Роль микробиоты желудочно-кишечного тракта в патогенезе болезни Паркинсона

Аннотация. Раскрывается роль кишечной микробиоты в патогенезе функций нервной системы. Показано, что желудочно-кишечный микробиота играет роль в ряде неврологических заболеваний, таких как болезнь Паркинсона (БП), болезнь Альцгеймера, депрессия и рассеянный склероз.  Анализ литературы показал, что пациенты с БП обычно страдают желудочно-кишечными расстройствами и дисбактериозом. В данном обзоре обобщаются сведения о корреляции между нарушениями микробиоты желудочно-кишечного тракта и БП, включая прямые и косвенные доказательства.

Ключевые слова: кишечная микробиота; болезнь Паркинсона; желудочно-кишечный тракт.

Введение. Влияние нервной системы на физиологию кишечника известно давно, но лишь недавно появились доказательства того, что микробиота желудочного-кишечника, оказывает существенное влияние на функционирование нервной системы. Изучая взаимную регуляцию нервной системы и кишечного тракта, в последние годы специалисты использовали термин «ось кишечник–мозг» [1]. Ось микробиота кишечник – мозг охватывает центральную нервную систему (ЦНС), нейроэндокринную и нейроиммунную системы, в том числе гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковую ось; симпатическую и парасимпатическую части вегетативной нервной системы, в том числе энтеральную нервную систему, блуждающий нерв и микрофлору кишечника [2].

Многочисленные исследования выявили сопутствующую патологию неврологических, психических заболеваний и хронических кишечных расстройств, выявили взаимосвязь между расстройством микробиоты кишечника и биполярным расстройством, шизофренией, большим депрессивным расстройством и аутизмом [3]. Развитие нейродегенеративных заболеваний в том числе болезни Альцгеймера и болезни Паркинсона, также связано с дисбалансом оси микробиота – кишечник – мозг, который возникает, по-видимому, под влиянием неблагоприятной окружающей среды [4]. Степень участия кишечной микробиоты в патогенезе БП в настоящее время является одной из наиболее актуальных и дискуссионных тем в клинической и фундаментальной медицине. В связи с чем, цель исследования заключается в анализе роли микробиоты желудочно-кишечного тракта в патогенезе болезни Паркинсона.

Основная часть. Болезнь Паркинсона (БП) – это распространенное нейродегенеративное заболевание, возникающее в результате взаимодействия генетических факторов и факторов окружающей среды [4]. В дополнение к общеизвестным моторным симптомам брадикинезии, ригидности, тремора покоя и постуральной нестабильности, БП также включает различные немоторные симптомы, включая запор, депрессию, нарушение сна и гипосмию. Среди них запор является наиболее распространенным и может предшествовать развитию двигательных симптомов более чем на десять лет.

Желудочно-кишечные нарушения (ЖКН) обычно наблюдаются на всех стадиях болезни Паркинсона, почти 30% пациентов сообщают о симптомах ЖКН, включая слюнотечение, дисфагию, гастропарез и запоры. В работе Пфайффера Р.Ф. говориться, что распространенность слюнотечения при БП колеблется от 10% до 84% [5]. Проблема связана с глотательной дисфункцией в фазе ротоглотки и повышенной скоростью секреции околоушной железы, которая ухудшается в согнутом положении тела, непреднамеренном открытии рта [5]. Распространенность дисфагии колеблется от 9% до 82%, но в объективных исследованиях она достигала 97% [5]. Дисфагия обычно развивается у пациентов с прогрессирующим БП, которые имеют тяжелую брадикинезию и ригидность, которая, как считается, способствует дисфагии ротоглотки. Распространенность гастропареза колеблется от 70% до 100%, со средним временем полувыведения от 46 до 149 минут у пациентов с легким БП и от 55 до 221 минуты при БП средней / тяжелой степени, по сравнению с 43–107 минутами у здоровых людей [24]. Хотя точная патофизиология неясна, гастропарез является основным аспектом в развитии двигательных колебаний при БП [5].

