Автор Виджай Кумар Малесу 3 сентября 2026 г.
Рецензент Суша Шериедат, M.Sc.
Начиная с микробных метаболитов и кишечных барьеров и заканчивая иммунной сигнализацией и мозгом, исследователи отображают сложные биологические пути, которые могут связать то, что мы едим, с тем, как меняются когнитивные способности с возрастом.
В недавнем обзоре, опубликованном в журнале Frontiers in Molecular Neuroscience, исследователи обобщили данные о том, как изменения в микробиоте кишечника и микробных метаболитах, обусловленные рационом питания, взаимодействуют с иммунными и нейробиологическими процессами, влияющими на когнитивное старение.
Предыстория
В 2020 году более 55 миллионов человек страдали деменцией, а к 2050 году их число, по оценкам, достигнет почти 139 миллионов. В условиях старения населения сохранение когнитивного здоровья становится все более важным приоритетом общественного здравоохранения.
Микробиота кишечника все чаще рассматривается как метаболически активная экосистема, которая может влиять на мозг через нервные, эндокринные, иммунные и метаболические пути. Питание может изменять микробиоту кишечника, тем самым влияя на микробные метаболиты, барьерную функцию кишечника, воспаление и нейробиологию. Эти процессы связаны с когнитивным старением, хотя в их отношении сохраняется значительная неопределенность.
Ремоделирование микробиоты кишечника в процессе старения
Старение способствует изменениям в микробной экосистеме кишечника за счет физиологических изменений, иммунного ремоделирования, образа жизни, пищевых привычек и приема лекарственных препаратов. Изменения в составе и функциях микробиоты могут влиять на целостность кишечного барьера, иммунную регуляцию и связь между кишечником и мозгом.
О снижении разнообразия чаще всего сообщают пожилые люди с ослабленным здоровьем, проживающие в специализированных учреждениях, а также пожилые люди с хроническими заболеваниями, в то время как при здоровом старении разнообразие сохраняется и формируются индивидуальные микробные сообщества.
Сообщалось о снижении количества вырабатывающих бутират Faecalibacterium и Roseburia, а также Bifidobacterium, в то время как ослабленность и мультиморбидность связаны с условно-патогенными и потенциально провоспалительными микроорганизмами.
Микробный метаболизм, барьерная функция и воспаление
Возрастное ремоделирование также влияет на метаболическую способность микроорганизмов. Снижение метаболической гибкости и изменение путей выработки бутирата могут нарушать гомеостаз кишечника, иммунную регуляцию и связь между кишечником и мозгом.
Короткоцепочечные жирные кислоты (КЦЖК), в частности бутират, поддерживают гомеостаз кишечника, целостность эпителиального барьера и иммунную регуляцию. Однако прямых доказательств того, что снижение уровня бутирата является основной причиной возрастной кишечной проницаемости у людей, по-прежнему недостаточно.
Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что снижение выработки полезных метаболитов может нарушать работу кишечного барьера и повышать восприимчивость к хроническому вялотекущему воспалению, известному как «воспаление старения».
Из-за повышенной проницаемости кишечника продукты жизнедеятельности микроорганизмов, такие как липополисахарид (ЛПС), могут попадать в системный кровоток и активировать толл-подобный рецептор 4 (TLR4), тем самым способствуя выработке воспалительных цитокинов, в том числе интерлейкина-6 (ИЛ-6) и фактора некроза опухоли альфа (ФНО-α).
Влияние диеты на состав и функции микробиоты
Диета влияет на состав и функции микробиоты. Многие пищевые волокна попадают в толстую кишку и поддерживают бифидобактерии, лактобактерии и таксоны, вырабатывающие бутират, из семейств Lachnospiraceae и Ruminococcaceae.
Полифенолы, содержащиеся во фруктах, ягодах, какао и чае, преобразуются кишечными микробами, а продукты, богатые полифенолами, могут избирательно поддерживать рост полезных микроорганизмов, таких как Akkermansia muciniphila.
Напротив, западная диета, богатая насыщенными жирами, связана с сокращением микробного разнообразия и увеличением количества провоспалительных видов, таких как Bilophila wadsworthia, нарушением кишечного барьера и метаболической эндотоксемией.
Ненасыщенные жиры, особенно омега-3 полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК), способствуют благоприятным изменениям в микробиоме и уменьшают воспалительные реакции.
Метаболиты микроорганизмов обеспечивают молекулярную связь между питанием и работой мозга.КЖК взаимодействуют с рецепторами, сопряженными с G-белком (GPCR), такими как GPR41 и GPR43. Бутират ингибирует гистондеацетилазу (HDAC) и может влиять на пути, связанные с нейротрофическим фактором мозга (BDNF).
Триптофан метаболизируется с помощью контролируемых организмом кинуренин- и серотонинергических путей, в то время как кишечные микробы преобразуют часть поступающего с пищей триптофана в производные индола. Индол-3-альдегид (IAld), индол-3-пропионовая кислота (IPA) и индол-3-уксусная кислота (IAA) действуют через рецепторы, включая рецептор арильных углеводородов (AhR) и рецептор прегнана X (PXR), тем самым поддерживая передачу сигналов слизистой оболочкой и иммунитетом.
