Parkinsonizm może zaczynać się w jelicie
Choroba Parkinsona związana z bakteriami zamieszkującymi jelito? Niewykluczone. Jeśli potwierdziłyby to kolejne badania, być może leki na parkinsonizm byłyby wymierzone w bakterie jelitowe. Możliwe byłoby też poznanie czynników dietetycznych chroniących przed tą chorobą.
Na parkinsonizm cierpieli zarówno papież Jan Paweł II, jak i bokser Muhammad Ali. Typowe objawy to drżenie, sztywność mięśni oraz trudności z poruszaniem. Są one spowodowane obumieraniem neuronów położonych głęboko w mózgu. Choć istnieją metody pozwalające spowolnić postęp tej choroby, na razie nie da się jej zapobiec ani wyleczyć.
Specjaliści wciąż nie są pewni, co powoduje parkinsonizm. Przez całe lata przyczyn poszukiwali tylko w mózgu.
Nowe badania przeprowadzone przez mikrobiologów z Kalifornijskiego Instytutu Technologicznego (Caltech) sugerują, że dużą rolę w rozwoju choroby odgrywają żyjące w ludzkim jelicie bakterie (mikrobiom jelitowy). Ich wyniki opublikowało pismo "Cell".
- Po raz pierwszy odkryliśmy biologiczny związek pomiędzy mikrobiomem jelitowym a chorobą Parkinsona – powiedział kierujący badaniami dr Sarkis Mazmanian. - Należy zauważyć, że właśnie w jelitach znajduje się 70 proc. neuronów obwodowego układu nerwowego. Komunikują się one z ośrodkowym układem nerwowym za pośrednictwem nerwu błędnego.
Na razie jednak naukowcy są na samym początku badań ewentualnych powiązań między florą bakteryjną jelita a chorobą Parkinsona – te przeprowadzone przez zespół dr. Mazmaniana zostały przeprowadzone na modelu zwierzęcym w laboratorium. To istotne ograniczenie, bo ostatecznych dowodów dotyczących rozwoju chorób u ludzi dostarczają badania na ludziach.
Tajemnice jelit
Zespół dr. Mazmaniana przeprowadzili szereg eksperymentów na zmodyfikowanych genetycznie myszach. Te akurat wytwarzały zbyt dużo alfa-synukleiny, tj. białka biorącego udział w rozwoju choroby Parkinsona. Alfa-synukleina w zdrowych komórkach jest rozpuszczalnym białkiem o małych cząsteczkach. U chorych na parkinsonizm z jakiegoś powodu jej cząsteczki zbijają się we włókna, uszkadzające komórki. Kilka lat temu odkryto, że włókna alfa-synukleiny odkładają się nie tylko w mózgach, ale i w układzie nerwowym jelita.
Jedna grupa badanych myszy miała zróżnicowany mikrobiom jelitowy. Druga była wychowywana w sterylnych warunkach i – jak piszą w pracy autorzy badania - nie powstał u niej mikrobiom. Obydwie grupy wytwarzały zbyt dużo alfa-synukleiny.
Obie grupy poddano testom badającym funkcje motoryczne. Myszy ze sterylnym jelitem okazały się znacznie sprawniejsze, a w ich mózgach było mniej złogów alfa-synukleiny. Brak mikrobiomu wydawał się zatem ograniczać rozwój objawów choroby Parkinsona.
W przypadku niesterylnych myszy podanie antybiotyków łagodziło objawy. To także sugerowało, że szkodliwym czynnikiem nasilającym objawy jest jakiś składnik mikrobiomu – czyli bakterii zasiedlających jelito.
Hipotezy
Naukowcy przypuszczają, że zawarty w pożywieniu błonnik ulega fermentacji pod wpływem bakterii jelitowych, a powstające wówczas krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe pobudzają w mózgu odpowiedź immunologiczną. Brak równowagi w wytwarzaniu tych kwasów może zaś mieć wpływ na wystąpienie objawów choroby Parkinsona.
