Ученые рассказали о связи кишечных бактерий с возрастом мозга
Состав кишечной микробиоты и обнаруженные в кишечнике продукты обмена веществ связаны с расчетным возрастом мозга у молодых людей и взрослых среднего возраста. Более высокий показатель также сопровождался худшими результатами когнитивных тестов и более выраженными симптомами депрессии. Как ученые оценивали возраст мозга и почему результаты пока не позволяют предсказывать его старение по анализу микробиоты — в материале «Известий».
Как ученые определяют возраст мозга
Возраст человека не всегда совпадает с возрастом, который компьютерная модель определяет по данным о его мозге. Для такой оценки исследователи анализируют характеристики снимков и сопоставляют их с возрастными закономерностями в большой выборке.
Ранее более высокий расчетный возраст мозга связывали с ухудшением памяти, когнитивных способностей и изменениями настроения. Однако большинство таких исследований касалось пожилых людей или пациентов с уже выявленными неврологическими заболеваниями.
Команда Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) решила выяснить, обнаруживаются ли подобные связи у молодых людей и взрослых среднего возраста, в том числе без диагностированных заболеваний.
Что показало исследование почти 1,5 тыс. человек
Исследователи использовали данные функциональной магнитно-резонансной томографии в состоянии покоя. Этот метод позволяет оценивать, насколько согласованно меняется активность разных областей мозга, пока человек не выполняет специального задания.
В общей сложности ученые проанализировали данные 1462 участников из трех групп. Первая включала 674 человека, две другие — 444 и 344. На первой выборке разработали модель оценки возраста, затем проверили ее на остальных.
Компьютерная модель рассчитывала возраст по функциональным связям между областями мозга. Разницу между прогнозируемым и календарным возрастом, скорректированную с учетом возрастного смещения модели, использовали для определения индекса старения мозга — Brain Aging Index, или BAI.
Более высокий индекс означал, что особенности функциональных связей соответствовали более старшему возрасту, чем фактический возраст участника.
Как возраст мозга связан с памятью и настроением
Повышенный BAI был связан с худшими показателями когнитивных функций, прежде всего рабочей памяти и исполнительных функций. Рабочая память позволяет временно удерживать и использовать информацию, а исполнительные функции помогают планировать действия, управлять вниманием и организовывать работу.
Участники с более высоким индексом также сообщали о более выраженных симптомах депрессии. Общая закономерность воспроизводилась в разных группах. Связанные с индексом особенности затрагивали области мозга, участвующие в работе памяти и процессах, при которых человек думает о себе и собственном опыте.
При этом выявленные связи не означают, что расчетный возраст мозга сам по себе объясняет все различия в памяти или настроении. В статье авторы отмечают, что величина обнаруженных эффектов была умеренной.
Как с этим связана кишечная микробиота
Для части участников одной из групп ученые дополнительно изучили образцы кала. Состав микробиоты исследовали у 212 человек, а продукты обмена веществ — в 215 образцах. Более высокий индекс старения мозга был связан с определенными бактериальными группами и метаболическим профилем.
Среди обнаруженных соединений были церамиды — разновидность липидов, производное холестерина 24-гидроксихолестерин и дикарбоновые кислоты. Более высокий BAI также был связан с меньшим содержанием гормона эстетрола в исследованных образцах.
Анализ связанных с этими признаками биологических путей указал на возможное участие иммунных процессов, работы сосудов, передачи сигналов между нервными клетками и клеточного энергетического обмена.
Эти результаты помогают определить направления для дальнейших исследований взаимодействия кишечника и мозга. Однако происхождение и роль каждого обнаруженного соединения требуют отдельного изучения.
Могут ли эти данные помочь ранней профилактике
Старший автор исследования Арпана Черч считает, что работа может помочь лучше понять изменения, возникающие задолго до заметных когнитивных нарушений.
«Старение мозга не начинается внезапно, когда мы становимся старше, однако биологические сигналы могут быть обнаружены на десятилетия раньше», — отметила она.
По словам Черч, сопоставление ранних изменений мозга с микробиотой и метаболитами позволяет искать биологические пути, которые в перспективе могут стать мишенями для профилактики.
«Это открывает возможность изучить, может ли воздействие на здоровье кишечника однажды способствовать более здоровому старению мозга», — сказала исследователь.
Пока работа описывает связи между показателями, измеренными в рамках поперечного исследования. Такой подход не позволяет установить, что изменилось первым, или определить скорость старения мозга конкретного человека. Для этого нужны длительные наблюдения с повторными измерениями.
Авторы также отмечают, что анализ микробиоты проводился в относительно небольшой подгруппе, преимущественно состоявшей из женщин. Найденные связи необходимо проверить в более крупных и сбалансированных по полу выборках.
