Связь между нервной системой и физиологией кишечника известна давно, но современные исследования подтверждают, что микробиота кишечника оказывает значительное влияние на нервную систему. Это взаимодействие описывается термином «ось кишечник–мозг», а более точное обозначение — «ось микробиота–кишечник–мозг» — подчеркивает особую роль кишечной микрофлоры. Эта ось охватывает центральную нервную систему (ЦНС), нейроэндокринные и нейроиммунные системы, включая гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую ось, симпатическую и парасимпатическую системы, а также энтеральную нервную систему и блуждающий нерв. Связь нарушений микробиоты с психиатрическими и неврологическими заболеваниями, такими как биполярное расстройство, шизофрения, депрессия и аутизм, активно изучается. Нейродегенеративные болезни, включая болезнь Альцгеймера и болезнь Паркинсона, также ассоциируются с нарушением оси микробиота–кишечник–мозг, особенно под воздействием негативных внешних факторов. Научное внимание к роли микробиоты в патогенезе болезни Паркинсона в последние годы значительно возросло.
Желудочно-кишечные нарушения при болезни Паркинсона
Кишечные симптомы могут проявляться за десятилетия до первых двигательных признаков болезни Паркинсона (БП). Одним из наиболее распространенных ранних симптомов является запор, который наблюдается у 80% пациентов и может предшествовать двигательной симптоматике на десятилетие, что делает его важным маркером патологических процессов. Мужчины, у которых менее одной дефекации в сутки, имеют четырехкратный риск развития БП в ближайшие 20–25 лет, а те, кто испытывает менее трех дефекаций в неделю, имеют еще более высокий риск. Женщины с частыми запорами также подвержены трехкратному риску развития БП. Метаанализы подтверждают, что запоры удваивают риск БП в течение последующих 10 лет. Это позволило включить запор в диагностические критерии продромальных проявлений болезни Паркинсона.
Кроме того, у пациентов с БП нередко встречается синдром избыточного бактериального роста в тонкой кишке (СИБР), при котором нарушенная моторика ЖКТ способствует накоплению бактерий, что, в свою очередь, усиливает воспалительные реакции. СИБР затрагивает около четверти пациентов с двигательными нарушениями, а его лечение способствует уменьшению выраженности моторных колебаний.
Роль воспалительных процессов и микробиоты в развитии БП
Недавние данные также свидетельствуют, что хронические воспалительные процессы, такие как синдром раздраженного кишечника и воспалительные заболевания кишечника, увеличивают риск БП. В тканях кишечника пациентов с БП обнаруживается повышенная экспрессия провоспалительных цитокинов. Это подкрепляет гипотезу о связи между воспалением в кишечнике и развитием БП.
Некоторые пациенты с БП, страдающие запорами, демонстрируют симптомы, похожие на синдром раздраженного кишечника, такие как боль и дискомфорт в животе. Эти симптомы могут быть связаны с немоторными нарушениями и изменениями в микробиоте. Важно отметить, что симптомы СРК встречаются у пациентов с БП чаще, чем у здоровых людей.
Ось «микробиота—кишечник—мозг» и ее влияние на здоровье
Ось «микробиота—кишечник—мозг» представляет собой двустороннюю систему связи между центральной нервной системой и ЖКТ, играющую ключевую роль в регулировании пищеварительных процессов, иммунной функции, восприятии и реакции на висцеральные сигналы. Она включает в себя афферентные и эфферентные волокна, соединяющие корковые центры мозга и кишечник, что позволяет ЦНС влиять на ЖКТ и наоборот.
Микробиота кишечника также регулирует синтез дофамина, важного нейротрансмиттера, который производится под контролем бактериальных ферментов. Таким образом, состояние кишечной микрофлоры оказывает непосредственное влияние на синтез дофамина и другие процессы в ЦНС. Вероятно, иммунная система является ключевым звеном, поддерживающим гомеостаз и стабильное функционирование как кишечника, так и мозга.
