میکروبیوم روده و آلزایمر، یک مقاله مروری

نوع مقاله : مقاله مروری

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای میکروب شناسی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد مشهد، مشهد، ایران

2 استادیار میکروب شناسی مولکولی، گروه علوم آزمایشگاهی، دانشکده علوم پزشکی کاشمر، دانشگاه علوم پزشکی مشهد، مشهد، ایران

3 کارشناسی ارشد میکروب های بیماری زا، دانشکده علوم پایه، دانشگاه آزاد اسلامی مشهد، مشهد، ایران

چکیده

هدف:
بیماری آلزایمر یکی از شایع‌ترین و پیچیده‌ترین انواع زوال عقل است که با کاهش تدریجی حافظه، توانایی‌های شناختی و مهارت‌های اجتماعی بروز می‌کند. با توجه به روند رو به افزایش سالمندی جمعیت جهانی، این بیماری به یکی از چالش‌های اساسی نظام‌های سلامت عمومی تبدیل شده است. بر اساس گزارش سازمان جهانی بهداشت (2021)، شمار مبتلایان به آلزایمر و سایر اشکال زوال عقل حدود 55 میلیون نفر برآورد شده و پیش‌بینی می‌شود این رقم تا سال 2030 به 78 میلیون نفر و تا سال 2050 به 139 میلیون نفر افزایش یابد. یافته‌های پژوهشی اخیر نشان می‌دهند که میکروبیوم روده می‌تواند نقش مهمی در پیشگیری و مدیریت بیماری آلزایمر ایفا کند. در این راستا، پروبیوتیک‌ها به‌عنوان رویکردی درمانی نویدبخش مطرح شده‌اند که از طریق تعدیل میکروبیوم روده قادر به بهبود سلامت مغز و کاهش پیامدهای این بیماری هستند. مطالعه حاضر با هدف بررسی اثربخشی پروبیوتیک‌ها و مکانیسم‌های احتمالی آن‌ ها در کاهش عوارض آلزایمر انجام گرفته است.
روش بررسی:
جست‌وجوی نظام‌مند در پایگاه‌های PubMed، Google Scholar و ScienceDirect در بازه زمانی 2003 تا 2025 انجام شد. معیار ورود شامل مقالات بالینی، حیوانی و مروری مرتبط با آلزایمر و میکروبیوم روده بود. مقالاتی که فاقد داده‌های تجربی یا ارتباط مستقیم با موضوع بودند حذف شدند. انتخاب بازه زمانی به‌منظور پوشش مطالعات دو دهه اخیر و روندهای نوین در حوزه میکروبیوم صورت گرفت.
یافته‌ها:
مطالعات بالینی و حیوانی نشان داده‌اند که مصرف منظم پروبیوتیک‌ها می‌تواند عملکرد شناختی بیماران آلزایمر را بهبود بخشد (به‌طور متوسط 10–15٪ در آزمون‌های حافظه و توجه)، علائم افسردگی را کاهش دهد و کیفیت زندگی آنان را ارتقا دهد. این اثرات عمدتاً از طریق محور روده–مغز (ارتباط دوسویه میان دستگاه گوارش و مغز) تحقق می‌یابند؛ شامل کاهش پاسخ‌های التهابی سیستم ایمنی، افزایش تولید نوروترنسمیترهایی همچون سروتونین و دوپامین، و بهبود نفوذپذیری دیواره روده. همچنین تغییر در ترکیب میکروبیوم روده و افزایش فراوانی باکتری‌های مفید نظیر Lactobacillus و Bifidobacterium نقش مهمی در این فرآیند دارد.
نتیجه‌گیری:
پروبیوتیک‌ها نه‌تنها در کاهش علائم افسردگی و اضطراب بیماران نقش مؤثری دارند، بلکه می‌توانند کیفیت زندگی آنان را ارتقا دهند. با این حال، محدودیت‌هایی همچون کمبود داده‌های بالینی گسترده، ناهمگونی در طراحی مطالعات و فقدان متاآنالیزهای جامع وجود دارد. بنابراین، نتایج فعلی باید با احتیاط تفسیر شوند و نیاز به کارآزمایی‌های بالینی بزرگ‌تر و طولانی‌مدت وجود دارد. بررسی تعاملات میان میکروبیوم روده و مغز می‌تواند به طراحی راهبردهای درمانی مکمل برای اختلالات نورودژنراتیو، از جمله آلزایمر، کمک کند و بخشی از یک رویکرد چندوجهی درمانی باشد.

