В исследовании, опубликованном в журнале Nature, обнаружили связь между старением, изменением микробиоты ЖКТ и нарушением когнитивных функций. С возрастом в кишечнике размножаются бактерии Parabacteroides goldsteinii, которые могут считаться причиной снижения активности нейронов гиппокампа и ухудшения памяти.
Состав микрофлоры кишечника меняется с возрастом, и эти изменения могут влиять на мозг по оси «кишечник-мозг». Например, уже есть немало работ, посвященных связи микробиома с болезнью Паркинсона и тревожными расстройствами. О том, что бактерии попадают в мозг через блуждающий нерв, мы недавно писали. Однако, то,какие именно бактерии вредны, и то, как они мигрируют из кишечника в гиппокамп, не исследовалось. Кроме того, есть понимание, что хроническое слабое воспаление – спутник старения, но его источник и механизм действия на память не до конца ясны.
В новом исследовании ученые подселили молодых мышей (2 месяца) к старым мышам (18 месяцев), что вызвало у молодых мышей «старение» состава микробиома и ухудшило их кратковременную память, не влияя на другие аспекты здоровья. Оказалось, что с возрастом у мышей резко растет количество бактерий Parabacteroides goldsteinii, и именно они, вероятно, становятся причиной ухудшения памяти.
Когда кишечник молодых мышей, лишенных собственной микробиоты, колонизировали Parabacteroides goldsteinii, у них снижались когнитивные функции. Нужно сказать, что сама по себе бактерия может быть очень полезной – онаоказывает противовоспалительное действие, может улучшать метаболизм и бороться с ожирением, она становится основой восстановления микрофлоры после употребления антибиотиков. Однако в стареющем организме Parabacteroides goldsteinii начинает производить больше среднецепочечных жирных кислот, активирующих продукцию провоспалительных цитокинов, которые воздействуют на сенсорные нейроны блуждающего нерва.
У молодых мышей со «старым» микробиомом снижалась активность нейронов в гиппокампе (область мозга, связанная с памятью и обучением). Продукты жизнедеятельности бактерий воздействовали таким образом, что вэтих нейронах уменьшалась экспрессия генов раннего ответа. Интересно, что снижение общего количества Parabacteroides goldsteinii в микробиоте ЖКТ вызвало противоположные изменения у старых мышей и даже скорректировало дефицит памяти.
Авторы предполагают, что периферическое воспаление, стимулированное бактерией, глушит сигналы от внутренних органов к мозгу, лишая гиппокамп важной сенсорной информации. Это может объяснить, почему снижение памяти способно стать следствием проблем в кишечнике, а не только нейродегенерации.
Текст: Юлия Баимова