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帕金森病与肠道菌群之间的关系

发表时间:2024-04-11 17:27

帕金森病是一种常见的神经功能障碍疾病,主要影响中老年人,多在60岁以后发病。帕金森病也叫震颤麻痹,由英国医生詹姆斯·帕金森于1817年首先详细描述。为了纪念这位医生,国际上把该病统一称为帕金森病,并把这位医生的生日——每年的4月11日定为“世界帕金森日”。


目前,全世界有超过600万人患有帕金森病,每年还有约60000名新患者确诊。患者大脑中产生多巴胺的神经元丧失,影响运动和认知,导致出现震颤、肌肉僵硬、意识模糊和痴呆等症状。实际上,帕金森病是一种多系统疾病,其最早出现的症状的是便秘,这可能比运动症状早出现十年以上。


微生物代谢物的双面作用

肠道微生物群通过其代谢产物与宿主之间的相互作用发挥作用,短链脂肪酸(SCFAs)是这类作用中的重要因素之一。SCFAs,特别是丁酸,对帕金森病的潜在作用机制引起了科研人员的关注。SCFAs被认为可以通过增加血脑屏障(BBB)的紧密连接组件——咬合素的数量,来降低BBB的通透性,这一点在帕金森病的发展中尤为重要。然而,SCFAs的作用并非全是积极的,它们和产生SCFAs的细菌的消耗也可能导致肠神经系统内路易小体的形成,从而解释了帕金森病患者中观察到的病理性胃肠蠕动障碍。


肠道菌群失调和微生物代谢产物的改变触发小胶质细胞和星形胶质细胞的激活,导致肠道炎症和肠道通透性增加。炎症诱导α-syn的聚集,然后通过迷走神经传播黑质。肠道通透性增加导致代谢物和细胞因子进入循环系统,引起全身炎症和血脑屏障通透性增加,为促炎因子对大脑发挥作用提供了机会。


肠道微生物失衡与PD

肠道微生物失衡,或称为肠道菌群失调,已被证明在帕金森病患者中普遍存在。

2022年,美国阿拉巴马大学伯明翰分校的研究人员在 Nature Communications 期刊发表了题为:Metagenomics of Parkinson’s disease implicates the gut microbiome in multiple disease mechanisms 的研究论文。

这项大规模研究发现,帕金森病患者的肠道微生物群组成普遍失衡,这些肠道微生物群参与了帕金森病发病的多个途径。通过对帕金森病患者肠道微生物组的高分辨率分析,发现了与帕金森病相关的257种肠道微生物,其中84种(约33%)与疾病有关。这一发现突出了肠道微生物失衡在帕金森病中可能扮演的角色。


肠道菌群在帕金森病中的作用机制


此外有学者回顾之前的文献,认为肠道菌群在帕金森病中有下述几种作用机制:

一、帕金森症患者的脂多糖增多,可以在体内产生强烈的促炎反应,促使神经胶质激活和促炎因子TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10增加,导致黑质致密层多巴胺能细胞变性和丢失,损伤中枢系统神经元;

二、肠道菌群的代谢产物——短链脂肪酸,会影响血肠通透性和血脑屏障,而屏障的破坏又会导致肠道菌群代谢物向大脑的转移,导致脑神经炎症;

三、在研究肠道菌群和帕金森症机制的过程中,学者在研究中还“意外”发现,帕金森患者的肠道菌群多样性与健康人存在明显差异,尤其是乳酸杆菌科和疣微菌科等菌群的丰富度增高,而毛螺菌科等抗炎菌数量很低。


对此学者认为,某些致病菌会增加帕金森患者体内的内毒素,促进体内炎性细胞因子的释放,并随着血液循环通过血脑屏障,进一步诱发神经炎症和神经死亡。


肠道菌群对神经系统的影响

除了直接影响通过代谢产物外,肠道菌群还与神经系统疾病的关系引起了广泛关注。研究表明,肠道菌群不仅在帕金森病中起作用,还在孤独症、注意力缺陷多动障碍、阿尔兹海默症、癫痫等神经系统疾病中有潜在的作用。这些发现为将来针对这些疾病的研究提供了新的方向,特别是开发针对特定肠道菌群的治疗策略。


帕金森病与肠道菌群之间的关系日益成为神经科学研究的热点。通过微生物代谢物和肠道微生物失衡与神经系统疾病之间的相互作用,科学家们正在逐步揭开帕金森病的复杂发病机制。未来,随着研究的深入,针对肠道菌群的治疗策略可能会成为帕金森病管理中的一个重要组成部分。


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