Загальна інформація

Понад 10 мільйонів людей у всьому світі мають хворобу Паркінсона. Це нейродегенеративний розлад, який вражає переважно нейрони, що виробляють дофамін і локалізуються у певній ділянці мозку, що називається чорною субстанцією. Дофамінергічні нейрони відіграють ключову роль у регуляції рухів, що обумовлює клінічну картину захворювання: повільність рухів, тремор, скутість і проблеми з рівновагою. 

Однак клінічні прояви хвороби Паркінсона не обмежуються руховими розладами. У більшості людей виникають інші проблеми зі здоров’ям, пов’язані з цим захворюванням. Ці симптоми є різноманітними та загальновідомі як немоторні. Деякі прояви, такі як втрата нюху, закреп, депресія та розлад поведінки у фазі швидкого сну, можуть виникати за роки до діагностики хвороби Паркінсона. (Важливо: деякі з цих симптомів можуть виникати й при нормальному старінні, тому їх наявність не означає початок розвитку хвороби Паркінсона. За умов, якщо ці симптоми погіршаться або почнуть заважати повсякденному життю необхідно звернутися до лікаря.)

Проблеми з травленням

Приблизно 80 % людей з хворобою Паркінсона мають проблеми з травленням. Утруднене ковтання, відчуття нудоти та закреп є типовими проявами захворювання. Вчені припускають два варіанти механізму виникнення цих симптомів:

1. Ті самі зміни мозку, які викликають скутість і повільні рухи, також впливають на м’язи, що беруть участь у ковтанні та проштовхуванні їжі через травну систему.
2. До того ж хвороба Паркінсона може впливати на нерви, що вистилають травний тракт, так звану ентеральна нервова система (відома як мозок у кишківнику). Зокрема, дослідники виявили тільця Леві (скупчення аномального білка альфа-синуклеїну) в нейронах, що вистилають кишківник людей з хворобою Паркінсона. Після цього була висунута гіпотеза, відома як гіпотеза Браака, згідно з якою патогенний збудник потрапляє в організм, де вступає у контакт з нейронами у кишківнику, викликаючи агрегацію білка альфа-синуклеїна, який потім поширюється через блукаючий нерв до центральної нервової системи та викликає дегенерацію дофамінергічних нейронів у ділянці мозку, що називається чорною субстанцією. Це свідчить про те, що пошкодження клітин у кишківнику може сигналізувати про початок хвороби, а загибель клітин у мозку є відносно пізньою стадією захворювання.

Метагеномне дослідження мікробіому кишківника

Мікрофлора кишківника відіграє важливу роль для здоров'я людини. Нормальна кишкова мікробіота виконує певну функцію в метаболізмі поживних речовин, підтримує структурну цілісність слизового бар'єра кишківника, виробляє необхідні вітаміни, пригнічує патогени та метаболізує ліки. Мікробіом кишківника регулює розвиток імунної відповіді та нервової системи, виробляючи специфічні метаболіти з далекосяжними ефектами, такими як дозрівання та підтримка мікроглії в мозку. Дисбаланс у складі та функції мікробіому (дисбактеріоз) може зробити людину схильною до захворювання.

Дослідники з університету Суррея та університету Алабами в Бірмінгемі провели метагеномне дослідження мікробіому кишківника, яке показало, що майже 30 % бактерій кишківника у тих, хто має хворобу Паркінсона, відрізняються від тих, хто не має хвороби. Наприклад, у людей, що мають це захворювання, була виявлена підвищена кількість бактерій Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae та Klebsiella quasipneumoniae, які, як відомо, спричиняють інфекції. Також чисельність бактеріального виду Bifidobacterium dentium, який викликає анаеробні інфекції, такі як абсцеси головного мозку, виявилась у 7 разів підвищеною, а кількість бактерій Roseburia intestinalis, які є мешканцями здорової товстої кишки, була в 7,5 разів зменшеною. 

Крім того, були виявлені порушення регуляції синтезу та метаболізму нейроактивних молекул дофаміну, глутамату, гамма-аміномасляної кислоти (ГАМК) і серотоніну. Як зазначають автори дослідження, мікробіом кишківника людини здатний не тільки виробляти та метаболізувати ці нейротрансмітери в кишківнику, але й впливати на їхні рівні у головному мозку. Таким чином, метагеномне дослідження дало можливість виявити такі взаємозв’язки:

• Мікробіом кишківника людей з хворобою Паркінсона має зменшену здатність генерувати попередники дофаміну та, можливо, інших катехоламінів, таких як адреналін.
• Виявлений дисбаланс між ГАМК та глутаматом (дисбаланс збудження/гальмування) послаблює синаптичний зв'язок та сприяє нейродегенерації.
• Аномалії серотоніну, найвища концентрація якого знаходиться у кишківнику, були виявлені на різних стадіях хвороби Паркінсона: від періоду, що передує розвитку моторних симптомів (що робить його потенційним раннім діагностичним маркером), до пізніх стадій захворювання, де він може бути фактором ризику зниження когнітивних функцій. Серотонін впливає на перистальтику кишківника за допомогою модуляції його скорочувальної здатності. Враховуючи, що спороутворюючі бактерії модулюють вироблення серотоніну та посилюють моторику кишківника, дослідники припустили, що закреп – поширений симптом хвороби Паркінсона – може бути пов'язаний зі знищенням спороутворюючих бактерій.
• При хворобі Паркінсона порушення енергетичного гомеостазу веде до порушення регуляції продукції нікотинаміду, що є нейропротекторною молекулою, таким чином сприяючи нейродегенерації.
• Бактеріальний амілоїдний білок curli, що синтезується багатьма видами ентеробактерій, посилює альфа-синуклеїнову патологію та запалення в експериментальних моделях хвороби Паркінсона.

Підсумок

Отже, за результатами дослідження було виявлено, що метагеном хвороби Паркінсона вказує на мікробіом, що сприяє розвитку захворювання (збагачений умовно-патогенними мікроорганізмами та імуногенними компонентами, наявне порушення регуляції нейроактивної передачі сигналів, переважання амілоїдних молекул, що викликають патологію альфа-синуклеїну, та надмірне виробництво токсикантів), зі зниженою здатністю для відновлення (з низьким вмістом протизапальних і нейропротекторних молекул).

Проте перед дослідниками ще стоїть завдання розібратися, чи є саме кишківник першопричиною розвитку нейродегенеративного розладу, оскільки як підсумувала своє дослідження д-р Айше Деміркан, співавтор та старший викладач університету Суррея: "Наше поточне дослідження не призначене для того, щоб відповісти, чи є самі бактерії початковою причиною захворювання, деякі з них також можуть бути наслідком хвороби або можуть залежати від генетичних особливостей людини."