کلیدواژه‌ها

مراجع

  1. Alzheimer’s Association. (2021). Alzheimer’s Disease Facts and Figures. Alzheimer’s & Dementia, 17(3): 327-406.
  2. Prince M, Wimo A, Guerchet M, Ali GC, et al. World Alzheimer Report 2015: The Global Impact of Dementia – An analysis of prevalence, incidence, cost and trends. London: Alzheimer’s Disease International; 2015.
  3. Perry RJ, Hodges JR. Attention and executive deficits in Alzheimer’s disease: a critical review. Brain. 1999; 122(3): 383-404.
  4. Khatoon S, Kalam N, Rashid S, Bano G. Effects of gut microbiota on neurodegenerative diseases. Front Aging Neurosci. 2023; 15: 1145241.
  5.  Cryan JF, Dinan TG. Mind-altering microorganisms: the impact of the gut microbiota on brain and behaviour. Nat Rev Neurosci. 2012; 13(10): 701-712.
  6.  Eastwood J, Walton G, Van Hemert S, Williams C, Lamport D. The effect of probiotics on cognitive function across the human lifespan: a systematic review. Neurosci Biobehav Rev. 2021; 128:311-327.
  7. Cryan JF, O’Mahony SM. The microbiome-gut-brain axis: from bowel to behavior. Neurogastroenterol Motil. 2011; 23(3): 187-192.
  8. Dinan TG, Cryan JF. Gut microbiota: a key regulator of the brain-gut axis. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2017; 14(9): 569-581.
  9.  Konstantis G, Efstathiou S, Pourzitaki C, Kitsikidou E, et al. Efficacy and safety of probiotics in the treatment of irritable bowel syndrome: A systematic review and meta-analysis of randomised clinical trials using ROME IV criteria. Clin Nutr. 2023; 42(5): 800-809.
  10.  Gänzle MG. Lactic metabolism revisited: metabolism of lactic acid bacteria in food fermentations and food spoilage. Curr Opin Food Sci. 2015; 2: 106-117.
  11. Penner RM, Fedorak RN. Probiotics in the management of inflammatory bowel disease. MedGenMed. 2005; 7(3):19. PMID: 16369245.
  12. Gibson GR, Roberfroid MB. Dietary modulation of the human colonic microbiota: Introducing the concept of prebiotics. J Nutr. 1995; 125(6): 1401-1412.
  13. Knuesel T, Mohajeri MH. The role of the gut microbiota in the development and progression of major depressive and bipolar disorder. Nutrients. 2021; 14(1): 37.
  14. Hao Q, Dong BR, Wu T. Probiotics for preventing acute upper respiratory tract infections. Cochrane Database Syst Rev. 2015; 2015(2): CD006895.
  15. Heneka MT, Carson MJ, El Khoury J, Landreth GE, et al. Neuroinflammation in Alzheimer’s disease. Lancet Neurol. 2015; 14(4): 388-405.
  16. Hill C, Guarner F, Reid G, Gibson GR, et al. Expert consensus document: The International Scientific Association for Probiotics and Prebiotics consensus statement on the scope and appropriate use of the term probiotic. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2014; 11(8): 506-514.
  17. Foster JA, Rinaman L, Cryan JF. Stress & the gut-brain axis: Regulation by the microbiome. Neurobiol Stress. 2017; 7:124-136.
  18. Iqbal K, Alonso AC, Chen S, Chohan MO, et al. Tau pathology in Alzheimer disease and other tauopathies. Biochim Biophys Acta. 2005; 1739(2‑3): 198-210.
  19. Li Y, Yao Y, Zhang Z, Gan Y. Research status and development trends of probiotics in clinical applications. Front Nutr. 2025; 12: 1650883.
