Jak ovlivňuje střevní mikrobiom Alzheimerovu chorobu?

Dozvědět se více

Alzheimerova choroba je forma demence, stavu, který postihuje více než 55 milionů lidí na celém světě, přičemž očekává se, že do roku 2050 vzrostou případy na 139 milionů (1). Jako hlavní příčina demence představuje Alzheimerova choroba mezi 60 a 70 % těchto případů (2). Stejně jako jiné typy demence je toto devastující neurodegenerativní onemocnění charakterizováno ztrátou paměti, kognitivním úpadkem, jazykovými problémy a behaviorálními změnami.

Navzdory desetiletím výzkumu Alzheimerovy choroby a demence v současné době neexistuje lék a lékařská léčba může poskytnout pouze omezenou úlevu. Ale co když klíč ke zpomalení nebo dokonce prevenci Alzheimerovy choroby není jen v mozku, ale ve střevech? Tradičně se výzkum zaměřoval na účinky genetických faktorů na naši mozkovou patologii, ale výzkumníci nyní přesouvají svou pozornost jinam – na mikroby žijící v našem trávicím systému.

Jak ovlivňuje střevní mikrobiom kognitivní zdraví?

Náš střevní mikrobiom má hluboký vliv na mnoho aspektů našeho zdraví, včetně funkce našeho mozku. Mikrobi v našich střevech komunikují s naším mozkem prostřednictvím složitého systému známého jako osa střevo-mozek. To znamená, že změny ve složení našeho střevního mikrobiomu mohou ovlivnit naši náladu, chování a kognitivní funkce. Jedním z klíčových způsobů, jak střevní mikrobiom ovlivňuje naše kognitivní zdraví, je modulace našeho imunitního systému. Ve střevech se nachází mezi 70 a 80 % imunitních buněk našeho těla (3) a nerovnováha v našich střevních bakteriích může vést k chronickému zánětu. Tento zánět může spustit neurozánět v mozku, což je faktor, o kterém se předpokládá, že přispívá k kognitivnímu úpadku spojenému s neurodegenerativními onemocněními, jako je Alzheimerova choroba. (4)

Střevní mikrobiom také reguluje produkci, pohyb a funkci klíčových neurotransmiterů v našem mozku, včetně serotoninu, dopaminu a kyseliny gama-aminomáselné (GABA) (5) Střevní dysbióza neboli nerovnováha střevních bakterií může narušit produkci těchto důležitých neurotransmiterů.

Kromě toho má střevní mikrobiom a jeho metabolity dopad na integritu hematoencefalické bariéry (HEB), která slouží jako selektivní štít chránící mozek před škodlivými látkami. Když je mikrobiom v nerovnováze, může zvýšit propustnost HEB, což umožní vstup škodlivých sloučenin do mozku (6) Tyto sloučeniny mohou podporovat zánět a poškození mozkové tkáně. Nedávné důkazy také naznačují, že naše střevní mikroby by mohly být zapojeny do produkce a regulace amyloidu-beta (Aβ), klíčového proteinu spojeného s Alzheimerovou chorobou (7). Hromadění Aβ proteinů v mozku vytváří amyloidové plaky, které jsou jedním z charakteristických rysů Alzheimerovy choroby.

Nakonec, střevní mikrobiom produkuje během fermentace dietní vlákniny mastné kyseliny s krátkým řetězcem (SCFA), jako je kyselina octová, propionová a máselná. SCFA mají protizánětlivé vlastnosti a pomáhají chránit mozek před neurodegenerativními onemocněními regulací zánětlivých drah, stejně jako tvorbou amyloidových plaků a hyperfosforylace tau proteinu. (8)

Alzheimerova choroba a střevní dysbióza: Co říká věda?

Mnoho studií prokázalo výrazné rozdíly ve střevních microbiomech pacientů s Alzheimerovou chorobou ve srovnání se zdravými kontrolami. Tyto rozdíly často zahrnují snížení diverzity střevního mikrobiomu, stejně jako významné změny v relativním zastoupení specifických bakteriálních druhů.

Například jedna studie demonstrovala, že pacienti s Alzheimerovou chorobou (AD) mají populaci střevního mikrobiomu odlišnou od té u kontrolních osob odpovídajících pohlaví a věku. Bylo pozorováno výrazné snížení celkové diverzity mikrobiomu, s decreased levels of Firmicutes a Bifidobacterium a corresponding increase in Bacteroidetes (9). Další studie podobně zjistila nižší hladiny Firmicutes a zvýšené Proteobacteria u pacientů s AD (10)

Konkrétněji, jedna studie identifikovala významné snížení bakterií produkujících butyrát, jako je Faecalibacterium u pacientů s AD, spolu s výrazným nárůstem bakterií produkujících laktát, včetně Bifidobacterium (11) Protože butyrát hraje klíčovou roli při redukci zánětu a udržování integrity střevní bariéry, jeho úbytek může přispívat k systémovému zánětu pozorovanému u Alzheimerovy choroby.

