除了治疗脊髓损伤急性期的标准管理外，实施新的神经保护干预措施还可以显着降低发病率和长期健康成本。更好地了解脊髓损伤急性期后的系统性变化可以深入了解导致继发性损伤的机制。一个新兴的研究领域涉及肠道微生物组和中枢神经系统的复杂相互作用，即脑-肠轴，或者更合适的是中枢神经系统-肠轴。该综述总结了与肠道微生物组和脊髓损伤急性期有关的相关文献。脑卒中和创伤性脑损伤的实验模型证实了中枢神经系统与肠道的双向通信，伴有伤后生态失调，胃肠相关淋巴组织介导的神经炎症反应，和细菌代谢物神经传递。类似的研究结果也在脊髓损伤急性期中被阐明。这些领域的实验干预在改善动物模型的功能结果方面显示出前景。人体与其微生物组之间的这种共生关系，特别是肠道微生物组，代表了实验医学中令人兴奋的前沿。

吨细胞水平，脊髓损伤是一个多相损伤。首先，直接机械性损伤导致受损的细胞膜，局部缺血，以及神经递质积累。继发过程增加了损伤的大小，导致细胞死亡由自由基产生，能量衰竭，免疫细胞侵入和谷氨酸能兴奋性毒性的级联传播。在脊髓损伤急性期的慢性阶段，星形胶质瘢痕形成，持续脱髓鞘，瘘管形成和其他再生过程可以在细胞水平上持续数年。

多重损伤阶段涉及全身修饰因素应该不足为奇。该过程的至少一部分涉及脑 - 肠轴，即脑和胃肠系统之间的主要双向通信途径，其包括涉及神经元，激素和免疫途径的传入和传出信号。迄今为止，大多数现有的研究之后有关的微生物中枢神经系统损伤包括研究中风或创伤性脑损伤的变化对肠道微生物。因此，缺乏涉及脊髓损伤急性期的研究和对肠道微生物组的双向影响。本文的目的是回顾发表在微生物组上的文献，并强调脊髓损伤急性期后发生的变化。通过了解微生物组在增强炎症或防止继发性损伤中的作用，可以增强患者护理，确定神经保护的治疗靶点，并可能改善预后。

人类基因组计划完成后不久，人类微生物组计划成为了解人类“超生物体”的下一个前沿.生活在人体内部和体内的微生物数量超过人体细胞，正在探索健康的生物体内的共生关系。疾病状态。微生物组被认为是遗传多样性的来源，是宿主免疫的组成部分，也是营养和药物代谢的效应因子。使用16s核糖体RNA编码和宏基因组技术，已经取代了上一代基于培养的方法，对肠道微生物组的分类学和功能组成的知识呈指数增长。对微生物组和疾病状态的早期研究与肥胖和炎症性肠病有关。随后，与病理状况非肠胃相关性进行了在心血管疾病，哮喘，甚至孤独症指出。作为该领域已取得进展，肠道微生物已被证实与基本上所有的器官系统。

外科疾病，全身性炎症和肠道细菌病理变化之间的联系已有数十年之久。创伤，烧伤，脓毒症，和手术伤害可以导致在肠转运，养分转运的表达，和粘膜屏障功能障碍的变化的一个星座。这些改变允许在肠道中，这导致全身性的炎症反应的发展细菌生态失调。不出所料，维持肠粘膜上皮的完整性是多因素的; 肠道内容物，胰酶，肝胆因子以及肠和中枢神经系统可能是肠道细菌最重要的因素。

损伤期间不稳定的微生物组更接近于传染性状态。肠道微生物群在受伤数小时内基本上被破坏，与健康对照相比，定量减少1000倍。此外，脓毒症患者中，肠道微生物的组合物极大地改变，使得超低多样性病原体社区出现，并触发在所述主机还毒力。一些研究人员指出，这些紊乱可预测其患者群体中与败血症相关的死亡率。肠壁损伤导致粘膜屏障，这导致更高水平的硝酸盐和粘膜氧的异常梯度的改变的胃肠道的炎症。因此，环境的变化导致变形菌如铜绿假单胞菌和大肠杆菌的增殖，以及某些厚壁菌，包括金黄色葡萄球菌和肠球菌。

烧伤是一个明显的肠道生物群研究模型，因为它的流行和临床观察表明，严重烧伤后75%的死亡与脓毒症和感染性并发症有关。在人类和小鼠模型中均表现出，烧伤改变肠道生物群落的结构，促进革兰氏阴性需氧细菌，并导致肠道通透性增加，使细菌易位至正常无菌部位。总的来说，健康的细菌，如那些在毛螺家人都减少，而肠杆菌科蓬勃发展，往往在脓毒症患者发现的物种。肠道上皮细胞本身的完整性可能在烧伤后脓毒症的发展中起基础作用。这些发现支持这样的概念：多种形式的创伤导致肠道破坏，而肠道则以病态方式起作用。

使用中风模型来研究脑 - 肠轴已经对脑 - 肠前馈环提供了有趣的见解。鼠大体积中风模型中显示出增加的肠渗透性和与临床卒中后感染相关的细菌移位。在人类患者中发现缺血性中风与肠道生态失调和全身炎症有关。

与中风相反，结核I似乎对肠道完整性提供独立的破坏。临床上，结核I可导致肠胃系统的慢性功能障碍和残疾。小鼠-结核I模型在损伤后3小时内显示出超微结构的肠道变化; 上皮细胞紧密连接完整性受损，并且通常保持紧密细胞接触的紧密连接蛋白具有降低的表达。的这些蛋白的变化的实验封锁改善肠道通透性结核I后增加。这减少完整性和紧密连接蛋白表达的丧失可以通过增加的肿瘤坏死因子-α和肌球蛋白轻链引起的。然而，一些研究人员发现小鼠中度结核I引起肠道组织病理学，与炎症无关。他们观察到在粘膜深度和平滑肌组织病理学增厚增加，胶质纤维酸性蛋白和表达增加 SOX10表达，和在28天时在伤后磁通paracelluar功能增加。

