Czy bakterie jelitowe mogą mieć związek z chorobą Alzheimera?

Naszą głowę i nasz brzuch zdaje się łączyć znacznie więcej, niż dotychczas sądzono. Nowe badania sugerują, że flora jelit może wpływać na pojawianie się schorzeń takich jak choroba Parkinsona czy Alzheimera czy… wpływać na nasz nastrój.

Liczba komórek bakteryjnych zasiedlających nasz organizm jest większa niż liczba naszych własnych komórek [1]. Ogół wszystkich mikroorganizmów, które żyją w jelitach to tak zwana mikrobiota jelitowa. Dawny podział tych drobnoustrojów na „przyjazne” i „chorobotwórcze” nie ma już racji bytu, ponieważ liczne badania wykazały, że zależność pomiędzy mikroorganizmami a gospodarzem, jak również pomiędzy samymi drobnoustrojami jest znacznie bardziej złożona i na pewno nie ma charakteru „zerojedynkowego” [2, 3]. Niektóre dane sugerują, że mikroorganizmy zasiedlające jelita mogą mieć związek z naszym zdrowiem oraz z niektórymi stanami emocjonalnymi [4, 5, 6, 7, 8]. Dysponujemy również pewnymi wynikami, które wskazują, iż różnorodność oraz skład mikrobioty jelitowej są istotnie odmienne u osób zdrowych niż u pacjentów z chorobą Parkinsona [9], cukrzycą [10] czy z otyłością [11].

Jelita a choroba Alzheimera

Badania opublikowane kilka dni temu w Scientific Reports [12] potwierdziły istotną (p<0,05) korelację pomiędzy mikrobiotą jelitową a chorobą Alzheimera (AD – Alzheimer’s Disease). Autorzy doświadczenia przebadali mikroorganizmy zasiedlające jelita pacjentów z Wisconsin Alzheimer’s Disease Research Center oraz porównali je z próbkami grupy kontrolnej (analogicznej pod względem wieku, płci oraz chorób towarzyszących). Analizy doprowadziły do wyciągnięcia dwóch ważnych wniosków. Po pierwsze, mikrobiota jelitowa osób z AD jest istotnie (p<0,05) mniej zróżnicowana (Ryc. 1) [12].

Mikrobiota osób z chorobą Alzheimera (AD – fioletowy słupek) jest istotnie mniej zróżnicowana niż mikrobiota osób z grupy kontrolnej (Control – zielony słupek)

Po drugie, wykazano istotne (p<0,05) różnice pomiędzy liczebnością przedstawicieli poszczególnych typów bakterii. Okazało się, że jelita pacjentów z chorobą Alzheimera zasiedla mniej przedstawicieli typu Firmicutes oraz Actinobacteria, natomiast więcej drobnoustrojów z typu Bacteroidetes (w porównaniu z grupą kontrolną) [12].

W jelitach osób z chorobą Alzheimera (AD) występuje istotnie mniej bakterii z typu Firmicutes (wykres po lewej stronie) oraz Actinobacteria (wykres po prawej stronie) oraz istotnie więcej bakterii z typu Bacteroidetes (wykres po środku) niż u przedstawicieli grupy kontrolnej

Dokładne znaczenie powyższych odkryć nie jest jeszcze pewne. Wiadomo natomiast, że bakterie z typu Firmicutes mogą odgrywać ważną rolę w metabolizmie glukozy, a także – iż istotny spadek ich liczebności stwierdza się u osób otyłych i u diabetyków [2]. Natomiast przedstawiciele typu Actinobacteria znani są przede wszystkim z zastosowania probiotycznego – dotyczy to w szczególności rodzaju Bifidobacterium, który jest powszechnie stosowanym probiotykiem [13, 14]. Z kolei istotnie wyższą liczebność (w porównaniu z grupą kontrolną) bakterii z typu Bacteroidetes stwierdza się u osób z chorobą Parkinsona [15, 16]. Warto zauważyć, że zarówno choroba Alzheimera, jak i choroba Parkinsona są schorzeniami neurodegeneratywnymi i obie te jednostki korelują ze składem mikrobioty jelitowej.

Przyczyna i skutek, czy korelacja?

Korelacja wykazana w przytaczanych badaniach może być bardzo znaczącym elementem patogenezy chorób takich jak AD, jednakże warto zwrócić uwagę, że odkrycie zależności pomiędzy dwoma czynnikami (choroba Alzheimera oraz skład mikrobioty) nie oznacza jeszcze, iż wiadomo – co jest przyczyną, a co skutkiem. Możliwe, że to choroba Alzheimera wywołuje zmiany w mikrobiocie jelitowej. Wydaje się jednak, że taki kierunek zależności nie jest prawdziwy, ponieważ wcześniejsze badania (opublikowane kilka miesięcy temu), prowadzone przez inny zespół naukowców z Lund University wykazały, że przeszczepienie mikrobioty jelitowej myszy będących zwierzęcym modelem AD do jałowych osobników (germ-free mice) spowodowało u tych drugich tworzenie się w mózgu płytki zbudowanej z beta-amyloidu (beta-amyloid w mózgu jest charakterystycznym objawem choroby Alzheimera) [17].

