Кишечник оказался «пультом управления» памятью

Исследователи Стэнфордского университета и Arc Institute обнаружили путь, по которому возрастные изменения кишечного микробиома ухудшают работу гиппокампа. В опытах на старых мышах память удалось восстановить до уровня молодых животных, но переносить результат на людей пока рано.


Возрастную забывчивость обычно связывают с тем, что стареют нейроны и меняется сам мозг. Новая работа в Nature предлагает более сложную картину: часть процесса может начинаться далеко от головы — в кишечнике.

Исследование провела международная группа под руководством Кристофа Тайсса из Стэнфордского университета и Майан Леви из Arc Institute. Учёные изучали, как с возрастом меняется микробиом, какие вещества производят кишечные бактерии и как эти сигналы доходят до гиппокампа — области мозга, необходимой для формирования памяти.

Сначала исследователи поселили двухмесячных мышей вместе с восемнадцатимесячными. Из-за тесного контакта микробные сообщества животных стали похожими. Молодые мыши с «постаревшим» микробиомом начали хуже узнавать новые предметы и находить выход из лабиринта.

Чтобы исключить влияние совместного проживания, эксперимент повторили на стерильных животных. Молодым мышам пересадили микробиом старых доноров — и ухудшение памяти повторилось. Старые мыши, выращенные без кишечных бактерий, напротив, дольше сохраняли способность к обучению.

Команда выделила бактерию Parabacteroides goldsteinii, количество которой увеличивалось с возрастом. Когда ею заселяли кишечник молодых мышей, активность гиппокампа снижалась, а результаты тестов ухудшались.

Дальше выяснился механизм. Бактерия вырабатывала среднецепочечные жирные кислоты. Они активировали миелоидные иммунные клетки в кишечнике, те запускали воспалительную реакцию с участием интерлейкина-1β, и в результате слабела работа чувствительных волокон блуждающего нерва.

Блуждающий нерв передаёт сигналы между внутренними органами и мозгом. Когда этот канал работал хуже, гиппокамп слабее реагировал на новую информацию. Кристоф Тайсс назвал найденную систему трёхступенчатым путём: возрастные изменения микробиома, воспалительная реакция в кишечнике и нарушение связи с мозгом.

Самым неожиданным оказался обратимый характер процесса. Учёные активировали блуждающий нерв, подавляли воспаление и воздействовали на бактерии бактериофагом — вирусом, способным избирательно поражать микробные клетки. Во всех случаях память старых мышей улучшалась.

Сработали также кишечные гормоны, стимулирующие блуждающий нерв, — холецистокинин и GLP-1. После введения агониста рецептора GLP-1 лираглутида старые мыши выполняли задания почти так же, как молодые.

«Мы привыкли считать потерю памяти процессом, происходящим внутри мозга, — объяснил Тайсс. — Но исследование показывает, что активность мозга и формирование воспоминаний можно усилить, изменяя процессы в желудочно-кишечном тракте — своего рода дистанционным управлением мозгом».

Майан Леви обращает внимание на практическую сторону: кишечник доступен для лекарств и других вмешательств гораздо проще, чем мозг. Поэтому контроль бактериальных метаболитов или воспалительных сигналов может стать новым направлением терапии возрастного снижения памяти.

Но работа не означает, что антибиотики, пробиотики или препараты класса GLP-1 уже можно использовать для самостоятельного «омоложения» памяти. Полное уничтожение микробиома антибиотиками помогало мышам в эксперименте, однако авторы прямо называют такой подход неприемлемым для длительного лечения.

Все основные результаты получены на мышах. Неизвестно, существует ли у людей точно такой же путь, какую роль играет P. goldsteinii в человеческом кишечнике и безопасно ли длительно вмешиваться в эту систему. Не исследовалась и деменция как заболевание: речь шла об обычном возрастном снижении способности формировать воспоминания.

Смысл открытия не в готовом лекарстве. Оно показывает, что старение памяти может зависеть не только от состояния нейронов, но и от сигналов, которые мозг получает от всего организма. И если часть этих сигналов поддаётся изменению, возрастное ухудшение когнитивных функций может оказаться менее необратимым, чем считалось.

СОВЕТ ОТ РЕДАКЦИИ

Не стоит пытаться «лечить память» пробиотиками, антибиотиками или препаратами GLP-1 без медицинских показаний. Пока наиболее надёжными способами поддержать когнитивное здоровье остаются движение, полноценный сон, контроль давления и сахара, разнообразное питание и социальная активность.

Фото: соцсети/редакция ИЗНАНКИ.