Исследование, проведённое учёными из Висконсинского университета в Мэдисоне, показало, что вещество, вырабатываемое бактериями в пищеварительной системе, может повышать риск болезни Альцгеймера и ускорять снижение когнитивных функций у людей с деменцией. Эта находка может указать специалистам на возможную стратегию лечения, направленную на снижение риска заболевания. Работа опубликована в журнале Nature Communications.
Около десяти лет назад команда под руководством профессоров Барбары Бендлин и Федерико Рея обнаружила, что состав микроорганизмов в кишечнике различается у людей с болезнью Альцгеймера и у здоровых людей. С тех пор учёные пытались понять, каким образом это различие в кишечнике может приводить к изменениям в мозге. В новом исследовании авторы сосредоточились на имидазолпропионате (ImP) — соединении, которое производят некоторые кишечные бактерии.
Выработка ImP сильно варьируется от человека к человеку: одни люди образуют его относительно много, другие — совсем мало. По словам Рея, бактерии, производящие ImP, присутствуют у большой доли людей, но у большинства они немногочисленны. При этом, как отметил учёный, микробу не обязательно быть многочисленным, чтобы влиять на организм хозяина. Попадая в кровоток, ImP может достигать других частей тела; ранее его связывали с диабетом второго типа и ишемической болезнью сердца.
Новые данные свидетельствуют о том, что действие соединения может распространяться и на мозг. В экспериментах на мышах ImP, достигая мозга, усиливал накопление аномальных белков бета-амилоида и тау — двух основных признаков, связанных с болезнью Альцгеймера. Как пояснил Рей, этот процесс в итоге приводит к гибели нейронов, что у человека является ключевой чертой заболевания. Затем исследователи изучили образцы крови почти 1200 человек, участвовавших в Висконсинском реестре профилактики болезни Альцгеймера и исследованиях Висконсинского центра изучения болезни Альцгеймера.
У участников с более высокой концентрацией ImP в крови значительно чаще выявлялись биологические маркеры, связанные с аномальными белками и нарушением работы нейронов при деменции. Поскольку добровольцы также проходили когнитивные тесты с течением времени, учёные смогли сопоставить уровни ImP с изменениями мышления и памяти. По словам Рея, люди с самыми высокими уровнями ImP испытывали и заметно более быстрое снижение когнитивных функций. Команда также обнаружила генетическую вариацию, связанную с существенно повышенным содержанием ImP в крови; её носителями были около 43% участников исследования.
Исследователи предполагают, что эта генетическая особенность может влиять на то, насколько эффективно почки удаляют ImP из крови, определяя, сколько соединения остаётся в циркуляции. По словам Рея, данная вариация ранее связывалась с повышенным риском болезни Альцгеймера в крупных генетических исследованиях, и теперь, возможно, понятно, почему она с ним связана. Одна из наиболее важных возможностей, которую открывают результаты, — это то, что сам ImP может стать целью для предотвращения или замедления болезни Альцгеймера и связанных с ней деменций.
Однако снизить уровень ImP только за счёт диеты может быть непросто: кишечные бактерии производят это соединение, получая энергию из гистидина — аминокислоты, необходимой для здоровья человека и содержащейся во многих продуктах, особенно богатых белком. По словам Бендлин, улучшение рациона в целом, вероятно, помогло бы, но всё не сводится к простому совету отказаться от яиц или красного мяса, поскольку гистидин необходим и встречается повсюду. Вместо попыток исключить гистидин из питания исследователи допускают, что открытие со временем приведёт к методам лечения, целенаправленно снижающим уровень ImP в крови. Бендлин сравнила это с холестерином, при повышенном уровне которого люди принимают статины, снижающие риск сердечных заболеваний, и выразила надежду, что ингибитор, способный уменьшать содержание ImP в крови, поможет снизить риск болезни Альцгеймера и скорость когнитивного снижения у значительного числа людей. В работе также участвовали учёные из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Университета Гётеборга.