghjustamentu FDR, tramindui sò rimasti significativi (P≥0,295) (Figura 4 è Tabella Supplementare 5).
Questu studiu hè un studiu cumpletu chì esamina i livelli di SCFA fecali è li correla cù i cambiamenti in a microbiota intestinale è a gravità di i sintomi in i pazienti cun ET paragunatu à i pazienti cun CU è PD. Avemu trovu chì i livelli di SCFA fecali eranu ridutti in i pazienti cun ET è eranu assuciati à a gravità clinica è à cambiamenti specifichi in a microbiota intestinale. I livelli cumulativi di acidi grassi à catena corta (SCFA) in e feci differenzianu ET da GC è PD.
In paragone cù i pazienti GC, i pazienti ET anu livelli fecali più bassi di acidi propionici, butirrichi è isobutirrichi. A cumminazione di acidi propionici, butirrichi è isobutirrichi pò fà a differenza trà ET è HC cù una AUC di 0,751 (IC 95%: 0,634-0,867), una sensibilità di 74,3% è una specificità di 72,9%, chì indica u so usu cum'è un rolu potenziale cum'è biomarcatori diagnostichi per ET. Ulteriori analisi anu dimustratu chì i livelli di acidu propionicu fecale eranu correlati negativamente cù u puntuu Wexner è u puntuu SCOPA-AUT. I livelli di acidu isobutirrichi fecale eranu inversamente correlati cù i punteggi FTM. D’altronde, una diminuzione di i livelli di butirratu in ET era assuciata à una diminuzione di l'abbundanza di microbiota produttrice di SCFA, Faecalibacterium è Categorybacter. Inoltre, e riduzioni di l'abbundanza di Catenibacter in ET eranu ancu assuciate à riduzioni di i livelli di acidu propionicu è isobutirrichi fecale.
A maiò parte di l'SCFA prudutti in u colon sò assorbiti da i colonciti principalmente per mezu di trasportatori di monocarbossilati dipendenti da H+ o dipendenti da u sodiu. L'acidi grassi à catena corta assorbiti sò aduprati cum'è fonte d'energia per i colonciti, mentre chì quelli chì ùn sò micca metabolizati in i colonciti sò trasportati in a circulazione portale 18. L'SCFA ponu influenzà a motilità intestinale, migliurà a funzione di barriera intestinale è influenzà u metabolismu è l'immunità di l'ospite 19. Hè statu scupertu prima chì e concentrazioni fecali di butirratu, acetatu è propionatu eranu ridutte in i pazienti PD paragunatu à l'HCs 17, ciò chì hè coerente cù i nostri risultati. U nostru studiu hà trovu una diminuzione di l'SCFA in i pazienti cun ET, ma si sà pocu nantu à u rolu di l'SCFA in a patologia di l'ET. U butirratu è u propionatu ponu ligà si à i GPCR è influenzà a segnalazione dipendente da GPCR cum'è a segnalazione MAPK è NF-κB20. U cuncettu basicu di l'asse intestinu-cervellu hè chì l'SCFA secreti da i microbi intestinali ponu influenzà a segnalazione di l'ospite, influenzendu cusì a funzione intestinale è cerebrale. Siccomu u butirratu è u propionatu anu putenti effetti inhibitori nantu à l'attività di l'istone deacetilasi (HDAC)21 è u butirratu pò ancu agisce cum'è ligante per i fattori di trascrizione, anu effetti diffusi nantu à u metabolismu di l'ospite, a differenziazione è a proliferazione, principalmente per via di a so influenza nantu à a regulazione di i geni22. Basatu annantu à l'evidenza di SCFA è di e malatie neurodegenerative, u butirratu hè cunsideratu un candidatu terapeuticu per via di a so capacità di curregge l'attività HDAC alterata, chì pò medià a morte di i neuroni dopaminergici in PD23,24,25. Studi nantu à l'animali anu ancu dimustratu a capacità di l'acidu butiricu di prevene a degenerazione di i neuroni dopaminergici è di migliurà i disordini di u muvimentu in i mudelli PD26,27. Hè statu trovu chì l'acidu propionicu limita e risposte infiammatorie è prutege l'integrità di a BBB28,29. Studi anu dimustratu chì l'acidu propionicu prumove a sopravvivenza di i neuroni dopaminergici in risposta à a tossicità di a rotenone in i mudelli PD30 è chì l'amministrazione orale di l'acidu propionicu salva a perdita di neuroni dopaminergici è i deficit motori in i topi cù PD31. Si sà pocu di a funzione di l'acidu isobutiricu. Tuttavia, un studiu recente hà trovu chì a culunizazione di topi cù B. ovale hà aumentatu u cuntenutu intestinale di SCFA (cumpresi acetatu, propionatu, isobutirratu è isovaleratu) è a cuncentrazione intestinale di GABA, mettendu in risaltu chì hè statu stabilitu un ligame trà a microbiota intestinale è e cuncentrazioni intestinali di SCFA di neurotrasmettitori32. Per ET, i cambiamenti patologichi anormali in u cervellettu includenu cambiamenti in l'assoni è i dendriti di e cellule di