  20. Cho M-Y, Eom J-H, Choi E-M, Yang S-J, et al. Recent advances in therapeutic probiotics: insights from human trials. Clin Microbiol Rev. 2025; 38(2): e00240-24.
  21. Prajapati K, Bisani K, Prajapati H, Agrawal D, et al. Advances in probiotics research: mechanisms of action, health benefits, and limitations in applications. Syst Microbiol Biomanuf. 2024; 4: 386-406.
  22. Venkatesh GP, Kuruvalli G, Syed K, Reddy VD. An updated review on probiotic production and applications. Gastroenterol Insights. 2024; 15(1): 16.
  23. Blaser MJ. Probiotics and prebiotics: where are we going? Emerg Infect Dis. 2003; 9(5): 610.
  24. Lozupone CA, Stombaugh JI, Gordon JI, et al. Diversity, stability and resilience of the human gut microbiota. Nature. 2012; 489(7415): 220-30.
  25. Atanasova K, Knödler LL, Reindl W, Ebert MP, Thomann AK. Role of the gut microbiome in psychological symptoms associated with inflammatory bowel diseases. Semin Immunopathol. 2025; 47:12.
  26. Macfarlane GT, Macfarlane S. Bacteria, colonic fermentation, and gastrointestinal health. J AOAC Int. 2012; 95(1): 50-60.
  27. Maldonado Galdeano C, Cazorla SI, Lemme Dumit JM, Vélez E, Perdigón G. Beneficial effects of probiotic consumption on the immune system. Ann Nutr Metab. 2019; 74(2): 115-124.
  28. McFarland LV. Meta-analysis of probiotics for the prevention of antibiotic-associated diarrhea and the treatment of Clostridium difficile disease. Am J Gastroenterol. 2010; 105(4): 1031-1041.
  29. Mörkl S, Butler MI, Holl A, Moeller K, et al. The role of the gut microbiome in Alzheimer’s disease: a systematic review. Alzheimers Res Ther. 2021; 13(1): 1-12.
  30. Morrison DJ, Preston T. Formation of short chain fatty acids by the gut microbiota and their implications for human health. Microb Ecol Health Dis. 2016; 27(1): 1-12.
  31. Nussbaum RL, Ellis CE. Alzheimer’s disease and Parkinson’s disease. N Engl J Med. 2003; 348(14): 1356-1364.
  32. O’Callaghan A, van Sinderen D. Bifidobacteria and their role as the ‘good’ bacteria. Front Microbiol. 2016; 7: 925.
  33. O’Mahony L, Marchesi JR, Scully P, et al. Disruption of the gut-brain axis in a model of stress-induced depression. Psychol Med. 2005; 35(5): 733-42.
  34. Foster JA, McVey Neufeld KA. Gut–brain axis: how the microbiome influences anxiety and depression. Trends Neurosci. 2013; 36(5): 305-312. 
  35. Patterson E, Ryan PM, Cryan JF, et al. Gut microbiota, obesity and the metabolic disorders: a role for the gut–brain axis. Nat Rev Endocrinol. 2016; 12(11): 701-712.
  36. Rios-Covian D, Ruas-Madiedo P, Margolles A, et al. Intestinal short chain fatty acids and their link with diet and human health. Front Microbiol. 2016; 7:185.
  37. Roberfroid M. Prebiotics: the concept revisited. Nutrition. 2007; 23(5): 487-495.
  38. Rosenbaum M, Knight R, Leibel RL. The gut microbiota in human energy homeostasis and obesity. Nat Rev Endocrinol. 2015; 11(7): 408-414.
  39. Salminen S, Bouley C, Boutron-Ruault MC, et al. Functional food science and gastrointestinal physiology and function. Br J Nutr. 1998; 80(Suppl 1): S147–S171.
