Хотя болезнь Альцгеймера включает в себя несколько системных изменений, нарушение регуляции обмена веществ является основным изменением, наблюдаемым на протяжении всего заболевания. Однако невозможно однозначно идентифицировать метаболиты, связанные с БА, поскольку их метаболические характеристики варьируются в зависимости от пола и генотипа аполипопротеина Е (APOE).
Исследования показали корреляцию между частотой болезни Альцгеймера и метаболитами, такими как β-гидроксибутират кетоновых тел, валин и ацетон. Кроме того, триглицериды связаны с легкими когнитивными нарушениями (MCI) и началом болезни Альцгеймера. Поразительно, что открытие оси кишечно-мозговой (GBA) привело к изучению измененного микробиома кишечника при болезни Альцгеймера.
Желчные кислоты отвечают за выведение холестерина в головном мозге, накопление которого может привести к печеночной энцефалопатии, заболеванию печени, повышающему риск развития болезни Альцгеймера. Поскольку кишечная микробиота преобразует желчные кислоты, это еще одна интересная область исследований данной патологии.
Объединяющей нитью между микробиомом кишечника, нейрокогнитивным статусом и нарушениями обмена веществ является их связь с диетой. В настоящем исследовании исследователи использовали метагеномное секвенирование shotgun и метаболомику для изучения тех же образцов пациентов, которые использовались в предыдущем исследовании. Это помогло им дополнительно охарактеризовать сложную взаимосвязь между диетой, когнитивным статусом и кишечным микробиомом и метаболомом пациентов с MCI и когнитивно нормальных (CN) людей. Они выделили дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) для метагеномного секвенирования и метаболиты для нецелевого тандемного масс-спектрометрического анализа (МС МС).
Команда использовала рекомендации Национального института по проблемам старения (NIA)-AA по клиническому выявлению пациентов с MCI и критерии Инициативы по нейровизуализации AD (ADNI) для выявления пациентов с CN. Кроме того, они использовали рандомизированную перекрестную схему и позволили всем участникам употреблять либо MMKD, либо диету с низким содержанием жира Американской ассоциации сердца (AHAD) в течение шести недель, контрольную диету.
После шестинедельного промывания эти участники в течение шести недель придерживались второй диеты. Затем исследователи широко оценили связи микробиома, фудома и метаболома с питанием и когнитивным статусом посредством уменьшения размерности. Они обновили этот метод и использовали байесовскую логическую регрессию для считывания конкретных микробов, продуктов питания и метаболитов, связанных с диетой, когнитивным статусом или обоими. Наконец, команда собрала образцы кала у участников в начале и по окончании каждого диетического вмешательства и через шесть недель после отмены диеты, принятой позже.
Результаты
В группу исследования вошли 23 взрослых участника, из которых 20 завершили полное вмешательство. Авторы обнаружили более высокую относительную численность при MMKD, чем при AHAD, и аналогичный всплеск относительной численности и. в группах CN по сравнению с MCI. Кроме того, они обнаружили, что многие подвиды Akkermansia muciniphila были обогащены MMKD, но не AHAD. Поскольку эта диета улучшает метаболизм и чувствительность к инсулину, обогащение Akkermansia muciniphila не было конкретно связано с составом рациона. Возможно, она обогащена для улучшения метаболической регуляции, связанной с чувствительностью к инсулину. Кроме того, авторы отметили, что у пациентов с APOE4 было больше кишечных микробов, синтезирующих ГАМК, и, соответственно, больше ГАМК в их ликворе.
Таким образом, содержание жира в рационе человека или когнитивный статус, скорее всего, не влияли на категории желчных кислот, например, неконъюгированные и сопряженные желчные кислоты. Будущие исследования должны более тщательно оценивать липидный обмен, кетогенез и другие подобные процессы, которые, как известно, нарушаются диетой у людей с болезнью Альцгеймера.