Кишечная микрофлора, действуя через иммунную систему мозга, ускоряет в нём нейродегенеративные процессы.

Влияние кишечной микрофлоры на нашу жизнь давно стало общепризнанным – симбиотические бактерии не просто помогают нам переваривать пищу, они также довольно сильно влияют на обмен веществ в целом (некоторые из них, например, снижают вероятность диабета, некоторые, наоборот, повышают); микробы регулируют некоторые функции иммунитета и даже вмешиваются в работу нервной системы. Но далеко не всегда микробы и хозяин живут в мире и согласии – бывает так, что отношения между иммунной системой и микрофлорой портятся, из-за чего в организме начинается вялотекущее воспаление, которое, в свою очередь, может навредить мозгу.

Кишечная палочка на поверхности клеток кишечника. (Фото Wellcome Images / Flickr.com.)

Повышенная воспалительные активность клеток микроглии (зелёным) может ускорить развитие болезни Паркинсона. (Фото National Eye Institute / Flickr.com.)

Какой же вред для мозга может произойти из-за кишечных микробов? Известно, что болезнь Паркинсона часто сопровождается пищеварительными проблемами, которые проявляются порой задолго до неврологических симптомов. Также известно, что у больных с паркинсонизмом состав микрофлоры иной, нежели у здоровых людей.

Тимоти Сэмпсон (Timothy Sampson) из Калифорнийского технологического института и его коллеги решили более детально выяснить, как связаны бактерии в кишечнике и синдром Паркинсона. Для этого использовали генетически модифицированных мышей, у которых активно синтезировался человеческий патогенный альфа-синуклеин. Напомним, что нейродегенеративные заболевания (болезни Паркинсона, Альцгеймера, Хантингтона и целый ряд других) возникают оттого, что в нейронах мозга накапливаются большие белковые комплексы, токсичные для нервных клеток. Изначально такие белки безвредны и нужны клеткам для каких-то функций, однако после определённых модификаций молекулы нейродегенеративных белков становятся опасными, начиная слипаться друг с другом в вышеупомянутые токсичные комплексы.

У каждого такого заболевания – свои патогенные белки; если мы говорим про болезнь Паркинсона, то в её случае обычно вспоминают про белок под названием альфа-синуклеин. И, если мы снабдим мышь патогенной формой синуклеина, или просто заставим организм синтезировать его в очень большом количестве, то у животного проявятся характерные симптомы болезни Паркинсона – тремор, неспособность контролировать собственные движения, неспособность удерживать равновесие тела и, среди прочего, проблемы с кишечной перистальтикой.

Именно таких мышей использовали и на этот раз, только некоторые из них жили, как обычно живут лабораторные мыши, а некоторых росли в стерильных условиях; были и такие, которым давали антибиотики, искореняющие желудочно-кишечных микробов. В статье в Cell авторы пишут, что животные, лишённые кишечных бактерий, лучше двигались, и их пищеварительный такт тоже чувствовал себя лучше, чем у тех, у которых внутри была обычная микрофлора. Более того, у безбактериальных мышей в мозге появлялось меньше характерных паркинсонных белковых отложений.

С другой стороны, при наличии бактерий заметно усиливались воспалительные процессы в мозге (а воспаление, как считается, может помогать и нейродегенеративным заболеваниям в том числе). Живя в кишечнике, бактерии выделяют короткие жирные кислоты (вроде уксусной или масляной), один из продуктов их обмена веществ – и вот, когда такие кислоты вводили мышам, лишённым бактерий, то у них становились слишком активными клетки микроглии, выполняющие в мозге иммунные функции, быстрее возникали альфа-синуклеиновые отложения и быстрее развивались симптомы паркинсонизма. То есть можно восстановить следующую цепочку событий: бактерии в кишечнике выделяют свои жирные кислоты, на которые реагирует иммунная система, далее развивается воспалительная реакция, которая стимулирует паркинсонные процессы в мозге.

Но всякая ли микрофлора действует таким образом? Выше мы говорили, что у больных с синдромом Паркинсона её состав отличается от состава микрофлоры у здоровых людей, однако здесь не вполне ясно, как возникает такое различие. С одной стороны, возможно, что сначала случается какой-то сбой в кишечнике, после чего болезнь Паркинсона получает дополнительные шансы к развитию – с другой стороны, не исключено, что аномалии в микрофлоре есть лишь побочный эффект заболевания. Результаты Тимоти Сэмпсона и его коллег говорят в пользу первого: когда они пересаживали предрасположенным к синдрому Паркинсона мышам образцы микрофлоры, взятые от здоровых людей и от людей с паркинсонизмом, то болезнь быстрее развивалась у животных, получивших «паркинсонную микрофлору».

Можно представить, как по каким-то причинам в кишечнике изменяется пропорция между разными видами симбиотических бактерий, и преимущество получают те, которые особым образом раздражают иммунитет, провоцируя нейродегенеративные процессы в мозге. Теперь остаётся выяснить, что же это за бактерии и почему именно их вещества (те самые короткие жирные кислоты) обладают «про-паркинсонным» эффектом.

Также следует подчеркнуть, что обычные мыши, которые не были генетически предрасположены к заболеванию, нормально принимали «паркинсонную» микрофлору – никаких симптомов паркинсонизма у них не было. То есть с нуля микробы вряд ли могут запустить синдром Паркинсона – здесь всё-таки нужна предрасположенность, связанная, очевидно, с альфа-синуклеиновыми дефектами.

Конечно, если про подобную предрасположенность уже известно, то стоит подумать, как изменить диету так, чтобы ограничить рост «паркинсонных» бактерий в кишечнике; также хорошо было бы иметь в распоряжении специальные медикаменты, которые успокаивали бы иммунитет, не давали ему реагировать на бактериальные раздражители. Впрочем, конкретные клинические рекомендации тут появятся только после того, как полученные результаты будут перепроверены на человеке.

Напомним, что совсем недавно мы рассказывали о том, как болезнь Паркинсона может в буквальном смысле прийти в мозг из кишечника: патогенные синуклеиновые комплексы способны формироваться в клетках пищеварительного тракта, после чего поднимаются оттуда в мозг по блуждающему нерву. Вполне возможно, что и описанный воспалительный механизм, и путешествие синуклеина по нервам как-то связаны друг с другом, однако вместо предположений тут лучше подождать новых исследований на эту тему.