Purkinje, u spustamentu è a perdita di cellule di Purkinje, cambiamenti in l'assoni di e cellule di u cestinu è anomalie in e cunnessione di fibre ascendenti à i nuclei di e cellule di Purkinje, ciò chì porta à una diminuzione di a pruduzzione GABAergica da u cervellettu3,4,33. Ùn hè chjaru se i SCFA sò assuciati à a neurodegenerazione di e cellule di Purkinje è à a diminuzione di a pruduzzione di GABA cerebellare. I nostri risultati suggerenu una stretta relazione trà SCFA è ET; tuttavia, u disignu di u studiu trasversale ùn permette alcuna cunclusione nantu à a relazione causale trà SCFA è u prucessu di a malatia ET. Ulteriori studii di seguitu longitudinali sò necessarii, cumprese misurazioni seriali di SCFA fecali, è ancu studii nantu à l'animali chì esaminanu i meccanismi.
Si pensa chì l'SCFA stimulanu a cuntrattilità di u musculu lisciu di u colon34. Una mancanza di SCFA aggraverà i sintomi di a stitichezza, è a supplementazione cù SCFA pò migliurà i sintomi di a stitichezza PD35. I nostri risultati indicanu ancu una associazione significativa trà a diminuzione di u cuntenutu di SCFA fecali è l'aumentu di a stitichezza è di a disfunzione autonomica in i pazienti cun ET. Un rapportu di casu hà trovu chì u trapianto di microbiota hà migliuratu sia u tremore essenziale sia a sindrome di l'intestinu irritabile in u paziente 7, suggerendu ancu una stretta relazione trà a microbiota intestinale è l'ET. Dunque, credemu chì i SCFA/microbiota fecali possinu influenzà a motilità intestinale di l'ospite è a funzione di u sistema nervosu autonomicu.
U studiu hà trovu chì i livelli diminuiti di SCFA fecali in ET eranu assuciati à una diminuzione di l'abbundanza di Faecalibacterium (assuciatu cù u butirratu) è Streptobacterium (assuciatu cù propionatu, butirratu è isobutirratu). Dopu a currezzione FDR, sta relazione ferma significativa. Faecalibacterium è Streptobacterium sò microrganismi chì producenu SCFA. Faecalibacterium hè cunnisciutu per esse un microrganismu chì produce butirratu36, mentre chì i principali prudutti di a fermentazione di Catenibacter sò acetatu, butirratu è acidu latticu37. Faecalibacterium hè statu rilevatu in u 100% di i gruppi ET è HC; L'abbundanza relativa mediana di u gruppu ET era di 2,06% è quella di u gruppu HC era di 3,28% (LDA 3,870). A categuria di batteriu hè stata rilevata in u 21,6% (8/37) di u gruppu HC è solu in 1 campione di u gruppu ET (1/35). A diminuzione è l'indetectabilità di i streptobatteri in ET ponu ancu indicà una currelazione cù a patogenicità di a malatia. L'abbundanza relativa mediana di e spezie di Catenibacter in u gruppu HC era di 0,07% (LDA 2,129). Inoltre, i batteri di l'acidu latticu eranu assuciati à cambiamenti in u butirratu fecale (P = 0,016, P = 0,096 dopu l'aghjustamentu FDR), è u candidatu à l'artrite era assuciatu à cambiamenti in l'isobutirratu (P = 0,016, P = 0,072 dopu l'aghjustamentu FDR). Dopu a currezzione FDR, solu a tendenza di currelazione ferma, chì ùn hè micca statisticamente significativa. I lactobacilli sò ancu cunnisciuti per esse pruduttori di SCFA (acidu aceticu, acidu propionicu, acidu isobutiricu, acidu butiricu) 38 è Candidatus Arthromitus hè un induttore specificu di a differenziazione di e cellule T helper 17 (Th17), cù Th1 / 2 è Tregs assuciati à l'equilibriu immune / Th1739. Un studiu recente suggerisce chì livelli elevati di pseudoartrite fecale possinu cuntribuisce à l'inflammazione di u colon, a disfunzione di a barriera intestinale è l'inflammazione sistemica 40. Clostridium trichophyton era aumentatu in ET paragunatu à PD. L'abbundanza di Clostridium trichoides hè stata trovata negativamente correlata cù l'acidu isovalericu è l'acidu isobutiricu. Dopu l'aghjustamentu FDR, tramindui sò rimasti significativi (P≥0.295). Clostridium pilosum hè una batteria cunnisciuta per esse assuciata à l'inflammazione è pò cuntribuisce à a disfunzione di a barriera intestinale 41. U nostru studiu precedente hà riportatu cambiamenti in a microbiota intestinale di i pazienti cun ET8. Quì riportemu ancu cambiamenti in SCFA in ET è identifichemu una associazione trà a disbiosi intestinale è i cambiamenti in SCFA. I livelli diminuiti di SCFA sò strettamente assuciati à a disbiosi intestinale è a gravità di u tremore in ET. I nostri risultati suggerenu chì l'asse intestinu-cervellu pò ghjucà un rolu impurtante in a patogenesi di ET, ma sò necessarii ulteriori studii in mudelli animali.
