Як кишкові бактерії пов’язані з руховими навичками при Паркінсоні

Вчені вперше виявили функціональний зв’язок між бактеріями в кишечнику та хворобою Паркінсона.

Зміни у складі кишкових бактеріальних популяцій - або, можливо, самих кишкових бактерій - активно сприяють і навіть можуть спричинити погіршення моторики, що є відмітною ознакою цього захворювання. Висновки мають глибокі наслідки для лікування хвороби Паркінсона, кажуть дослідники.

Хвороба Паркінсона вражає 1 мільйон людей у ​​США та до 10 мільйонів у всьому світі, що робить її другою за поширеністю нейродегенеративною хворобою. Характерні особливості включають тремтіння та труднощі при ходьбі, агрегацію білка під назвою альфа-синуклеїн (?Syn) у клітинах мозку та кишківника та присутність запальних молекул, які називаються цитокінами, у мозку. Крім того, у 75 відсотків людей із цим захворюванням спостерігаються розлади шлунково-кишкового тракту, насамперед запори.

"Кишечник є постійним домом для різноманітної спільноти корисних, а іноді і шкідливих бактерій, відомих як мікробіом, що важливо для розвитку та функціонування імунної та нервової систем", - говорить Саркіс Мазманян, професор мікробіології Каліфорнійського інституту Технології.

«Примітно, що 70 відсотків усіх нейронів периферичної нервової системи, тобто не головного чи спинного мозку, знаходяться в кишечнику, а нервова система кишечника безпосередньо пов’язана з центральною нервовою системою через блукаючий нерв. Оскільки проблеми з шлунково -кишковим трактом часто передують руховим симптомам протягом багатьох років, а також тому, що більшість випадків ПП викликані факторами навколишнього середовища, ми висунули гіпотезу, що бактерії в кишечнику можуть сприяти розвитку БП ».


Innersele підписатися графіка


Миші без мікробів

Щоб перевірити це, дослідники використовували мишей, які надмірно виробляють ?Syn і демонструють симптоми хвороби Паркінсона. Одна група мишей мала складний консорціум кишкових бактерій; інші, які називаються безбактеріальними мишами, були розведені в абсолютно стерильному середовищі, і, отже, не мали кишкових бактерій. Дослідники попросили обидві групи мишей виконати кілька завдань, щоб виміряти їхні рухові навички, такі як біг на біговій доріжці, перехід через балку та спуск із стовпа. Безбактеріальні миші показали значно кращі результати, ніж миші з повним мікробіомом.

"Це був момент" еврики "."

«Це був момент« еврики », - каже Тімоті Семпсон, докторант біології та біологічної інженерії та перший автор статті в журналі Осередок. «Миші були генетично ідентичні; обидві групи заробляли занадто багато ?Syn. Єдиною відмінністю була наявність або відсутність мікробіоти кишечника. Після того, як ви видалите мікробіом, у мишей з’являться нормальні моторні навички навіть із надмірним виробництвом ?Syn».

«Усі три характерні ознаки хвороби Паркінсона зникли в моделях без мікробів,-каже Семпсон. «Тепер ми були абсолютно впевнені, що кишкові бактерії регулюють і навіть необхідні для симптомів БП. Отже, ми хотіли знати, як це відбувається ».

Замкнув цикл

Коли кишкові бактерії розщеплюють харчові волокна, вони виробляють молекули, які називаються коротколанцюговими жирними кислотами (SCFA), такими як ацетат і бутират. Попередні дослідження показали, що ці молекули також можуть активувати імунну відповідь у мозку.

Таким чином, дослідники припустили, що дисбаланс у рівнях SCFAs регулює запалення мозку та інші симптоми хвороби Паркінсона. Дійсно, коли вільних мишей годували SCFAs, клітини, які називаються мікроглією, тобто імунними клітинами, що знаходяться в мозку, активувалися. Такі запальні процеси можуть призвести до неправильної роботи нейронів або навіть їх загибелі. Насправді миші без мікробів, яких годували SCFAs, тепер показали порушення моторики та агрегацію ?Syn у ділянках мозку, пов’язаних із хворобою хвороби.

В останньому наборі експериментів Мазманян та його група співпрацювали з Алі Кешаварзяном, гастроентерологом Університету Раша в Чикаго, для отримання зразків калу від пацієнтів з БП та здорових людей. Зразки мікробіомів людини пересаджували мишам, вільним від мікробів, які потім помітно почали проявляти симптоми БП. Ці миші також виявляли більш високий рівень SCFA в калі. На відміну від пересаджених зразків фекалій від здорових осіб, вони не викликали симптомів БП, на відміну від мишей, що містять кишкові бактерії у пацієнтів із БП.

"Це дійсно закрило для нас цикл", - каже Мазманян. "Дані свідчать про те, що зміни мікробіому кишечника, ймовірно, є більше, ніж просто наслідком PD. Це провокаційна знахідка, яка потребує подальшого вивчення, але той факт, що ви можете пересадити мікробіом від людини до мишей та передати симптоми, говорить про те, що бактерії є основним чинником захворювання ”.

Висновки мають важливі наслідки для лікування хвороби Паркінсона, кажуть дослідники.

«Для багатьох неврологічних станів традиційним підходом лікування є введення ліків у мозок. Однак, якщо БП насправді не викликана виключно змінами в мозку, а натомість змінами мікробіому, то вам, можливо, просто доведеться вводити ліки в кишечник, щоб допомогти пацієнтам, що зробити набагато простіше », - каже Мазманян.

Такі ліки можуть бути розроблені для модуляції рівня SCFA, доставки корисних пробіотиків або видалення шкідливих організмів. "Ця нова концепція може призвести до більш безпечної терапії з меншою кількістю побічних ефектів у порівнянні з поточними методами лікування".

Фінансування надходило від Фонду Ларрі Л. Хіллблома, Фонду Кнута та Аліси Валленбергів, Шведської дослідницької ради, пана та пані Ларрі Філд, Інституту медичних досліджень спадщини та Національних інститутів охорони здоров’я.

джерело: Caltech

Схожі книги:

at InnerSelf Market і Amazon