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帕金森疾病可能与肠道菌群氢气产量不足相关

2020-04-07

文献简介

帕金森患者往往伴有肠道菌群紊乱,尽管目前还没有鉴定帕金森疾病和肠道菌群之间的因果关系。肠道菌群所产生的氢气H2被认为是一种生物学上具有抗氧化、抗凋亡、抗炎症、保护细胞和信号的作用。本文讨论肠道菌群所产生的氢气不足可能对帕金森病原机制起到作用,补充氢气可能是一种潜在的治疗方式。

肠道菌群氢气产量不足与帕金森疾病关系

Inadequate Production of H2 by Gut Microbiota and Parkinson Disease

期刊名称:Trends in Endocrinology & Metabolism  时间:2018年 5月   影响因子:9.777


背景

最近的研究表明帕金森致病机理包括内在和外在因素,以及神经退行性疾病的肠脑轴机制。80%帕金森患者往往伴随胃肠道症状,特别是便秘,这可能导致帕金森患者的运动障碍。这表明肠道可能是治疗疾病的重要靶点,不论是通过肠道菌群代谢的神经性底物,还是影响肠道和中枢神经系统的炎症因子。DNA测序结果表明帕金森患者的肠道菌群失衡,一些菌科的丰度与运动障碍有着高度的相关性,但具体影响因子还不清楚。肠道菌群所产生的氢气可能是微生物-肠道-脑交流机制的介质


研究结果

H2和NO、H2S、CO已经被当作医疗气体家族成员。氢气似乎选择性的中和羟基自由基,使促炎症因子的表达下调,保护脑血管活动,这些都是神经退行性疾病的特征。最近一些研究表明氢气对帕金森疾病有一些有益的作用,包括1-甲基-4-苯基-四氢吡叮帕金森小鼠的多巴胺神经元缺失下降,预防6-羟基多巴胺诱导的黑质退化,改善左旋多巴介导的帕金森患者病情。然而关于氢气稳态和帕金森病因学之间到目前还没有清楚的研究。由于产氢气细菌会产生大量的氢气,任何特定菌群的动荡理论上都会导致肠道氢气产量不足,进一步有更少的气体进入到脑血管。现在认为帕金森患者的黑色素不足可能会导致无法产生足够的氢气保护大脑。最近的研究发现帕金森患者的肠道菌群缺乏产氢气的细菌。这表明帕金森患者产气菌群的改变会伴随着更低的动力表现。另一项试验结果同样表明PD患者的呼吸中氢气含量更低,75%的患者小肠细菌生长呈阴性。同样,1/4的PD患者出现小肠细菌过度生长呈现阳性的时候,疾病会得到改善。因此,肠道菌群驱动的氢气产量可以被考虑作为PD的诊断指标,即使目前没有相应的因果关系。



PD患者肠道菌群氢气产量不足这个情况可能需要外源气体的替代来验证氢气的功能。由于氢气的小分子质量以及有利的化学属性,氢气似乎容易渗透到生物膜,包括血脑屏障,到达PD患者多巴胺能神经元。在这里,氢气可以稀释MPTP或者6-羟基多巴胺对多巴胺神经元的急慢性毒性作用,也对运动损害有缓解作用。同样氢气可改善特殊帕金森患者的症状。至于氢气对于PD患者起作用的药代动力学和药物效力学仍然需要进一步研究阐明。


总结语

PD患者的肠道微生态失调不仅仅只是肠道菌群失衡,还有脑肠轴机制,一些细菌的代谢物和介导子,包括具有生物活性的氢气。PD患者的氢气产量降低可能是PD治疗的新的靶点。通过多种方法(比如生物学或者纳米技术)恢复胃肠道氢气的产量可能是PD患者潜在的治疗方式。然而,氢气对于PD 的作用所引发的其它影响仍然需要进一步的实验验证。

DOI10.1016/j.tem.2018.02.006