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老年心理健康:肠道细菌在阿尔茨海默病和帕金森病中的作用

 菌情观察室 2020-10-31

我们许多人在人生的某个阶段都可能受到某种神经精神疾病的影响,前面我们讨论了肠道细菌在青少年和成人中高发的应激相关障碍中的作用,今天我们来看看衰老相关的疾病。我们知道阿尔茨海默病和帕金森病是神经系统缓慢萎缩时发生的神经退行性疾病,大脑中的神经细胞受损和死亡,导致一些重要功能减少甚至停止,最终导致毁灭性的破坏。

阿尔茨海默病和帕金森病是潜移默化的退行性过程,因为它们通常在任何症状出现之前就开始了。新的研究表明,肠道细菌在这些疾病中扮演着重要的角色。

阿尔茨海默病和肠道细菌

据统计,世界上约有4400万人患有痴呆症,包括阿尔茨海默病。据估计,到2030年,将有6600万痴呆症患者,到2050年,这一数字将增至1.15亿人。阿尔茨海默病是痴呆症最常见的一种,年龄无疑是该病的最大风险因素。如果活过55岁,每6个女性中就有1个会患痴呆症,每10个男性中就有1个会患痴呆症。

阿尔茨海默病患者会逐渐失去脑细胞,导致身体功能丧失,加速死亡。阿尔茨海默病的病理学表现主要包括神经细胞外β-淀粉样蛋白聚集形成的老年斑和神经细胞内tau蛋白过度磷酸化形成的神经原纤维缠结。目前,我们还不清楚阿尔茨海默病到底是如何出现的,它通常开始于记忆丧失,比如健忘。

其它症状还包括漫无目的地四处游荡和迷失方向,不断地开门关门等强迫性重复行为,这给家人带来严重困扰。当患者出现哭泣、叫喊和攻击性行为时,这更给家人造成额外的困扰。随着病情的继续,身体会开始出现功能障碍,可能会出现排尿困难,更严重的情况下甚至会出现排便困难。此外,僵硬、抽筋和不随意肌痉挛等症状会在患者临终前折磨患者。阿尔茨海默病的影响是巨大的,远远超越了个人。

  • 促进炎症的肠道菌群

几十年来,研究人员认为阿尔茨海默病是由大脑中蛋白质聚集引起的,而炎症只是阿尔茨海默病的一个症状。但是,新的研究表明,炎症更多的是阿尔茨海默病的一个原因,这让科学界发生了翻天覆地的变化。研究人员现在相信,阿尔茨海默病的症状可以通过吃抗炎食物或服用抗炎药物来减轻,这也是肠道菌群发挥作用的地方。

2016年,首次在人类中研究了阿尔茨海默病、炎症和肠道菌群之间的联系。这是意大利进行的一项研究,研究人员找到了三组受试者,第一组是患有阿尔茨海默病的人,第二组是有记忆问题但大脑中没有典型的阿尔茨海默病斑块的人,最后一组是健康对照者。这里的阿尔茨海默病患者没有任何遗传易感性。通过比较各组受试者的粪便和血液样本,研究人员发现那些阿尔茨海默病患者与其它两组受试者有着不同的肠道细菌组成,他们拥有过多导致炎症的大肠杆菌/志贺氏菌,它们会导致身体产生促炎细胞因子。确实,在阿尔茨海默病患者的血液样本中也含有大量这些细胞因子。同时,他们体内有益的抗炎症细菌直肠真杆菌的含量要低得多,而这种细菌可以产生有益的抗炎症的丁酸。研究人员还发现,阿尔茨海默病患者中抗炎症的物质水平要比正常情况下少得多。这是人类临床研究首次发现,肠道菌群的组成可能是导致阿尔茨海默病的一个重要因素。 

后来,有越来越多的研究调查了阿尔茨海默病和肠道菌群的关系,其中最主要的结论是,阿尔茨海默病似乎与肠道菌群多样性减少和促炎症的肠道细菌增加密切相关

  • 某些益生菌可以减少阿尔茨海默病的症状

越来越多的研究表明,某些益生菌可以减少阿尔茨海默病的症状。2014年,一项研究表明,一种由八种益生菌组成的复合益生菌可以调节老年小鼠中控制衰老相关变化的基因,它们的大脑炎症更少,记忆力和可塑性更好。2017年的另一项研究给有类似阿尔茨海默病早期症状的老鼠补充了一种不同的复合益生菌,结果显示,神经通路和大脑损伤最终得到修复,阿尔茨海默病大脑中典型的斑块也减少了。这些小鼠的认知障碍也减少了。

