Роль назального микробиома при болезни Паркинсона
Несколько исследований показали, что микробиом носовой полости является важным фактором здоровья.
Были также получены важные данные о связи между микробиомом кишечника и болезнью Паркинсона (БП). Некоторые работы также показали, что сигналы от назальной микробиоты достигают мозга через обонятельную систему и влияют на функции нервной системы. Недавнее исследование, опубликованное в журнале Trends in Neurosciences, дает представление о том, как назальная бактериальная популяция влияет на обоняние и нейродегенерацию, особенно при БП.
Среди различных микроорганизмов, присутствующих в полости носа, бактерии считаются основным компонентом. Хотя в носу присутствует 104 различных штамма бактерий, только от двух до десяти видов составляют 90% назального микробиома человека. Большинство штаммов бактерий являются симбиотическими, однако присутствуют и некоторые условно-патогенные патобионты, которые могут вызывать различные заболевания.
Колонизация симбиотических микробов обнаруживается с момента рождения и продолжает развиваться в течение первого года жизни. Firmicutes и Proteobacteria в изобилии присутствуют у детей, в то время как Actinobacteria в избытке представлены у взрослых. Бактериальные патогены, такие как Haemophilus influenzae, Moraxella catarrhalis и Streptococcus pneumoniae, также иногда обнаруживаются в назальной микробиоте. Эти бактерии способны вызывать инфекции верхних дыхательных путей. На бактериальный состав назального микробиома человека влияют географические факторы, соседство с животными, климат, состав питьевой воды, качество воздуха, диета и распространенность инфекционных заболеваний. Кроме того, возраст и иммунитет хозяина также являются основными определяющими факторами, влияющими на состав назальной микробиоты.
Несколько исследований показали, что назальная микробиота ограничивает патогенную колонизацию и модулирует иммунные реакции хозяина, связанные с инфекциями дыхательных путей и тяжестью заболевания. Однако было проведено лишь ограниченное количество исследований, связанных с ролью назального микробиома в обонянии. Эксперименты in vivo на мышиной модели показали, что назальный микробиом играет важную роль в функции носового эпителия в качестве реакции на одоранты. Более сильный и быстрый ответ на одорант был зарегистрирован с помощью электроольфактограммы у безмикробных мышей. У мышей без назальной микробиоты амплитуда и скорость вызванных запахом реакций различались в зависимости от природы запаха. Таким образом, изменения в назальном микробиоме могут существенно повлиять на здоровье человека из-за влияния обоняния как на питание, так и на общее состояние здоровья.
У млекопитающих запахи воспринимаются обонятельными сенсорными нейронами (OSNs). OSNs присутствуют в обонятельном эпителии задней части носовой полости. Для того чтобы определить, влияет ли назальная микробиота на обоняние человека, люди в возрасте от 18 до 46 лет в ходе проведенного ранее исследования были разделены на три группы: с хорошим, нормальным и плохим обонянием. Исследование показало, что, хотя во всех группах присутствовала схожая назальная микробная популяция, наличие в назальном микробиоме бактерий, продуцирующих масляную кислоту, вызывало изменения в обонятельных функциях.
OSN чрезвычайно уязвимы к воздействию внешних факторов, включая токсины, такие как гербициды и пестициды, а также к воздействию различных микроорганизмов, таких как коронавирусы и стафилококки. Эти факторы могут привести к повреждению митохондрий, повреждению аксонов, вызванному воспалением, и окислительному стрессу. Эти изменения могут повредить OSNs и, как следствие, вызвать дисфункцию обонятельной луковицы. Дисфункция обоняния может также возникать из-за дифференциальной бактериальной колонизации носа. Дефекты обоняния тесно связаны с нейровоспалением, воспалением и нейродегенеративными заболеваниями, такими как Зика, COVID-19, БП и болезнь Альцгеймера.
В данном исследовании рассмотрено влияние назального микробиома на заболеваемость и прогноз БП. БП - это нейродегенеративное заболевание, которое характеризуется потерей дофаминергических нейронов в substantia nigra. Дисфункция обоняния наблюдается на ранней стадии прогрессирования БП. Таким образом, предполагается, что микробиом носовой полости может влиять на накопление в нейронах неправильно сформированных OSNs.
У большинства пациентов с БП неправильно сформированный альфа-синуклеин (aSyn) является жизненно важным компонентом телец Леви, которые считаются маркером БП. Хронический назальный дисбиоз, вызванный местным воспалением, может значительно усилить нейродегенеративное повреждение OSNs, что приводит к накоплению неправильно сформированного aSyn. Это патологическое состояние может распространиться на обонятельную луковицу и значительно повлиять на когнитивные, двигательные и психические проявления у пациентов с БП. Неправильно сформированный aSyn обычно обнаруживается в тканях обонятельной луковицы и образцах нейроэпителия пациентов с БП. В недавнем исследовании мазки из носа показали, что назальный дисбиоз тесно связан с БП. В текущем исследовании у пациентов с БП был обнаружен иной назальный микробиом по сравнению со здоровыми людьми.
Назальный микробиом пациентов с БП характеризовался повышенной концентрацией бактерий, принадлежащих к филуму Proteobacteria. Было показано, что назальный дисбиоз приводит к агрегации aSyn, которая ассоциируется с нейродегенеративными процессами. Тем не менее, другие данные противоречат результатам данного исследования и сообщают об отсутствии значительных различий в назальном микробиоме между пациентами с БП и контрольной группой. Поэтому в будущем необходимы дополнительные исследования, чтобы лучше выяснить роль оси микробиом - нос - мозг в развитии и прогрессировании БП.
