В странах с высоким уровнем дохода возраст является основным фактором риска для ряда заболеваний. Микробы колонизируют различные участки в организме человека и на его поверхности, с максимальной колонизацией вдоль желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). Предыдущие исследования подчеркнули жизненно важную роль кишечной микробиоты в здоровье и болезнях.
Старение и микробиом
Долгожители демонстрируют повышенное бактериальное разнообразие по сравнению с молодыми людьми и обогащены на Clostridium, Parabacteroides и Alistipes.
В соответствии с этим у долгожителей повышается уровень многих микробных метаболитов. Хрупкость была связана с межиндивидуальными различиями в микробиоме кишечника. У пожилых людей с ослабленным иммунитетом микробное разнообразие кишечника ниже, чем у менее ослабленных взрослых. Однако причинную роль микробиоты в хрупкости еще предстоит установить. Старение сопровождается нарушением иммунной системы, что приводит к размножению микробов, ранее подавляемых иммунной системой.
Исследования на животных моделях без микробов (GF) подтвердили причинную роль микробиома в определении продолжительности жизни хозяев. Исследования в модельных системах показывают, что воздействие микробиома в раннем возрасте полезно для увеличения продолжительности жизни. Данные свидетельствуют о том, что бактериальная колонизация во время эмбрионального развития Drosophila melanogaster увеличивает продолжительность жизни.
Микробиом может сократить продолжительность жизни пожилых животных. Например, накопление Escherichia coli, в желудочно-кишечном тракте Caenorhabditis elegans, может привести к смерти, связанной с возрастом. Исследование показало, что получавшая антибиотики рыба-киллифиш среднего возраста (9, 5 недель) пережила рыбу-киллифиш без лечения. Интересно, что прививка микробиоты от шестинедельной рыбы-киллифа увеличила продолжительность жизни групп среднего возраста.
Более того, исследования на мышиных моделях прогерии показали потенциал продления продолжительности жизни с помощью вмешательств, основанных на микробиоме.
Распространенность рака увеличивается с возрастом, с менее чем 25 случаев на 100 000 у лиц моложе 20 лет до более чем 1000 случаев на 100 000 у людей старше 60 лет. Эта тенденция также наблюдается при раке предстательной железы, толстой кишки или молочной железы.
Сравнение злокачественных опухолей при колоректальном раке с прилегающей незлокачественной слизистой оболочкой показало, что Fusobacterium nucleatum был значительно обогащен. Исследования на мышах предоставили доказательства причинной роли этой бактерии при раке толстой кишки, при котором она активирует экспрессию онкогенных и провоспалительных генов и путей, способствующих инфильтрации миелоидных клеток.
Исследование выявило несколько путей, посредством которых микробиом может влиять на фенотипы диабета 2 типа или ожирения. Микробиом способствует потреблению калорий, помогая переваривать недоступные в противном случае пищевые компоненты.
Исследования на мышах выявили механизмы, посредством которых микробиом кишечника и мозг взаимодействуют, влияя на патогенез болезни Паркинсона. Измененная микробиота наблюдается на мышиной модели болезни Паркинсона со сверхэкспрессией α-синуклеина (модель ASO).
Колонизация мышей GF ASO кишечной микробиотой пораженных мышей / людей усугубила двигательную дисфункцию и патологию мозга.
Секс, старение и микробиом
Старение отличается у мужчин и женщин, с различиями в продолжительности жизни, возрастных заболеваниях и хрупкости. Большинство возрастных заболеваний характеризуются половым диморфизмом; заболеваемость раком / выживаемость выше у женщин, а частота нескольких видов рака, не связанных с репродуктивностью, сильно зависит от пола.
Уровни половых гормонов изменены у мышей GF по сравнению с мышами, выращенными обычным способом. Кроме того, уровни циркулирующих половых гормонов связаны с составом и разнообразием кишечной микробиоты.
Заключительные замечания
Будущие исследования старения или возрастных заболеваний должны быть сосредоточены на роли микробиома с использованием моделей GF, профилирования микробиома и контроля связанных переменных. Более того, будет крайне важно определить, как пол изменяет микробиом и последующие последствия возрастных заболеваний. В целом, эта развивающаяся междисциплинарная область исследований могла бы ответить на преобладающие вопросы о взаимодействии хозяина и микробиома на протяжении всей жизни.