Микробиом кишечника как мишень для лечения болезни Паркинсона
Учёные обнаружили существенные изменения в составе микробиома кишечника у пациентов с болезнью Паркинсона. В частности, у больных с этим диагнозом выявлено около 30% отличий в составе кишечных бактерий по сравнению со здоровыми людьми. В микробиоме этих пациентов наблюдалось значительное увеличение патогенов, которые могут вызывать воспаление. Так, численность бактерий Bifidobacterium dentium, Actinomyces oris и Streptococcus mutans возросла более чем в шесть раз, тогда как полезные бактерии, такие как Roseburia intestinalis и Blautia wexlerae, были существенно снижены. Эти наблюдения подтверждают роль кишечной флоры в развитии болезни Паркинсона и открывают перспективы для создания лекарств, направленных на микробиом кишечника.
По мнению исследователей, именно микробиом, а не мозг, является основным терапевтическим объектом для лечения нейродегенеративных заболеваний. Он отмечает, что рацион, богатый клетчаткой, может положительно влиять на состояние микрофлоры, замедляя развитие болезни Паркинсона. Продукты с высоким содержанием клетчатки, такие как хикама, киви, шпинат, артишоки и спаржа, способны поддерживать баланс кишечной флоры и улучшать регуляцию воспалительных процессов. Употребление клетчатки стимулирует выработку бактериями короткоцепочечных жирных кислот (SCFA), которые при болезни Паркинсона подвергаются значительным изменениям. Эти SCFA модулируют нейротрансмиттерные уровни и тем самым замедляют прогрессирование болезни.
Одним из методов борьбы с нарушениями микрофлоры является трансплантация фекальной микробиоты (FMT), когда здоровая микрофлора донора пересаживается пациенту. Доказано, что FMT улучшает качество жизни, психическое здоровье и снижает двигательные симптомы у пациентов в течение трёх месяцев. Влияние этой терапии на долгосрочные результаты при болезни Паркинсона требует дальнейших исследований.
Также интерес вызывает исследование роли экзосом — внеклеточных везикул, участвующих в регулировании иммунных клеток и транспортировке молекул между кишечником и мозгом. Экзосомы, участвуя в транспортировке α-синуклеина в мозг, могут выступать как биомаркеры и потенциал для новых терапий, направленных на стабилизацию нейродегенеративных процессов.
Дополнительные исследования оси «микробиота–кишечник–мозг» могут раскрыть новые механизмы патогенеза болезни Паркинсона и позволят разработать раннюю диагностику на основе анализа микробиомных биомаркеров. Исследование связи между изменениями микробиоты и патологией нервной системы при Паркинсоне открывает перспективы для разработки новых подходов лечения, таких как пробиотики, аутопробиотики и трансплантация фекальной микробиоты.
Диагностика заболевания
На данный момент не существует питательных сред, специально предназначенных для диагностики болезни Паркинсона, так как это нейродегенеративное заболевание, и его диагностика не связана с ростом и изучением микроорганизмов. Болезнь Паркинсона диагностируется на основе клинических симптомов, таких как двигательные нарушения, а также с помощью нейровизуализации и других методов.
Однако, в некоторых исследованиях изучается роль кишечной микробиоты в патогенезе болезни Паркинсона, и для этого могут использоваться различные питательные среды для анализа кишечных бактерий. Исследования показывают, что микробиота кишечника может влиять на метаболизм и воспаление, что, в свою очередь, может быть связано с развитием болезни Паркинсона. В рамках таких исследований применяются среды для выделения и анализа микроорганизмов кишечника, как, например, среды:
-
Среда для анализа лактобацилл и бифидобактерий (например, MRS-агар) — используется для выделения и анализа полезных бактерий, таких как лактобациллы и бифидобактерии, которые могут быть связаны с общим состоянием кишечной микробиоты.
-
Агар МакКонки — для выделения грамотрицательных бактерий, таких как Escherichia coli и Enterobacteriaceae, которые могут участвовать в воспалительных процессах.
-
Среды для анализа метаболитов микроорганизмов (например, среды для выявления короткоцепочечных жирных кислот) — помогают выявлять вещества, которые вырабатываются бактериями кишечника и могут влиять на нервную систему.
Кроме того, существуют новые подходы для диагностики болезни Паркинсона, связанные с анализом биологических маркеров в спинномозговой жидкости, крови и других биоматериалах.