Микробиом ротовой полости влияет на когнитивные функции

Хорошо известна связь между присутствием патогенных бактерий в полости рта и ухудшением когнитивных функций. Исследование, опубликованное в PNAS Nexus, выявило новые корреляции: присутствие бактерий Neisseria и Haemophilus у пациентов с легкими когнитивными расстройствами связано с улучшением памяти и внимания, тогда как Prevotella (особенно P. intermedia) повышает риск деменции. У носителей аллеля риска болезни Альцгеймера APOE4 растет содержание P. intermedia. Авторы отмечают, что оздоровление микробиома полости рта может отсрочить или предотвратить ухудшение когнитивных показателей у пожилых людей.

Credit:
123rf.com

Ученые из Великобритании установили, что микробиом ротовой полости играет важную роль в когнитивном здоровье пожилых людей. Определенные виды бактерий могут как улучшать, так и ухудшать когнитивные функции, что открывает перспективы для разработки новых методов профилактики и лечения когнитивных нарушений, включая болезнь Альцгеймера.

Около 15% пожилых людей страдают от легких когнитивных расстройств (ЛКР), повышающих риск деменции и болезни Альцгеймера. Один из возможных факторов риска — пародонтит и наличие патогенных бактерий в ротовой полости. Эти микроорганизмы могут проникать в мозг через кровоток либо вытеснять нитратредуцирующие бактерии, снижая синтез оксида азота (NO), необходимого для нейротрансмиссии и синаптической пластичности. Есть данные, согласно которым снижение доступности NO может быть связано с неспособностью запоминать новую информацию при болезни Альцгеймера. NO образуется в организме двумя путями: через L-аргининовый цикл и нитратно-нитритное восстановление. С возрастом его биодоступность снижается из-за уменьшения экспрессии генов NO-синтаз и ускоренной деградации аргинина, что может способствовать развитию деменции.

Целью исследования было изучение связи между микробиомом ротовой полости, биомаркерами NO и когнитивными функциями у пожилых людей с ЛКР и здоровых участников. Особое внимание уделялось влиянию генетического фактора риска деменции — аллеля APOE4. Ученые исследовали возможную связь между составом микробиома и когнитивными нарушениями.

В исследовании приняли участие 115 человек: 60 здоровых и 55 с ЛКР. Участники предоставили образцы смывов изо рта для анализа микробиома методом секвенирования 16S рРНК; в образцах также измеряли концентрации нитрата и нитрита – биомаркеров NO. Когнитивные функции оценивали с помощью тестов на рабочую память, исполнительные функции и зрительное внимание. У части участников имелся аллель APOE4, который является фактором риска снижения когнитивных функций и развития болезни Альцгеймера. По генотипам среди участников выделили подгруппы носителей аллелей высокого риска (E3E4, E4E4) и низкого риска (E2E3, E3E3).

Для более глубокого изучения связи между бактериальным составом, когнитивными функциями и уровнем NO исследователи определили семь модулей бактериальных сообществ, так или иначе связанных с когнитивными показателями и концентрацией NO. Представленность того или иного модуля по-разному коррелировала с результатами когнитивных тестов у здоровых участников и тех, у кого было диагностировано ЛКР.

Так, у участников с ЛКР обнаружена отрицательная корреляция модуля ME2, в котором доминируют роды Veillonella и Megasphaera, с баллами в тестах рабочей памятью и исполнительными функциями, и положительная — с баллами за тест на зрительного внимания (в последнем высокие баллы указывают на ухудшение). В то же время модуль ME6 (доминируют Neisseria и Haemophilus, связанные с восстановлением нитрата через путь денитрификации) положительно коррелировал с концентрацией нитритов, рабочей памятью, исполнительными функциями и зрительным вниманием. Это подтверждает, что данные бактерии могут способствовать выработке NO, необходимого для нормальной работы мозга.

Напротив, модуль ME3 (доминирует Prevotella), участвующий в восстановлении нитрата до аммиака (DNRA), был связан с низким уровнем нитрата в полости рта и худшими когнитивными показателями у пациентов с ЛКР. Это объясняется тем, что род Prevotella снижает биодоступность NO, тогда как Neisseria способствует его синтезу. Кроме того, Prevotella intermedia чаще встречалась у носителей APOE4, имеющих повышенный риск деменции; в то же время у них наблюдалось снижение распространенности Leptotrichia hongkongensis, Selenomonas sp. oral taxon 920, Actinomyces sp. HMT 175 и Prevotella oris.

Модуль ME4 (Porphyromonas, Fusobacterium, Tannerella и Leptotrichia) оказался более распространенным у людей с ЛКР. Представители рода Porphyromonas, как патогены, могут способствовать развитию деменции и воспалительных процессов, негативно влияющих на когнитивные функции. Этот род бактерий также ассоциирован с пародонтитом — фактором риска когнитивных нарушений и болезни Альцгеймера. Fusobacterium nucleatum и P. gingivalis, часто встречающиеся вместе, также связаны с воспалительными процессами и пародонтитом. Нарушение пути преобразования нитрата в NO, например, из-за преобладания бактерий, участвующих в восстановлении нитратов до аммония, может снизить биодоступность NO и ухудшить когнитивные функции.

У здоровых участников модуль ME2 положительно коррелировал с концентрацией нитритов в ротовой полости, а модуль ME7 (доминирует Capnocytophaga) — с концентрацией нитратов. Значимых корреляций между модулями микробиома и когнитивными тестами обнаружено не было, однако анализ на уровне операционных таксономических единиц выявил связь между Neisseria и рабочей памятью.

Эти результаты подчеркивают важность микробиома ротовой полости для когнитивного здоровья. Баланс между различными видами бактерий может влиять на уровень NO и, следовательно, на работу мозга. Представители родов Neisseria и Haemophilus способствуют выработке NO и положительно влияют на когнитивные функции, в то время как Prevotella , в том числе P. intermedia, может нарушать этот баланс и повышать риск когнитивных расстройств.

Полученные данные открывают перспективы для разработки новых методов профилактики и лечения когнитивных нарушений. Диетические вмешательства, такие как увеличение потребления нитратов (например, средиземноморская диета или рекомендованная при гипертонии диета DASH), могут изменять состав микробиома ротовой полости, способствуя росту полезных бактерий Neisseria и Haemophilus и подавляя вредные, такие как Prevotella.

В долгосрочной перспективе анализ и модификация микробиома полости рта может помочь в ранней диагностике и профилактике болезни Альцгеймера и других форм деменции. Однако для подтверждения этих выводов и разработки эффективных терапевтических стратегий, основанных на изменении микробиома ротовой полости, нужны дальнейшие исследования.

Отличия микробиоты ротовой полости детей с РАС коррелируют со снижением когнитивных функций

Источник

L'Heureux, J.E et al. Oral microbiome and nitric oxide biomarkers in older people with mild cognitive impairment and APOE4 genotype. // PNAS Nexus 4 (1), 543 (2025). DOI:  10.1093/pnasnexus/pgae543

Добавить в избранное