Abnormalitäten in der Mikrobiota/Butyrat/FFAR3-Signalübertragung im altersbedingten Darm beeinträchtigen die Gehirnfunktion

Altersbedingte Abnormalitäten in der Darmmikrobiota sind mit kognitivem Rückgang, Depression und Angstzuständen verbunden, aber die zugrunde liegenden Mechanismen sind unstudiert geblieben. Hier zeigte unsere Studie, dass die Transplantation alter Darmmikrobiota in junge Mäuse Entzündungen im Darm und im Gehirn hervorrief, die mit kognitivem Rückgang, Depression und Angstzuständen verbunden waren. Wir beobachteten eine verringerte Mukusbildung und eine erhöhte Darmpermeabilität ("durchlässiger Darm") mit einer Reduktion an nützlichen Metaboliten wie Butyrat aufgrund des Rückgangs an butyratproduzierenden Bakterien in der alternden Darmmikrobiota. Dies führte zu einer verringerten Expression von Butyrat-Rezeptoren, freien Fettsäure-Rezeptoren 2 und 3 (FFAR2/3). Die Verabreichung von Butyrat linderte die Entzündung, stellte die Mukusbildung und die Darmbarrieren wieder her und korrigierte die Gehirnfunktion. Darüber hinaus wiesen junge Mäuse mit intestinalspezifischem Verlust von FFAR2/3 Darm- und Gehirnabnormalitäten auf, die denen bei älteren Mäusen ähnelten. Unsere Ergebnisse zeigen, dass der Rückgang butyratproduzierender Bakterien in der alternden Darmmikrobiota zu niedrigen Butyratspiegeln und reduzierter FFAR2/3-Signalübertragung führt, was die Mukusbildung unterdrückt, die Darmpermeabilität erhöht, Entzündungen und Gehirnabnormalitäten verstärkt. Diese Ergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Butyrat-FFAR2/3-Agnosierung als potenzielle Strategie zur Minderung der schädlichen Auswirkungen der alternden Darmmikrobiota auf die Darm- und Gehirngesundheit älterer Erwachsener.