In paragone cù i pazienti cun PD, i pazienti cun ET anu livelli più bassi di acidi isovalericu è isobutiricu in e so feci. A cumminazione di acidu isovalericu è acidu isobutiricu hà identificatu ET in PD cù una AUC di 0,743 (95% CI: 0,629-0,857), sensibilità di 74,3% è specificità di 62,9%, chì suggerisce u so rolu potenziale cum'è biomarcatori in a diagnosi differenziale di ET. I livelli di acidu isovalericu fecale eranu inversamente correlati cù i punteggi FTM è TETRAS. I livelli di acidu isobutiricu fecale eranu inversamente correlati cù i punteggi FTM. A diminuzione di i livelli di acidu isobutiricu era assuciata à una diminuzione di l'abbundanza di catobatteri. Si sà pocu nantu à e funzioni di l'acidu isovalericu è di l'acidu isobutiricu. Un studiu precedente hà dimustratu chì a culunizazione di topi cù Bacteroides ovale hà aumentatu u cuntenutu intestinale di SCFA (cumpresi acetatu, propionatu, isobutirratu è isovaleratu) è e concentrazioni intestinali di GABA, mettendu in risaltu u ligame intestinale trà a microbiota è e concentrazioni intestinali di SCFA/neurotrasmettitori32. Hè interessante nutà chì i livelli d'acidu isobutiricu osservati eranu simili trà i gruppi PD è HC, ma differianu trà i gruppi ET è PD (o HC). L'acidu isobutiricu pudia distingue trà ET è PD cù una AUC di 0,718 (IC 95%: 0,599-0,836) è identificà ET è NC cù una AUC di 0,655 (IC 95%: 0,525-0,786). Inoltre, i livelli d'acidu isobutiricu sò correlati cù a gravità di u tremore, rinfurzendu ulteriormente a so associazione cù ET. A quistione di se l'acidu isobutiricu orale pò riduce a gravità di u tremore in i pazienti cù ET merita ulteriori studii.
Cusì, u cuntenutu di SCFA fecali hè riduttu in i pazienti cun ET è hè assuciatu à a gravità clinica di ET è à cambiamenti specifichi in a microbiota intestinale. U propionatu fecale, u butirratu è l'isobutirratu ponu esse biomarcatori diagnostichi per ET, mentre chì l'isobutirratu è l'isovaleratu ponu esse biomarcatori diagnostichi differenziali per ET. I cambiamenti in l'isobutirratu fecale ponu esse più specifichi per ET chè i cambiamenti in altri SCFA.