Согласно исследованиям Фазано А., Висанджи Н.П., Лю Л.В., Ланг А.Е., Пфайффер РФ. Одним из наиболее широко изученных примеров микробной ассоциации БП является Helicobacter pylori. Распространенность инфекции H. Pylori высока среди пациентов с БП и вызывает двигательные нарушения, препятствуя всасыванию леводопы, основного препарата для лечения БП. Чрезмерный рост бактерий в тонкой кишке также был связан с БП. Избыточный бактериальный рост в тонкой кишке выявлен почти у четверти пациентов с БП, и было установлено, что он значительно выше, чем в контрольной группе. Это связывают с нарушениями перистальтики, при этом, устранение избыточного роста микробиоты  привело к улучшению сокращения стенок кишечника [6].

В другом исследовании авторов Хитун З.С. и Куигли Э.М.  пациенты с БП страдали повышенной проницаемостью слизистой оболочки и системным воздействием эндотоксина на кишечные бактерии [7]. Число бактерий, принадлежащих к роду Blautia, Coprococcus и Roseburia, было значительно снижено в кале пациентов с БП по сравнению со здоровыми. Также отмечено значительное снижение числа бактерий, принадлежащих к роду Faecalibacterium, а количество бактерий рода Ralstonia, наоборот, существенно увеличилось в слизистой оболочке пациентов с БП. На генетическом уровне значительная дисрегуляция в генах, вовлеченных в биосинтез и секрецию липополисахаридов, наблюдалась в фекальном микробиоме ФД [7].

У всех пациентов с БП перистальтика кишечника замедляется, и происходит увеличение времени прохождения пищи через ободочную кишку, что также наблюдалось у лиц с БП, которые не жалуются на запоры [8]. В тяжелых случаях такое замедление перистальтики может привести к мегаколону. При ПД диссинергия тазового дна может развиться у более чем 65% пациентов, что было подтверждено аноректальной манометрией, дефекографией и электромиографией анального сфинктера [8]. Кроме того, задержка опорожнения желудка потенциально может негативно повлиять на фармакокинетику лекарств, следовательно, увеличить риск двигательных и немоторных колебаний. Помимо запора, ощущения вздутия живота и тяжести в животе, следствием вышеуказанных желудочно-кишечных нарушений при БП может быть изменение массы тела: оно часто уменьшается, что не связано с длительностью заболевания, но зависит от степень выраженности двигательных проявлений. Углубленные исследования показали, что снижение массы тела в течение 6 месяцев после появления двигательных симптомов при БП было связано с высоким риском развития деменции у пациента [8]. 

Вовлечение кишечника в патологический процесс при БП отмечал еще сам Дж. Паркинсон в известной монографии (1817), посвященной этому заболеванию. Наиболее характерные особенности он считал запор и дефекаторная дисфункции. Жалобы больных обычно включают замедленное опорожнение желудка (гастропарез), раннее насыщение, анорексию, чувство переполнения в эпигастрии, тошноту и рвоту. По данным некоторых авторов, замедленное опорожнение желудка более выражено у пациентов с БП, не получавших противопаркинсонические препараты и на поздних стадиях БП. Электрогастрография позволяет выявить дизритмию желудочной моторики, при этом выраженность нарушений не зависит от возраста, пола и наличия жалоб со стороны ЖКТ, однако положительно коррелирует с выраженностью ригидности и тремора. При изучении препрандиальной двигательной активности ЖКТ была выявлена ​​положительная связь между дизритмией, длительностью заболеваний, приемом препаратов леводопы и моторными флюктуациями. Распространенность запоров при БП варьирует от 20 до 29% (что значительно превышает распространенность этого симптома в контрольной группе), их выраженность коррелирует с длительностью и тяжестью заболевания [9].

