腸道微生物群與衰老
(接上)由于高齡是阿爾茨海默病的主要危險(xiǎn)因素,與年齡相關(guān)的生理變化,包括微生物群的變化,可能在癡呆的發(fā)展中發(fā)揮一定的作用。在這方面,許多研究表明,腸道微生物群的組成隨著年齡的增長(zhǎng)而發(fā)生顯著變化。
研究表明,腸道菌群組成中與年齡相關(guān)的總體變化包括兼性厭氧菌數(shù)量的增加、菌種優(yōu)勢(shì)度的變化,同時(shí)厭氧菌總數(shù)保持穩(wěn)定?;羝战鹚梗℉opkins)和合著者觀察到,與年輕人相比,老年人群中雙歧桿菌和乳酸桿菌的水平較低。雖然成體含有4-5種雙歧桿菌屬,但在老年時(shí)僅發(fā)現(xiàn)該屬的優(yōu)勢(shì)種之一:青春雙歧桿菌,或表型相近的角雙歧桿菌和長(zhǎng)雙歧桿菌。
老年人雙歧桿菌的種類和數(shù)量組成減少的一個(gè)可能解釋是,由于結(jié)腸粘膜的化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)的變化,雙歧桿菌對(duì)腸壁的粘附性降低,導(dǎo)致腸內(nèi)功能和免疫反應(yīng)性受限以及對(duì)胃腸感染的易感性增加。
反過(guò)來(lái),雙歧桿菌和乳桿菌積極參與氨基丁酸(γ-氨基丁酸,GABA)的生產(chǎn)。GABA是人類和其他哺乳動(dòng)物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中最重要的抑制性介質(zhì),參與大腦中的神經(jīng)遞質(zhì)和代謝過(guò)程。已經(jīng)證明,腸內(nèi)氨基丁酸的水平與其在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的水平相關(guān)。雙歧桿菌和乳酸桿菌數(shù)量的減少導(dǎo)致與突觸發(fā)生障礙、抑郁和認(rèn)知障礙相關(guān)的腦功能障礙。
許多作者指出類桿菌菌種多樣性隨年齡而變化。Tongeren領(lǐng)導(dǎo)的一組科學(xué)家進(jìn)行的研究中,擬桿菌/普雷沃氏菌、真細(xì)菌/球菌梭狀芽孢桿菌和乳球菌在70至100歲人群的微生物群中占優(yōu)勢(shì)。在老年人的腸道微生物群中發(fā)現(xiàn)了蛋白水解細(xì)菌的生長(zhǎng),如梭桿菌屬、丙酸桿菌屬和梭狀芽孢桿菌屬,導(dǎo)致腐敗過(guò)程的發(fā)展,尤其是在抗生素治療后的患者中。蛋白水解活性增加的數(shù)據(jù)證實(shí)了這一點(diǎn)。此外,發(fā)現(xiàn)促炎性腸細(xì)菌、鏈球菌、葡萄球菌和酵母細(xì)胞的數(shù)量增加,這可能與針對(duì)共生(正常)腸微生物群落(如大腸桿菌和糞腸球菌)的血清抗體水平升高有關(guān)。
與阿爾茨海默病和腸道菌群相關(guān)的不健康營(yíng)養(yǎng)
所謂的“西方飲食”(Western diet,WD),其特征是飽和脂肪和糖的高攝入,是現(xiàn)代生活方式的象征之一,并且是公認(rèn)的AD發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)因素。例如,已經(jīng)證明日本的阿爾茨海默病發(fā)病率從1985年的1%上升到2008年的7%,并且這種上升與從傳統(tǒng)日本飲食到西方飲食的營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)變有關(guān)。
事實(shí)上,臨床前實(shí)驗(yàn)已經(jīng)證實(shí),高脂肪飲食(HFD)可能改變腸道菌群,并導(dǎo)致癡呆的發(fā)展。這些研究表明,HFD通過(guò)誘導(dǎo)氧化應(yīng)激和通過(guò)Nrf2信號(hào)通路的失活惡化神經(jīng)元凋亡來(lái)促進(jìn)認(rèn)知障礙。Nam和合著者顯示,HFD顯著增加了淀粉樣蛋白沉積,并降低了12個(gè)月大的APP23小鼠的認(rèn)知能力。在本研究中,RNA-seq結(jié)果顯示與免疫反應(yīng)相關(guān)的基因,例如HFD小鼠中的Trem2和Tyrobp被上調(diào),但是與神經(jīng)元投射和突觸傳遞相關(guān)的基因的表達(dá)降低。作者證明大腦中24種脂質(zhì)亞種的水平受到HFD的顯著調(diào)節(jié)。
反過(guò)來(lái),最近對(duì)3xTg-AD小鼠的微生物群代謝組特征的研究表明,高脂肪喂養(yǎng)和神經(jīng)退行性疾病的遺傳易感性在腸道微生物組中有共同的。作者表明,HFD改變了結(jié)腸和盲腸中的細(xì)菌組成,并且與正常飲食喂養(yǎng)的動(dòng)物相比,也導(dǎo)致了微生物豐度的降低。
在這項(xiàng)研究中,HFD小鼠在門水平上的厚壁菌門的豐度高于擬桿菌門,在科水平上的厚壁菌門的豐度高于擬桿菌門的豐度,在科水平上的厚壁菌門的豐度高于擬桿菌門的豐度。盲腸中也發(fā)現(xiàn)了高水平的梭菌和葡萄球菌。對(duì)血清和糞便代謝物的研究顯示,在喂食高脂肪食物的3xTg-AD小鼠中,不飽和脂肪酸和膽堿缺乏,酮體、乳酸鹽、氨基酸、TMA和TMAO過(guò)量。這些代謝變化與腸球菌科、葡萄球菌屬、玫瑰茄屬、糞桿菌屬和多瑞菌屬的高豐度以及低水平的雙歧桿菌有關(guān),這反過(guò)來(lái)又與認(rèn)知障礙和腦低代謝有關(guān)。(未完待續(xù))
參考文獻(xiàn)
Source:Frontiers
The Links Between the Gut Microbiome, Aging, Modern Lifestyle and Alzheimer's Disease
Reference:
The Links Between the Gut Microbiome, Aging, Modern Lifestyle and Alzheimer's Disease
Front. Cell. Infect. Microbiol., 18 March 2020 | https://doi.org/10.3389/fcimb.2020.00104
聯(lián)系客服