Skąd ta hipoteza? Gdy sterylnym, pozbawionym bakterii jelitowych myszom podano krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, zareagował ich mikroglej – komórki mózgu, które biorą udział w odpowiedzi immunologicznej. W mózgach gryzoni zaczęły gromadzić się włókna alfa-synukleiny, a w efekcie funkcje motoryczne tych myszy uległy pogorszeniu.
Następnym etapem badań było wprowadzenie do jelita sterylnych myszy bakterii kałowych. Jednej grupie podano bakterie pochodzące od ludzi zdrowych, drugiej – od chorych z rozpoznaniem choroby Parkinsona. Tylko w tej drugiej grupie szybko pojawiły się wyraźne objawy.
Połączenie jelito-mózg
Wcześniejsze badania wykazały, że osoby, którym chirurgicznie przecięto nerw błędny, aby złagodzić objawy choroby wrzodowej, rzadziej zapadały na chorobę Parkinsona.
Związek pomiędzy bakteriami jelitowymi a chorobą Parkinsona mógłby wyjaśnić pewne osobliwe prawidłowości – na przykład to, że około trzech czwartych chorych zaczęło cierpieć na zaparcia i inne problemy z układem pokarmowym nawet na dziesięć lat przed wystąpieniem objawów parkinsonizmu, takich jak drżenie. Są też dowody, że w ich jelitach występują inne bakterie niż w jelitach zdrowych osób w tym samym wieku.
Jak pisze na swojej stronie Mazmanian, coraz częstsze w świecie zachodnim choroby immunologiczne oraz neurologiczne (zapalenia jelit, astma, cukrzyca typu I, stwardnienie rozsiane) mogą mieć związek z zaburzeniami składu bakteryjnej flory naszego ciała. Biliony mikroorganizmów tworzą skomplikowany ekosystem, który dopiero zaczynamy poznawać. W laboratorium Mazmaniana po raz pierwszy wykazano, że bakterie wpływają na rozwój układu immunologicznego zwierząt oraz na ich złożone zachowania.
Zdaniem Mazmaniana ludzki genom nie koduje wszystkich funkcji potrzebnych dla zachowania zdrowia, które zależy także od interakcji z produktami bakterii jelitowych. Posługując się metodami genomiki, mikrobiologii, immunologii i neurobiologii oraz zwierzęcymi modelami, naukowcy z Caltech mają nadzieję zdefiniować molekularne mechanizmy, dzięki którym symbiotyczne bakterie mogą nas chronić przed chorobami. Mogłoby to pozwolić na opracowanie naturalnych metod leczenia, opartych na zasadach biologicznych.
Leczyć układ pokarmowy a nie mózg?
Jak podkreśla dr Mazmanian, leczenie chorób o podłożu neurologicznym polega głównie na dostarczaniu leku do mózgu. Jeżeli jednak choroba spowodowana jest także przez zmiany w mikrobiomie, o wiele łatwiejsze, a być może skuteczniejsze, byłoby podawanie leków do jelita. Chodzi o leki regulujące poziom krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych, probiotyki lub czynniki zwalczające szkodliwe mikroorganizmy.
Jednak komentujący wyniki eksperci zaznaczają, że wyniki badań na myszach często nie odzwierciedlają sytuacji u człowieka i przypominają, że wciąż nie mamy pełnego obrazu choroby. To istotne ograniczenie tego badania. Wciąż nie wiemy, jakie czynniki wpływają na rozwój choroby Parkinsona. Na razie nauka dysponuje szeregiem wielu danych, z których nie da się jednak ułożyć spójnego wzoru.
Wiadomo na przykład, że osoby narażone na działanie niektórych pestycydów są bardziej zagrożone chorobą Parkinsona. Czy te związki chemiczne działają na układ nerwowy, czy na bakterie jelitowe? A może w grę wchodzi coś innego?
Na razie zespół z Caltechu zamierza przeanalizować mikrobiomy jelitowe osób z chorobą Parkinsona, próbując zidentyfikować predysponujące do niej bakterie. Jeśli okaże się, że takie są, można by wykrywać chorobę wcześniej- zanim jeszcze pojawią się pierwsze objawy i zanim dojdzie do uszkodzenia komórek nerwowych. Badania zajmą jednak wiele lat.
Paweł Wernicki (PAP)