Некоторые исследователи отмечают, что запоры могут проявляться задолго до развития моторных проявлений БП, и приписывают их к факторам риска. Эти клинические данные заставляют учитывать физиологические основы нервной регуляции желудочно-кишечной функции. Прежде всего, следует отметить значение внутренних и внешних компонентов, которые действуют согласованно благодаря многочисленным локальным и энтерально-центральным рефлекторным связям, обеспечивающим контроль моторики, секреции ферментов и биологически активных веществ, регуляцию местного кровотока, взаимодействие с иммунной системой и составом кишечной микрофлоры.

Иннервация желудочно-кишечного тракта осуществляется парасимпатическим и симпатическим отделами вегетативной нервной системы. Парасимпатический отдел нервной системы осуществляет свое воздействие через брюшную секцию блуждающего нерва, содержащую около 40-50 тысяч чувствительных и двигательных нервных волокон. Чувствительный компонент представлен механорецепторами слизистой оболочки, хеморецепторами, рецепторами растяжения пищевода, желудка, проксимального отдела тонкой кишки, а также нервными окончаниями капсулы печени и поджелудочной железы. Менее значимой является иннервация дистальных мелких и начальных отделов толстой кишки. Основными эфферентными проводниками являются немиелинизированные волокна типа С в крупных внутренних и поясничных внутренних нервах, нервные окончания которых разветвляются в слизистых и подслизистых слоях кишечника, вокруг артериол. Хроническое воспаление желудочно-кишечного тракта вызывает сенсибилизацию нейронов спинного мозга, получающих сигналы из этой области. Информация о составе кишечного содержимого поступает через энтерохромаффинные клетки слизистой оболочки, которые выделяют ваготропные гормоны, что важно для определения питательных веществ и потенциально токсичных веществ. Блуждающий нерв участвует в регуляции аппетита и ощущении сытости, моторики пищевода, сократительной активности мышечного слоя, секреции соляной кислоты, кишечных и панкреатических ферментов. Напомним, что двигательные волокна блуждающего нерва берут начало в дорсальных и двойных ядрах, большинство аксонов которых образуют синапсы на клетках кишечных ганглиев, но некоторые непосредственно иннервируют поперечно-полосатые мышцы пищевода. Их основная функция заключается в контроле моторики пищевода, расслаблении нижнего пищеводного сфинктера и преобразователя для прохождения пищи, контроле секреции желудка и экзокринной поджелудочной железы. Симпатическая иннервация желудочно-кишечного тракта имеет четыре основных точки действия: межмышечные ганглии, подслизистые ганглии, кровеносные сосуды и мышцы сфинктера. Тела преганглионарных симпатических нейронов расположены в промежуточных столбах серого вещества спинного мозга, постганглионарные симпатические вазоконстрикторные нейроны расположены в симпатической цепи и превертебральных ганглиях. Нейроны последних дают аксоны к внутримышечным и подслизистым ганглиям кишечной нервной системы. Их действие в обоих случаях носит тормозящий характер, стимуляция симпатических волокон замедляет прохождение кишечного содержимого и снижает секреторную активность желез слизистой оболочки, а также приводит к сокращению желудочно-кишечных сфинктеров.

В последние годы произошел прорыв в изучении влияния кишечной микробиоты на функции нервной системы. Дальнейшее изучение оси «миокробиота – кишечный механизм – мозг» может привести к открытию новых аспектов патофизиологии БП, ранней диагностике с акцентом на изучение периферических биомаркеров в кишечной нервной системе. Определение временных и причинно-следственных связей между кишечной микробиотой и развитием патологии нервной и иммунной систем при БП имеет большое клиническое значение. Можно сказать, что поставленная цель исследования была выполнена, но также важно отметить, что необходимы дальнейшие исследования новых терапевтических подходов к лечению БП, основанных на коррекции нарушений микробиоценоза кишечника с использованием пробиотиков, аутопробиотиков или трансплантации фекальной микробиоты.