Badania dotyczące zależności pomiędzy mikrobiotą jelitową a naszym zdrowiem i samopoczuciem wyrastają jak grzyby po deszczu. Należy jednak zachować dużą ostrożność w wyciąganiu wniosków na ten temat. Wciąż jeszcze posiadamy zbyt mało danych, by jednoznacznie stwierdzić – czy obserwowane korelacje będą miały jakieś znaczenie kliniczne, a jeśli tak – w jaki sposób będziemy mogli wykorzystać poznane informacje.

Bibliografia

Sender, R., Fuchs, S., & Milo, R. (2016). Revised estimates for the number of human and bacteria cells in the body. PLoS biology, 14(8), e1002533.
Larsen, N., Vogensen, F. K., van den Berg, F. W., Nielsen, D. S., Andreasen, A. S., Pedersen, B. K., & Jakobsen, M. (2010). Gut microbiota in human adults with type 2 diabetes differs from non-diabetic adults. PloS one, 5(2), e9085.
Cani, P. D., Bibiloni, R., Knauf, C., Waget, A., Neyrinck, A. M., Delzenne, N. M., & Burcelin, R. (2008). Changes in gut microbiota control metabolic endotoxemia-induced inflammation in high-fat diet–induced obesity and diabetes in mice. Diabetes, 57(6), 1470-1481.
Cryan, J. F., & Dinan, T. G. (2012). Mind-altering microorganisms: the impact of the gut microbiota on brain and behaviour. Nature reviews neuroscience, 13(10), 701-712.
Forsythe, P., Sudo, N., Dinan, T., Taylor, V. H., & Bienenstock, J. (2010). Mood and gut feelings. Brain, behavior, and immunity, 24(1), 9-16.
Foster, J. A., & Neufeld, K. A. M. (2013). Gut–brain axis: how the microbiome influences anxiety and depression. Trends in neurosciences, 36(5), 305-312.
Jørgensen, B. P., Hansen, J. T., Krych, L., Larsen, C., Klein, A. B., Nielsen, D. S., … & Sørensen, D. B. (2014). A possible link between food and mood: dietary impact on gut microbiota and behavior in BALB/c mice. PloS one, 9(8), e103398.
Sekirov, I., Russell, S. L., Antunes, L. C. M., & Finlay, B. B. (2010). Gut microbiota in health and disease. Physiological reviews, 90(3), 859-904.
Scheperjans, F., Aho, V., Pereira, P. A., Koskinen, K., Paulin, L., Pekkonen, E., … & Kinnunen, E. (2015). Gut microbiota are related to Parkinson’s disease and clinical phenotype. Movement Disorders, 30(3), 350-358.
Musso, G., Gambino, R., & Cassader, M. (2010). Obesity, diabetes, and gut microbiota. Diabetes care, 33(10), 2277-2284.
De Filippo, C., Cavalieri, D., Di Paola, M., Ramazzotti, M., Poullet, J. B., Massart, S., & Lionetti, P. (2010). Impact of diet in shaping gut microbiota revealed by a comparative study in children from Europe and rural Africa. Proceedings of the National Academy of Sciences, 107(33), 14691-14696.
Vogt, N. M., Kerby, R. L., Dill-McFarland, K. A., Harding, S. J., Merluzzi, A. P., Johnson, S. C., & Bendlin, B. B. (2017). Gut microbiome alterations in Alzheimer’s disease. Scientific Reports, 7(1), 13537.
Kailasapathy, K., & Chin, J. (2000). Survival and therapeutic potential of probiotic organisms with reference to Lactobacillus acidophilus and Bifidobacterium spp. Immunology and cell Biology, 78(1), 80-88.
Gueimonde, M., Laitinen, K., Salminen, S., & Isolauri, E. (2007). Breast milk: a source of bifidobacteria for infant gut development and maturation?. Neonatology, 92(1), 64-66.
Unger, M. M., Spiegel, J., Dillmann, K. U., Grundmann, D., Philippeit, H., Bürmann, J., & Schäfer, K. H. (2016). Short chain fatty acids and gut microbiota differ between patients with Parkinson’s disease and age-matched controls. Parkinsonism & related disorders, 32, 66-72.
Keshavarzian, A., Green, S. J., Engen, P. A., Voigt, R. M., Naqib, A., Forsyth, C. B., & Shannon, K. M. (2015). Colonic bacterial composition in Parkinson’s disease. Movement Disorders, 30(10), 1351-1360.
Harach, T., Marungruang, N., Duthilleul, N., Cheatham, V., Mc Coy, K. D., Frisoni, G., & Bolmont, T. (2017). Reduction of Abeta amyloid pathology in APPPS1 transgenic mice in the absence of gut microbiota. Scientific reports, 7, 41802.