Кишечник может быть причиной возрастной потери памяти

Объяснять ухудшение памяти (и в целом когнитивное снижение) старением и дегенерацией мозга кажется логичным. Но все больше данных, что на способность формировать и извлекать воспоминания могут влиять процессы в других частях тела.

Другие исследования уже показали, что микробиом нашего кишечника влияет на обучение, память и поведение. Но до сих пор было неясно, как именно работают эти связи — какие конкретные молекулы, микробы и механизмы коммуникации между кишечником и мозгом задействованы — и можно ли использовать эти знания для предотвращения или обращения вспять возрастной потери памяти.

Опыты на мышах, результаты которых опубликованы в журнале Nature, выяснили, что стареющий желудочно-кишечный тракт вырабатывает особые молекулы, которые притупляют активность ключевого нейронного пути, связывающего кишечник и мозг, что приводит к возрастному снижению когнитивных способностей.

Интероцепция: как наш мозг чувствует, что происходит в теле

Наши пять чувств — зрение, слух, вкус, обоняние и осязание — известны как экстероцепция, и они действительно ухудшаются с возрастом. Гораздо меньше изучена интероцепция — то, как наш мозг подсознательно воспринимает состояние внутренних органов, чтобы регулировать физиологические процессы. Основным источником интероцептивной информации служит блуждающий нерв, который соединяет с мозгом сердце, кишечник, легкие и печень.

При чем здесь бактерии

Состав кишечного микробиома — типы микробов, их относительная численность и, следовательно, типы метаболических процессов, происходящих в нашем кишечнике — меняется с возрастом. Чтобы оценить, могут ли эти изменения влиять на когнитивные функции, молодым мышам пересаживали микробиом старых сородичей, а затем оценивали их результаты в когнитивных тестах и тестах на память.

Молодые мыши со «старым» микробиомом показали такие же плохие результаты в этих тестах, чти и старые собратья. Однако подавление их микробиома антибиотиками обратило этот эффект вспять, позволив мышам вернуться к когнитивным показателям молодого уровня. Самым любопытным открытием стало то, что у безмикробных мышей, вовсе лишенных микробиома, возрастное снижение когнитивных способностей медленнее по сравнению с обычными особями. Напрашивается очевидный вывод: процесс потери памяти запускает какой-то компонент или побочный продукт возрастного микробиома.

Исследователи сузили круг поисков до возможного виновника — бактерии Parabacteroides goldsteinii (но роль других микробов не исключили). Деструктивная деятельность этой бактерии заключается в выработке среднецепочечных жирных кислот (СЦЖК). Они активирует миелоидные иммунные клетки в кишечнике, заставляя их вырабатывать провоспалительные сигнальные молекулы.

Одна из этих сигнальных молекул, в частности ИЛ-1β, нарушает работу сенсорных нейронов блуждающего нерва. Ученые проследили путь воздействия СЦЖК от производящих их кишечных микробов через кишечные иммунные клетки и секретируемые ими цитокины к сенсорным нейронам, затем вверх по блуждающему нерву и, наконец, в гиппокамп мозга, где формируются воспоминания.

Что делать

В ряде дополнительных экспериментов проверили некоторые виды вмешательств:

• истощение микробиома антибиотиками;
• бактериофаг, который воздействует на активность P. goldsteinii;
• стимуляцию блуждающего нерва холецистокинином (кишечный гормон CCK) или агонистами рецепторов GLP-1 (препараты, аналогичные «Оземпику»).

Все эти подходы в той или иной степени обратили возрастные нарушения памяти вспять.

Что дальше

Исследование проводилось исключительно на мышах, поэтому было бы ошибкой бездумно обобщать его результаты на людей. Тем не менее многое указывает на сходство происходящих в организме процессов и их взаимосвязей. Один из возможных методов лечения тяжелой эпилепсии или восстановления после инсульта — стимуляция блуждающего нерва с помощью имплантируемых устройств, подающих слабые электрические импульсы. Такие пациенты сообщают об улучшении когнитивных способностей.

Будущие исследования помогут глубже разобраться в этом вопросе, а также, возможно, найдут связь между работой блуждающего нерва и более тяжелыми формами возрастного когнитивного снижения, такими как нейродегенерация и деменция.