Další důkazy tohoto zánětlivého spojení přicházejí z výzkumu ukazujícího významný nárůst prozánětlivých bakterií, včetně Escherichia a Shigella a redukci protizánětlivého druhu Eubacterium rectale u jedinců s kognitivním postižením a mozkovou amyloidózou (12) To naznačuje, že střevní dysbióza může spustit chronický zánětlivý stav, který zhoršuje neurodegeneraci.

Důležité je, že střevní dysbióza se neobjevuje pouze v pozdním stádiu Alzheimerovy choroby – objevuje se již na počátku procesu onemocnění a časem se zhoršuje. Studie naznačují, že pacienti nově diagnostikovaní s AD již vykazují nerovnováhu střevního mikrobiomu, včetně snížení potenciálně protektivních bakterií, jako je Bacteroides a nárůstu prozánětlivých druhů, jako je Prevotella (13)

Pozoruhodně, další studie demonstrovala, že se složení střevního mikrobiomu progresivně mění s rostoucí závažností Alzheimerovy choroby. Jak se kognitivní postižení zhoršovalo, abundance Firmicutes a Bacteroides ve střevech postupně klesala, zatímco hladiny Proteobacteria, Verrucomicrobia a Actinobacteria rostly (14) Tyto posuny highlightují jasný mikrobiální podpis spojený s progresí onemocnění, což posiluje potenciální roli střevní dysbiózy v pohánění neurodegenerace.

Kolektivně tato zjištění naznačují, že nerovnováhy střevního mikrobiomu nejsou přítomny pouze u Alzheimerovy choroby – objevují se brzy a vyvíjejí se s tím, jak se onemocnění zhoršuje. To vyvolává důležitou otázku: mohla by modifikace střevního mikrobiomu pomoci zpomalit nebo dokonce preventovat kognitivní úpadek?

Může obnova střevního mikrobiomu pomoci chránit mozek?

Dietní modifikace mohou významně ovlivnit náš střevní mikrobiom a následně i naše mozkové zdraví. V posledních letech rostoucí množství výzkumů podpořilo myšlenku, že modulace našeho střevního mikrobiomu prostřednictvím informovaných změn ve stravě a životním stylu nabízí slibný potenciál pro ochranu našeho mozku před neurodegenerativními onemocněními, jako je Alzheimerova choroba a demence.

V podpoře tohoto tvrzení, přehledový článek z roku 2023 highlightuje slibný potenciál terapií cílených na střevní mikrobiom při zlepšování výsledků pro pacienty s Alzheimerovou chorobou. Recenzovaná zjištění naznačují významný vztah mezi zdravím střev a progresí AD, což napovídá, že obnova zdravého střevního mikrobiomu může zmírnit symptomy a zpomalit vývoj onemocnění. Jako potenciální terapeutické strategie jsou zkoumány různé intervence, včetně probiotik, prebiotik a synbiotik, s povzbudivými daty z raných preklinických a některých klinických studií. (15)

Aby však byla maximalizována účinnost terapií cílených na mikrobiom, je klíčový personalizovaný přístup. Mikrobiom každého jedince je unikátní, a to znamená, že přizpůsobení intervencí specifickému střevnímu profilu osoby přinese nejlepší výsledky. Například různé kmeny probiotik mohou mít různé efekty na kognitivní funkci. To bylo ukázáno ve studii z roku 2022, kde 90 pacientů s mírnou až střední AD dostávalo buď Lactobacillus rhamnosus nebo Bifidobacterium longum doplněk, nebo placebo, dvakrát denně po dobu 12 týdnů (16) Účastníci užívající B. longum probiotický doplněk zažili větší zlepšení kognice ve srovnání s placebem a skupinou L. rhamnosus. To zdůrazňuje důležitost testování vašeho mikrobiomu, protože může odhalit bakterie, které buď chybí, nebo jsou v nadbytku, což umožňuje cílené intervence, které mají větší pravděpodobnost účinnosti.

Vědecky podložený přístup Enbiosis ke zdraví mozku

V Enbiosis nabízíme špičkovou službu testování střevního mikrobiomu poháněnou umělou inteligencí, která pomáhá odhalit jakékoli nerovnováhy, které by mohly ovlivňovat zdraví vašeho mozku. Poskytujeme vhled do vašeho střevního zdraví, stejně jako personalizovaná doporučení potravin a návrhy pro prebiotika a probiotika, vše podložené nejnovějším vědeckým výzkumem. Kontaktujte nás ještě dnes, abyste objevili více o našem přístupu a zjistili, jak vás můžeme podpořit našimi řešeními založenými na důkazech.