  40. Sanders ME, Merenstein DJ, Reid G, et al. Probiotics and prebiotics in intestinal health and disease: from biology to the clinic. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2019; 16(10): 605-16.
  41. Cryan JF, O’Riordan KJ, Sandhu K, Peterson V, Dinan TG. (2019). The microbiome-gut-brain axis. Physiological Reviews, 99(4), 1877-2013.
  42. Desbonnet L, Garrett L, Clarke G, Bienenstock J, Dinan TG. The microbiota regulates the neuroendocrine response to stress. J Neuroendocrinol. 2008; 20(4): 474-481.
  43. Feng Y, Huang Y, Wang Y, Wang P, Song H. Probiotics and their role in the treatment of Alzheimer’s disease: A systematic review. Front Aging Neurosci. 2020; 12: 1-10.
  44. Ford AC, Quigley EM, Lacy BE, Lembo AJ, et al. Efficacy of probiotics in the treatment of irritable bowel syndrome: a systematic review and meta-analysis. Am J Gastroenterol. 2014; 109(10): 1547-1561.
  45. Braniste V, Al-Asmakh M, Kowal C, Anuar F, et al. The gut microbiota influences blood-brain barrier permeability in mice. Sci Transl Med. 2014; 6(263): 263ra158.
  46. Faruqui NA, Prium DH, Mowna SA, Rahman MS, et al. Gut microorganisms and neurological disease perspectives. Future Neurol. 2021; 16(1).
  47. Dinan TG, Cryan JF. Gut-brain axis in 2016: Brain-gut-microbiota axis—mood, metabolism and behaviour. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2017; 14(2): 69-70.
  48. Dalile B, Van Oudenhove L, Vervliet B, Verbeke K. The role of short-chain fatty acids in microbiota–gut–brain communication. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2019; 16(8): 461-478.
  49. Wallace CJ, Milev R. The effects of probiotics on depressive symptoms in humans: a systematic review. Ann Gen Psychiatry. 2017; 16:14.
  50. Akhgarjand C, Vahabi Z, Shab-Bidar S, et al. The effects of probiotic supplements on oxidative stress and inflammation in subjects with Alzheimer’s disease: a randomized, double-blind, placebo-controlled study. Inflammopharmacology. 2024; 32: 1413-1420.
  51. Medeiros D, McMurry K, Pfeiffer M, Newsome K,  et al. Slowing Alzheimer’s disease progression through probiotic supplementation. Front Neurosci. 2024; 18:1309075.
  52. Xiao B, Fu L, Yang Z, Yu G. Effect of probiotics on cognitive function and cardiovascular risk factors in mild cognitive impairment and Alzheimer’s disease: an umbrella meta-analysis. J Health Popul Nutr. 2025; 44(1): 109.
  53. Vitetta, L, Coulson, S, Montalto, M. Probiotics: A new tool for treating obesity. Journal of Nutritional Biochemistry, 2015; 26(6): 589-596. 
  54. Wang, H., et al. Quality of probiotics and their effects on gut health. World Journal of Gastroenterology. 2018; 24(24): 2701-2710.
  55. Huang R, Wang K, Hu J. Effect of probiotics on depression: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials. Nutrients. 2016; 8(8): 483.
  56. Yu J, Zhang H, Li M, Wang Y, Chen L. Effect of probiotics on cognitive function and cardiovascular risk factors in patients with Alzheimer’s disease: an umbrella meta-analysis. J Health Popul Nutr. 2025; 44(1): 8.
  57. Yano JM, Yu K, Donaldson GP, et al. Indigenous bacteria from the gut microbiota regulate host serotonin biosynthesis. Cell, 2015; 161(2): 264-276.