Желчные кислоты также модифицируются микробами во вторичные желчные кислоты и передают сигнал через фарнезоидный X рецептор (FXR) и рецептор 5, связанный с белком Такеда G (TGR5), связывая активность микроорганизмов с метаболическими, иммунными и нейрофизиологическими процессами. Из этих путей SCFA в настоящее время обладают наиболее убедительными механистическими и трансляционными данными, в то время как прямые доказательства связи метаболитов, полученных из триптофана, и передачи сигналов желчных кислот с когнитивными результатами у людей остаются менее разработанными.
Кишечно-мозговая и иммунная сигнализация
Кишечно-мозговая ось взаимодействует посредством нейронных, эндокринных, иммунных и метаболических путей. Блуждающий нерв обеспечивает нейронный путь для передачи сигналов от кишечника к мозговым контурам через энтероэндокринные клетки и вагальные афференты.
Экспериментальные исследования показывают, что метаболиты микроорганизмов могут влиять на пути, связанные с нейромедиаторами, созревание микроглии, нейровоспаление, синаптическую пластичность и целостность гематоэнцефалического барьера (ГЭБ).
У мышей, выращенных в стерильных условиях, наблюдается повышенная проницаемость гематоэнцефалического барьера и сниженный уровень белков плотных контактов, в то время как колонизация восстанавливает целостность барьера. Большая часть этих механистических доказательств получена в ходе доклинических исследований, и аналогичные причинно-следственные связи у людей не установлены.
Экспериментальные данные свидетельствуют о большей возрастной уязвимости: у старых животных наблюдается более обширная патология, связанная с распространением альфа-синуклеина из кишечника в мозг, а воздействие на микробиоту влияет на двигательные нарушения и нейровоспаление.
В моделях болезни Альцгеймера перенос здоровой микробиоты снижает амилоидную и тау-патологию, а также когнитивные нарушения, хотя доказательства в основном носят доклинический характер.
Клинические доказательства и будущие исследования
По данным обсервационных исследований, средиземноморская диета и средиземноморская диета в сочетании с программой DASH для замедления нейродегенеративных процессов (MIND) связаны с замедлением снижения когнитивных функций, однако причинно-следственная связь остается под вопросом. Также неясно, опосредованы ли эти связи конкретно микробиомом.
Рандомизированные исследования дали неоднозначные результаты: в исследовании Prevención con Dieta Mediterránea (PREDIMED) сообщалось об улучшении комплексных когнитивных показателей, хотя эффект не был одинаковым в отдельных когнитивных областях, а интерпретация результатов была ограничена особенностями дизайна исследования. В то же время трехлетнее исследование MIND не выявило существенных различий в показателях когнитивных функций или результатах магнитно-резонансной томографии (МРТ).
Исследования пробиотиков и пребиотиков также дали неоднозначные результаты, которые часто ограничивались отдельными когнитивными, связанными со стрессом или эмоциональными показателями. Доказательная база ограничена методологическими различиями, непродолжительностью вмешательств, вариабельностью микробиома и нехваткой лонгитюдных исследований.
Будущие исследования должны включать мультиомиксные измерения, нейровизуализацию и стратифицированные по микробиому исследования, чтобы повысить точность выводов о причинно-следственных связях, уточнить характер реакции и изучить влияние пола.
Выводы
В обзоре делается вывод о том, что микробиота кишечника связывает питание с работой мозга посредством метаболических, иммунных, нейронных, эндокринных и барьерных механизмов. Короткие жирные кислоты, метаболиты триптофана и желчные кислоты являются важными сигнальными медиаторами, в то время как связанное со старением изменение микробиоты, снижение метаболической способности, нарушение целостности кишечного барьера и «воспаление старения» могут повышать уязвимость к нейродегенеративным процессам. Рацион, способствующий разнообразию микробиоты, связан с более благоприятными когнитивными показателями, однако результаты исследований остаются противоречивыми.
Авторы подчеркивают, что данные, полученные на людях, в значительной степени носят ассоциативный характер и что для клинического применения необходимы лонгитюдные исследования с разделением по микробиому, повторные мультиомиксные измерения, стандартизированные когнитивные оценки и более строгие подходы к оценке причинно-следственных связей.
Ссылка на журнал:
Джарфан М. А., Вималесваран К. С. и Виджиесекера А. (2026). Взаимодействие диеты, микробиоты кишечника, иммунитета и мозга в процессе старения: механизмы и клинические последствия. Frontiers in Molecular Neuroscience. 19. DOI: 10.3389/fnmol.2026.1847644, https://www.frontiersin.org/journals/molecular-neuroscience/articles/10.3389/fnmol.2026.1847644/full
Чтобы написать отзыв нужно авторизоватся