РОЛЬ МИКРОБИОМА КИШЕЧНИКА В РАЗВИТИИ НЕЙРОДЕГЕНЕРАТИВНЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

Аннотация. Кишечный микробиом является уникальной экосистемой микроорганизмов, играющих ключевую роль в поддержании здоровья человека. Он участвует в метаболических и иммунных процессах, а также влияет на функции центральной нервной системы (ЦНС) через ось «кишечник – мозг». Накопленные данные свидетельствуют о том, что изменения в составе микробиома (дисбиоз) могут быть связаны с патогенезом нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, Паркинсона и другие. В статье рассматривается современная литература, посвящённую влиянию микробиома кишечника на развитие нейродегенеративных заболеваний, определить основные механизмы взаимодействия, а также выявить перспективные направления дальнейших исследований.

Ключевые слова: кишечный микробиом, нейродегенеративные заболевания, дисбиоз, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, кишечно-мозговая ось, метаболиты микробиоты, гематоэнцефалический барьер.

1. Микробиота и болезнь Альцгеймера

Болезнь Альцгеймера (БА) является наиболее распространённой формой деменции. Согласно последним исследованиям, изменения кишечной микробиоты играют ключевую роль в развитии патогенеза БА. В исследованиях на моделях мышей с мутацией APP/PS1 показано, что мыши, выращенные в стерильных условиях, демонстрируют значительно меньшую бета-амилоидную нагрузку в головном мозге по сравнению с мышами с нормальной микробиотой [1]. Этот эффект связан с отсутствием стимуляции микроглии, которая при дисбиозе активируется и продуцирует провоспалительные цитокины, усиливающие нейровоспаление. Кроме того, метаболиты микробиоты, такие как короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК), способны проникать через гематоэнцефалический барьер и активировать микроглию. Это приводит к усилению продукции активных форм кислорода (АФК) и провоспалительных медиаторов, таких как интерлейкин-6 (IL-6) и фактор некроза опухоли-альфа (TNF-α). Хроническое воспаление ускоряет накопление амилоидных бляшек и фосфорилированного тау-белка, что способствует нейродегенерации [4].

Исследование фекальной трансплантации микробиоты у мышей показало, что пересадка микробиоты от пациентов с БА здоровым мышам приводит к когнитивным нарушениям и увеличению воспалительных изменений в мозге. Это подтверждает наличие связи между кишечной микробиотой и прогрессией БА.

2. Микробиота и болезнь Паркинсона

Болезнь Паркинсона (БП) характеризуется дегенерацией дофаминергических нейронов и накоплением α-синуклеина. Исследования показывают, что накопление α-синуклеина может начинаться в кишечнике, а затем распространяться через блуждающий нерв в головной мозгДисбиоз, сопровождающийся снижением полезных бактерий (Bifidobacterium и Lactobacillus) и увеличением условно-патогенной флоры, ведёт к нарушению барьерной функции кишечника. Это приводит к транслокации липополисахаридов (ЛПС) в кровоток, что активирует микроглию и вызывает нейровоспаление [5].

Эксперименты на мышах показали, что антибиотикотерапия уменьшает микроглиальную активацию и снижает тяжесть симптомов [4]. Важно отметить, что пробиотики и пребиотики способны модулировать микробиоту, уменьшая уровень воспалительных медиаторов и улучшая моторные функции у пациентов с БП.

3. Механизмы взаимодействия микробиоты и нервной системы

Кишечно-мозговая ось включает несколько путей взаимодействия:

• Иммунный путь: дисбиоз способствует хроническому воспалению за счёт повышения проницаемости кишечного барьера и выхода ЛПС в кровоток. ЛПС активирует микроглию и провоцирует нейровоспаление, способствуя гибели нейронов [3].
• Нейрональный путь: блуждающий нерв обеспечивает прямую связь между кишечником и головным мозгом. Метаболиты микробиоты, такие как серотонин и γ-аминомасляная кислота (ГАМК), могут напрямую влиять на функции нейронов.
• Эндокринный путь: гормоны кишечника, такие как пептид YY и глюкагоноподобный пептид-1, регулируют активность гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой оси, что влияет на уровень стресса и нейровоспаление.

4. Роль микробных метаболитов в нейродегенерации

Особое значение в патогенезе нейродегенеративных заболеваний имеют микробные метаболиты, такие как короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК), триптофановые метаболиты и токсины. Например, бутират, производимый бактериями Faecalibacterium и Roseburia, обладает противовоспалительными свойствами и защищает нейроны от повреждений. В то же время бактериальные токсины, такие как аммиак и фенолы, способствуют нейродегенерации [2].

В исследованиях отмечено, что у пациентов с БА и БП снижается уровень полезных бактерий-продуцентов КЖК, а повышается концентрация патобионтов. Это усиливает окислительный стресс и повреждение митохондрий нейронов.

5. Возрастные изменения микробиоты

С возрастом происходит уменьшение разнообразия кишечной микробиоты и увеличение доли условно-патогенных микроорганизмов. Этот процесс, известный как дисбиоз, сопровождается «инфламэйджингом» — хроническим воспалением, способствующим нейродегенерации [3]. Например, снижение уровня Bifidobacterium и Lactobacillus приводит к уменьшению синтеза КЖК и витаминов группы В, что негативно влияет на здоровье мозга.

Таким образом, несмотря на значительные достижения в изучении микробиоты и её связи с нейродегенеративными заболеваниями, остаются нерешённые вопросы. Во-первых, большинство исследований проводится на животных моделях, что ограничивает переносимость результатов на человека. Во-вторых, сложно установить причинно-следственные связи между дисбиозом и нейродегенерацией. Наконец, влияние индивидуальных различий в микробиоте требует дальнейшего изучения для разработки персонализированных подходов к терапии.

Литературный обзор показывает, что микробиом кишечника играет центральную роль в патогенезе нейродегенеративных заболеваний. Исследования подтверждают, что восстановление микробного баланса может улучшить когнитивные функции и замедлить прогрессирование заболеваний. Однако для внедрения микробиомных подходов в клиническую практику необходимы дальнейшие исследования, направленные на стандартизацию методов диагностики и терапии. Будущие исследования также должны учитывать индивидуальные особенности пациентов, включая генетические и эпигенетические факторы.

Перспективные направления включают разработку индивидуализированных пробиотиков, исследование влияния диеты на микробиом и его связь с ЦНС, а также изучение новых биомаркеров для ранней диагностики нейродегенеративных заболеваний.