2016年底,一项针对60名严重阿尔茨海默病患者的研究发表了令人兴奋的结果。研究对象被分为两组,一组喝含有益生菌的牛奶,另一组喝普通牛奶。12周后,研究人员比较了两组受试者的认知能力。他们发现,喝了含有益生菌的牛奶的阿尔茨海默病患者的认知能力提高了30%。因此,益生菌具有极大的改善阿尔茨海默病患者的大脑功能的潜力

  • 益生元可能可以增强受损的记忆

益生元是益生菌的食物,肠道有益细菌可以代谢膳食纤维产生短链脂肪酸,其中丁酸具有抗炎症的特性。研究显示,丁酸甚至可以改善衰老相关的记忆功能受损。为了能够让我们的肠道细菌产生丁酸,我们需要给它们提供足够的益生元膳食纤维,这可以通过多吃蔬菜和水果来获得。

  • 抗生素可以缓解阿尔茨海默病的进程?

令人惊奇的是,抗生素被证明似乎对阿尔茨海默病有积极作用。在2016年的一项研究中,研究人员发现,在摄入抗生素后,出现类似阿尔茨海默病症状的小鼠大脑中典型斑块的数量有所减少。此外,它们的免疫反应也得到了改善,而且疾病的进展也得到了遏制。这种有益作用可能与抗生素消灭了某些有害细菌有关。我们都知道,过度使用或不正确使用抗生素是不健康的,但是,这项研究似乎指出,对于那些肠道菌群不健康的人来说,比如那些患有阿尔茨海默病的人,抗生素或许可以通过杀死那些潜在的致病菌,降低其对机体的损伤,进而阻止疾病的进程。但是,我们不建议长期使用抗生素,因为它可能对肠道菌群造成更严重的破坏,造成更严重的后果。 

  • 阿尔茨海默病和卫生假说

俗话说“不干不净吃了没病”,过于洁净的生活方式被认为会减少我们与微生物接触的机会,从而增加许多疾病的风险,比如过敏和哮喘。大名鼎鼎的“卫生假说”认为,生命早期接触的细菌越少,日后患过敏和哮喘的几率越大。那么,阿尔茨海默病是否也符合“卫生假说”呢?长期以来,研究人员一直想知道,为什么阿尔茨海默病的发病率在世界各地差异如此之大。剑桥大学的科学家收集了192个国家的数据,结果发现,卫生标准较低的欠发达国家和地区的阿尔茨海默病发病率较低,而卫生标准较高的发达国家和地区阿尔茨海默病发病率较高。这在一定程度上是符合卫生假说的,因此,“阿尔茨海默病的卫生假说”认为,阿尔茨海默病的发生可能与微生物多样性呈负相关,与环境卫生条件呈正相关。其实,在过去的几十年里,抗生素的过度使用以及加工食品的大量摄入都在严重破坏我们的肠道菌群,降低我们的微生物多样性,这些都可能是导致阿尔茨海默病发病率迅速上升的元凶。 

帕金森病与肠道菌群

帕金森病是继阿尔茨海默病之后最常见的神经退行性疾病。目前,全球有超过600万人患有帕金森病,其中一半就在中国。痴呆和抑郁也经常与帕金森病一起出现。由于我们的寿命越来越长,今后受影响的人数将会继续增加。男性患帕金森病的几率比女性要高。目前还没有特别好的治疗方法或药物可以阻止这一过程。

帕金森病最为人所知的可能是它的三个主要运动症状:无法控制的震颤、肌肉僵硬和动作迟缓。患有帕金森病的人失去了产生多巴胺的基本脑细胞。我们知道多巴胺是大脑的奖赏分子,但是它也控制着我们的自主和精细运动,这就是导致帕金森病患者运动困难的原因。目前,医生只能根据症状来进行诊断,还没有特定的检测方法可以确定是否患有帕金森病。这种疾病很危险,它通常开始于任何可见的震颤出现之前,最初的症状可能是便秘、嗅觉和视觉丧失、失眠(通常伴有噩梦)、难以集中注意力和抑郁。这些早期症状通常在帕金森病典型症状出现前几年就出现了。与帕金森病明显的运动症状相比,其它这些症状通常没有得到诊断或治疗。怀疑一个人可能患有帕金森病通常首先是由于这个人的胳膊、腿或两者开始每天抖动,同时这个人变得有点笨拙,开始觉得写字或打响指很困难。然而,到那时,这种疾病已经发展到不可逆转的脑损伤。这一危险的过程非常缓慢,通常需要几十年的时间。最后,所有有意识的活动都会受到影响,甚至包括说话和吞咽的能力。

