رابطه بین روده و آلزایمر: مولکولی که خطر ابتلا به بیماری را افزایش می‌دهد

یک ترکیب تولید شده توسط باکتری‌های روده ممکن است به طور خاموش خطر ابتلا به آلزایمر را افزایش داده و کاهش شناختی را تسریع کند و هدف درمانی جدیدی را به محققان ارائه دهد. Credit: Shutterstock

تقریباً یک دهه پیش، تیم تحقیقاتی به رهبری باربارا بندلین و فدریکو ری از دانشگاه ویسکانسین-مدیسون دریافتند که ترکیب میکروارگانیسم‌های موجود در روده بین افراد مبتلا به بیماری آلزایمر و افراد سالم متفاوت است.

بندلین، استاد پزشکی در دانشکده پزشکی و بهداشت عمومی UW می‌گوید: «از آن زمان، ما سعی کرده‌ایم بفهمیم که چگونه این تفاوت در روده ممکن است منجر به تغییراتی در مغز شود.»

مولکولی روده با اثرات فراتر از روده

در مطالعه اخیر منتشر شده در مجله Nature Communications، بندلین، ری و همکارانشان بر روی ایمیدازول پروپیونات (ImP)، ترکیبی که توسط برخی از باکتری‌های روده تولید می‌شود، تمرکز کردند. یافته‌های آنها نشان می‌دهد که ImP ممکن است به تغییرات مغزی مرتبط با بیماری آلزایمر و انواع مرتبط زوال عقل کمک کند.

تولید ImP از فردی به فرد دیگر بسیار متفاوت است. برخی از افراد به نظر می‌رسد مقدار نسبتاً زیادی تولید می‌کنند، در حالی که برخی دیگر مقدار بسیار کمی تولید می‌کنند.

ری، استاد باکتری‌شناسی در UW-Madison می‌گوید: «باکتری‌های تولید کننده ImP در بخش بزرگی از افراد وجود دارند، اما در بیشتر افراد فراوان نیستند. اما چیزی که ما در طول سال‌ها آموخته‌ایم این است که یک میکروارگانیسم برای تأثیرگذاری بر میزبان نیازی به فراوانی ندارد.»

پس از تولید در روده، ImP می‌تواند وارد گردش خون شده و به سایر قسمت‌های بدن برسد. تحقیقات قبلی این ترکیب را به دیابت نوع 2 و بیماری عروق کرونر مرتبط کرده است.

مطالعه جدید نشان می‌دهد که اثرات آن ممکن است به مغز نیز گسترش یابد. در موش‌ها، محققان دریافتند که ImP که به مغز می‌رسد، تجمع پروتئین‌های بتا آمیلوئید و تاو غیرطبیعی را افزایش می‌دهد، دو نشانه اصلی مرتبط با بیماری آلزایمر.

ری می‌گوید: «این فرآیند در نهایت منجر به مرگ نورون‌ها می‌شود و در انسان یک ویژگی کلیدی بیماری آلزایمر است.»

سطوح بالاتر ImP با کاهش شناختی سریع‌تر مرتبط است

محققان سپس نمونه‌های خون تقریباً 1200 نفری را که در ثبت نام ویسکانسین برای پیشگیری از آلزایمر و مطالعات انجام شده از طریق مرکز تحقیقات بیماری آلزایمر ویسکانسین ثبت نام کرده بودند، بررسی کردند.

شرکت‌کنندگانی که غلظت بالاتری از ImP را در خون خود داشتند، به احتمال زیاد نشانگرهای بیولوژیکی مرتبط با پروتئین‌های غیرطبیعی و اختلال عملکرد نورون‌ها در زوال عقل را نشان می‌دادند.

از آنجایی که داوطلبان همچنین آزمایش‌های شناختی را در طول زمان تکمیل کرده بودند، محققان توانستند سطوح ImP را با تغییرات در تفکر و حافظه مقایسه کنند.

ری می‌گوید: «و از آنجایی که نتایج آزمایش‌های شناختی این داوطلبان را در طول زمان داریم، می‌توانیم ببینیم که افرادی که بالاترین سطوح ImP را دارند، همچنین کاهش شناختی سریع‌تری را تجربه می‌کنند.»

تیم همچنین یک تغییر ژنتیکی مرتبط با سطوح بسیار بالاتر ImP در جریان خون را کشف کرد. حدود 43 درصد از افراد در این مطالعه این تغییر را حمل می‌کردند.

محققان مشکوک هستند که تفاوت ژنتیکی ممکن است بر نحوه حذف ImP از خون توسط کلیه‌ها تأثیر بگذارد و بر میزان ترکیبی که در گردش خون باقی می‌ماند، تأثیر بگذارد.

ری می‌گوید: «این تغییر ژنتیکی در مطالعات ژنتیکی بزرگ قبلاً با افزایش خطر ابتلا به آلزایمر مرتبط بوده است و اکنون ممکن است دلیل آن را بدانیم.»

هدف جدید بالقوه برای پیشگیری از آلزایمر

یکی از مهم‌ترین احتمالات مطرح شده توسط یافته‌ها این است که خود ImP می‌تواند به عنوان هدف برای پیشگیری یا کند کردن بیماری آلزایمر و انواع زوال عقل مرتبط مورد استفاده قرار گیرد.

با این حال، کاهش ImP از طریق رژیم غذایی به تنهایی ممکن است آسان نباشد. باکتری‌های روده این ترکیب را در هنگام تولید انرژی از هیستیدین، یک اسید آمینه ضروری برای سلامتی انسان و موجود در بسیاری از غذاها، به ویژه غذاهای غنی از پروتئین، تولید می‌کنند.

بندلین می‌گوید: «به طور کلی بهبود رژیم غذایی احتمالاً کمک می‌کند. اما به این سادگی نیست که بگوییم «از خوردن تخم مرغ دست بردارید» یا «گوشت قرمز زیادی نخورید». زیرا شما به هیستیدین نیاز دارید و در همه جا وجود دارد.

محققان می‌گویند که به جای تلاش برای حذف هیستیدین از رژیم غذایی، این کشف ممکن است در نهایت به درمان‌هایی منجر شود که به طور خاص سطوح ImP را در جریان خون کاهش می‌دهد.

شناسایی یک مولکول خاص و یک تغییر ژنتیکی مرتبط، هدف دقیق‌تری را برای تحقیق به دانشمندان می‌دهد.

بندلین می‌گوید: «ممکن است درست مانند کلسترول باشد، جایی که افراد با کلسترول بالا دارویی مصرف می‌کنند، یک استاتین که خطر ابتلا به بیماری قلبی را کاهش می‌دهد. اگر بتوانیم یک مهارکننده پیدا کنیم که به کاهش سطح ImP در خون کمک کند، امیدواریم بتوانیم خطر ابتلا به آلزایمر و سرعت کاهش شناختی را برای تعداد قابل توجهی از افراد کاهش دهیم.»

دانشمندان از دانشگاه کالیفرنیا، لس آنجلس و دانشگاه گوتنبرگ نیز در این مطالعه مشارکت داشتند.

این تحقیق تا حدی توسط کمک‌های مالی از برنامه مشارکت ویسکانسین و موسسات ملی بهداشتی (R01AG070973، R01AG083883، R01AG092220، R21AG089348، R01HL168493، R01DK143650 و U54HL170326) و وزارت کشاورزی ایالات متحده (WIS03073) پشتیبانی شد.