  58. Zhang, X., et al. The role of short-chain fatty acids in regulating gut microbiota and brain function. Nature Reviews Neuroscience, 2019; 20(5): 289-304.
  59. Zhang, Y., et al. The role of gut microbiota in the development of Alzheimer’s disease: A review. Frontiers in Aging Neuroscience, 2018; 10: 300.
  60. Zhuang ZQ, Shen LL, Li WW, Fu X, et al. Gut microbiota and its association with Alzheimer’s disease: A review. Frontiers in Aging Neuroscience, 2017; 9: 1-12.
  61. Tabaza R, Hartman RE. Impact of gut–brain axis and probiotics on Alzheimer’s disease. Neurology International. 2025; 17(10): 153..
  62. Medeiros D, McMurry K, Pfeiffer M, Newsome K, et al. Slowing Alzheimer’s disease progression through probiotic supplementation. Front Neurosci. 2024; 18: 1309075.
  63. Ansari F, Neshat M, Pourjafar H, Jafari SM, et al. The role of probiotics and prebiotics in modulating of the gut-brain axis. Front Nutr. 2023; 10: 1173660.
  64. Colletti A, Cicero AFG, Fogacci F, Borghi C. The effects of probiotic supplements on oxidative stress and inflammatory parameters in subjects with Alzheimer’s disease: a randomized, double-blind, placebo-controlled trial. Inflammopharmacology. 2023; 31(5): 1637-1646.
  65. Dinan TG, Cryan JF. Gut-brain axis in 2016: Brain-gut-microbiota axis-mood, metabolism and behaviour. Nat Rev Gastroenterol Hepatol. 2017; 14(2): 69-70.
  66. Cattaneo A, Cattane N, Galluzzi S, Provasi S, , et al. Association of brain amyloidosis with pro-inflammatory gut bacterial taxa and peripheral inflammation markers in cognitively impaired elderly. Neurobiol Aging. 2017; 49: 60-68.
  67. Leblhuber F, Steiner K, Schuetz B, Fuchs D, Gostner JM. Probiotic supplementation in patients with Alzheimer’s dementia—an explorative intervention study. Curr Alzheimer Res. 2018; 15(7): 710-719.
  68. Bonfili L, Cecarini V, Berardi S, Scarpona S, et al. Microbiota modulation counteracts Alzheimer’s disease progression influencing neuronal proteolysis and gut hormones plasma levels. Sci Rep. 2017; 7: 2426.
  69. Westfall S, Lomis N, Prakash S. A novel polyphenolic prebiotic and probiotic formulation reduces Alzheimer’s disease pathology and improves cognitive performance in a mouse model. Nutr Neurosci 2019; 22(4): 274-287.
  70. Braniste V, Al-Asmakh M, Kowal C, Anuar F, et al. The gut microbiota influences blood-brain barrier permeability in mice. Sci Transl Med. 2014; 6(263): 263ra158.
  71. Akbari E, Asemi Z, Daneshvar Kakhaki R, Bahmani F, et al. Effect of probiotic supplementation on cognitive function and metabolic status in Alzheimer’s disease: a randomized, double-blind clinical trial. Front Aging Neurosci. 2016; 8: 256.  
  72. Tamtaji OR, Heidari-Soureshjani S, Mirhosseini N, Kouchaki E, et al. Probiotic and selenium co-supplementation in patients with Alzheimer’s disease: effects on cognitive function and metabolic status. Front Aging Neurosci. 2019; 11: 91.
  73.  Mohajeri MH, La Fata G, Steinert RE, Weber P. Relationship between the gut microbiome and brain function. Nutr Rev. 2018; 76(7): 481-496.
فصلنامه علمی- پژوهشی علوم پیراپزشکی وتوانبخشی
دوره 14، شماره 4
بهمن 1404
صفحه 97-111

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار