在最近发表在《营养》杂志上的一篇综述中,研究人员回顾了肠道微生物组在阿尔茨海默病(AD)发病机制中的作用的现有数据。
介绍
阿尔茨海默病是世界范围内痴呆症的主要病因,导致淀粉样蛋白-β堆积,突触减少和神经原纤维缠结。
研究报告了大脑的中枢神经系统(CNS)和胃肠道的肠神经系统(ENS)之间的联系。
微生物参与AD发病机制可能拓宽治疗选择;然而,胃肠道特征对认知的影响尚不清楚。小样本量和生活方式因素限制了现有的研究。
一个关于审查
在本综述中,研究人员讨论了AD患者肠道微生物的改变。他们于2024年5月在PubMed数据库中搜索了过去六年内发表的没有研究设计或出版类型限制的英文文章。
他们在PubMed中确定了2259条记录,通过人工搜索确定了12条记录,筛选了381条记录,并评估了113条全文记录的资格。在排除了没有评估研究结果的记录后,研究小组将61例纳入了综述。
微生物组-肠-脑(MGB)轴
微生物群-肠-脑轴将外周肠道功能与大脑的情感和认知中心连接起来。
交感神经和副交感神经、下丘脑-垂体-肾上腺(HPA)轴、迷走神经、细胞因子、激素和代谢信号以双向方式将大脑与胃肠道组织、ENS和肠道微生物群连接起来。
迷走神经连接胃和脑干,向大脑皮质丘脑区域发送脉冲。肠道细菌对大脑释放的神经递质做出反应,产生通过淋巴管影响中枢型神经元的化学物质。
细菌代谢物,如短链型脂肪酸分子(SCFAs、丙酸、丁酸和醋酸酯)和三甲胺n-氧化物(TMAO),可以改变中枢神经系统的稳态。scfa可以改变认知功能,如学习和奖励相关行为。氧化三甲胺增强β分泌酶活性,增加大脑中Aβ的积累。
核梭杆菌可以通过降低血脑屏障(BBB)的通透性来诱导神经炎症。细菌脂多糖(LPS)诱导神经元产生支持炎症过程和免疫反应的化学物质。
大脑和肠道的AD炎症以革兰氏阴性细菌lps为主。这些神经毒素附着在阿尔茨海默病大脑的神经元上,刺激人类神经元和神经胶质细胞的核因子κ B (NF-kB)转录。
抗抑郁药选择性5 -羟色胺再摄取抑制剂(SSRIs)、帕罗西汀、舍曲林和氟西汀对革兰氏阳性细菌(如肠球菌和葡萄球菌)具有抗菌活性。
三环抗抑郁药(TCAs)可以阻止致病性肠道微生物的生长,如大肠杆菌和小肠结肠炎耶尔森菌。
阿尔茨海默病和胃肠道疾病之间的关系
阿尔茨海默病神经退行性变涉及肠道生态失调或微生物组失衡。AD患者的促炎微生物如拟杆菌门、prausnitzi粪杆菌、Desulfovibrio、直肠真杆菌、牙龈卟啉单胞菌和鼠李糖乳杆菌的丰度增加。
相比之下,AD患者的厚壁菌门和严格感梭菌计数较低。万古霉素、氨苄西林、甲硝唑、新霉素和两性霉素- b联合使用可减少拟杆菌和厚壁菌门数量,通过恢复肠道微生物平衡来改善AD。
肠道生态失调通过改变血脑屏障的通透性,增加淀粉样变性,并通过口咽嗅觉途径引起细菌脂多糖(LPS)侵入中枢神经系统,导致认知障碍,从而导致AD。
研究表明,阿尔茨海默病与肠道菌群相关问题(如幽门螺杆菌感染、胃炎、消化性溃疡、胃食管反流病(GERD)和炎症性肠病(IBD))之间存在联系。
幽门螺旋杆菌感染通过增加载脂蛋白E4 (ApoeE4)和降低ApoeE2水平、增加淀粉样前体蛋白(APP)表达以及增加Myc盒依赖相互作用蛋白1 (BIN1)、聚簇蛋白(Clu)、atp结合盒亚家族A成员7 (ABCA7)和分化簇33 (CD33)等神经变性风险基因的表达,使AD发病易感性。
幽门螺杆菌感染还会增加炎症细胞因子的水平,如c反应蛋白(CRP)、白细胞介素-8 (IL-8)和肿瘤坏死因子-α (TNF-α),从而诱导神经炎症。牙周炎产生全身性炎症,促炎细胞因子和中性粒细胞水平升高,这可能导致大脑中β -淀粉样斑块的形成。
AD中的toll样受体4 (TRL-4)激活识别损伤相关(DAMPs)和病原体相关分子模式(PAMPs)的分子模式,如高迁移率组盒1 (HMGB1)或幽门螺杆菌LPS,引起中枢神经系统炎症反应。
组织蛋白酶B表达增加可将APP分解为神经毒性淀粉样蛋白。免疫抑制剂和TNF-α阻滞剂可以降低IBD患者的炎症和AD风险。研究表明,在50岁以上的人群中,幽门螺杆菌感染使AD风险增加11%。
结论
基于这些发现,阿尔茨海默病是一种影响消化系统的复杂疾病,阿尔茨海默病患者的肠道微生物群发生了相当大的变化。
微生物组通过微生物-肠-脑连接和突触功能障碍影响中枢神经系统功能。幽门螺杆菌感染和牙周炎可能与阿尔茨海默病有关,尽管需要进一步的研究来证实这些发现。
未来的研究应探讨微生物群异常与神经退行性疾病之间的关系。
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