U nostru studiu hà parechje limitazioni. Prima, i mudelli dietetichi è e preferenze alimentari ponu influenzà l'espressione di a microbiota, sò necessarii campioni di studiu più grandi in diverse pupulazioni, è i studii futuri devenu introduce indagini dietetiche cumplete è sistematiche cum'è i quistionarii di frequenza alimentaria. Siconda, u disignu di u studiu trasversale impedisce qualsiasi cunclusione nantu à una relazione causale trà l'SCFA è u sviluppu di ET. Sò necessarii ulteriori studii di seguitu à longu andà cù misurazioni seriali di SCFA fecali. Terzu, e capacità diagnostiche è diagnostiche differenziali di i livelli di SCFA fecali devenu esse validate utilizendu campioni indipendenti da ET, HC è PD. Più campioni fecali indipendenti devenu esse testati in u futuru. Infine, i pazienti cun PD in a nostra coorte avianu una durata di a malattia significativamente più corta cà i pazienti cun ET. Avemu principalmente abbinatu ET, PD è HC per età, sessu è BMI. Data a differenza in u corsu di a malattia trà u gruppu ET è u gruppu PD, avemu ancu studiatu 33 pazienti cun PD precoce è 16 pazienti cun ET (durata di a malattia ≤3 anni) per un ulteriore paragone. E differenze trà i gruppi in SCFA eranu generalmente coerenti cù i nostri dati primari. Inoltre, ùn avemu trovu nisuna currelazione trà a durata di a malatia è i cambiamenti in SCFA. Tuttavia, in u futuru, seria megliu reclutà pazienti cun PD è ET in una fase iniziale cù una durata di a malatia più corta per cumpletà a validazione in un campione più grande.
U protocolu di studiu hè statu appruvatu da u cumitatu d'etica di l'Ospedale Ruijin, affiliatu à a Scola di Medicina di l'Università Jiao Tong di Shanghai (RHEC2018-243). U cunsensu infurmatu scrittu hè statu ottenutu da tutti i participanti.
Trà ghjennaghju 2019 è dicembre 2022, 109 sughjetti (37 ET, 37 PD, è 35 HC) di a Clinica di u Centru di Disordini di u Muvimentu di l'Ospedale Ruijin, affiliata à a Scola di Medicina di l'Università Jiao Tong di Shanghai, sò stati inclusi in questu studiu. I criteri eranu: (1) età 25-85 anni, (2) i pazienti cun ET sò stati diagnosticati secondu i criteri 42 di u Gruppu di Travagliu MDS è PD sò stati diagnosticati secondu i criteri MDS 43, (3) tutti i pazienti ùn pigliavanu micca medicinali anti-PD prima di a raccolta di campioni in sedia. (4) U gruppu ET hà pigliatu solu β-bloccanti o nisuna medicina correlata prima di raccoglie campioni di feci. Sò stati ancu selezziunati HC currispondenti à età, sessu è indice di massa corporea (IMC). I criteri d'esclusione eranu: (1) vegetariani, (2) mala nutrizione, (3) malatie croniche di u trattu gastrointestinale (cumprese malatie infiammatorie intestinali, ulcere gastriche o duodenali), (4) malatie croniche gravi (cumpresi tumori maligni), insufficienza cardiaca, insufficienza renale, malatie ematologiche) (5) Storia di chirurgia gastrointestinale maiò, (6) Cunsumu crònicu o regulare di yogurt, (7) Usu di qualsiasi probioticu o antibioticu per 1 mese, (8) Usu crònicu di corticosteroidi, inibitori di a pompa protonica, statine, metformina, immunosoppressori o farmaci antitumorali è (9) deterioramentu cognitivu severu chì interferisce cù i studii clinichi.
Tutti i sughjetti anu furnitu l'infurmazioni nantu à a storia medica, u pesu è l'altezza per calculà l'IMC, è sò stati sottumessi à un esame neurologicu è à una valutazione clinica cum'è a scala di valutazione di l'ansietà di Hamilton (HAMA) 44, u puntu di l'ansietà di a scala di valutazione di a depressione di Hamilton-17 (HAMD-17) 45. depressione, gravità di a stitichezza utilizendu a scala di stitichezza di Wexner 46 è a scala di e feci di Bristol 47 è e prestazioni cognitive utilizendu u Mini-Mental State Examination (MMSE) 48. A scala per a valutazione di i sintomi autonomichi di a malattia di Parkinson (SCOPA-AUT) 49 hà esaminatu a disfunzione autonomica in i pazienti cun ET è PD. A scala di valutazione di u tremore clinicu Fan-Tolos-Marin (FTM) è a scala di valutazione di u tremore essenziale (TETRAS) 50, u Gruppu di studiu di u tremore (TRG) 50 sò stati esaminati in i pazienti cun ET; a scala di valutazione di a malattia di Kinson (MDS-UPDRS) versione 51 sponsorizzata da l'Associazione Unita di e Malatie di Parkinson è u gradu 52 di Hoehn è Yahr (HY) sò stati esaminati.
