Alzheimer zaczyna się w jelitach? Ta cząsteczka prowadzi do demencji

Naukowcy powiązali związek wytwarzany przez bakterie jelitowe, zwany ImP, ze zwiększonym ryzykiem choroby Alzheimera, gromadzeniem się szkodliwych białek w mózgu oraz szybszym pogarszaniem się funkcji poznawczych. Odkrycie to sugeruje, że obniżenie poziomu ImP we krwi mogłoby w przyszłości pomóc w spowolnieniu rozwoju demencji lub jej zapobieganiu.

Prawie dekadę temu zespół badawczy kierowany przez profesorów: Barbarę Bendlin i Federico Reya z Uniwersytetu Wisconsin-Madison odkrył, że skład mikroorganizmów zasiedlających jelita różni się u osób chorych na chorobę Alzheimera i osób zdrowych.

– Od tamtej pory staramy się ustalić, w jaki sposób ta różnica w obrębie jelit może prowadzić do zmian w mózgu – mówi Bendlin, profesor medycyny w UW School of Medicine and Public Health.

W niedawnym badaniu opublikowanym na łamach czasopisma "Nature Communications" Bendlin, Rey i ich współpracownicy skupili się na propionianie imidazolu (ImP) – związku wytwarzanym przez niektóre bakterie jelitowe. Wyniki ich badań sugerują, że ImP może przyczyniać się do zmian w mózgu związanych z chorobą Alzheimera i pokrewnymi postaciami demencji.

Poziom produkcji ImP różni się znacząco w zależności od osoby. Niektórzy ludzie wytwarzają stosunkowo duże ilości tego związku, podczas gdy u innych powstaje go bardzo niewiele.

– Bakterie wytwarzające ImP występują u znacznej części populacji, jednak u większości osób nie są one zbyt liczne – mówi Rey, profesor bakteriologii na UW-Madison. – Z biegiem lat nauczyliśmy się jednak, że bakteria nie musi występować w dużej liczbie, aby wywierać wpływ na organizm.

Po wytworzeniu w jelitach ImP może przedostać się do krwiobiegu i dotrzeć do innych części ciała. Wcześniejsze badania wiązały ten związek z cukrzycą typu 2 oraz chorobą wieńcową.

Nowe badanie sugeruje, że jego oddziaływanie może obejmować również mózg. Naukowcy zaobserwowali u myszy, że docierający do mózgu ImP nasilał gromadzenie się nieprawidłowych form białka beta-amyloidu i białka tau – dwóch kluczowych markerów związanych z chorobą Alzheimera.

– Proces ten prowadzi ostatecznie do obumierania neuronów, co u ludzi stanowi istotną cechę choroby Alzheimera – wyjaśnia Rey.

Następnie naukowcy przeanalizowali próbki krwi pobrane od blisko 1200 osób uczestniczących w programie Wisconsin Registry for Alzheimer's Prevention oraz w badaniach prowadzonych przez Wisconsin Alzheimer's Disease Research Center.

U uczestników, u których stwierdzono wyższe stężenie ImP we krwi, znacznie częściej występowały markery biologiczne związane z obecnością nieprawidłowych białek oraz zaburzeniami funkcjonowania neuronów, typowymi dla demencji.

Ponieważ ochotnicy byli również poddawani badaniom funkcji poznawczych na przestrzeni czasu, naukowcy mogli porównać poziom ImP ze zmianami w zakresie myślenia i pamięci.

– Dzięki wynikom testów poznawczych, którym ochotnicy byli poddawani w miarę upływu czasu, widzimy, że u osób z najwyższym poziomem ImP nastąpiło również znacznie szybsze pogorszenie funkcji poznawczych – mówi Rey.

Zespół odkrył także wariant genetyczny powiązany ze znacznie wyższym poziomem ImP we krwi. Wariant ten występował u około 43 proc. uczestników badania.

Naukowcy przypuszczają, że ta różnica genetyczna może wpływać na skuteczność usuwania ImP z krwi przez nerki, a tym samym na ilość tego związku pozostającą w krwiobiegu.

– Ten wariant genetyczny był już wcześniej wiązany z podwyższonym ryzykiem choroby Alzheimera w zakrojonych na szeroką skalę badaniach genetycznych, a teraz być może rozumiemy, na czym polega ten związek – mówi Rey.

Jednym z najważniejszych wniosków płynących z badania jest to, że sama cząsteczka ImP może stać się celem działań mających na celu zapobieganie chorobie Alzheimera i powiązanym z nią otępieniom lub spowolnienie ich przebiegu.

Jednak obniżenie poziomu ImP wyłącznie za pomocą diety może nie być proste. Związek ten jest wytwarzany przez bakterie jelitowe podczas procesu pozyskiwania energii z histydyny – aminokwasu niezbędnego dla zdrowia człowieka, występującego w wielu produktach spożywczych, zwłaszcza tych bogatych w białko.

– Ogólna poprawa jakości diety prawdopodobnie by pomogła – stwierdza Bendlin. – Nie jest to jednak tak proste, jak powiedzenie: "przestań jeść jajka" czy "ogranicz spożycie czerwonego mięsa". Histydyna jest bowiem niezbędna dla organizmu i występuje powszechnie w wielu produktach.

Zdaniem naukowców, zamiast próbować wyeliminować histydynę z diety, lepiej jest doprowadzić do opracowania metod leczenia ukierunkowanych na obniżenie poziomu ImP we krwi.

– Może to wyglądać podobnie jak w przypadku cholesterolu: osoby z podwyższonym poziomem cholesterolu przyjmują leki – statyny, które zmniejszają ryzyko chorób serca – wyjaśnia Bendlin. – Jeśli uda nam się znaleźć inhibitor obniżający poziom ImP we krwi, być może uda się zmniejszyć ryzyko zachorowania na chorobę Alzheimera.