  • 大脑中的斑块

与阿尔茨海默病类似,帕金森病患者的大脑中也有类似的斑块结构,这个斑块叫做路易小体,它们由α-突触核蛋白聚集而成的,会导致产生多巴胺的细胞死亡。这种斑块在大脑中形成的原因尚不清楚,通常认为是基因、衰老、各种环境和生活方式因素相结合的结果。我们所知道的是,随着衰老而自然发生的细胞受损在帕金森病患者中退化得更快。目前还没有办法阻止这种疾病的发展,只有通过增加多巴胺水平并缓解症状的药物,遗憾的是,这些药物在短时间内就不再有效了。最近对帕金森病的研究有了新发现,那就是它与我们的肠道和肠道菌群密切相关。

  • 肠道中的斑块 

便秘和腹胀是帕金森病的典型早期症状,可在典型震颤开始前10年出现。大约80%的帕金森病患者也有便秘,这就是为什么研究人员和医生开始注意肠道中早期症状的原因。 

2016年美国的一项研究在帕金森病患者的肠道中发现了与帕金森病相关的典型斑块。与健康人相比,这些患者存在明显的肠漏,有害细菌的代谢产物水平也更高,这也意味着他们拥有更多的有害细菌。如你所知,细菌毒素会在体内引发一连串的炎症反应,进而影响到大脑。许多人认为,氧化应激、细菌毒素和肠漏共同作用,会促进帕金森病患者肠道和大脑中斑块的形成。随着在肠道中发现与帕金森病相关的典型斑块,研究人员怀疑肠道可能是帕金森病的起源。这也有助于解释在许多帕金森病患者身上看到的胃肠道问题。

  • 帕金森病患者的肠道中充满了有害细菌

越来越多的科学研究表明,帕金森病和肠道菌群失调之间存在明显的联系。在世界上几个不同地区进行的独立研究也表明,帕金森病患者的肠道菌群与健康人明显不同。根据我们生活的地方和所吃的食物,帕金森病患者的菌群组成似乎也明显不同,所以目前还无法确定帕金森病患者典型的肠道菌群特征。一些共同的特征是,帕金森病患者的肠道菌群表现为有害细菌过多而有益细菌缺乏

  • 肠道菌群失调引发帕金森病

在一项引人注目的研究中,研究人员将帕金森病患者的肠道细菌移植到无菌小鼠后,导致小鼠表现出典型的帕金森病症状。这让我们相信,肠道细菌调节甚至引发了帕金森病,也就是说肠道菌群失调可能是导致帕金森病发生的原因之一。研究人员认为,某些肠道细菌会释放有毒化学物质,通过肠道神经系统到达大脑并对大脑造成损害。当然,毒素也可能来自体外,比如接触有毒农药的农民比其它人更容易患帕金森病。无论毒素来自体内还是体外,肠道细菌似乎在疾病的发展中都起着决定性的作用。

  • 益生菌在帕金森病的治疗中发挥作用

首先,益生菌对帕金森病患者的胃肠道症状具有有益作用,包括减轻腹痛、腹胀和便秘的症状,改善粪便硬度和排便习惯等等。其次,益生菌干预似乎也可以显著降低帕金森病患者的MDS-UPDRS评分,这是新版国际运动障碍学会统一帕金森病评定量表,用于评估帕金森病的严重程度。同时,小鼠研究也表明,益生菌对帕金森病小鼠的多巴胺能神经元具有神经保护作用,并且可以减轻小鼠运动功能障碍的恶化

我们不能总是把在动物身上进行的研究结果直接应用到人类身上。如果在人类身上进行的更大规模的研究也表明,帕金森病可以由肠道细菌引发,这将是医学上的一大突破。如果一个人肠道菌群组成可以提供帕金森病的明确迹象,那么帕金森病就可能在人们熟悉的震颤出现和脑损伤开始之前被发现,从而得到更有效的控制和治疗。

在未来,我们或许可以对阿尔茨海默病和帕金森病高危人群进行早期的肠道菌群干预,进而帮助延缓甚至遏制疾病的进程。肠道细菌在阿尔茨海默病和帕金森病中扮演着重要的角色,这不仅让科学界感到惊讶,也给患者带来了新希望,我们如果拥有一个健康的肠道和肠道菌群,可能就能轻松的预防帕它们。当然,这还需要更大规模的研究来进一步的验证,但是从现在开始照顾好自己的肠道菌群对我们有百利而无一害。

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