大脑影响肠道完整性而不依赖于炎症的能力的一个可能解释涉及肠神经系统和神经内分泌信号。肠神经系统，迷走神经的运动活动的一个部分，已经显示结核I后受到损害，并通过闭环刺激干预示于功能恢复的改善在两个不同的鼠研究中。这样的结果表明在阐明中枢神经系统肠轴和脑损伤后其在次级过程中的作用的承诺。

目前正在进行新的研究，检查微生物组和脊髓损伤急性期的关系，特别是脑-肠轴可能是较大的中枢神经系统-微生物群-肠轴的组成部分的概念。专家在大鼠模型中证实脊髓损伤急性期后的时间肠胃变化。他们发现降低胃排空和脊髓损伤急性期 4周后减缓胃肠道转运。值得注意的是，他们无法在急性期显示出这种变化。这种延迟与神经传递有关，如通过胃肠血管活性肠多肽和神经元型一氧化氮合酶的减少所调节的抑制性结势的减慢所证明的。最后，他们在伤后4周证实了肠胃粘膜和肌肉层的组织病理学变薄。

有学者使用大鼠脊髓损伤急性期模型来研究微生物组和促炎细胞因子的变化。伴随的促炎细胞因子的分析发现，白细胞介素-1β，白细胞介素-12和巨噬细胞炎症蛋白2与脊髓损伤急性期动物的微生物组变化显着相关。在4周的分析中，巨噬细胞炎症蛋白2和肿瘤坏死因子α显着高于脊髓损伤急性期后的8周分析。

一些专家做了类似的观察。这些研究人员演示了脊髓肿瘤急性期发生肠道微生态失调，而且发病前的生态失调导致神经功能较差的结果和病理结果伤后。促炎细胞因子的分析还发现伤后第7天肠系膜淋巴结中TNF，白细胞介素-1β和白细胞介素-10的表达增加。T淋巴细胞，树突细胞和巨噬细胞减少CD4阳性T淋巴细胞。根据动物模型中的这些实验室发现，似乎需要对脊髓损伤急性期后的人体肠道失调症进行临床研究。

在几个实验中已经证明肠道对中枢神经系统的更令人惊讶的反馈效果。有专家发现在结核I后4周受到细菌 - 腹泻感染模型的小鼠显示星形胶质细胞和小胶质细胞炎症增加，脑损伤大小相应增加。研究小组最近表明，在大鼠中度诱导的结核I后2小时内肠道微生物组显着变化。观察到传统上有益细菌的相对丰度的降低，特别是在厚壁菌门内的细菌中，伴随病原菌的家族的伴随增加，所述病原菌包括拟杆菌门中的拟杆菌科和肠杆菌科和变形菌门中的假单胞菌科。此外，细菌多样性中观察到的变化与动物模型中的结核I后，磁共振成像确定的病变体积和行为功能的丧失相关。两个实验室独立地证实了中风后的脑 - 肠通路，这会影响肠道失调，神经炎症损伤反应和功能结果。显示用中风后微生物群重新定殖的无菌小鼠具有较大的中风病变。相反，使用抗生素改变微生物群的组成，以减少受到短暂大脑中动脉闭塞的小鼠的梗塞体积。两组均发现治疗性粪便移植对卒中病变和功能结局有益。某些益生菌治疗在小鼠中风模型中具有神经保护作用。这些实验证明了肠道白细胞介素-10，白细胞介素-17，调节性T细胞，T辅助细胞和肠道和中枢神经系统组织中γδT细胞变化与中风病变和功能结果相关的免疫细胞依赖性机制。

在脊髓损伤急性期中检验这种联系的第一项研究是由一些专家进行的。抗生素诱导的益生菌小鼠表现出更严重的脊髓损伤急性期病变; 他们表明用益生菌复苏可以改善伤后恢复。作者提出的一个潜在机制涉及减少可用的神经活性细菌代谢物的量，包括血清素前体和短链脂肪酸。这来自已经显示这些代谢物可以绕过血脑屏障以影响中枢神经系统结构和功能并诱导肠道中T细胞分化的工作，其在中枢神经系统损伤反应中起作用。

总之，这些发现表明脊髓损伤急性期在肠道中引起生态失调反应，并且表明肠道反过来可以调节中枢神经系统中的神经炎症反应。鉴于肠道微生物组的组成对中枢神经系统稳态的影响，这些细菌群体在消化，免疫，疾病和健康方面的相互作用是非常令人感兴趣的。进一步了解中枢神经系统损伤后健康和病理条件下的这种相互作用可能是非常宝贵的。

肠道微生物组的变化已经在各种各样的损伤模型中得到证实，并且似乎受到一系列局部和全身现象的影响。多发伤和烧伤后的细菌移位和败血症说明了全身性损伤后微生物组的影响。在中枢神经系统损伤后可以看到类似的“病毒体”，有可能通过脑-肠轴减轻继发性损伤并改变神经炎症反馈环，从而进行有针对性的干预。包括细菌代谢物，肠道通透性和GALT相关免疫力在内的急性期变化值得进一步探索作为脊髓损伤急性期的干预点。通过肠道微生物组在脊髓损伤急性期，结核I和中风治疗中的交叉适用性是可能的。