Как микробиом кишечника влияет на болезнь Альцгеймера?

Узнать больше

Болезнь Альцгеймера — это форма деменции, состояние, которое затрагивает более 55 миллионов человек во всем мире, а к 2050 году ожидается рост числа случаев до 139 миллионов (1). Как основная причина деменции, болезнь Альцгеймера составляет от 60 до 70% всех случаев (2). Как и другие виды деменции, это разрушительное нейродегенеративное заболевание характеризуется потерей памяти, снижением когнитивных функций, проблемами с речью и изменениями в поведении.

Несмотря на десятилетия исследований болезни Альцгеймера и деменции, в настоящее время не существует лекарства, а медицинские методы лечения могут предложить лишь ограниченное облегчение. Но что, если ключ к замедлению или даже предотвращению болезни Альцгеймера находится не только в мозге, но и в кишечнике? Традиционно исследования были сосредоточены на влиянии генетических факторов на патологию мозга, но теперь ученые обращают внимание на другое — на микробы, живущие в нашей пищеварительной системе.

Как микробиом кишечника влияет на когнитивное здоровье?

Наш микробиом кишечника оказывает глубокое влияние на многие аспекты здоровья, включая работу мозга. Микробы в кишечнике взаимодействуют с мозгом через сложную систему, известную как ось «кишечник-мозг». Это означает, что изменения в составе микробиома могут влиять на настроение, поведение и когнитивные функции.

Один из ключевых способов, которым микробиом кишечника влияет на когнитивное здоровье, — это модуляция иммунной системы. В кишечнике сосредоточено от 70 до 80% иммунных клеток организма (3), а дисбаланс кишечных бактерий может привести к хроническому воспалению. Это воспаление может вызвать нейровоспаление в мозге, что, как считается, способствует когнитивному снижению, связанному с нейродегенеративными заболеваниями, такими как болезнь Альцгеймера (4).

Кроме того, микробиом кишечника регулирует выработку, передачу и функцию ключевых нейромедиаторов, включая серотонин, дофамин и гамма-аминомасляную кислоту (ГАМК) (5). Дисбиоз кишечника (нарушение баланса бактерий) может нарушить производство этих важных нейротрансмиттеров.

Микробиом и его метаболиты также влияют на целостность гематоэнцефалического барьера (ГЭБ), который служит избирательным щитом, защищающим мозг от вредных веществ. При дисбалансе микробиома проницаемость ГЭБ может увеличиться, позволяя токсичным соединениям проникать в мозг (6). Эти соединения способствуют воспалению и повреждению тканей мозга.

Новые данные также свидетельствуют о том, что кишечные микробы могут участвовать в производстве и регуляции бета-амилоида (Aβ) — ключевого белка, связанного с болезнью Альцгеймера (7). Накопление белков Aβ в мозге образует амилоидные бляшки, которые являются одним из основных признаков болезни Альцгеймера.

Наконец, микробиом кишечника производит короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК), такие как уксусная, пропионовая и масляная кислоты, в процессе ферментации пищевых волокон. КЖК обладают противовоспалительными свойствами и защищают мозг от нейродегенеративных заболеваний, регулируя воспалительные пути, а также образование амилоидных бляшек и гиперфосфорилирование тау-белка (8).

Болезнь Альцгеймера и дисбиоз кишечника: что говорит наука?

Многочисленные исследования выявили значительные различия в микробиоме кишечника пациентов с болезнью Альцгеймера по сравнению со здоровыми людьми. Эти различия часто включают снижение разнообразия микробиома, а также изменения в количестве определенных видов бактерий.

Например, одно исследование показало, что у пациентов с болезнью Альцгеймера (БА) состав микробиома отличается от такового у здоровых людей того же возраста и пола. Наблюдалось заметное снижение разнообразия микробиома, уменьшение количества Firmicutes и Bifidobacterium и увеличение Bacteroidetes (9). Другое исследование также обнаружило снижение уровня Firmicutes и рост Proteobacteria у пациентов с БА (10).

Более конкретно, в одном исследовании выявили значительное уменьшение количества бактерий, производящих бутират (например, Faecalibacterium), у пациентов с БА, наряду с увеличением бактерий, производящих лактат, таких как Bifidobacterium (11). Поскольку бутират играет ключевую роль в снижении воспаления и поддержании целостности кишечного барьера, его дефицит может способствовать системному воспалению при болезни Альцгеймера.

Дополнительные доказательства этой связи получены в исследовании, которое показало значительное увеличение провоспалительных бактерий, таких как Escherichia и Shigella, и снижение противовоспалительного вида Eubacterium rectale у людей с когнитивными нарушениями и амилоидозом мозга (12). Это говорит о том, что дисбиоз кишечника может вызывать хроническое воспаление, усугубляющее нейродегенерацию.

Важно отметить, что дисбиоз кишечника возникает не только на поздних стадиях болезни Альцгеймера — он появляется на ранних этапах и усугубляется со временем. Исследования показывают, что у пациентов с недавно диагностированной БА уже наблюдаются нарушения микробиома, включая снижение защитных бактерий, таких как Bacteroides, и увеличение провоспалительных видов, таких как Prevotella (13).

Еще одно исследование продемонстрировало, что состав микробиома меняется по мере прогрессирования болезни Альцгеймера. С ухудшением когнитивных функций количество Firmicutes и Bacteroides постепенно снижалось, а уровни Proteobacteria, Verrucomicrobia и Actinobacteria увеличивались (14). Эти изменения подчеркивают четкую микробную сигнатуру, связанную с прогрессированием болезни, подтверждая роль дисбиоза в развитии нейродегенерации.