Ogni participante hè statu dumandatu di raccoglie un campione di feci a mane aduprendu un cuntainer di raccolta di feci. Trasferisce i cuntainer in u ghjacciu è conservali à -80 ° C prima di u trattamentu. L'analisi SCFA hè stata effettuata secondu l'operazioni di rutina di Tiangene Biotechnology (Shanghai) Co., Ltd. 400 mg di campioni fecali freschi sò stati raccolti da ogni sughjettu è analizati aduprendu SCFA dopu a macinazione è a pre-sonicazione. I SCFA selezziunati in e feci sò stati analizati aduprendu gascromatografia-spettrometria di massa (GC-MS) è cromatografia liquida-tandem MS (LC-MS/MS).
L'ADN hè statu estrattu da campioni di 200 mg aduprendu u QIAamp® Fast DNA Stool Mini Kit (QIAGEN, Hilden, Germania) secondu l'istruzzioni di u fabricatore. A cumpusizione microbica hè stata determinata sequenziendu u genu 16S rRNA nantu à u DNA isolatu da e feci amplificendu a regione V3-V4. Testate l'ADN eseguendu u campione nantu à un gel d'agarosa à 1,2%. L'amplificazione per reazione a catena di a polimerasi (PCR) di u genu 16S rRNA hè stata realizata aduprendu primer batterici universali (357 F è 806 R) è una biblioteca di ampliconi in dui passi custruita nantu à a piattaforma Novaseq.
E variabili continue sò espresse cum'è media ± deviazione standard, è e variabili categoriali sò espresse cum'è numeri è percentuali. Avemu utilizatu u test di Levene per pruvà l'omogeneità di e varianze. I paraguni sò stati fatti utilizendu test t à duie code o analisi di a varianza (ANOVA) se e variabili eranu distribuite nurmalmente è test U di Mann-Whitney non parametrichi se l'ipotesi di nurmalità o omoschedasticità eranu viulate. Avemu utilizatu l'area sottu à a curva ROC (AUC) per quantificà a prestazione diagnostica di u mudellu è esaminà a capacità di SCFA di distingue i pazienti cù ET da quelli cù HC o PD. Per esaminà a relazione trà SCFA è a gravità clinica, avemu utilizatu l'analisi di currelazione di Spearman. L'analisi statistica hè stata realizata utilizendu u software SPSS (versione 22.0; SPSS Inc., Chicago, IL) cù u livellu di significatività (cumprese u valore P è FDR-P) fissatu à 0,05 (bilaterale).
E sequenze 16 S sò state analizate aduprendu una cumbinazione di i software Trimmomatic (versione 0.35), Flash (versione 1.2.11), UPARSE (versione v8.1.1756), mothur (versione 1.33.3) è R (versione 3.6.3). I dati grezzi di u gene rRNA 16S sò stati trattati aduprendu UPARSE per generà unità tassonomiche operative (OTU) cù una identità di 97%. E tassonomie sò state specificate aduprendu Silva 128 cum'è basa di dati di riferimentu. U livellu genericu di dati di abbundanza relativa hè statu sceltu per ulteriori analisi. L'analisi di a dimensione di l'effettu di l'analisi discriminante lineare (LDA) (LEfSE) hè stata aduprata per paragoni trà gruppi (ET vs. HC, ET vs. PD) cù una soglia α di 0,05 è una soglia di dimensione di l'effettu di 2,0. I generi discriminanti identificati da l'analisi LEfSE sò stati ulteriormente aduprati per l'analisi di currelazione Spearman di SCFA.
Per più infurmazione nantu à u disignu di u studiu, vedi u Riassuntu di u Rapportu di Ricerca Naturale assuciatu à questu articulu.
I dati di sequenziamentu 16S grezzi sò almacenati in a basa di dati BioProject di u Centru Naziunale per l'Informazione Biotecnologica (NCBI) (SRP438900: PRJNA974928), URL: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/Traces/study/?acc= SRP438900&o. =acc_s% 3Aa. Altri dati pertinenti sò dispunibili per l'autore currispundente nantu à dumanda raghjonevule, cum'è e cullaburazioni scientifiche è i scambii accademichi cù prughjetti di ricerca cumpleti. Nisun trasferimentu di dati à terze parti senza u nostru accunsentu hè permessu.
Codice surghjente apertu solu cù una cumbinazione di Trimmomatic (versione 0.35), Flash (versione 1.2.11), UPARSE (versione v8.1.1756), mothur (versione 1.33.3) è R (versione 3.6.3), utilizendu i paràmetri predefiniti o a sezzione "Metudu". L'infurmazioni supplementari di chiarificazione ponu esse furnite à l'autore currispundente nantu à una dumanda raghjonevule.
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