Dozvědět se více

Reference

1 World Health Organization. (‎2021)‎. Global status report on the public health response to dementia. World Health Organization. https://digitalcommons.fiu.edu/srhreports/health/health/65/
2 World Health Organization. (2023). Dementia. https://www.who.int/news-room/fact-sheets/detail/dementia
3 Wiertsema, S. P., Garssen, J., & J Knippels, L. M. (2021). The Interplay between the Gut Microbiome and the Immune System in the Context of Infectious Diseases throughout Life and the Role of Nutrition in Optimizing Treatment Strategies. Nutrients, 13(3), 886.
4 Heneka, M. T., M., W., Jessen, F., Hoozemanns, J., Thal, D. R., Boche, D., Brosseron, F., Teunissen, C., Zetterberg, H., Jacobs, A. H., Edison, P., Ramirez, A., Cruchaga, C., Lambert, J., Laza, A. R., Vicente, J., Fischer, A., Stein, T. D., Kleineidam, L., Riechers, S et al. (2024). Neuroinflammation in Alzheimer disease. Nature Reviews Immunology, 1-32.
5 Chen, Y., Xu, J., & Chen, Y. (2021). Regulation of Neurotransmitters by the Gut Microbiota and Effects on Cognition in Neurological Disorders. Nutrients, 13.
6 Xie, J., Bruggeman, A., De Nolf, C., Vandendriessche, C., Van Imschoot, G., Van Wonterghem, E., Vereecke, L., & Vandenbroucke, R. E. (2023). Gut microbiota regulates blood‐cerebrospinal fluid barrier function and Aβ pathology. EMBO Journal, 42(17), e111515.
6 Jin, J., Xu, Z., Zhang, L., Zhang, C., Zhao, X., Mao, Y., Zhang, H., Liang, X., Wu, J., Yang, Y., & Zhang, J. (2023). Gut-derived β-amyloid: Likely a centerpiece of the gut–brain axis contributing to Alzheimer’s pathogenesis. Gut Microbes, 15(1), 2167172
7 Qian, X. H., Xie, R. Y., Liu, X. L., Chen, S. D., & Tang, H. D. (2022). Mechanisms of Short-Chain Fatty Acids Derived from Gut Microbiota in Alzheimer’s Disease. Aging and Disease, 13(4), 1252–1266.
8 Vogt, N. M., Kerby, R. L., Dill-McFarland, K. A., Harding, S. J., Merluzzi, A. P., Johnson, S. C., Carlsson, C. M., Asthana, S., Zetterberg, H., Blennow, K., Bendlin, B. B., & Rey, F. E. (2017). Gut microbiome alterations in Alzheimer’s disease. Scientific Reports, 7, 13537.
9 Liu, P., Wu, L., Peng, G., Han, Y., Tang, R., Ge, J., Zhang, L., Jia, L., Yue, S., Zhou, K., Li, L., Luo, B., & Wang, B. (2019). Altered microbiomes distinguish Alzheimer’s disease from amnestic mild cognitive impairment and health in a Chinese cohort. Brain, Behavior, and Immunity, 80, 633-643.
10 Ling, Z., Zhu, M., Yan, X., Cheng, Y., Shao, L., Liu, X., Jiang, R., & Wu, S. (2021). Structural and Functional Dysbiosis of Fecal Microbiota in Chinese Patients With Alzheimer’s Disease. Frontiers in Cell and Developmental Biology, 8, 634069.
11 Cattaneo, A., Cattane, N., Galluzzi, S., Provasi, S., Lopizzo, N., Festari, C., Ferrari, C., Guerra, U. P., Paghera, B., Muscio, C., Bianchetti, A., Volta, G. D., Turla, M., Cotelli, M. S., Gennuso, M., Prelle, A., Zanetti, O., Lussignoli, G., Mirabile, D., Bellandi, D., et al. (2017). Association of brain amyloidosis with pro-inflammatory gut bacterial taxa and peripheral inflammation markers in cognitively impaired elderly. Neurobiology of Aging, 49, 60–68.
12 Guo, M., Peng, J., Huang, X., Xiao, L., Huang, F., & Zuo, Z. (2021). Gut Microbiome Features of Chinese Patients Newly Diagnosed with Alzheimer’s Disease or Mild Cognitive Impairment. Journal of Alzheimer’s disease : JAD, 80(1), 299–310.
13 Chen, L., Xu, X., Wu, X., Cao, H., Li, X., Hou, Z., Wang, B., Liu, J., Ji, X., Zhang, P., & Li, H. (2022). A comparison of the composition and functions of the oral and gut microbiotas in Alzheimer’s patients. Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, 12, 942460.
14 Zhang, T., Gao, G., Kwok, L. Y., & Sun, Z. (2023). Gut microbiome-targeted therapies for Alzheimer’s disease. Gut microbes, 15(2), 2271613.
15 Akhgarjand, C., Vahabi, Z., Etesam, F., & Djafarian, K. (2022). Effects of probiotic supplements on cognition, anxiety, and physical activity in subjects with mild and moderate Alzheimer’s disease: A randomized, double-blind, and placebo-controlled study. Frontiers in Aging Neuroscience, 14, 1032494.