В совокупности эти данные указывают на то, что дисбаланс микробиома не просто сопровождает болезнь Альцгеймера — он возникает на ранних стадиях и усугубляется по мере развития заболевания. Это поднимает важный вопрос: может ли коррекция микробиома помочь замедлить или даже предотвратить когнитивное снижение?

Может ли восстановление микробиома кишечника защитить мозг?

Изменения в питании могут значительно повлиять на микробиом кишечника и, как следствие, на здоровье мозга. В последние годы все больше исследований подтверждают идею о том, что модуляция микробиома через диету и образ жизни может помочь защитить мозг от нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера и деменция.

В поддержку этого обзорная статья 2023 года подчеркивает потенциал терапии, направленной на микробиом, для улучшения состояния пациентов с БА. Результаты указывают на значительную связь между здоровьем кишечника и прогрессированием болезни, предполагая, что восстановление здорового микробиома может облегчить симптомы и замедлить развитие заболевания. В качестве потенциальных стратегий рассматриваются пробиотики, пребиотики и синбиотики, при этом ранние доклинические и клинические исследования показывают обнадеживающие результаты (15).

Однако для максимальной эффективности терапии необходим персонализированный подход. Поскольку микробиом каждого человека уникален, индивидуально подобранные вмешательства дадут наилучшие результаты. Например, разные штаммы пробиотиков могут по-разному влиять на когнитивные функции. Это продемонстрировано в исследовании 2022 года, где 90 пациентов с легкой и умеренной БА получали либо Lactobacillus rhamnosus, либо Bifidobacterium longum, либо плацебо дважды в день в течение 12 недель (16). Участники, принимавшие B. longum, показали большее улучшение когнитивных функций по сравнению с группой плацебо и группой L. rhamnosus. Это подчеркивает важность тестирования микробиома, так как оно может выявить дефицит или избыток определенных бактерий, позволяя подобрать наиболее эффективные методы коррекции.

Научный подход Enbiosis к здоровью мозга

В Enbiosis мы предлагаем инновационный сервис тестирования микробиома кишечника с использованием искусственного интеллекта, который помогает выявить дисбалансы, влияющие на здоровье мозга. Мы предоставляем информацию о состоянии вашего кишечника, персонализированные рекомендации по питанию, а также советы по приему пребиотиков и пробиотиков, основанные на последних научных данных. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы узнать больше о нашем подходе и получить персонализированные решения, основанные на доказательной медицине.

Узнать больше

Ссылки

1 Всемирная организация здравоохранения. (2021). Глобальный отчет о мерах общественного здравоохранения в отношении деменции. https://digitalcommons.fiu.edu/srhreports/health/health/65/

2 Всемирная организация здравоохранения. (2023). Деменция. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/dementia

3 Wiertsema, S. P., et al. (2021). Взаимодействие микробиома кишечника и иммунной системы при инфекционных заболеваниях и роль питания в оптимизации лечения. Nutrients, 13(3), 886.

4 Heneka, M. T., et al. (2024). Нейровоспаление при болезни Альцгеймера. Nature Reviews Immunology, 1-32.

5 Chen, Y., et al. (2021). Регуляция нейротрансмиттеров микробиомом кишечника и влияние на когнитивные функции при неврологических расстройствах. Nutrients, 13.

6 Xie, J., et al. (2023). Микробиом кишечника регулирует функцию гематоэнцефалического барьера и патологию Aβ. EMBO Journal, 42(17), e111515.

7 Jin, J., et al. (2023). Кишечный β-амилоид: вероятно, ключевое звено оси «кишечник-мозг» в патогенезе болезни Альцгеймера. Gut Microbes, 15(1), 2167172.

8 Qian, X. H., et al. (2022). Механизмы влияния короткоцепочечных жирных кислот микробиома на болезнь Альцгеймера. Aging and Disease, 13(4), 1252–1266.

9 Vogt, N. M., et al. (2017). Изменения микробиома кишечника при болезни Альцгеймера. Scientific Reports, 7, 13537.

10 Liu, P., et al. (2019). Различия в микробиоме у пациентов с БА, легкими когнитивными нарушениями и здоровых людей. Brain, Behavior, and Immunity, 80, 633-643.

11 Ling, Z., et al. (2021). Структурный и функциональный дисбиоз микробиома у китайских пациентов с БА. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 8, 634069.

12 Cattaneo, A., et al. (2017). Связь амилоидоза мозга с провоспалительными бактериями кишечника и маркерами воспаления. Neurobiology of Aging, 49, 60–68.

13 Guo, M., et al. (2021). Особенности микробиома у китайских пациентов с впервые диагностированной БА или легкими когнитивными нарушениями. Journal of Alzheimer’s Disease, 80(1), 299–310.

14 Chen, L., et al. (2022). Сравнение состава и функций микробиома полости рта и кишечника у пациентов с БА. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 12, 942460.

15 Zhang, T., et al. (2023). Терапия, направленная на микробиом кишечника, при болезни Альцгеймера. Gut Microbes, 15(2), 2271613.

16 Akhgarjand, C., et al. (2022). Влияние пробиотиков на когнитивные функции, тревожность и физическую активность у пациентов с легкой и умеренной БА. Frontiers in Aging Neuroscience, 14, 1032494.